INSTITUTO POLITÉCNICO DE COIMBRA

ESCOLA SUPERIOR AGRÁRIA

Estudos sobre a formação de espuma proteica – exemplos das claras em castelo.

Adelcia Veiga, nº 20900043 LEAL 2ºano

Relatório cientifico para disciplina de Química Alimentar

Coimbra, Dezembro de 2009

Índice

INTRODUÇÃO..................................................................................................................................3PROPRIEDADES ESPUMANTES DAS PROTEÍNAS...............................................................4OBJECTIVO...................................................................................................................................4OVO................................................................................................................................................4

Constituição geral da gema e da clara........................................................................................4Espuma proteica das claras de ovo.............................................................................................5

Procedimento Experimental................................................................................................................5CÁLCULOS E RESULTADOS..................................................................................................................6

Calculo da massa do acido tartárico e da sacarose a ser adicionado..............................................6Calculo do valor de pH...................................................................................................................6

Conclusão...........................................................................................................................................8QUESTIONÁRIO...............................................................................................................................9BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................................11

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INTRODUÇÃO

Proteínas (do grego "protos" = primeiro) são macromoléculas resultantes da condensação de moléculas de aminoácidos, através de ligaçoes peptídicas, sendo cada aminoácido constituído por um grupo amino (-NH2) básico (alcalino), um grupo carboxílico (-COOH) ácido e uma cadeia lateral (grupo R) que é diferente para cada um dos 20 diferentes aminoácidos existentes.

Ilustração 1-Estrutura básica de um aminoácido.

Quando dois ou mais aminoácidos são unidos quimicamente, a ligação covalente resultante entre eles é chamada de ligação peptídica.

Ilustração 2 - Ligação peptidica entre dois aminoácidos

PROPRIEDADES ESPUMANTES DAS PROTEÍNAS

As espumas são colóides de gases dispersos numa fase líquida e podem ser formadas através da agitação de uma solução com proteínas. As espumas obtidas através de soluções de proteínas são uma consequência da desnaturação parcial e do desdobramento das cadeias polipeptídicas.

Assim, as regiões hidrofóbicas ficam expostas ao ar ou a uma fase lipídica, onde são estáveis. As proteínas actuam como estabilizantes das espumas através da formação de um filme flexível e coesivo que envolve as bolhas de gás. A capacidade de formar e estabilizar espumas não é a mesma para todas as proteínas

OBJECTIVO - Estudos sobre a formação de espuma proteica – exemplos das claras em castelo.

OVO

Constituição geral da gema e da clara

A gema representa um terço do volume do ovo sem casca.

É composta por 50% água e 34% lípidos, 16% de proteína, alguma glucose e sais minerais. A fase líquida é uma solução de água com várias proteínas (livetinas) em suspensão organizadas em pequenos grânulos. Contém também lecitina que é um lípido emulsionante (estabiliza misturas de água e óleo), muito importante em molhos.

Ilustração 3-constituintes do ovo.

A clara é dois terços do volume do ovo sem casca.

Maioritariamente água, contém 10% de proteína, alguns minerais, glucose e lípidos. Entre essas proteínas está a lisozima. A lisozima, que normalmente está enrolada sobre si mesma numa forma globular, ao esticar ajuda na formação das claras em castelo.

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A proteína ovomucina organiza o líquido viscoso dando-lhe alguma coesão (é por isso que a clara não escorre como água).

No pI, uma quantidade crescente de proteína é adsorvida para a interface, devido à falta de repulsão entre esta e as moléculas adsorvidas. Estes dois factores beneficiam a formação da espuma e a sua estabilização.

Espuma proteica das claras de ovo.

As claras em castelo são uma espuma, quer dizer uma dispersão de bolhas de ar num líquido. Esta espuma é relativamente estável, pois as claras de ovo são formadas por proteínas dissolvidas em água, numa concentração tal que torna o líquido viscoso. Se batermos só água forma-se espuma, mas esta desaparece rapidamente, pois as moléculas de água atraem-se umas às outras (alta tensão superficial) e a água entre as bolhas cai rapidamente. A viscosidade da clara torna este fenómeno muito mais lento e além disso o oxigénio do ar altera e coagula (desnatura) algumas das proteínas da clara do ovo (albuminas) e torna a espuma mais estável. Quando se começa a bater as bolhas de ar são maiores, à medida que se bate vão-se tornando cada vez menores, a espuma fica assim mais fina e estável.

