Proteínas Essenciais para o funcionamento das células vivas e, juntamente com os carboidratos e lipídios, constituem a alimentação básica dos animais.

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1 Proteínas Essenciais para o funcionamento das células vivas e, juntamente com os carboidratos e lipídios, constituem a alimentação básica dos animais. Exercem várias funções biológicas: proteínas contráteis (miosina, actina); proteínas estruturais (colágeno, queratina); biocatalisadoras (enzimas); hormonais (insulina, glucagon, hormônios da tireóide); de transporte (hemoglobina transporte de O 2, transferrina transporte de Fe); de reserva (ovoalbumina, caseína); e de defesa (anticorpos).

2 Proteínas As proteínas alimentares são digeríveis, não tóxicas e palatáveis. Em alimentos: funções nutricionais, organolépticas, e de textura. Podem ser: o simples (compostas apenas por aminoácidos); o conjugadas ptn + parte não protéica grupo prostético Ex. lipoproteínas, glicoproteínas, metaloproteínas, nucleoproteínas

3 Os aminoácidos podem ser classificados em: Aminoácidos essenciais São aqueles que não podem ser sintetizados pelo organismo, devendo ser administrados através da alimentação.

4 Aminoácidos * Condicionalmente essenciais * Essenciais Aminoácidos Símbolos Aminoácidos Símbolos Alanina Ala Leucina Leu Arginina Asg Lisina Lys Asparagina Asp Metionina Met Ácido aspártico Asp Fenilalanina Phe Cisteína Cys Prolina Pro Glutamina Gln Serina Ser Ácido glutâmico Glu Treonina Thr Glicina Gly Triptofano Trp Histidina His Tirosina Tyr Isoleucina Ile Valina Val

5 Os aminoácidos podem ser classificados em: Aminoácidos não essenciais São sintetizados pelo organismo e, por isso, não precisam, necessariamente, ser ingeridos através da dieta. Aminoácido limitante É aquele encontrado em menor quantidade na composição de uma determinada proteína.

6 Aminoácido limitante Alimento Trigo Arroz Legumes Milho, cereais Feijão Ovos, frango Lisina Lisina Aminoácido limitante Triptofano Lisina, Triptofano Metionina ou Cisteína Nenhum (proteína de MAIOR valor biológico alta digestibilidade)

7 Aminoácidos Sólidos, incolores, cristalinos que fundem com decomposição a alta temperatura. Sabor amargo, doce ou sem sabor. Solubilidade em água, ácidos e álcalis; insolúveis em em solventes orgânicos.

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9 Cadeia linear, solúvel em água, não coagulam pelo calor COMPOSIÇÃO DE ALIMENTOS - PROTEÍNAS Peptídeos formados a partir da condensação de 2 ou mais aminoácidos. Classificados segundo o n o de aminoácidos o di, tri e tetrapeptídeo até 10: oligopeptídeo o > 10 aminoácidos: polipeptídeos

10 Estrutura primária Seqüência linear de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas, que compõem uma determinada proteína.

11 Estrutura secundária Primeiro grau de ordenação da cadeia polipeptídica. Os grupamentos químicos de um aminoácido interagem (por pontes de hidrogênio) com os grupamentos químicos dos outros aminoácidos presentes na seqüência linear. Alfa hélice Folhas beta

12 Estrutura terciária É o enovelamento da cadeia polipeptídica. Ocorre em proteínas monoméricas (aquelas que apresentam apenas uma cadeia polipeptídica, ou seja, apenas uma subunidade).

13 Estrutura quaternária Ocorre em proteínas oligoméricas (aquelas que apresentam mais de uma cadeia polipeptídica, ou seja, mais de uma subunidade). É a maneira pela qual as subunidades se agrupam. Cada proteína apresenta uma conformação única, que é determinada pela sua seqüência de aminoácidos.

14 Propriedades ácido básicas das proteínas possuem pontos isoelétricos característicos (igual número de cargas negativas e positivas). Representa o ph de menor solubilidade protéica. Proteína Ponto isoelétrico (pi) a 25 C Ovoalbumina 4,6 -lactoglobulina 5,2 Caseína 4,6 Mioglobina 7,0 Hemoglobina 6,8

15 Solubilidade das proteínas sua solubilidade em meio aquoso depende de vários parâmetros, tais como ph, força iônica, temperatura. o Influência do ph o Efeito da força iônica Salting in: sais neutros 0,5 a 1,0mol/L - solubilidade ptns. Água ligada aos íons a solvatação das ptns. Salting out: sais neutros > 1mol/L - solubilidade ptns Precipitação Competição entre ptns e íons pela água.

