CONTROLE FÍSICO-QUÍMICO DE POA – PROTEÍNAS
Profa: Andréa Matta Ristow
PROTEÍNAS - FUNÇÕES
Função estrutural: esqueleto, musculatura, tecidos conjuntivos e epiteliais, tecido nervoso;
Catalisadores biológicos: enzimas; Hormônios Anticorpos Transporte de nutrientes e metabólitos,
através de membranas biológicas e nos diversos fluidos fisiológicos.
AMINOÁCIDO
CADEIA LATERAL
A cadeia lateral dos aminoácidos influencia nas
propriedades físico-químicas das proteínas.
Caseína: alta resistência a tratamentos térmicos
severos.
Ptns miofibrilares: desnaturadas entre 57 – 75C.
De acordo com a polaridade da cadeia lateral
classificam-se em: apolares, polares, polares básicos e
polares ácidos.
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS - CADEIA LATERAL
Apolar ou hidrofóbicas: localizados no interior da
Ptn
Polares (sem carga ou hidrofílicos) : ligação com
a água através de pontes de hidrogênio.
Polares básicos: cadeia lateral carregada
positivamente.
Polares ácidos: cadeia lateral carregada
negativamente.
AMINOÁCIDO
AMINOÁCIDO
Dentre os 20 aminoácidos, existem 10 que são conhecidos como essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que devem ser incluídos na dieta e que não são sintetizados pelo nosso organismo.
● Aminoácidos essenciais Exemplo: Metionina, Valina, Isoleucina, Leucina,
Fenilalanina, Tripofano, Lisina e Treonina
● Aminoácidos não essenciaisExemplo: Alanina, Ácido aspártico, Ácido glutâmico,
Cisteína, Glicina, Glutamina, Hidroxiprolina, Prolina, Serina e Tirosina.
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
A ligação peptídica é uma ligação amida
formada entre o grupamento terminal
carboxílico de um aminoácido com o
grupamento terminal amino de um outro
aminoácido.
Dessa maneira há a liberação de uma
molécula de água.
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
No momento em que a proteína está sendo sintetizada e as ligações peptídicas estão se formando, o radical carboxila perde um grupamento –OH (hidroxila), deixando uma ligação livre.
Simultaneamente, o radical amina de outro aminoácido perde um átomo de hidrogênio (–H ), ficando, também, com uma ligação livre.
Síntese por desidratação
SÍNTESE POR DESIDRATAÇÃO
LIGAÇÃO COVALENTE
A ligação peptídica efetivamente ocorre
entre o carbono (C) de um aminoácido e
o nitrogênio (N) do aminoácido vizinho,
classificada como ligação covalente (C-
N).
POLIPEPTÍDEO
As moléculas que se formam a partir da ligação de aminoácidos são conhecidas como peptídeos.
2aminoácidos = dipeptídeo, 3 aminoácidos = tripeptídeo, 4 aminoácidos = tetrapeptídeo. GERAL: OLIGOPEPÍDEOS para designar moléculas
formadas por aminoácidos (do grego oligo, pouco)
POLIPEPTÍDIOS, para denominar moléculas compostas por muitos aminoácidos (do grego poli, muitos).
Proteína, portanto, pertence à categoria dos polipeptídios, já que são constituídas por um número expressivo de aminoácidos.
COMPOSIÇÃO - PROTEÍNAS
Carbono 50- 55%
Hidrogênio 6- 8%
Oxigênio 20- 24%
Nitrogênio 15- 18%
Enxofre 0,2- 0,3%
PROTEÍNAS - CLASSIFICAÇÃO
Quanto à composição: Proteínas simples ou homoproteínas: são
formadas exclusivamente por aminoácidos. Ex: Albumina
Proteínas complexas, conjugadas ou heteroproteínas: são formadas por cadeias de aminoácidos ligadas a grupos diferentes, denominados grupos prostéticos.
Por exemplo: glicoproteínas, o grupo prostético é um glicídio; lipoproteínas, o grupo prostético é um lipídio.
PROTEÍNAS - CLASSIFICAÇÃO
Quanto à forma: Proteínas Fibrosas - Na sua maioria, as proteínas fibrosas
são insolúveis nos solventes aquosos e possuem pesos moleculares muito elevados. São formadas geralmente por longas moléculas mais ou menos retilíneas e paralelas ao eixo da fibra. A esta categoria pertencem as proteínas de estrutura, como colágeno do tecido conjuntivo, as queratinas dos cabelos etc.
