PRACTICA Nº 1: DESNATURALIZACIÓN Y PRECIPITACIÓN DE PROTEÍNAS

“Año del buen servicio al ciudadano” INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICO PRIVADO

“DANIEL ALCIDES CARRIÓN”

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA LA CARRERA PROFESIONAL TÉCNICO EN NUTRICIÓN Y DIETÉTICA BIOQUIMICA DE ALIMENTOS

“PRACTICA Nº 1: DESNATURALIZACIÓN Y PRECIPITACIÓN DE PROTEÍNAS” Docente: NARREA VARGAS, Jose Alonso Presentado por: ARCOS JOANNA, Gabriela NUÑEZ PAULINO, Alvaro PAREDES CARRERA, Julia SALINAS MERLO, Ysenia

LIMA-PERU Fecha de práctica: 19/06/2017 Fecha de entrega: 26/06/2017

PRACTICA Nº 1: DESNATURALIZACIÓN Y PRECIPITACIÓN DE PROTEÍNAS

Reacciones De Las Proteínas Durante La Preparación De Los Alimentos La preparación de los alimentos puede tener como consecuencia alteraciones químicas de las proteínas cuyo tipo y magnitud dependen de varios parámetros; por ejemplo, de la composición del alimento, de las condiciones del proceso tales como tiempo, temperatura, pH y presencia de oxígeno. El resultado de tales reacciones puede ser una disminución del valor biológico de la proteína debido por ejemplo a la destrucción de aminoácidos esenciales, la transformación de los aminoácidos esenciales en derivados que no pueden ser utilizados metabólicamente o la disminución de la digestibilidad por uniones intra o intercatenarias. En los alimentos proteicos en los cuales se producen procesos hidrolíticos como en la carne, pescado, queso, etc.; los aminoácidos liberados pueden contribuir al sabor. La calidad gustativa depende de la configuración de los aminoácidos: los que presentan sabor dulce pertenecen mayoritariamente a la serie D- y los amargos a la serie L-. Los aminoácidos con cadenas laterales cíclicas son o bien dulces o bien amargos. Por ejemplo, el ácido glutámico en concentraciones elevadas tiene sabor a carne, en tanto la metionina tiene sabor a azufre. Los aminoácidos de las proteínas naturales tienen un carbono asimétrico, son ópticamente activos y presentan la configuración L-; en tanto que la configuración D- se encuentra en los obtenidos por síntesis. Importancia de las proteínas en los alimentos Podemos distinguir la importancia fisiológica de la importancia tecnológica:  Importancia

en

fisiología

alimentaria:

Composición

en

aminoácidos,

disponibilidad de los aminoácidos.  Importancia tecnológica: solubilidad, dispersabilidad, coagulabilidad, fijación de agua, formación de geles, formación de masa panificable, elasticidad, viscosidad, adhesividad, formación de espuma, volumen y estabilidad de espuma, capacidad emulsionante, estabilidad de las emulsiones, extrusión. Proteínas Del Huevo El huevo está constituido por 10.5% de cáscara, 58.5% de albumen o clara y 31.0% de yema; los sólidos de su parte comestible, es decir albumen más yema, están integrados

básicamente por proteínas y lípidos y entre ambos suman aproximadamente 95% de la materia seca. La clara contiene más de 13 polipéptidos con características de glucoproteínas que integran una estructura bien organizada, gelatinosa y espesa y que representan 10.9% de esta fracción del huevo; además de su alto valor nutritivo, muchos de estos polímeros presentan actividades biológicas cuya finalidad es proteger e embrión (cuando el huevo está fecundado), ya que actúan como enzimas, inhibidores, anticuerpos, etc., evitando que los microorganismos se desarrollen. En el cuadro se muestra la concentración, el peso molecular y el punto isoeléctrico de las principales fracciones proteínicas que la componen.

Ovoalbúmina De todas estas la ovoalbúmina es la más abundante, se clasifica como fosfoglucoproteína por contener hidratos de carbono y fósforo que esterifican a las serinas de acuerdo con el contenido de estos 2 constituyentes, se separa en tres fracciones: A1, A2, A3. Una de sus principales características es que tiene grupos sulfhidrilo que la hacen muy reactiva y fácilmente desnaturalizable por calor a los 78ºC (temperatura de semidesnaturalización) perdiendo su estructura replegada de albúmina y produciendo un gel con gran retención de agua., además durante el almacenamiento por un mecanismo de intercambio de disulfuros y sulhidrilos se convierte en una forma más estable, la S-ovoalbúmina, a la que se le atribuyen las reacciones de hipersensibilidad que presentan algunas personas después de consumir huevos.

Las proteínas incluidas en la clara del huevo son:  La ovomucina que hace el 1,5% de la albúmina proteínica existente en el huevo, a pesar de ello es el ingrediente que mayores propiedades culinarias tiene debido a que es la responsable de cuajar el huevo frito y pochado. Su misión biológica es la de ralentizar la penetración de los microbios.

