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INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS

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Apresentação em tema: "INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS"— Transcrição da apresentação:

1 INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS
Prof. Paulo Duarte Filho BAGÉ – AGOSTO/2010

2 Introdução Elucidar quimicamente as estruturas das partes funcionais das células; Descrever e analisar as mudanças químicas que ocorrem nos organismos vivos; A partir dos anos 60: princípios organizados o que facilitou o seu estudo; Ramos específicos para cada área de estudo: \bioquímica estrutural, metabólica, de alimentos, tecnológica, analítica, biotecnologia, entre outras.

3 Introdução há muito tempo atrás: difícil de distinguir o que separava um ser vivo de um composto inanimado; Atualmente: dificuldade em saber em que ponto pode se interferir nas reações que caracterizam os seres vivos; Processador de alimentos: matéria-prima comporta-se como “seres vivos”

4 Introdução Processador de alimentos:
inibir determinados processos que ocorrem nos seres vivos e induzir outros; atender às necessidades nutricionais dos indivíduos.

5 Características da matéria viva
Matéria que compõe o universo: - compostos inanimados: átomos e/ou moléculas altamente organizados, mas que não sofrem por si grandes mudanças; - seres vivos: constituídos por átomos e moléculas, que apesar de individualmente serem inanimados, em conjunto podem crescer, manter-se, reproduzir-se e morrer – mudanças metabólicas constantes.

6 Características da matéria viva
Seres vivos: complexos altamente organizados cujas células constituintes apresentam estruturas internas, e moléculas complexas. Moléculas – individualmente - comportamento em acordo com as leis da física e da química.

7 Características da matéria viva
Século 19: - unidades morfológicas células - Características que identificam os “seres vivos”: - complexidade e organização – moléculas complexas - funções definidas – cada componente - capacidade de extração e transformação de energia - capacidade de auto-reprodução

8 Características da matéria viva
Soma de partes inanimadas “Força divina” (Filósofos medievais) “Lógica molecular” (avanço da ciência) Biomoléculas: encontradas nos organismos – constituídas por carbonos (compostos orgânicos) Biodiversidade: macromoléculas são compostas de muitas moléculas simples.

9 Características da matéria viva
individualidade de cada organismo: conjunto característico de compostos nitrogenados, os ácidos nucléicos e as proteínas; vias metabólicas universais: - decomposição de metabólitos chave (carboidratos); - síntese de macromoléculas

10 Características da matéria viva
nas células ocorre transformação de energia: - nutrientes orgânicos - captação da luz solar (energia química) EXECUÇÃO DE TRABALHO químico: síntese de moléculas orgânicas osmótico: transporte dentro das células mecânico: contração e locomoção

11 Características da matéria viva
nas células ocorre transformação de energia: - nutrientes orgânicos - captação da luz solar (energia química) Enzimas catalisam as reações químicas das células

12 Características da matéria viva
nos seres vivos os sistemas de reação são mais complexos que as reações químicas comuns: - reações químicas ligadas em sequências – transferência de energia química entre biomoléculas - compostos de alto peso molecular e configuração precisa - muitas das reações são catalisadas por enzimas

13 Características da matéria viva
auto-replicação: propriedade que mais impressionou os cientistas DNA: transmissão de informação DNA: molécula orgânica frágil que contém a informação genética informação genética é codificada numa sequência unidimensional de diferentes unidades elementares de DNA

14 Características da matéria viva
Disponibilidade de água - condições adversas: estado de latência (baixo nível metabólico) - métodos artificiais: congelamento, liofilização ou presença de outros solutos (glicerina, sal, entre outros)

15 Características da matéria viva
seres vivos necessitam de energia: - autotróficos: sintetizar substâncias complexas através de substâncias simples – plantas, microrganismos e algas - heterotróficos: obtêm energia a partir de substâncias complexas – animais e microrgaanismos

16 A BIOQUÍMICA E A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS
Evolução do homem - obtenção e conservação de alimentos Primórdios da civilização - conservação de alimentos – empirismo Evolução da bioquímica - como se alimentar adequada e satisfatoriamente

17 A BIOQUÍMICA E A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS
Toda a vez que se pretende interferir num tecido vivo é necessário saber: - Alimentos: misturas complexas de espécies químicas – lipídios, carboidratos, proteínas – água * outros compostos: cor, sabor, odor * valor nutricional: vitaminas * componentes traços: inibidores ou tóxicos

18 A BIOQUÍMICA E A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS
Toda a vez que se pretende interferir num tecido vivo é necessário saber: - atividade química: interação entre os grupos ativos das moléculas presentes nos alimentos, com o meio próprio e com o ambiente que os rodeia (ar, água, embalagem, equipamentos de processamento, etc.)

19 A BIOQUÍMICA E A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS
Toda a vez que se pretende interferir num tecido vivo é necessário saber: - As alterações endógenas e exógenas podem levar a mudanças desejáveis e indesejáveis. Engenheiro de Alimentos Intervenção nos acontecimentos bioquímicos Otimizar alterações desejáveis e inibir as indesejáveis

20 A BIOQUÍMICA E A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS
Toda a vez que se pretende interferir num tecido vivo é necessário saber: - estrutura física: fator fundamental na aceitabilidade – textura – fator limitante na reatividade química

21 A BIOQUÍMICA E A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS
Bioquímica de alimentos “Estudo da composição dos alimentos e das reações que levam à mudanças na sua constituição característica”.

