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Universidad Nacional de Ingeniería UNI-RACS Asignatura: Química de Alimentos Unidad V. Proteínas.

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Presentación del tema: "Universidad Nacional de Ingeniería UNI-RACS Asignatura: Química de Alimentos Unidad V. Proteínas."— Transcripción de la presentación:

1 Universidad Nacional de Ingeniería UNI-RACS Asignatura: Química de Alimentos Unidad V. Proteínas

2 Objetivos de la Unidad Describir la función e importancia de las proteínas y sus cambios en los alimentos por acción de los procesos de procesamiento industrial. Clasificar las proteínas según el valor biológico de los alimentos para humanos.

3 Contenidos 5.1. Introducción, clasificación, estructura y propiedades 5.2. Proteínas. Función Biológica 5.3. Estructura química de las proteínas 5.4. División y propiedades de las proteínas 5.5. Importantes propiedades de las proteínas y su especialidad 5.6. Proteínas puras 5.7. Procedencia de las proteínas en los alimentos 5.8. Transformaciones por procesos tecnológicos.. Desnaturalización proteica Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

4 Funciones y ejemplos de proteínas Las funciones de las proteínas son de gran importancia, son varias y bien diferenciadas. Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son específicas de cada tipo de proteína.

5 Funciones y ejemplos de proteínas Las proteínas estructurales se unen a moléculas de otras proteínas y las funciones que realizan incluyen la creación de una estructura mayor mientras que otras proteínas se unen a moléculas diferentes: hemoglobina a oxígeno, enzimas a sus sustratos, anticuerpos a los antígenos específicos, hormonas a sus receptores específicos, reguladores de la expresión génica al ADN

6 Las funciones principales de las proteínas son las siguientes: Estructural La función de resistencia o función estructural de las proteínas también es de gran importancia ya que las proteínas forman tejidos de sostén y relleno que confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos. Ejemplo de ello es el colágeno del tejido conjuntivo fibroso. Con este tipo de proteínas se forma la estructura del organismo. También es una proteína con función estructural la queratina de la epidermis. Funciones y ejemplos de proteínas

7 Enzimática Las proteínas cuya función es enzimática son las más especializadas y numerosas. Actúan como biocatalizadores acelerando las reacciones químicas del metabolismo. En su función como enzimas, las proteínas hacen uso de su propiedad de poder interaccionar, en forma específica, con muy diversas moléculas. A las substancias que se transforman por medio de una reacción enzimática se les llama substratos. Funciones y ejemplos de proteínas

8 Hormonal Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón que regulan los niveles de glucosa en sangre. También hormonas segregadas por la hipófisis como la hormona del crecimiento directamente involucrada en el crecimiento de los tejidos y músculos y en el mantenimiento y reparación del sistema inmunológico, o la calcitonina que regula el metabolismo del calcio. Funciones y ejemplos de proteínas

9 Defensiva Las proteínas crean anticuerpos y regulan factores contra agentes extraños o infecciones. Toxinas bacterianas, como venenos de serpientes o la del botulismo son proteínas generadas con funciones defensivas. El fibrinógeno y la trombina contribuyen a la formación coágulos de sangre para evitar las hemorragias. Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos ante posibles antígenos. Funciones y ejemplos de proteínas

10 Transporte Las proteínas realizan funciones de transporte. Ejemplos de ello son la hemoglobina y la mioglobina, proteínas transportadoras del oxígeno en la sangre en los organismos vertebrados y en los músculos respectivamente. Otros ejemplos de proteínas cuya función es el transporte son citocromos que transportan electrones y lipoproteínas que transportan lípidos por la sangre. Funciones y ejemplos de proteínas

11 Reserva Si fuera necesario, las proteínas cumplen también una función energética para el organismo pudiendo aportar hasta 4 Kcal. de energía por gramo. Ejemplos de la función de reserva de las proteínas son la lactoalbúmina de la leche o la ovoalbúmina de la clara de huevo, la hordeina de la cebada y la gliadina del grano de trigo constituyendo estos últimos la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión. Funciones y ejemplos de proteínas