 La ovoalbúmina es la más abundante del huevo (y es la proteína que primero se cristalizó en laboratorio, en el año 1890); se desnaturaliza fácilmente con el calor.  La conalbúmina que hace el 14% del total de las proteínas de la clara de huevo.  El ovomucoide que alcanza una proporción del 11%, es el causante de muchas de las respuestas alérgicas al huevo.  La lisozima alcanza el 3.5 % y actúa como antibiótico.  La avidina que alcanza una proporción de 0,005%, se une a la Biotina y la bloquea.  Flavoproteina un 0.8% precursor de vitaminas.  Ovoinhibidor 1.5% principal enzima antiproteinasa de la clara

Cambios ocurridos que sufre la proteína cuando se desnaturaliza  Cambios en las propiedades hidrodinámicas de la proteína: aumenta su viscosidad y disminuye el coeficiente de difusión.  Una drástica disminución de la solubilidad, ya que los residuos hidrofóbico del interior aparecen en la superficie.  Perdida de las propiedades biológicas. Procesos Experimentales Materiales:  Tubo de Ensayo  Guantes  Mascarilla  Gradilla  Varilla de Agitación  Gotero  Vaso Precipitado  Agua Preparación de una solución de albúmina (ovoalbúmina)  Se prepara una solución de albúmina, extraerla clara de un huevo después, agregar agua la misma cantidad que la clara de huevo. La mezcla se filtra a través del papel Filtro y con el filtrado se realizan los ensayos que se indican a continuación:

 Obtención de la Albumina

I.

Coagulación de la ovoalbúmina Materiales/Solventes:  Albumina  Etanol  Ácido clorhídrico HCl  Ácido nítrico HNO3  Hidróxido de sodio NaOH

En una serie de cinco tubos de ensayo se pone en cada uno 20 gotas de solución de clara de huevo. Uno, se calienta poco a poco y se observa la temperatura aproximada a la que tiene lugar la coagulación. En otro tubo se añade 30 gotas de etanol. Al tercer tubo se añaden 5 gotas de HCl concentrado. Al cuarto tubo, 5 gotas de ácido nítrico (HNO3) concentrado y al quinto, solución de NaOH.

Ovoalbúmina Ovoalbúmina + etanol

Ovoalbúmina + HCl

Ovoalbúmina + HNO3

Ovoalbúmina + NaOH

Esta se sometió al calor; coagulo blanco Se observó que el alcohol hace precipitar a la albumina en forma de finos glóbulos. Coagulo blanco. El ácido clorhídrico desnaturaliza la albúmina que es la principal proteína del huevo, ya que al modificarse la estructura de la proteína esta cambia su color y este cambio es irreversible. coagulo blanco Después de someter a calor, la muestra se tornó de un color amarillo pálido. Se debe a la formación de compuesto aromático nitrado por medio de una sustitución nucleofilica. El resultados nos indica que hay presencia, en la proteína (albumina de huevo), de amino asidos portadores de anillos aromáticos. coagulo blanco Este fenómeno genera la ruptura de los enlaces disulfuro y los puentes de hidrógeno, generando la exposición de estos. no reacciona

Observación: La albumina en el primer tubo de ensayo reacciona en presencia de calor, formando un coagulo de color BLANCO, en el segundo con el etanol formando un coagulo de color BLANCO, en el tercero reacciona con el ácido clorhídrico formando un coagulo de color BLANCO, en el cuarto tubo reacciona con el ácido nítrico formando un coagulo de color BLANCO, en el quinto tubo no hubo reacción con el hidróxido de sodio

Discusiones: La desnaturalización de la proteína ocurre cuando las atracciones intermoleculares débiles conservan con delicadeza la estructura terciaria de una proteína globular. Con frecuencia un ligero cambio en la temperatura o en el pH altera su estructura terciaria la que es causante de que la proteína se desnaturalice. La desnaturalización se efectúa en condiciones tan suaves que la estructura primaria permanece intacta, pero la estructura terciaria se desdobla de una forma globular específica a una cadena enrollada al azar.

II.

Precipitación de una proteína mediante cationes Materiales/Solventes:  Agua  Albumina  Ácido clorhídrico  Hidróxido de sodio  Solución de CuSO4

En seis tubos de ensayo se ponen las siguientes soluciones: 1) 20 gotas de agua 2) 20 gotas solución de clara de huevo 3) 20 gotas de agua y 3 gotas de HCl al 10% 4) 20 gotas de clara de huevo y 3 gotas de HCl al 10% 5) 20 gotas de agua y 3 gotas de solución de NaOH al 10% 6) 20 gotas de solución de clara de huevo y 3 gotas de solución de NaOH al 10%.

A continuación, en cada tubo se agregan 2 ml de solución de sulfato de cobre al 10% y se observan los resultados. Los ensayos en blanco, en los que no se utiliza proteína, son necesarios para determinar si el efecto observado en cada caso es realmente debido a la precipitación de la proteína o a la precipitación del hidróxido metálico. El sulfato de cobre es una sal (igual que el NaCl es la sal que utilizas en la cocina) de Agua + CuSO4

esta manera lo que ocurre cuando la mezclas con agua es que se disocia en sus iones, en este caso SO4-2 y Cu+2 (en el caso de la sal común en Na+ y Cl-).

