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ESTABILIDAD DE LAS PROTENAS

I. INTRODUCCIN:

La estabilidad de la estructura nativa de las protenas se define como la diferencia de energa libre entre el estado nativo y el desnaturalizado o desplegado de la molcula proteica. Las protenas son slo marginalmente estables la ruptura de unas pocas interacciones no covalentes son suficientes para desestabilizar la estructura nativa.

Sin embargo las protenas no estn diseadas como molculas rgidas. Son muy flexibles. Su estado nativo es meta estable y la ruptura de uno a tres enlaces de hidrgeno o unas pocas interacciones hidrofbicas pueden modificar fcilmente la conformacin de las protenas. La adaptabilidad conformacional al cambiar las condiciones de la disolucin en que se encuentran les permite llevar a cabo funciones biolgicas crticas (Fennema -2000).

Una de las propiedades importantes de las protenas es su solubilidad; esta propiedad es caracterstica y definida en soluciones de concentracin salina y pH determinado.Las consecuencias de una desnaturalizacin son: Descenso de la solubilidad, modificacin de la capacidad de fijar agua, prdida de actividad biolgica, mayor susceptibilidad a ataque por proteasas (aumento de la digestibilidad), incremento de viscosidad intrnseca

Numerosos reactivos pueden precipitar las protenas en dilucin, entre ellos los iones metlicos pesados como el plomo y el cobre, los reactivos alcaloides (precipitadotes de alcaloides) como los cidos fenocianhdrico, tnico y cido tricloroactico, sales diversas, etc. Tambin las protenas pueden ser precipitadas por la adicin de cidos.

II. OBJETIVO:

Observar el efecto que causan diversos agentes sobre la estabilidad de las protenas en dispersin (albmina de huevo, leche, torta de soya).

III. MARCO TEORICO:

Los valores de solubilidad pueden variar segn el proceso seguido para establecer las condiciones finales de pH, fuerza inica, temperatura y concentracin proteica. La solubilidad bajo distintas condiciones, tambin da una buena indicacin de las aplicaciones potenciales de las protenas. Esto se debe al hecho de que el grado de insolubilidad es probablemente, la medida ms prctica de la desnaturalizacin agregacin proteica y porque las protenas que existen al comienzo en un estado desnaturalizado, parcialmente agregado, muestran frecuentemente un descenso de capacidad de gelificacin, emulsin o formacin de espuma (Salvador B. 2006).As frecuentemente la solubilidad proteica a pH neutro o a pH isoelctrico, son las primeras propiedades funcionales que se miden en cada etapa de preparacin o transformacin de un ingrediente proteico. (Cheftel J.1989)PROTENAS DE LA SOYA: Es una leguminosa cuyo granos o semillas se consuman en el extremo oriente desde hace uno dos millones. cultivada industrialmente desde 1930, en los estados unidos , despus en Brasil la soja alcanza una produccin mundial de casi 100 millones de toneladas de grano al ao el 95% de esta produccin se utiliza para fabricacin de aceites y tortas destinadas a la alimentacin animal ricas en protenas sus tortas son especialmente apropiadas para alimentacin de aves , cerdos ganado y otros animales domsticos , tanto es as que representan aproximadamente la mitad de la produccin mundial de concentrados proteicos para alimentacin animal. (Cheftel J.1989)PROTENAS DEL HUEVO:En la cascara de huevo de la gallina se encuentra un abarrera protectora incluso contra la penetracin de microorganismos y tiene una capa externa que est compuesta de una cutcula proteica, poco soluble en el agua, esta cutcula tiene una protena parecida al colgeno. El albumen o clara de huevo est compuesta por tres capas principales que representan como el trmino medio 23%(capa externa), 57%(capa espesa) y 17%(capa interna) de su masa total. El albumen es una solucin acuosa de numerosas protenas globulares tales como la ovoalbmina , laconalbumina,el ovomucoide, tambin tiene una protena fibrosa, como la ovomucina que le confiere una textura ms o menos geledificada.La yema contiene la mayora de los lpidos del huevo, son esencialmente triglicridos (66%) y fosfolpidos (28% principalmente lecitinas). El colesterol representa el 5% de la fraccin lipdica, la intensidad del color de la yema depende del contenido de los carotenoide, que a su vez son funcin de la alimentacin de la gallina (Cheftel J.1989).