22 ORGANIZAÇÃO CELULAR CÉLULA Acúmulo de átomos
- pequenas unidades moleculares a grandes biomoléculas – proteínas e ácidos nucléicos Conjunto de moléculas em interação, envoltas em uma membrana adequada CÉLULA

23 ORGANIZAÇÃO CELULAR - Célula eucariótica: núcleo envolto por uma membrana. Célula eucariótica animal

24 ORGANIZAÇÃO CELULAR - Célula procariótica: núcleo não é envolto por uma membrana. Célula procariótica

25 ORGANIZAÇÃO CELULAR Célula vegetal Célula animal
Fotossíntese – cloroplastos Mitocôndrias - respiração

26 ORGANIZAÇÃO CELULAR As atividades dentro de uma célula são semelhantes ao sistema de transporte de uma cidade. Níveis de organização estrutural no corpo humano

27 ORGANIZAÇÃO CELULAR Natureza química de biomoléculas importantes
Química orgânica – compostos de carbono, hidrogênio e seus derivados - biomoléculas – parte da química orgânica Início do século XIX – forças vitais - crença de que compostos encontrados em organismos vivos não podiam ser produzidos em laboratório. Friedrich Whöhler (1828)

28 ORGANIZAÇÃO CELULAR Natureza química de biomoléculas importantes
Reações das biomoléculas - Descritas pelos métodos da química orgânica – classificação dos grupos funcionais (amidas, aminas, ésteres, álcoois, éteres, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, etc.)

29 ORGANIZAÇÃO CELULAR Natureza química de biomoléculas importantes
Reações das biomoléculas - Derivados do ácido fosfórico: pouco mencionados nos cursos iniciais sobre química orgânica.

30 Produtos formados (ácido cianídrico, formaldeído e aminoácidos)
ORGANIZAÇÃO CELULAR Biomoléculas Origem da vida: - big-bang - Experimento de Miller-Urey Descarga elétrica atravessa um sistema fechado que contém H2, CH4 e NH3 Produtos formados (ácido cianídrico, formaldeído e aminoácidos)

31 ORGANIZAÇÃO CELULAR Biomoléculas
Proteínas, ácidos nucléicos e polissacarídeos - Moléculas muito grandes - Muitas ordens de grandeza maiores que as moléculas menores das quais elas são formadas polimerização monômeros polímeros Ex: Aminoácidos proteínas Nucleotídeos ácidos nucléicos

32 ORGANIZAÇÃO CELULAR Biomoléculas
A sequência de aminoácidos nas proteínas é determinada pela sequência de nucleotídeos nos ácidos nucléicos: DNA – serve como material de codificação Transmissão de uma geração a outra

33 ORGANIZAÇÃO CELULAR Procariotos x Eucariotos
Procariotos: organismos unicelulares onde não há núcleo definido. Eucariotos: organismos mais complexos que podem ser unicelulares ou pluricelulares com núcleo bem definido.

34 ORGANIZAÇÃO CELULAR Procariotos x Eucariotos
Procariotos: organismos unicelulares onde não há núcleo definido. Eucariotos: organismos mais complexos que podem ser unicelulares ou pluricelulares com núcleo bem definido.

35 ORGANIZAÇÃO CELULAR Procariotos x Eucariotos Organela Procariotos
Núcleo Não há núcleo definido; Presente Membrana celular (plasmática) Mitocôndria Nenhuma Retículo endoplasmático Nenhum Ribossomos Cloroplastos Nenhum (cromotóforos) Presentes em plantas verdes

36 ORGANIZAÇÃO CELULAR Características estruturais de células procarióticas Região nuclear: local onde fica concentrado o DNA da célula; Citosol (aparência granular): presença de ribossomos; Membrana plasmática: composta de lipídeos e proteínas; Parede celular: composta principalmente por material polissacarídeo.

37 ORGANIZAÇÃO CELULAR Características estruturais de células eucarióticas Cloroplastos: organelas fotossintéticas, encontradas em plantas e algas verdes; Núcleo: organela eucariótica mais importante: - envolto por uma membrana nuclear dupla - nucléolo: rico em RNA - cromatina (agregado de DNA e proteína): localizada perto da membrana nuclear

38 ORGANIZAÇÃO CELULAR Características estruturais de células eucarióticas Mitocôndria: - possui membrana dupla (externa e interna) – externa apresenta superfície lisa, enquanto a interna apresenta diversas dobras, chamadas de cristas; - Processos de oxidação – produção de energia para a célula – membrana mitocondrial interna.

39 ORGANIZAÇÃO CELULAR Características estruturais de células eucarióticas Retículo endoplasmático (RE) – ligado a membrana celular e à membrana nuclear: - rugoso; - liso. Complexo de golgi: - envolvido na secreção de proteínas em algumas células e em outras possui outra função - pesquisa

40 ORGANIZAÇÃO CELULAR Características estruturais de células eucarióticas Lisossomos: vesículas envoltas por membranas que contém enzimas hidrolíticas – primeira etapa no processamento de nutrientes para a célula. Peroxissomos:semelhantes ao lisossomo. - contém enzimas envolvidas no metabolismo do peróxido de hidrogênio. Glioxissomos: encontrados apenas em células vegetais – conversão de lipídeos em carboidratos.

41 ORGANIZAÇÃO CELULAR Características estruturais de células eucarióticas Vacúolos: vesículas no citoplasma envoltas por uma membrana simples: - nos vegetais são maiores e mais proeminentes; - tem como principal função isolar substâncias residuais tóxicas.

42 ORGANIZAÇÃO CELULAR Resumo das organelas e suas funções Organela
Função Núcleo Localização do genoma Mitocôndria Reações de oxidação – energia Cloroplasto Fotossíntese Retículo Endoplasmático Local da síntese protéica Complexo de golgi Secreção de proteínas Lisossomos Contêm enzimas hidrolíticas Peroxissomos Metabolismo de peróxido de H2 Membrana celular Separa o conteúdo celular Parede celular Camada externa rígida de células vegetais Vacúolo central Isolar compostos tóxicos


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