12 Reguladoras Las proteínas tienen otras funciones reguladoras puesto que de ellas están formados los siguientes compuestos: Hemoglobina, proteínas plasmáticas, hormonas, jugos digestivos, enzimas y vitaminas que son causantes de las reacciones químicas que suceden en el organismo. Algunas proteínas como la ciclina sirven para regular la división celular y otras regulan la expresión de ciertos genes. Funciones y ejemplos de proteínas

13 Contracción muscular La contracción de los músculos través de la miosina y actina es una función de las proteínas contráctiles que facilitan el movimiento de las células constituyendo las miofibrillas que son responsables de la contracción de los músculos. En la función contráctil de las proteínas también está implicada la dineina que está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos. Funciones y ejemplos de proteínas

14 Función homeostática Las proteínas funcionan como amortiguadores, manteniendo en diversos medios tanto el pH interno como el equilibrio osmótico. Funciones y ejemplos de proteínas

15 5.6. Proteínas puras Obtención de las proteínas del suero de leche

16 Hidrolizado: Se rompen las cadenas protéicas y solo quedan pequeños péptidos (dipéptidos, tripéptidos…), más o menos largos según el grado de hidrólisis. Una proteína como la lactoalbúmina está formada por 123 aminoácidos, por lo tanto estas fracciones protéicas y sus propiedades inmunomoduladoras se pierden en este tipo de procesamiento. Otro aspecto negativo es que el hidrolizado es la proteína que más aditivos e ingredientes artificiales presenta para tratar de mejorar el sabor Proteínas puras

17 Concentrado por coagulación: Se obtiene a altas temperaturas (190º) obteniendo el cuajo resultante, siendo un proceso de bajo coste de obtención de proteína. Hay que destacar la presencia de colesterol oxidado por las altas temperaturas (oxicolesterol). El porcentaje de proteína suele ser cercano al 80%, y presenta valores altos en lactosa. Las fracciones proteicas se desnaturalizan por calor y pierden su capacidad bioactiva Proteínas puras

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19 Aislado por intercambio iónico: El proceso químico usado para su obtención incluye elementos químicos como el acido clorhídrico e hidróxido de sodio. Produce alteraciones en el pH y desnaturaliza buena parte de las proteínas, como la lactoferrina o inmunoglobulinas, resultando alterado el porcentaje final de las fracciones proteicas con hasta un 70% B-lactoglobulinas. Es un método que permite obtener un mayor aporte proteico por gramo, sin embargo desnaturaliza gran parte de los péptidos y es una opción desaconsejable Proteínas puras

20 Concentrado obtenido por microfiltración y ultrafiltración en frio: Utiliza un filtro cerámico con poros de tamaño variable que no desnaturaliza las proteínas, conservando los distintos péptidos en los mejores porcentajes posibles. Es el proceso de obtención más natural y aconsejable Proteínas puras

21 5.7. Procedencia de las proteínas en los alimentos La carne en general, las aves de corral, las piezas caza, el pescado o la pesca, los huevos y los productos lácteos, son alimentos muy diferentes entre sí. Son diferentes respecto del origen de procedencia, diferentes sabores, aspectos, texturas, o diferentes usos culinarios. Sin embargo, todos estos alimentos pertenecen dentro del mundo de la nutrición a la misma familia

22 En general las carnes de origen animal tienen una gran riqueza en proteínas, se caracterizan por un buen valor biológico ya que contienen todos los aminoácidos esenciales. Contienen muy pocos hidratos de carbono, no son alimentos energéticos, o alimentos que le generen al organismo energía inmediata. Por lo general contienen lípidos, en cantidades muy variables dependiendo del animal, suelen ser ricos en ácidos grasos saturados Procedencia de las proteínas en los alimentos

23 Todos ellos contienen vitaminas del grupo B. No contienen vitamina C. Todos ellos contienen minerales y oligoelementos. Estos alimentos son los proveedores de proteínas cuya calidad es esencial para una dieta equilibrada. Sin embargo, a causa de sus contenidos en grasas, se recomienda combinarla con verduras, hortalizas, u otros alimentos bajos en grasas que equilibren la dieta Procedencia de las proteínas en los alimentos