PROTENAS DE LA LECHEEl 80% de las protenas de la leche de vaca se encuentran bajo la forma de complejos macromoleculares, conteniendo una parte mineral que se conocen como micelas. Las casenas estn presentes principalmente en esta forma y contienen hasta 8% de constituyentes minerales. stas son fcilmente aislables por centrifugacin o precipitacin isoelctrica a pH 4.6. La fraccin no sedimentable, llamada protenas solubles o protenas de lactosuero est constituida por protenas globulares tales como la -lactoglobulina, -lactoalbmina, inmunoglobulinas, etc. (CHEFTEL, 1989)

La -lactoglobulina y -lactoalbmina contienen menos cido glutmico y prolina que la casena, pero son ms ricas en aminocidos azufrados (cistena y metionina). Adems, la -lactoalbmina contiene importantes cantidades de triptfano. (CHEFTEL, 1989)

IV. MATERIALES Y MTODOS3.1. Extraccin de las globulinas de la torta de soya:3.1.1. Materiales Torta de soya. Solucin de cloruro de sodio al 10%. Solucin saturada de sulfato de amonio Solucin acuosa saturada de acetato de plomo. Solucin acuosa de cido tricloroactico al 10%. cido tnico al 5%. cido clorhdrico concentrado Matraz erlenmeyer de 250 ml Balanza analtica Probeta Centrifugador cido actico 0.05N Sulfato de amonio cristalizado.

3.1.2. ProcedimientoLa extraccin de globulinas de la torta de soya se realiza agitando, durante 30 minutos, 10 g de torta en un matraz de 250mL con 100mL de solucin al 10% de cloruro de sodio.Para separar y eliminar los slidos se somete la mezcla a la accin de una centrifuga durante 10 minutos.El lquido as obtenido se somete a los siguientes ensayos, anotndose en cada uno de los casos los diferentes cambios fsicos que presenta la muestra problema.

a. Precipitacin de la protena por accin de sales. A 5mL. del extracto agregarle 5mL de solucin saturadas en sulfato de amonio.

b. Precipitacin de las protenas por adicin de acetato de plomo. A 2mL de extracto agregar unas gotas de solucin de acetato de plomo.

c. Precipitacin de las protenas por medio de reactivos alcaloides. A 2mL de extracto agregar 4mL de solucin al de cido tricloroactico. Repetir la operacin con 4mL de cido tnico al 5%.

d. Precipitacin de las protenas por medio de cidos. A 2mL de extracto agregar 1mL de cido clorhdrico concentrado (en campana extractora).

3.2. Extraccin de las albminas del huevo:3.2.1. Materiales Huevo Reactivos (los mismos 3.1.1.)

3.2.2. ProcedimientoRomper un huevo con Cuidado, separando la clara de la yema sin daar esta ltima. Medir el volumen de la clara (V). Batir ligeramente la clara y diluir agregndole 4 partes de agua (4V). Medir el pH. Neutralizar la disolucin agregndole cido actico 0.05N.

Filtrar la disolucin (con trampa de vaco y papel Whatman N2) para .separar el precipitado fino que aparece. Con el filtrado efectuar las siguientes operaciones:a. Precipitacin de las protenas por saturacin con sales. A 5mL de lquido agregar 1.5 g de sulfat de aluminio. Agitar energticamente hasta disolver la sal.b. Repetir las mismas operaciones indicadas en los pasos b, c y d del punto 3.1.2.

3.3. Solubilidad de las protenas de la lecheLas protenas de la leche contienen casena, globulinas y albminas; se les puede separar basndose en la diferente solubilidad de cada una de ellas.

3.3.1. Materiales Leche descremada o leche entera cido clorhdrico 0.2N Cristales de Sulfato de amonio Hidrxido de sodio 2N Solucin de acetato de sodio 0.1M Solucin de cido actico 0.1M Solucin saturada de sulfato de amonio

3.3.2. ProcedimientoA 50mL de leche se le agrega 41mL de solucin de cido actico 0.1M) y 9mL de acetato de sodio 0.1N. Se mezcla bien y Se determina el pH (debe ser aproximadamente 4.6, punto isoelctrico); se deja reposar por 5 minutos y se filtra bajo presin con bomba de vaci (papel Whatman N1). Sobre el filtrado se hacen los siguientes experimentos:

a. A 10mL de filtrado se agregan 10mL de solucin saturada de sulfato de amonio. Se mezcla y se deja reposar durante 5 minutos.Se centrifuga por 10 minutos a una velocidad de 5,000 rpm, se colecta el sobrenadante v se agrega cristales de sulfato de amonio en pequeas cantidades, mezclando hasta llegar a saturacin ( 8 g)b. Se calienta 20mL del filtrado en un tubo de ensayo durante 10 minutos en bao de agua hirviente. Se divide en dos proporciones. A una se le agrega cido clorhdrico 0.2N y a la otra solucin de hidrxido de sodio 2N.

V. RESULTADOS :

Se ha utilizado los siguientes reactivos despus de la preparacin de las muestras:1. Sulfato de cobre 2. Acetato de sodio3. Formol4. HClExtraccin de las globulinas de la torta de soya:1. Sulfato de cobre: hay un precipitado lechoso, puntos suspendidos, con una base se forma un punto isoelctrico.2. Acetato de sodio: no se observa un cambio notable.3. Formol: No se nota mucho cambio.4. HCl: se forma un cierto punto isoelctrico, las condiciones de pH cambian el estado.