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17 Solubilidade das proteínas (continuação) o Efeito da temperatura a maioria das proteínas são solúveis a temperatura ambiente temperatura C solubilidade > 50 C desnaturação solubilidade temperaturas muito baixas desnaturação solubilidade precipitação

18 Classificação das proteínas em função da solubilidade Albumina: solúveis em água, em soluções fracamente ácidas ou alcalinas; coagulam pela ação do calor. Ex. Ovoalbumina (clara do ovo), Lactolbumina (leite). Globulinas: pouco solúveis ou insolúveis em água. Coagulam pelo calor. Ex. Miosina (músculo), ovoglobulina e ervilhas (legumina).

19 Ex: colágeno e queratina. COMPOSIÇÃO DE ALIMENTOS - PROTEÍNAS Classificação das proteínas em função da solubilidade Glutelinas: encontradas somente em vegetais. Insolúvel em água, soluções salinas e de etanol. Solúveis em soluções ácidas e alcalinas diluídas. Ex. Glutenina (trigo). Prolaminas: encontrada somente em vegetais. Insolúveis em água e em soluções salinas, e solúveis em soluções de etanol. Ex. Gliadina (trigo e centeio), Zeína (milho, Hordeína (cevada). Escleroproteínas: alto grau de insolubilidade, estrutura fibrosa.

20 Desnaturação de proteínas Representa qualquer modificação na sua conformação (alterações das estruturas secundárias, terciárias ou quaternárias), sem o rompimento das ligações peptídicas envolvidas na estrutura primária. Ex. Adicionar gotas de limão ao leite (formação do coalho). Efeitos da desnaturação: o solublidade o mudança da capacidade de ligar água o perda da atividade biológica (ex. enzimas) o suscetibilidade ao ataque por proteases.

21 Desnaturação de proteínas o Agentes físicos calor (a velocidade de desnaturação depende da temperatura) alguns tratamento mecânicos muito severos (ex. batimento) o Agentes químicos ph do meio mudanças de solventes, de força iônica

22 espumas, formação de películas. COMPOSIÇÃO DE ALIMENTOS - PROTEÍNAS Propriedades funcionais das proteínas Podem ser modificadas por agentes físicos, químicos e biológicos, nos processos de obtenção ou isolamento da proteína. o Propriedades de hidratação: absorção e retenção de água, molhabilidade, formação de gel, adesividade, dispersabilidade, solubilidade, viscosidade. o Propriedades relacionadas com interações ptn-ptn: formação de gel, coagulação, formação de estruturas como fibras e glúten. o Propriedades de superfície: emulsificação, formação de

23 Propriedades funcionais de proteínas requeridas em vários alimentos Alimento Funcionalidade Bebidas Sopas, molhos Produtos de panificação Derivados de leite (sorvetes, iogurtes) Substitutos de ovos Produtos cárneos (embutidos, presunto) Coberturas Produtos de confeitaria Fonte: Fennema, Solubilidade em diversos valores de ph, estabilidade térmica, viscosidade. Viscosidade, emulsificação, retenção de água. Propriedades viscoelásticas, coesão, desnaturação térmica, formação de gel, absorção de água, emulsificação, aeração. Emulsificação, retenção de gordura, viscosidade, aeração, formação de gel, coagulação. Aeração, formação de gel. Emulsificação, gelificação, coesão, absorção de água e gordura, retenção de água Coesão, adesão. Dispersibilidade, emulsificação.

24 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas do Leite o Caseína Fosfoproteína encontrada na forma de sal de cálcio coloidal 80% das proteínas do leite a,, g e K-caseína Coagula por: (não coagula pelo calor ) ph (lactobacilos naturais ou starter - fermentação da lactose em ácido lático): envolvido na confecção do queijo, iogurte, queijo tipo ricota

25 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas do Leite o Caseína Coagula por: (não coagula pelo calor ) ação da renina ou quimosina obtida a partir de células epiteliais do estômago de bezerros: formação do coalho (proteases fúngicas, pepsina suína) Coalhada ph; firmeza da massa corte em pequenos pedaços para extração do soro adição de sal (remoção do soro residual reprimir crescimento MOs prensa maturação.

