DIVERSIDADE DA VIDA OS SERES VIVOS DIVERSIFICAM OS PROCESSOS VITAIS EXPERIMENTO Atividade enzimática de extratos vegetais na degradação de gelatina
1. Resumo Esta atividade prática tem por objetivo discutir a importância das frutas como alimentos que, além de fornecer nutrientes para o organismo, possuem enzimas que podem auxiliar em nosso processo digestivo. 2. O experimento 2.1 Materiais Abacaxi verde; Mamão papaia verde; Fruta regional à escolha do professor (preferencialmente com indicação popular de auxiliar na digestão); Peneira fina; Liquidificador; Fogareiro, lamparina ou bico de Bunsen; Caixa de isopor com gelo; Pó para gelatina; 4 tubos de ensaio; 2 Pipetas volumétricas ou 2 seringas de 10 ml graduadas; Espátula ou colher de chá; Faca; Frascos pequenos; Bastão de vidro; Béquer de 500 ml ou 1 frasco de vidro de 500 ml de boca larga. Figura 1: Materiais necessários. 2.2 Procedimento A adoção de hábitos alimentares saudáveis depende, dentre vários fatores, do conhecimento sobre a importância das frutas e dos vegetais na alimentação. Estudos recentes têm mostrado que o brasileiro tem dificuldade de reconhecer frutas e vegetais como ingredientes necessários para uma dieta alimentar balanceada e que não vê esses alimentos como comida ; além disso, há um desconhecimento sobre os frutos específicos de cada região. 2
Com o objetivo de estimular o conhecimento de seus alunos sobre as frutas regionais, sugerimos que, além do abacaxi e do mamão, que são frutas com propriedades e composição química bastante conhecidas, também seja incluída no experimento uma fruta da região onde você e seus alunos vivem. Você pode começar a aula perguntando quem tem o hábito de comer frutas, com que frequência e em que quantidade. Pergunte se eles sabem quais substâncias tornam as frutas alimentos ricos do ponto de vista nutricional. Pergunte quais são as frutas que eles mais consomem e faça uma lista na lousa. Verifique quais delas são frutas regionais e quais são importadas de outras regiões. Pergunte também como consomem essas frutas (frescas, cozidas, na forma de sorvetes, sucos etc.). As frutas de forma geral são alimentos ricos em carboidratos, sais minerais, vitaminas e proteínas. Nem todas são ricas em lipídeos, mas a maioria apresenta muitas fibras. A diversidade na composição das frutas lhes confere algumas aplicações características, como a utilização de frutas como mamão e o abacaxi para amaciar carnes, por exemplo. Se conhecer algum exemplo regional, cite-o. Em muitas regiões é dito que comer mamão ou abacaxi depois de ingerir muita carne ajuda na digestão. Será que isso é verdadeiro? Este experimento tem o objetivo de testar se esses frutos realmente funcionam para amaciar a carne e se auxiliam na digestão. Peça sugestões para a classe de alguma fruta da sua região que possa ser incluída e testada no experimento. Sugerimos também que depois da atividade prática você organize uma breve discussão relacionando a presença de enzimas proteases com o amaciamento e a digestão da carne. 2.2.1 Protocolo experimental 1) Preparar a gelatina conforme as instruções da embalagem. 2) Preparar os extratos das frutas previamente picadas (o abacaxi sem casca, o mamão com casca e a fruta regional escolhida de acordo com a indicação popular de uso, isto é, com ou sem a casca) utilizando o liquidificador e um pouco de água (Figura 2). Figuras 2: Preparação de extrato. 3