As proteínas da clara do ovo são bons agentes formadores de espumas a pH entre 8 e 9 e no seu ponto isoeléctrico (4 a 5). Estas apresentam boas propriedades emulsionantes devido a terem zonas hidrofílicas e hidrofóbicas, na mesma molécula. Cada proteína da clara do ovo tem uma função específica na formação e estabilização da espuma.

Procedimento Experimental

“Seguiu-se a planificação experimental fornecida pelo professor que se apresenta em Anexo.”

“Tarou-se três copos e adicionou-se uma clara de ovo em cada um dos copos. Posteriormente adicionou –se quantidades crescentes de ácido tartárico (0,5% m/m e 3% m/m),em dois destes e sacarose(5% m/m) no outro, batendo-os com uma batedeira ate se obter uma espuma consistente. Deixou-se em repouso durante alguns minutos afim de observar o comportamento de cada um.”

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CÁLCULOS E RESULTADOS

Copo Copo + clara de ovo Clara de ovoCopo sacarose (5% m/m) 102,323g 136,57g 34,24g

Copo b - ácido tartárico (0,5% m/m)

120,61g 156,560g 35,95g

Copo 2- ácido tartárico (3% m/m), 101,69g 139,46g 37,77g

Tabela 1 - Relação da massa dos copos antes e depois da adição das claras de ovo.

Calculo da massa do acido tartárico e da sacarose a ser adicionado.

- Sacarose 5% m/m 34,34g 1,72g de sacarose

- Ácido tartárico 0,5% m/m 35,95g 0,18g de Ácido tartárico

– Ácido tartárico 3% m/m 37,77g 1,13g Ácido tartárico

Ilustração 4-Balança laboratorial.

Calculo do valor de pH

Ilustração 5- Estrutura química do ácido tartárico.

HCOO - CH ( OH )- CH ( OH ) - COOH

* Formula molecular: C4H6O6

* Massa molecular: 150,09g/mol *Ka = 2,98*10-3

ácido tartárico – vinho, sucos de fruta (acidifica), gelado (melhora o sabor);

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Copo b m = 35,95g = 35,95 ml

n = m/P.M↔ n = 0,18g /150,09g ↔ n = 1,20*10-3 mol

C = n/v ↔ C = 1,20*10-3 mol / 35,95*10-3 L ↔ C = 0,0334 mol/L

[H+] = (Ka * C) 1/2 ↔ [H+] = (2,98*10 -3 * 0,0334) 1/2 ↔ [H+] = 9,97*10-3

pH = - log [H+] ↔ pH = - log [9,97*10-3] ↔ pH = 2

Copo 2 m = 37,77g = 37,77 ml

n = m/P.M↔ n = 1,13g /150,09g ↔ n = 7,52*10-3 mol

C = n/v ↔ C = 7,52*10-3 mol / 37,77*10-3 L ↔ C = 0,199 mol/L

[H+] = (Ka * C) 1/2 ↔ [H+] = (2,98*10 -3 * 0,199 ) 1/2 ↔ [H+] = 0,0236*10-3

pH = - log [H+] ↔ pH = - log [0,0236*10-3] ↔ pH = 1.62

Gráfico 1 – Relação entre a velocidade de formação e da estabilidade da espuma proteica com a adição do ácido tartárico(a).

a Os valores apresentados nos gráficos servem apenas para exemplificar, pois durante a realização do trabalho não se verificou o registo destes dados.

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1- Copo b (Ácido tartárico 0,5% m/m

1 2- Copo 2 (Ácido tartárico 3% m/m)

3- Copo sacarose (5% m/m)

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Ilustração 6- Diferença do volume entre os copos após a formação da espuma proteica.

Conclusão

“A adição de ácido tartárico é eficaz no aumento da velocidade de formação e da estabilidade da

espuma”.

Isto acontece porque o ácido vai fazer com que as proteínas se desnaturem de uma forma mais rápida e eficiente, tornando a espuma mais estável.

“A adição de sacarose retarda a formação de espuma e melhora a sua estabilidade”.

A sacarose vai aumentar a estabilidade das claras, pois liga-se às moléculas de água destas retendo-as na espuma retardando a formação de espuma, fazendo com que a espuma tenha menos tendência para se deslaçar.

A velocidade de formação da espuma proteica e a estabilidade da mesma verificou-se mais rapidamente no copo 2 (Ácido tartárico 3% m/m) do que no copo b (Ácido tartárico 0,5% m/m)e do que no Copo sacarose (5% m/m), e este também apresentou um volume maior em relação aos três copos.

