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Métodos y Aplicaciones
PROTEÍNAS EN ALIMENTOS
ING. LUIS ARTICA MALLQUI
PROTEÍNAS
SON COMPONENTES ABUNDANTES EN TODASLAS CÉLULAS ALIMENTICIAS.
CASI TODAS (EXCEPTO LAS DEALMACENAMIENTO) SON IMPORTANTESPARA LAS FUNCIONES BIOLÓGICAS Y/O LAESTRUCTURA CELULAR.
LAS PROTEÍNAS DE LOS ALIMENTOS SONMUY COMPLEJAS.
COMPOSICIÓN DE LAS PROTEÍNAS
ESTÁN CONSTITUÍDAS POR: HIDRÓGENO,CARBONO, NITRÓGENO, OXÍGENO YAZÚFRE.
LOS “BLOQUES DE CONSTRUCCIÓN” DE LASPROTEÍNAS SON 20 ∞-AMINOÁCIDOS.
LAS UNIONES ENTRE RESIDUOS DEAMINOÁCIDOS EN UNA PROTEÍNA SONENLACES PEPTÍDICOS.
COMPOSICIÓN DE LAS PROTEÍNAS
EL NITRÓGENO ES EL ELEMENTO MÁS DISTINTIVOPRESENTE EN LAS PROTEÍNAS.
LAS PROTEÍNAS RICAS EN AMINOÁCIDOS BÁSICOSCONTIENEN MÁS NITRÓGENO.
EL CONTENIDO DE NITRÓGENO EN VARIASPROTEÍNAS ALIMENTICIAS VARÍA DE 13.4 19.1%DEBIDO A LA VARIACIÓN EN LA COMPOSICIÓN DEAMINOÁCIDOS ESPECÍFICA DE LAS PROTEÍNAS.
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
oCOMPOSICIÓN
oESTRUCTURA
o FUNCIÓN BIOLÓGICA
oPROPIEDADES DE SOLUBILIDAD
COMPLICACIONES EN EL
ANÁLISIS DE PROTEÍNAS
CARACTERÍSTICAS FÍSICO QUÍMICAS DE
LOS ALIMENTOS SIMILARES A LOS DE LAS
PROTEÍNAS
FUENTES DE NITRÓGENO NO PROTÉICO
AMINOÁCIDOS LIBRES
PEQUEÑOS PÉPTIDOS
ÁCIDOS NUCLÉICOS
FOSFOLÍPIDOS
AZÚCARES AMINAS
PORFIRINA
ALGUNAS VITAMINAS
FUENTES DE NITRÓGENO
NO PROTÉICO
ALCALOIDES
ÁCIDO ÚRICO
UREA
IONES DE AMONIO
OTROS MACROCOMPONENTES DE LOS
ALIMENTOS QUE PUEDEN INTERFERIR CON
EL ANÁLISIS DE PROTEÍNAS
LÍPIDOS
CARBOHIDRATOS
MÉTODOS DESARROLLADOS PARA
MEDIR EL CONTENIDO PROTÉICO
FUNDAMENTOS:
DETERMINACIONES DE NITRÓGENO
ENLACES PEPTÍDICOS
ÁCIDOS AROMÁTICOS
ABSORTIVIDAD UV DE LAS PROTEÍNAS
GRUPOS AMINO LIBRES
PROPIEDADES DE DISPERSIÓN DE LA LUZ
CAPACIDAD DE ADHESIÓN DE COLORANTES
IMPORTANCIA DEL ANÁLISIS
DE PROTEÍNAS
DETERMINACIÓN DE ACTIVIDAD BIOLÓGICA.EJEMPLO: PECTINASAS DURANTE LAMADURACIÓN DE FRUTOS.
INVESTIGACIÓN SOBRE PROPIEDADESFUNCIONALES. EJMPLO: GLIADINA YGLUTENINAS PARA LA ELABORACIÓN DELPAN.
