CONTROLE FÍSICO-QUÍMICO DE POA – PROTEÍNAS

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1 CONTROLE FÍSICO-QUÍMICO DE POA – PROTEÍNAS
Profa: Andréa Matta Ristow

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4 Catalisadores biológicos: enzimas; Hormônios Anticorpos
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.

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9 AMINOÁCIDO

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11 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 – 75C. De acordo com a polaridade da cadeia lateral classificam-se em: apolares, polares, polares básicos e polares ácidos.

12 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.

13 AMINOÁCIDO

14 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 essenciais Exemplo: Alanina, Ácido aspártico, Ácido glutâmico, Cisteína, Glicina, Glutamina, Hidroxiprolina, Prolina, Serina e Tirosina.

15 Dessa maneira há a liberação de uma molécula de água.
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.

16 LIGAÇÃO PEPTÍDICA

17 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

18 SÍNTESE POR DESIDRATAÇÃO

19 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).

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21 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.

22 COMPOSIÇÃO - PROTEÍNAS
Carbono % Hidrogênio % Oxigênio % Nitrogênio % Enxofre ,2- 0,3%

23 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.

24 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 e vários milhões. Nesta categoria situam-se as proteínas ativas como os enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc.

25 PROTEÍNAS FIBROSAS

26 PROTEÍNAS GLOBULARES

27 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

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29 PROTEÍNAS - ESTRUTURA alfa-hélice (helicoidal) folha-Beta (pregueada)
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

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31 PROTEÍNAS – ESTRUTURA SECUNDÁRIA

32 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.

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34 PROTEÍNAS – ESTRUTURA QUARTENÁRIA
A estrutura quaternária é a união de várias estruturas terciárias que assumem formas espaciais bem definidas.

35 O que é a estrutura quaternária?
Constituida por mais de uma cadeia polipeptídica, ocorrendo a associação de subunidades polipeptídicas terciária Associação de subunidades Uma subunidade

36 DESNATURAÇÃO PROTEICA
MODIFICAÇÕES DAS PTNS DESNATURAÇÃO PROTEICA 2°, 3 °OU 4°

37 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

38 Desnaturação de proteínas

39 Desnaturação e renaturação proteicas

40 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

41 DESNATURAÇÃO Desnaturação desejável: Desnaturação indesejável:
Fabricação de Queijos (coalho); Obtenção da clara em neve; Ovo frito; Pasteurização (Ptn do soro) Desnaturação indesejável: Congelamento e descongelamento; Carne PSE

42 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).

43 DEGRADAÇÃO DESEJÁVEL Fabricação de Queijos (Maturação)
Fabricação do Salame (“Cultura starter”) Maturação da carne

44 DEGRADAÇÃO INDESEJÁVEL - PUTREFAÇÃO
PROTEÍNAS PEPTÍDEOS, AMINOÁCIDOS H2S, NH3, INDOL, CADAVERINA

45 DEGRADAÇÃO protéinas  polipeptídios peptídios  ácidos aminados
descarboxilação  aminas + CO2 desaminação ác. orgânicos + NH3

46 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

47 DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNAS
Baseado no teor de nitrogênio Nitrogênio: presente em proteínas, carboidratos, lipídeos, SNNP etc Proteína: 16% de Nitrogênio (média)

48 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 g N Xg Ptn Yg N XgPTN = Y x 100 = Y x 6,25 16

49 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

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52 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)

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54 MÉTODO DE KJELDAHL - DIGESTÃO

55 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.

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57 MÉTODO DE KJELDAHL - DESTILAÇÃO

58 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)

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60 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.

61 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 Xg Nitrogênio ____________ Peso da amostra (g) Y ____________ g da amostra

62 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).

63 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.

64 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.

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66 MÉTODO DE BIURETO

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