Ovoalbúmina + CuSO4 La reacción que te va a predominar es la del sulfato de cobre y el ácido clorhídrico, Agua + HCl + CuSO4

vas a tener desprendimiento de gases hidrógeno y cloro, pero en la reacción te va a predominar el ácido sulfúrico como producto final.

Ovoalbúmina + HCl + CuSO4 Agua + NaOH + CuSO4 Las proteínas y péptidos que contienen por lo menos 3 unidades de aminoácidos dan Ovoalbúmina + NaOH + CuSO4

coloración violeta. La albumina da una coloración violeta, eso evidencia que presentan más de 3 aminoácidos unidos con enlaces peptídicos.

Tubo de prueba 1 2 3 4 5 6

Formación de p.p. Reacción No hubo formación de p.p. pero si cambio de No color. No Solo se evidencia un cambio de color (celeste). No hay formación de p.p. pero si hay cambio No de color. No Cambia de color (azul caribeño) Si Hay precipitación del agua Si Se precipita la proteína y hay cambio de color.

Mini conclusión: Los tubos 1, 3 y 5 son aquellos tubos de comparación y no presentan albumina. Él tuvo 1 esta en medio neutro, el tubo 3 en medio ácido y el tubo 6 en medio alcalino. De lo experimentado en el tubo 5 y 6 hay formación de precipitado. Entonces la precipitación de albumina mediante CuSO4 se da solo en medio básico.

Materiales

1

III.

2

3

4

5

Precipitación de proteínas mediante aniones Materiales/Solventes:  Albumina  Ácido clorhídrico  Hidróxido de sodio  Solución de ferricianuro

6

Se preparan soluciones idénticas a las 2, 4, 6 del apartado anterior, a cada una se añaden 2 gotas de solución de ferricianuro de potasio y se observa en qué tubo el precipitado se forma más rápidamente.

Tubo de prueba 1

Formación de p.p. Si

2

Si

3

No

Reacción Cambio a un color amarillo débil. Presenta una coloración celeste verdoso suave Color amarillo y dos fases.

Mini conclusión: Los tubos 1 y 2 forman precipitado cuando reacciona el ferricianuro con la albumina en medio neutro y en medio acido respectivamente. Cosa que no ocurre en medio acido (albumina con HCl).

Resultados tratamiento

Desnaturalización de la proteína

Calentamiento

coagulo blanco

Etanol

coagulo blanco

Ácido Clorhídrico

coagulo blanco

Ácido Nítrico

coagulo blanco

Hidróxido de Sodio

no reacciona

Tratamiento

Desnaturalización de la proteína

Cationes CuSO4 en medio ácido

No hay precipitado

Cationes CuSO4 en medio básico

Si hay precipitado

Aniones K3Fe(CN)6 en medio acido Aniones K3Fe(CN)6 en medio básico

ERRORES EN LA PRÁCTICA  Los errores que pueden estar asociados con esta práctica son de medición, ya que a lo largo de la experiencia las mediciones fueron realizadas con poca precisión debido a que empleamos instrumentos como él cuenta gotas para volúmenes que implican un margen de error considerable en las mediciones. CONCLUSIÓN  La muestra problema (5-P) es una albumina. La cisteína, es un aminoácido azufrado; la albumina y la MP presenta aminoácidos azufrados.  Las proteínas y péptidos que contienen por lo menos 3 unidades de aminoácidos dan coloración violeta. La albumina da una coloración violeta, eso evidencia que presentan más de 3 aminoácidos unidos con enlaces peptídicos.  La desnaturalización de la albumina se da con agentes desnaturalizantes como el calor, HCl, HNO3 y NaOH.  La clara obtiene un color blanquecino ya que las proteínas globulares de la clara del huevo se desenrollan al ser calentadas y se enlazan entre si lo que permite que el huevo parezca estar “cocinado”. El NaOH le da el color naranja ya que crea al tener un pH distinto al de la clara crea un cambio estructural en la proteína llevando a la desnaturalización de esta. Esto se observa en el cambio de color.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Experimentación en Química. Práctica 8. Universidad del País Vasco. http://cvb.ehu.es/open_course_ware/castellano/tecnicas/expe_quim/practica8.pdf 2. Rose, A. Ind. Eng. Chem. v33. 594. 1944. 3. Carey, F. A. Química Orgánica. 6ª Edición. Mc Graw Hill. 2003. 4. www.quimicaorganica.net 5. Badui, S. D.: Química de los alimentos 3ªed. Alambra Mexicana, México D.F: 2004.188-189 6. J.B. F. Introducción a la Química de los alimentos, 1980 Nueva edición, Ed. Manual Moderno. Less, R (1990) Análisis de los alimentos, Editorial Acribia Zaragoza, España 2ª Edición, pp. 110-120 Owen R. Fennema, Química de los alimentos, Editorial Acribia, Zaragoza, España. pp. 100.