Proteínas Globulares - De estrutura espacial mais complexa, são mais ou menos esféricas. São geralmente solúveis nos solventes aquosos e os seus pesos moleculares situam-se entre 10.000 e vários milhões. Nesta categoria situam-se as proteínas ativas como os enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc.
PROTEÍNAS FIBROSAS
PROTEÍNAS GLOBULARES
PROTEÍNAS - ESTRUTURA
Estrutura Primária – Refere-se a sequência linear de aminoácidos que estão covalentemente ligados por meio de ligações peptídicas.
Seqüência de aminoácidos é que determinará a função de uma proteína.
Aminoácido 1 = grupamento amino livre = amino-terminal ou N-terminal.
Último aminoácido = grupamento carboxílico livre = carboxi-terminal ou C-terminal
PROTEÍNAS - ESTRUTURA
Estrutura Secundária: Geralmente é resultante de
ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) que ocorrem entre o hidrogênio do grupo – NH e o oxigênio do grupo C ═ O. Assim, formam-se estruturas parecidas com uma mola (um exemplo ocorre com a queratina de nossos cabelos) ou como folhas de papel dobradas.
alfa-hélice (helicoidal) folha-Beta (pregueada) Ex: Ptn do soro
PROTEÍNAS – ESTRUTURA SECUNDÁRIA
PROTEÍNAS – ESTRUTURA TERCIÁRIA
Quando as estruturas secundárias das proteínas se dobram sobre si mesmas, elas dão origem a uma disposição espacial denominada de estrutura terciária.
Ocorre geralmente como resultado de ligações de enxofre, conhecidas como pontes de dissulfetos.
PROTEÍNAS – ESTRUTURA QUARTENÁRIA
A estrutura quaternária é a união de várias estruturas terciárias que assumem formas espaciais bem definidas.
O que é a estrutura quaternária? Constituida por mais de uma cadeia
polipeptídica, ocorrendo a associação de subunidades polipeptídicas
Uma subunidade
Associação de subunidadesterciária
MODIFICAÇÕES DAS PTNS
DESNATURAÇÃO PROTEICA
2°, 3 °OU 4°
Desnaturação de proteínas
Uma proteína pode estar no estado nativo (N), em que apresenta a função para a qual foi produzida, ou no estado desnaturado (D), em que não apresenta uma função específica
Desnaturação pode ser por:
Temperatura calor: (60º - 100ºC/1h ou menos) ou
congelamento lento seguido de descongelamento rápido
pH extremos
Solventes orgânicos (álcool, éter, benzeno)
Agitação intensa
Desnaturação de proteínas
Desnaturação e renaturação proteicas
DESNATURAÇÃO
Alterações nas propriedades:
Diminuição da solubilidade
Diminuição da capacidade de retenção de
água
Aumento da viscosidade
Facilita o ataque da enzimas proteolíticas -
↑ da digestibilidade
DESNATURAÇÃO
Desnaturação desejável:- Fabricação de Queijos (coalho);- Obtenção da clara em neve;- Ovo frito;- Pasteurização (Ptn do soro)
Desnaturação indesejável:• Congelamento e descongelamento;• Carne PSE
DEGRADAÇÃO
Ocorre rompimento das ligações covalentes
(estrutura primária). Pode ser provocada por
enzimas autolíticas (enzimas proteolíticas
do próprio substrato) ou microbianas, ou por
hidrólise química (provocam a entrada de
moléculas de água entre as de proteínas e
assim, a estrutura protéica é desmontada).
DEGRADAÇÃO DESEJÁVEL
Fabricação de Queijos (Maturação) Fabricação do Salame (“Cultura starter”) Maturação da carne
DEGRADAÇÃO INDESEJÁVEL - PUTREFAÇÃO
PROTEÍNAS
PEPTÍDEOS, AMINOÁCIDOS
H2S, NH3, INDOL, CADAVERINA
DEGRADAÇÃO
protéinas polipeptídios
peptídios ácidos aminados
descarboxilação aminas + CO2
desaminação
ác. orgânicos + NH3
DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS
O procedimento mais comum é através da
determinação de um elemento ou um grupo
pertencente à proteína.
A conversão para o conteúdo de proteína é
feita através de um fator.