ETIQUETAMIENTO NUTRICIONAL
NECDESIDAD DEL ANÁLISIS DE PROTEÍNAS
CONTENIDO PROTÉICO TOTALCOMPOSICIÓN DE AMINOÁCIDOSCONTENIDO DE ALGUNA PROTEÍNA
PARTICULAR EN UNA MEZCLACONTENIDO PORTEÍCO DURANTE EL
AISLAMIENTO Y PURIFICACIÓN DE UNAPROTEÍNA
NITRÓGENO NO PROTÉICOVALOR NUTRITIVO (DIGESTIBILIDAD,
BALANCE PROTÉICO)
CONTENIDO PROTÉICO
EN LOS ALIMENTOS
PRODUCTOS LÁCTEOS
LECHE ENTERA 3.5%
LECHE DESHIDRATADA DESGRASADA 35.9%
QUESO CHEDDAR 25%
HUEVOS 12.9%
CONTENIDO PROTÉICO EN LOS
ALIMENTOS
CARNES
RES, BISTEAK, MAGRO CON GRASA 28.6%
PUERCO, MAGRO CON GRASA, DESHUESADO 17.1%
PECHUGA DE POLLO 27.3%
PESCADO
BACALAO COCINADO 28.5%
ATÚN EN ACEITE ENLATADO 24.2%
CONTENIDO PROTÉICO EN
LOS ALIMENTOS
CEREALES
ARROZ, INTEGRAL, CRUDO 7.5%
ARROZ REFINADO, CRUDO 6.7%
HARINA DE TRIGO INTEGRAL 13.3%
HARINA DE MAÍZ 7.8%
SPAGHETTI, SECO 12.5%
ALMIDÓN DE MAÍZ 0.3%
CONTENIDO PROTÉICO EN
LOS ALIMENTOS
FRUTAS Y VEGETALES
PAPA ENTERA, CRUDA 1.6%
ESPÁRRAGOS VERDES 2.5%
TAPIOCA 0.6%
FRIJOLES, SECOS, TODAS LAS VARIEDADES
22.3%
SOYA SECA 34.1%
CONTENIDO PROTÉICO EN LOS
ALIMENTOS
FRUTAS Y SEMILLAS
MANZANA ENTERA, CRUDA 0.2%
ALMENDRAS ENTERAS 18.6%
MÉTODOS DE DETERMINACIÓN
DE PROTEÍNAS
MÉTODO DE KJELDAHL
MÉTODO DE BIURET
MÉTODO DE LOWRY
MÉTODO DEL ÁCIDO BICINCONÍNICO (BCA)
MÉTODO DE ABSORCIÓN UV A 280nm
MÉTODO DE ADHESIÓN DE COLORANTE
MÉTODO DE BRADFORD
MÉTODO DE LA NINHIDRINA
MÉTODO TURBIDIMÉTRICO
MÉTODO DE KJELDAHL
(JOHANN KJELDAHL, 1883)
DIGESTIÓN CON H2SO4 CON LA ADICIÓN DEPERMANGANATO DE POTASIO PARA COMPLETAR LAOXIDACIÓN Y CONVERSIÓN DEL NITRÓGENO ASULFATO DE AMONIO.
NEUTRANLIZACIÓN DE LA DIGESTA DILUIDA,SEGUIDA DE UNA DESTILACIÓN EN UN VOLUMENCONOCIDO DE ÁCIDO ESTÁNDAR CON UNCONTENIDO DE IODURO DE POTASIO E YODATO.
TITULACIÓN DEL YODO LIBERADO CON TIOSULFATODE SODIO ESTÁNDAR
MODIFICACIONES PARA EL MEJORAMIENTO
DEL MÉTODO DE KJELDAHL
SE HAN AÑADIDO CATALIZADORES
COMO: Hg, Cu, Se, Ti AL H2SO4 PARA
LOGRAR UNA DIGESTIÓN COMPLETA.
EL DIÓXIDO DE SELENIO Y EL
SULFATO DE COBRE EN PROPORCIÓN
3:1 SON MUY EFECTIVOS EN LA
DIGESTIÓN.
MODIFICACIONES PARA EL MEJORAMIENTO
DEL MÉTODO DE KJELDAHL
EL SULFATO DE POTASIO SE UTILIZA PARA
AUMENTAR EL PUNTO DE EBULLICIÓN DEL
ÁCIDO SULFÚRICO PARA ACELERAR LA
DIGESTIÓN.
EL SULFURO O TIOSULFATO DE SODIO SE
AÑADEN A LA DIGESTA DILUIDA PARA
AYUDAR A LIBERAR EL NITRÓGENO DEL Hg
EL CUAL TIENDE A ADHERIR AMONIO.
MODIFICACIONES PARA EL MEJORAMIENTO
DEL MÉTODO DE KJELDAHL
EL AMONIACO SE DESTILA DIRECTAMENTE EN
UNA SOLUCIÓN DE ÁCIDO BÓRICO Y ES
SEGUIDO DE UNA TITULACIÓN CON UN ÁCIDO
ESTÁNDAR.