Extraccin de las albminas del huevo:

1. Sulfato de cobre: hay un cambio de color a un azul espumoso2. Acetato de sodio: no se observa casi ningn cambio3. Formol: no se observa casi ningn cambio4. HCl: se forma un precipitado de apariencia lechosa, punto isoelctrico, las protenas tienen carga cero se inmovilizan.

Solubilidad de las protenas de la leche:1. Sulfato de cobre : precipita ,si hay un punto isoelctrico2. Acetato de sodio: forma un cogulo, si hay un punto isoelctrico3. Formol: si hay un punto isoelctrico4. HCl: si hay un punto isoelctrico5. VI. DISCUSIN:

(Cheftel J.1989) Las protenas precipitan con concentraciones altas de sales, al agregarle el sulfato de cobre, debera haber una cantidad de precipitado y tambin el medio toma un color opaco lechoso, esto se da porque la sal extrae el agua unida a las protenas, y por tanto, stas precipitan al perder solubilidad. El resultado que hemos obtenido fue de apariencia lechosa, con puntos suspendidos.

(Morrison, R. 1998) Las protenas cuando se encuentran en solucin a Ph superiores a su punto isoelctrico son capaces de reaccionar con diferentes metales pesados formndolos correspondientes proteinados insolubles. En la prctica observamos que todos los metales pesados tienen el mismo efecto precipitante sobre las protenas; ya que estos se fijan mejor a la protena formando as los diferentes protenados, los cuales son insolubles.

(Cheftel J.1989)El calor es uno de los agentes primordiales de desnaturalizacin, la mayor parte de las protenas en solucin son inestables a temperaturas superiores a60C. Las alteraciones que sufre la molcula disminuyen su solubilidad y generalmente precipitan en forma de agregados insolubles. Esta propiedad delas protenas se denomina coagulacin. En nuestra prctica observamos que en la primera muestra de la clara de huevo se produjo una desnaturalizacin de la albmina del huevo (ovoalbmina), al entrar en contacto con el agua que estaba a T ambiente.

(Salvador B. 2006) La protena de la clara del huevo (ovoalbmina), tiene gran sensibilidad por sustancias cidas, que produce un cambio fundamental llamado desnaturalizacin, con prdida de sus propiedades y caractersticas originales, tales como la solubilidad en agua. En nuestra prctica al aadir cido clorhdrico concentrado obtuvimos una gran cantidad de espuma y liquido lechoso.

(Morrison, R. 1998) El sulfato de cobre posee un anin que se encuentra fuertemente cargado, lo que hace que se reduzca la solubilidad de las protenas. En nuestra practica la adicin de sulfato de cobre, Acetato de sodio, Formol, HCl, causan turbidez en las muestras de solubilidad de las protenas de la leche.

VII. CONCLUSIONES:

Logramos comprobar experimentalmente las diferentes reacciones de los agentes precipitantes en tres tipos de productos deferentes como la torta de soya, la clara de huevo y la leche. Algunas protenas son ms solubles en agua que otras. Si una protena tiene regiones ms hidroflicas ("que aman el agua"), sern ms solubles que unas que sean ms hidrofbicas ("temerosas al agua"). La solubilidad de las protenas es sensible a la composicin y al pH del medio, as como a la presencia de otros solventes. Asimismo, las protenas presentan comportamiento de electrolitos simples en solucin, por lo que son susceptibles a la concentracin inica del medio. A bajas concentraciones, la sal puede ayudar a estabilizar las protenas en una solucin y, con ello, aumentar su solubilidad. En concentraciones ms altas, sin embargo, la sal reduce la cantidad de agua disponible para hidratar a las protenas y, ms all de un cierto umbral, las protenas comenzarn a precipitarse. Es posible la purificacin parcial y el aislamiento de la casena de la leche, utilizando la poca solubilidad que esta protena tiene cuando se le lleva hasta su punto isoelctrico y la rapidez de sedimentacin de la misma al utilizar la centrifuga. No obstante, el rendimiento puede ser variado si se considera que los mtodos de purificacin son tambin variados. En la precipitacin de las protenas por metales pesados las protenas se encuentran en solucin a pH superiores a su punto isoelctrico son capaces de reaccionar con diferentes metales pesados formando los correspondientes proteinados insolubles. La globulina es soluble es sales, as como en cidos fuertes. Por el contrario, es insoluble en agua destilada, cidos dbiles y sales de metales pesados.

VIII. BIBLIOGRAFIA:

Qumica de los alimentos. 2da Edicin. Owen Fennema. Editorial Acribia. 2000. Morrison, R. Aminocidos y Protenas. En: Qumica Orgnica. 5 ED. Pearson Educacin, Mxico, 1998. Protenas alimentarias. Bioqumica, Propiedades funcionales. Valor nutritivo nutritivo. Modificaciones Modificaciones qumicas qumicas. Cheftel, Cheftel, Cuq, Lorient. Editorial Acribia SA. 1989. Qumica de los alimentos. 4ta Edicin. Salvador Badui Dergal. Pearson Educacin. 2006.

composicion de alimentos7