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Concluímos assim que uma pequena quantidade de ácido é suficiente para um efeito pronunciado na formação/ volume de uma espuma proteica, contudo a sacarose apesar de retardar a formação da espuma proteica, confere-lhe maior estabilidade.

QUESTIONÁRIO

1. Qual o valor médio de pH, ou intervalo de valores de pH, das claras de ovo fresco? Indique

a fonte consultada. Explique o que acontece a esse valor de pH durante o armazenamento

dos ovos.

O pH da clara no ovo fresco é de 7,6 a 7,9, aumentando para até 9,7 durante o armazenamento devido a temperatura e a difusão do CO2 através da casca(BELITZ E GROSCH, 1988; LINDEN E LORIENT, 1996).

2. Indique as principais funções das proteínas da clara de ovo.

A Ovoalbumina, proteína majoritáriamente presente na clara do ovo, a qual servirá de reserva alimentar utilizada pelo embrião. possui propriedades antigênicas resistentes à desnaturação térmica, é termo-estável. Várias proteínas da clara possuem atividade biológica como, por exemplo enzimática(lisozima), inibidores enzimáticos (ovomucóide e ovoinibidor), e como formadores decomplexos de coenzimas (flavoproteína, avidina).

3. A. Explique a formação de uma espuma de natureza proteica.

A clara batida é um colóide constituído de bolhas de ar, cercadas de albumina, que passou por uma desnaturação da superfície líquido-ar. Alguns dos aminoácidos são hidrofóbicos e outros são hidrofílicos e aquando da formação da espuma a estrutura da proteína é alterada e os aminoácidos hidrofóbicos agrupam-se longe das moléculas de agua (junto ao ar) e os hidrofílicos são agrupados junto as moléculas de agua, formando assim bolhas de ar. Essa desnaturação torna parte dessa proteína insolúvel, endurecendo e estabilizando a espuma.

4. Caso colocasse as claras em castelo, obtidas durante a realização do trabalho experimental,

dentro de um forno a 200 ºC, durante 10-20 minutos, o que aconteceria? Explique essas

transformações.

Caso as claras em castelo, fossem sujeitas a estas condições, os copos em que se adicionou ácido tartárico por terem produzindo espumas de maior volume, consequentemente espumas menos estáveis, passariam a um estado fluido mais rapidamente do que a que foi adicionada sacarose. Porem a presença de glicose na clara leva à ocorrência do escurecimento não-enzimático pelo aquecimento sujeitado.

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5. Porque é que não se deve deixar gema junto da clara do ovo quando se pretende obter

claras em castelo?

Um pouco de gema (1/3 da gema é gordura) a contaminar as claras impede que se obtenham umas claras em castelo estáveis. As moléculas de gordura vão colocar-se entre as moléculas de proteína, impedindo a ligação entre elas. Também dificultam a desnaturação pelo oxigénio do ar, dificultando a formação de um filme protector em volta das bolhas que tornaria a espuma estável.

6. Para além do pH e da adição de sacarose, quais os outros factores que poderão afectar o

tempo requerido para a formação de espuma, o volume e a sua estabilidade?

Outros factores que influenciam a estabilidade e a formação de espumas, são entre eles, a presença de lípidos e a concentração de proteínas.

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BIBLIOGRAFIA

Às vezes é mais difícil as claras ficarem em castelo. Disponível em:www.cienciaviva.pt/docsforum/moussedechocolate.doc> Acesso em: 29 de Novembro de 2009.

A física e a química do ovo. Disponível em:http://quimicamente.no.sapo.pt/ingredientes_ovoinfo.html#topo> Acesso em: 29 de Novembro de 2009.

Características dos Ovos. Disponível em:http://www.agais.com/telomc/b00707_caracteristicas_ovos.pdf> Acesso em: 29 de Novembro de 2009.

pH da clara de ovo fresco. Disponível em:http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-84782009005000113&script=sci_arttext> Acesso em: 2 de Dezembro de 2009.

Claras em castelo. Disponível em:http://www.cienciaviva.pt/docs/cozinha12.pdf > Acesso em: 29 de Novembro de 2009.

PROPRIEDADES ESPUMANTES DAS PROTEÍNAS. Disponível em:http://alimentar.blogs.sapo.pt/1907.html > Acesso em: 29 de Novembro de 2009.

Imagens

Aminoácidos. Disponível em:www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/aminoacido... > Acesso em: 2 de Dezembro de 2009.

Proteínas. Disponível em: epcpalmas.wordpress.com/2009/05/12/3573/ > Acesso em: 2 de Dezembro de 2009.

Em anexo a planificação experimental fornecida pela professora Joana Laranjeira.

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