26 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Durante a maturação... armazenamento em baixas temperaturas por um tempo considerável enzimas do coalho e outras proteases de origem microbiana grau limitado de proteólise textura, odor e sabor final do queijo. Proteínas do Leite (continuação) o Lactoalbumina: 0,5% das proteínas do leite Solúvel em água Coagula pelo calor

27 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Valores típicos proporcionais das várias proteínas do leite desnatado Proteínas do leite desnatado (%) Quantidade no leite (g/l) Caseínas (total) a-caseína Caseína Caseína 12 4 g-caseína 4 1 Proteínas do soro (total) 20 7,0 Lactoalbumina 12 4,2 Lactoglobulina 5 1,8 Imunoglobulinas 2 0,7 Outras 1 0,3

28 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas do Ovo o Clara do ovo (67% do peso total do ovo) Ovoalbumina (50%): desnaturada por agitação; coagula por aquecimento. Conalbumina: coagula pelo calor abaixo 60 o C. Avidina: se liga à biotina, impedindo a ação dessa vitamina quando consumida crua.

29 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas do Ovo o Clara do ovo (67% do peso total do ovo) Lisozima (3% da clara do ovo): ação nas paredes celulares de algumas bactérias; inativada facilmente pelo calor.

30 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Principais proteínas da clara do ovo Teor (%) total de proteínas Ovoalbumina 54 Conalbumina 12 Ovomucóide 11 Ovomucina 1,5 3,5 Lisozima 3,4 Ovoglobulinas 8

31 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas do ovo (continuação) o Gema do ovo (32% do peso total do ovo) Lipovitelina Fosfovitina Fosfolipídio: 10% de fósforo e 12% de nitrogênio 80% das proteínas da gema

32 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas da clara e da gema AGENTES TENSOATIVOS Diminui a tensão superficial entre a água e uma fase hidrofóbica (ex.azeite) Agregação na interface formando grandes partículas

33 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Exemplo: Água e óleo batidos em liquidificador EMULSÃO INSTÁVEL X Gema do ovo e óleo batidos em liquidificador EMULSÃO ESTÁVEL Proteínas da gema

34 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS o Formação de emulsão Proteínas da gema quando adicionadas de óleo e submetidas ao batimento formam emulsões (fosfolipídios lipoproteínas proteínas). Ex. molho de maionese o Formação de espuma Proteínas da clara (pp. A fração globulina interface ar/água), quando submetidas ao batimento incorporam, inicialmente, grandes borbulhas de ar que, posteriormente, diminuem de tamanho. * A adição de sal, ácido ou açúcar (pequenas quantidades) estabilidade da espuma.

35 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS o Desnaturação e Coagulação Ocorre com as proteínas da clara e da gema quando submetidas ao calor. Relação entre tempo e grau de coagulação das proteínas do ovo Tempo (minutos) Grau de coagulação Preparação 3 1/3 clara Escaldado ou quente 5 Toda clara Mole 8 Toda gema Cozido 10 Toda gema Cozido duro

36 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas do pão (farinha de trigo) o Gliadina (1/3) e glutenina (2/3) + água glúten extensibilidade viscosidade elasticidade tenacidade o Glúten substância elástica e aderente, insolúvel em água Textura da massa de pães fermentados A baixas temperaturas: não é desnaturado, desde que não fique muito tempo Temperatura de ebulição: desnaturação rápida

37 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS GLÚTEN GLIADINA GLUTENINA

38 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas da carne o representam cerca de 16 a 22% da massa muscular. o São classificadas em: Sarcoplasmáticas: mioglobina (confere a cor característica da carne) Miofibrilares: actina, troponina, miosina, proteína C, proteína M

39 PROTEÍNAS IMPORTANTES EM ALIMENTOS Proteínas da carne o representam cerca de 16 a 22% da massa muscular. o São classificadas em: Ptns do tecido conjuntivo (estroma): elastina, colágeno (solubilizado forma gelatina solúvel em água quente e forma géis por resfriamento). Amplamente utilizada como agente gelificante, particularmente em confeitaria, sobremesas e produtos cárneos.