24 las hortalizas y las frutas 2% los cereales, las patatas y las legumbres La carne, el pescado, los huevos y los productos lácteos 5.7. Procedencia de las proteínas en los alimentos

25 Los alimentos de origen vegetal, por desgracia, no contienen todos los aminoácidos indispensables para una adecuada nutrición. Necesitan combinarse entre ellos. Por ejemplo mezclar las legumbres con un cereal como puede ser el arroz Procedencia de las proteínas en los alimentos

26 Lista de alimentos ordenados de mayor a menor cantidad de proteínas Procedencia de las proteínas en los alimentos Orugas53 Insectos en general50 Lomo embuchado50 Queso Parmesano36 Soja 33,7 Bacalao32 Queso manchego curado32 Jamón serrano30 Piñones30 Pavo asado29 Pollo hervido29 Queso de bola, Emmental29 Queso Gruyere29 Buey magro asado28 Queso de oveja28 Habas secas27 Pechuga de pollo asada26 Queso Edam26 Queso manchego fresco26 Codorniz25 Lentejas25 Perdiz25 Queso Cheddar25 Salchichón, salami...25 Atún y bonito24,3 Faisán24 Alubias23 Hígado de cerdo23 Hígado de ternera23 Liebre23

27 Muslo de pollo asado23 Queso roquefort23 Cacahuetes22 Chorizo, jamón cocido22 Conejo22 Garbanzos22 Guisantes secos22 Pechuga de pavo22 Sardinas en conserva22 Carne de caballo21 Cordero lechal21 Filete de ternera21 Jabalí21 Muslo de pavo21 Queso Camembert21 Queso de Cabrales21 Tiburón21 Langostinos20,1 Cabrito20 Cerdo de carne magra Procedencia de las proteínas en los alimentos Ciervo20 Cigalas20 Dorada20 Gambas20 Queso Mozzarella20 Congrio19 Morcilla19 Pasta al huevo19 Rape19 Salmón19 Almendras18 Arenque18 Cordero18 Lucio18 Mero18 Pistachos18 Pollo frito18 Raya17,1 Boquerón17 Caballa17 Lubina17 Pez espada17 Queso Brie17 Lenguado16,5 Rodaballo16,3 Gallo16,2 Langosta16,2 Caracoles16 Merluza16 Nueces16 Pato16 Salmonete15,8 Trucha15,7 Anguila14 Cerdo de carne grasa14 Requesón14 Sepia14 Avellanas13 Huevos13 Pasta de sémola13

28 Trigo13 Calamar12,6 Sémola12 Mejillones11,7 Harina11 Pan tostado11 Pulpo10,6 Almejas10,2 Cebada10 Centeno10 Chocolate9 Maíz9 Pan integral9 Copos de maíz8 Pan blanco8 Arroz7 Galletas María7 Guisantes Frescos7 Ajo6 Trufas Procedencia de las proteínas en los alimentos Castañas5 Setas y hongos comestibles5 Coles de Bruselas4 Espárragos4 Habas frescas4 Higos secos4 Leche semidesnatada3,5 Leche desnatada3,4 Yogur desnatado3,3 Yogur entero3,3 Leche entera3,2 Brécol3 Ciruela pasa3 Coliflor3 Dátil seco3 Espinacas3 Yogur con frutas2,7 Nata2,3 Apio2 Berro2 Col de Lombarda2 Lechuga2 Patata2 Puerro2 Remolacha2 Repollo2 Uvas pasas2 Alcachofa1 Berenjena1 Calabacín1 Calabaza1 Cebolla1 Nabo1 Pepino1 Tomate1 Zanahoria1

29 Transformaciones por procesos tecnológicos. Desnaturalización proteica Desnaturalización: la conformación de una proteína depende del pH y de la temperatura de la disolución en la que se encuentre. Cambiando estas condiciones, también puede cambiar la estructura de la proteína. Esta pérdida de la conformación estructural natural se denomina desnaturalización.