SE UTILIZAN LA COLORIMETRÍA Y LA
CROMATOGRAFÍA IÓNICA PARA DETERMINAR
EL CONTENIDO DE NITRÓGENO POSTERIOR A
LA DIGESTIÓN.
La muestra alimenticia se somete a untratamiento oxidativo con el ácido sulfúricoconcentrado en presencia de una mezclacatalizadora.
El sulfato amónico formado se libera elamoniaco por tratamiento alcalino y éste setransporta con ayuda de una destilación encorriente de vapor a un recipiente con ácidobórico y se realiza su titulación con HCl.
El contenido en proteína de la muestra secalcula teniendo en cuenta el contenidomedio en nitrógeno de la proteína encuestión.
Fundamento:
PROTOCOLO
TRATAMIENTO DE MUESTRA
1. Secar o liofilizar la muestra.
2. Triturar la Muestra.
TOMA DE MUESTRA
En un balón colocar 0.5 g de muestra, añadir H2SO4 concentrado, 5 ml y 1 g de catalizador.
N2 + H2SO4 CO2+SO4HNH4+2H2Ocatalizador
REACCIÓN I
DIGESTIÓN ÁCIDA
OXIDACIÓN DE LA MUESTRA CON ÁCIDOSULFÚRICO Y CATALIZADORES DURANTEEL CUAL LA MATERIA ORGÁNICA SEDESTRUYE Y EL NITROGENO SECONVIERTE EN SULFATO ACIDO DEAMONIO
Llevar aun digestor hasta que la solucióndel balón cristalice. Aproximadamentetres horas y media.
REACCIÓN IIDESTILACIÓN:
DESCOMPOSICIÓN DEL SULFATO ÁCIDO DEAMONIO POR MEDIO DE UN EXCESO DEÁLCALI FUERTE PARA LIBERAR ELAMONIACO, EL CUAL SE RECOGE PORDESTILACIÓN SOBRE ÁCIDO BÓRICO
SO4H(NH4)+2NaOH SO4Na2+2NH3+2H2O
NH4OH+H3BO3 NH4H2BO3+H2O
REACCIÓN III TITULACIÓN:
LA TITULACIÓN DEL BORATO DE AMONIOFORMADO CON SOLUCIÓN PATRÓN DE HCl 0.1N, USANDO COMO INDICADOR, UNA MEZCLADE ROJO DE METILO Y AZUL DE METILENO OUNA MEZCLA DE ROJO DE METILO Y VERDE DEBROMOCRESOL
NH4H2BO3+HCl NH4Cl+H3BO3
Indicador de Tashiro
REACTIVOS
H2SO4: oxida la muestra
NaOH : contribuye a la liberación deamoniaco.
H3BO3: recepciona el amoniaco, paraformar borato de amonio e indicar lapresencia de amoniaco.
Indicador de Tashiro: durante latitulación pasa de violeta a verde pH=5,4
HCl : es el titulante de la cantidad denitrógeno presente en la muestra.
APLICACIONES
Detección y dosificación de las enzimasen los alimentos: Análisis del cuajocomercial, actividades amilásicas de lacebada.
Detección de la adulteración de la lechey los productos lecheros.
Estudio de la desnaturalización de lasproteínas de la leche por el calor
Detección de fraudes en productoscárnicos: presencia de carne de vaca,caballo, aves, en los productos dicho “purocerdo”. Adición de proteínas de leche oproteína de soya.
La identificación de cereales harina detrigo blando o trigo duro proteína de soya,maní,etc.
En la preparación de concentradosproteicos se toma en cuenta la solubilidaddel nitrógeno y de la proteína como se ve acontinuación.
NOMBRE ABREVIATURA CÁLCULO
% de N soluble en agua NSA ml de álcalixNx0.014x100
peso de muestra
% de índice de solubilidad ISN %NSA x 100
del nitrógeno % de N total en la muestra
% de proteína soluble en PSA % NSA x 6.25
agua
% de índice de solubilidad ISP %NSA x 100
de proteína % de N total en la muestrax6.25
% de proteína dispersable PDA ml de álcalixNx 0.014x6.25
en agua peso de la muestra
% de índice dispersabilidad IDP % PDA x 100
de proteína % de N total en la muestrax6.25
N: nitrógeno
EQUIPOS
DIGESTOR AUTOMÁTICO KJELDHAL, EL CUAL TRABAJA A 455°C.
DESTILADOR AUTOMATICO.