Elementos: carbono e nitrogênio
Grupos: aminoácidos
DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS
Baseado no teor de nitrogênio
Nitrogênio: presente em proteínas,
carboidratos, lipídeos, SNNP etc
Proteína: 16% de Nitrogênio (média)
DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS – teor de N
Fator de correção: transformar o teor de
nitrogênio em teor de proteína (6,25)
OBS: leite = 6,38
100g Ptn ---------- 16g N Xg Ptn ---------- Yg NXgPTN = Y x 100 = Y x 6,25
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MÉTODO DE KJELDAHL - PROCEDIMENTOS
Determina o N orgânico total, ou seja, N
protéico e não protéico orgânico.
É uma metodologia lenta, que deve ser
cuidadosamente conduzida para se
evitar acidentes ou produção de
resultados errôneos.
DIGESTÃO → DESTILAÇÃO → TITULAÇÃO
MÉTODO DE KJELDAHL - DIGESTÃO
Nitrogênio é liberado da proteína pela destruição da molécula de proteína através de reações de oxiredução, ficando no meio sob a forma do sulfato de amônia;
A reação inicia com a liberação de fumaças brancas que correspondem a vapores de CO2, SO2, e outros compostos voláteis.
A etapa de mineralização está concluída quando não há mais liberação destes vapores.
(C + N + O + H) + H2S04 → C02+NH3(amônia) + SO2
2NH3+ H2S04 → (NH4)2S04 (sulfato de amônia)
MÉTODO DE KJELDAHL - DIGESTÃO
MÉTODO DE KJELDAHL - DESTILAÇÃO
Após resfriada a amostra é submetida ao processo de destilação.
No aparelho destilador a amostra será destilada pela presença de hidróxido de sódio que volatiliza a amônia.
A amônia é recolhida em Erlenmeyer contendo solução de ácido bórico + indicadores de pH
O ácido bórico fixa a amônia, formando o borato de amônia.
MÉTODO DE KJELDAHL - DESTILAÇÃO
MÉTODO DE KJELDAHL - TITULAÇÃO
O destilado é titulado com ácido clorídrico (0,1N) .
O HCl é gotejado na amostra até a viragem da cor.
Baseado na equivalência entre o conteúdo de N na amostra e o HCl usado na TITULAÇÃO (Volumetria)
MÉTODO DE KJELDAHL - RESUMO
O método de Kjeldahl consiste na digestão da amostra protéica por ácido sulfúrico, destilação com fixação da amônia pelo ácido bórico e, titulação com ácido clorídrico onde, o volume deste utilizado na titulação vai determinar a quantidade de nitrogênio da amostra e, conseqüentemente a quantidade de proteína, visto que, em geral o nitrogênio corresponde a 16% do peso da amostra protéica.
MÉTODO DE KJELDAHL - CÁLCULOS
1 Eq HCl _____________ 1 Eq Nitrogênio 1N (1Eq/1000 mL) _____ 14 g Nitrogênio 1N (1mL) ____________ 0,014g Nitrogênio 0,1N (1mL) ___________ 0,0014g Nitrogênio
Logo: 1mL (0,1N) __________ 0,0014g Nitrogênio Vol. de HCl x fator __________ Xg Nitrogênio
Logo: Xg Nitrogênio ____________ Peso da amostra (g) Y ____________ 100g da amostra
MÉTODO DE KJELDAHL - CÁLCULOS
O nitrogênio total (NT) é determinado pela seguinte
equação:
NT (%) = Va x Fc x 0,0014 x 100
P
Onde:
NT – teor de nitrogênio total na amostra, em
percentagem;
Va – volume da solução de ácido clorídrico gasto na
titulação da amostra, em mililitros;
Fc – fator de correção para o ácido clorídrico;
P – massa da amostra (em gramas).
FATOR DE CORREÇÃO - Fc
Fator de correção (Fc) é um número empírico que tem por finalidades corrigir e ajustar a concentração da solução preparada. Este fator corresponde à relação existente entre um volume conhecido de um padrão primário e o volume médio gasto na titulação, ou seja:
Fc = C x V1 x Fc1 ÷ C x V1 x Fc1 Padrão primário Solução Para efeitos de precisão e aceitabilidade da
solução produzida, o Fc deve estar no intervalo 0,98 a 1,02.
MÉTODO DE KJELDAHL - CÁLCULOS
PB = NT x FN
Onde: PB – teor de proteína bruta na amostra,
em percentagem; FN – 6,25. Expressa-se o resultado corrigido,
tendo-se como base de correção a matéria seca a 105oC.
MÉTODO DE BIURETO