30 El cambio de pH produce cambios en las interacciones electrostáticas entre las cargas de los radicales de los aminoácidos. La modificación de la temperatura puede romper puentes de Hidrógeno o facilitar su formación. Si el cambio de estructura es reversible, el proceso se llama renaturalización. Transformaciones por procesos tecnológicos. Desnaturalización proteica

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32 5.9. Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias. Agentes físicos a) Calor: La sensibilidad de las proteínas a la desnaturalización térmica depende de numerosos factores, tales como la naturaleza y concentración de proteínas, la actividad de agua, el pH, la fuerza iónica y la naturaleza de los iones presentes. Esta desnaturalización, frecuentemente, va acompañada de un descenso de la solubilidad, de segregación de moléculas proteicas desplegadas, así como de un aumento de la capacidad de absorción de agua por la proteína.

33 b) Frío: Las bajas temperaturas pueden inducir la desnaturalización de muchas proteínas. Así, enzimas que son estables a una temperatura ambiente, pueden inactivarse a 0°C y algunas proteínas se agregan y precipitan cuando alcanzan temperaturas de congelación. Por otro lado las bajas temperaturas pueden provocar la disociación de oligómeros; varias lipasas y oxidasas no sólo son resistentes a las temperaturas de congelación, sino incluso, siguen activas a esas temperaturas Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

34 c) Tratamientos mecánicos: Numerosos tratamientos mecánicos, tales como amasado o laminado que se aplican al pan y otras masas, pueden desnaturalizar las proteínas por las fuerzas de cizallamiento que originan. Los estiramientos reiterados modifican la red proteica debido principalmente a la ruptura de las alfa-hélice Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

35 d) Presión hidrostática: La presión hidrostática puede tener un efecto desnaturalizante, pero en general sólo para valores superiores a 50k Pa; la ovoalbúmina y la tripsina se desnaturalizan a presiones de 50 y 60k Pa, respectivamente. e) Irradiación: Los efectos de la irradiación sobre las proteínas varían en función de la longitud de onda y energía aplicadas. Los residuos de aminoácidos aromáticos absorben radiaciones ultravioletas que pueden inducir a una modificación de la conformación y, si el nivel energético es suficiente, se produce la ruptura de las uniones disúlfuros Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

36 Agentes químicos a) Ácidos y bases: El pH del medio en el cual está la proteína tiene influencia considerable en el proceso de desnaturalización. La mayoría de las proteínas son estables para una determinada zona de pH y frecuentemente se desnaturalizan cuando se someten avalores de pH muy, altos o muy bajos; en algunos casos, la proteína recupera su actividad natural, cuando el pH vuelve al valor en el cual la proteína es estable Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

37 b) Metales: Los iones metálicos alcalinos (sodio, potasio), sólo reaccionan de una forma limitada con las proteínas, mientras que los alcalino-térreos como el calcio y el magnesio son más reactivos. c) Disolventes orgánicos: La mayor parte de los disolventes orgánicos pueden considerarse como agentes desnaturalizantes. Modifican la constante dieléctrica del medio y por lo tanto las fuerzas electrostáticas que contribuyen a la estabilidad de las proteínas Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

38 d) Soluciones acuosas de compuestos orgánicos: Varios compuestos orgánicos, tales como la urea y las sales de guanina contribuyen, en soluciones concentradas (4 a 8 M), a la ruptura de enlaces hidrógenos y provocan con intensidad variable, una desnaturalización de las proteínas 5.9. Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

39 Exposiciones en grupos de 5 Conservantes. Antioxidantes. Emulsionantes Gelificantes, espesantes y estabilizantes Potenciadores del sabor. Edulcorantes. Colorantes Fosfatos, Aalcoholes, enzimas en los alimentos. ácidos orgánicos, aceites estéricos, y aromas en los alimentos. Preservantes químicos. Colorantes grado alimentario. Ablandadores químicos Criterios legislativos de utilización, seguridad y pautas de dosificación de los aditivos Requerimientos. Disposiciones legales. Minerales en la preparación de alimentos


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