3) Os extratos devem ser peneirados (Figura 3) antes do teste e acondicionados em frascos pequenos (Figura 4). Figura 3: Filtragem do extrato. Figura 4: Acondicionamento de extrato. 4) Numerar os tubos de ensaio de 1 a 4 (Figura 5) e preparar a sequência de tubos de ensaios, conforme apresentado na tabela 1: Tabela 1: Sequência de tubos com a composição de cada teste observado no experimento. Tubo 1 2 3 4 Composição 4 ml gelatina + 2 ml de água 4 ml gelatina + 2 ml de extrato de mamão 4 ml gelatina + 2 ml de extrato de abacaxi 4 ml gelatina + 2 ml de extrato da fruta regional Teste Controle Mamão Abacaxi Fruta regional Figura 5: Preparação dos tubos. 5) Colocar os tubos na caixa de isopor com gelo até que o tubo 1 (controle) gelifique (Figura 6). Isso deverá ocorrer após alguns minutos. 4
Figura 6: Tubos em banho de gelo. A ocorrência ou não da proteólise será avaliada por meio da gelificação. Após um banho de gelo de alguns minutos (o suficiente para ocorrer a gelificação do controle - tubo 1), incline os tubos ligeiramente para verificar a viscosidade do meio em cada um deles. 6) Observar os tubos e anotar na tabela apropriada os resultados positivos (Figura 7A) e negativos (Figura 7B) para a gelificação dos tubos. A Figura 7A e 7B: Resultados positivo (A) e negativo (B). B A gelatina é obtida a partir de uma proteína denominada colágeno. Quando hidratada, a gelatina forma uma estrutura definida como gel, obtido em temperaturas menores de 30 C. A gelificação, ou formação do gel, depende da integridade das cadeias de proteína; se houver alguma fragmentação nessas cadeias, causada pelas proteases dos frutos testados, a formação do gel ficará comprometida. Espera-se que o resultado da gelificação se dê conforme a tabela 2. Tabela 2: Tabela de resultados do teste de gelificação. Tubo 1 2 3 4 Composição Gelatina + água Gelatina + extrato de mamão Gelatina + extrato de abacaxi Gelatina + extrato de fruta regional Resultado (gelificação) + - - - / + Tubo 1 (controle): Espera-se que haja gelificação devido à ausência de enzima proteolítica. Se a gelatina não gelificar nesse tubo, o problema está na gelatina ou em algum fator como a temperatura ou a água utilizada na diluição. 5
Tubos 2 e 3: Espera-se ausência ou redução da gelificação nesses tubos devido à presença das enzimas proteolíticas, que impedem a formação do gel. No tubo 2, a enzima proteolítica presente é a papaína e, no tubo 3, a bromelina; enzimas essas que provocaram a degradação das macromoléculas de proteína presentes na gelatina, causando a perda do processo de gelificação. No tubo 4, o resultado será determinado com o teste, podendo haver ou não gelificação (indicação +/- na tabela), dependendo da fruta regional escolhida. Peça aos alunos que formulem hipóteses para explicar os resultados. Por que a gelatina com as frutas não gelificou? Associe a ação das enzimas do tubo digestório com o que foi observado. Em quais órgãos são produzidas as proteases? Será que algumas frutas podem, então, auxiliar no processo de digestão das proteínas, facilitando assim a absorção dos nutrientes pelo organismo? Será que essas frutas podem mesmo auxiliar no amaciamento de carnes? Você pode inclusive propor para os seus alunos que eles elaborem um protocolo experimental para verificar se as frutas também podem hidrolizar as proteínas da carne. É importante salientar que as enzimas das frutas podem auxiliar na digestão a princípio, mas elas próprias são proteínas e que, por isso, também serão digeridas pelas enzimas do trato digestivo. 3. Sugestão de roteiro de trabalho A seguir, sugerimos um roteiro de trabalho para ser utilizado na íntegra ou adaptado que poderá ser entregue aos alunos. Ele contém todas as orientações necessárias para o desenvolvimento da aula prática e também algumas questões que auxiliarão no encerramento da atividade. 6
PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA Atividade enzimática de extratos vegetais na degradação de gelatina Nome: N Série: Data: Objetivo da aula prática Testar a presença de enzimas proteolíticas nas frutas. Protocolo Experimental Materiais Abacaxi verde; Mamão papaia verde; Fruta regional à escolha do professor (preferencialmente com indicação popular de auxiliar na digestão); Peneira fina; Liquidificador; Fogareiro, lamparina ou bico de Bunsen; Caixa de isopor com gelo; Pó para gelatina; 4 tubos de ensaio; 2 Pipetas volumétricas ou 2 seringas de 10 ml graduadas; Espátula ou 1 colher de chá; Faca; Frascos pequenos; Bastão de vidro; Béquer de 500 ml ou 1 frasco de vidro de 500 ml de boca larga. Procedimento 1. Preparar a gelatina conforme as instruções da embalagem. 2. Preparar os extratos das frutas previamente picadas (o abacaxi sem casca, o mamão com casca e a fruta regional escolhida de acordo com a indicação popular de uso, isto é, com ou sem a casca) utilizando o liquidificador e um pouco de água. 3. Os extratos devem ser peneirados antes do teste e acondicionados em frascos pequenos. 4. Numerar os tubos de ensaio de 1 a 4 e preparar a sequência de tubos de ensaios conforme a tabela abaixo: Tubos 1 2 3 4 Composição 4 ml gelatina + 2mL de água 4 ml gelatina + 2 ml de extrato de mamão 4 ml gelatina + 2 ml de extrato de abacaxi 4 ml gelatina + 2 ml de extrato da fruta regional Teste Controle Mamão Abacaxi Fruta regional 7
5. Colocar os tubos na caixa de isopor com gelo até que o tubo 1 (controle) gelifique. Isso deverá ocorrer após alguns minutos. 6. Observar os tubos e anotar na tabela apropriada os resultados positivos e negativos para a gelificação. 7. A ocorrência ou não da proteólise será avaliada por meio da gelificação. Após um banho de gelo de alguns minutos (o suficiente para ocorrer a gelificação do controle tubo 1), incline os tubos ligeiramente para verificar a viscosidade do meio em cada um deles. 8. Anote na tabela abaixo o resultado Tabela 2: Tabela de resultados do teste de gelificação. Tubos Composição 1 Gelatina + água 2 Gelatina + extrato de mamão 3 Gelatina + extrato de abacaxi 4 Gelatina + extrato de fruta regional Resultado (gelificação) Questões 1. Formule uma hipótese para explicar os resultados obtidos em cada tubo. 2. De acordo com os resultados do experimento, alguma(s) dessa(s) fruta(s) poderia(m) ajudar no processo de digestão? E no amaciamento de carnes? Identifique essa(s) fruta(s) e explique a sua resposta. 3. Pesquise, para a próxima aula, os nomes de algumas frutas regionais que contêm outras propriedades características, como a presença de fibras, vitaminas, sais minerais, por exemplo, que poderão auxiliar no processo nutricional e contribuir para a qualidade de vida. Inclua na sua pesquisa se essas frutas são comercializadas, para quais mercados consumidores e sob que forma (fresca ou processada). 8
4. Referências complementares 1. Nutricionista diz que população não reconhece frutas e vegetais como alimento. Entrevista com nutricionaista da Universidade de Brasília discutindo a importância de frutas e vegetais na alimentação. Nutricionista diz que população não reconhece frutas e vegetais como alimento. Ambiente Brasil. 16 de outubro de 2007. Disponível em: http://noticias.ambientebrasil.com.br/noticia/?id=34090. Acesso em: 01/04/2009 2. Estudo do consumo alimentar: em busca de uma abordagem multidisciplinar. Artigo que discute o processo através do qual os hábitos alimentares se constroem e evoluem. OLIVEIRA, S.P. de; THEBAUD-MONY, A. Estudo do consumo alimentar: em busca de uma abordagem multidisciplinar. Rev. Saúde Pública v. 31, n. 2. São Paulo, abril de 1997. Disponível em:http://www.scielosp.org/scielo. php?script=sci_arttext&pid=s003489101997000200015&lng=en&nrm=iso. Acesso em: 01/04/2009 3. Fatores associados ao padrão de consumo alimentar da população brasileira urbana. Artigo que avalia os fatores que explicariam diferentes padrões de consumo alimentar da população urbana brasileira com base na Pesquisa sobre Padrões de Vida, realizada no Nordeste e no Sudeste do país entre 1996 e 1997. SICHIERI, R.; CASTRO, J. F. G. & MOURA, A. S. Fatores associados ao padrão de consumo alimentar da população brasileira urbana. Cad. Saúde Pública, Rio de Janeiro,2003. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/csp/v19s1/ a06v19s1.pdf. Acesso em: 01/04/2009 4. Composição mineral de sucos concentrados de frutas brasileiras. Artigo que determinou a composição de minerais em diversos sucos de frutas. SOARES, L.M. V. et al. Composição mineral de sucos concentrados de frutas brasileiras. Ciência e Tecnologia dos. Alimentos. v. 24, n. 2. Campinas, 2004. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid= S010120612004000200007&lng=en&nrm=iso. Acesso em: 01/04/2009 5. Nutrição. Software educacional que oferece conceitos fundamentais sobre nutrição através de uma apresentação simplificada e dinâmica com textos, esquemas, figuras e animações. YOKAICHIYA, D. K. et al. Nutrição. In: Biblioteca Digital de Ciências. Janeiro de 2006. Disponível em: http://www. ib.unicamp.br/lte/bdc/visualizarmaterial.php?idmaterial=47. Acesso em: 26/01/2009 6. Estudo da Atividade Proteolítica presente em frutos. Artigo científico apresentando experimento de atividade proteolítica em frutos sob uma abordagem bioquímica. LIMA, S. L. T. et al. Estudo da Atividade Proteolítica presente em frutos. Revista QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, nº 28. 2008. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc28/11-eeq-6906.pdf. Acesso em: 26/01/2009 9
FICHA TÉCNICA Universidade Estadual de Campinas Reitor: Fernando Ferreira Costa. Vice-reitor: Edgar Salvadori de Decca. Pró-reitor de pós-graduação: Euclides de Mesquita Neto. Instituto de Biologia Diretora: Shirlei Maria Recco Pimentel. Diretor Associado: Flavio Antonio Maës dos Santos. EXECUÇÃO Projeto EMBRIAO Coordenação geral: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Audiovisuais: Eduardo Paiva. Coordenação de Mídia - Software: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Experimentos: Helika A. Chikuchi, Marcelo J. de Moraes e Bayardo B. Torres. Apoio Logístico/Administrativo: Eduardo K. Kimura, Gabriel G. Hornink, Juliana M. G. Geraldi. OBJETO DE APRENDIZAGEM Atividade enzimática de extratos vegetais na degradação de gelatina Coordenação do Experimento: Bianca Caroline Rossi Rodrigues. Redação: Bianca Caroline Rossi Rodrigues, Maurício Aurélio Gomes Heleno, Helika A. Chikuchi e Eduardo Galembeck. Pesquisa: Bianca Caroline Rossi Rodrigues, Maurício Aurélio Gomes Heleno e Roney Vander dos Santos. Revisão de Conteúdo: Daniela Kiyoko Yokaichiya, Helika A. Chikuchi e Cristiane Zaniratto. Testes de Bancada e Captura de Imagens: Gislaine Lima Marchini e Roney Vander dos Santos. Edição de Imagem: Florencia María Piñón Pereira Dias. Adequação Linguística: Lígia Francisco Arantes de Souza e Raquel Faustino. Diagramação: Thais Goes. A Universidade Estadual de Campinas autoriza, sob licença Creative Commons Atribuição 2.5 Brasil - cópia, distribuição, exibição e execução do material desenvolvido de sua titularidade, sem fins comerciais, assim como a criação de obras derivadas, desde que se atribua o crédito ao autor original da forma especificada por ele ou pelo licenciante. Toda obra derivada deverá ter uma Licença idêntica a esta. Estas condições podem ser renunciadas, desde que se obtenha permissão do autor. O não cumprimento desta licença acarretará nas penas previstas pela Lei nº 9.610/98. Laboratório de Tecnologia Educacional Departamento de Bioquímica Instituto de Biologia - Universidade Estadual de Campinas UNICAMP Rua Monteiro Lobato, 255 CEP 13083-862, Campinas, SP, Brasil 10