Calidad proteica

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Calidad Proteica, Mtodos para establecer la calidad de las protenas en los alimentos

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  • 1. CALIDAD PROTEICA Mtodos para evaluar lacalidad de las protenas en los alimentos Programa educativo* Desarrollado por Dupont Protein Technologies encooperacin con la American Soybean AssociationMod 1/2002

2. CALIDAD PROTEICAMtodos para evaluar la calidad de las protenas enlos alimentos*1999:Revisado por Vernon R. Young, PhD, DSc, Profesor de Bioqumica Nutricional, Instituto Tecnolgico de Massachusetts, Cambridge MA, U.S.A.Actualizacin 2002: Prof. Dr. H. Steinhart / Dr. C. Reimers, Instituto de Bioqumica yQumica de los Alimentos, Universidad de Hamburgo, Alemania; Dr. Jean-Michel Lecerf,Instituto Pasteur de Lille, FranciaTraducido por Dra. Montaa Cmara / Lda. Izaskun Monsalve. Departamento de Nutriciny Bromatologa II. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid, Espaa. 3. FUNCIN Y COMPONENTES DE LAS PROTENAS Las protenas son esenciales para la formacin y mantenimiento de los tejidos corporales Los aminocidos son los elementos estructurales de las protenas Las protenas de plantas y animales estn formados por 20 aminocidos esencialesMahan, L.K., Escott-Stump, S. Krauses Food, Nutrition, & Diet Therapy, 9 th edition. Philadelphia:W.B. Saunders Company, 1996.Rehner, G., Daniel, H.: Biochemie der Ernhrung, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, 1999Nelson, D., Cox, M., Lehninger, A.: Biochemie, 3. Auflage, Springer Verlag Berlin, 2001 4. COMPOSICIN DE LASPROTENASLas protenas estn formadas por20 -aminocidos en configuracinL.Los aminocidos estn compuestospor carbono, hidrgeno, oxgeno,nitrgeno, y algunos por azufre.Los aminocidos se diferencian porsus cadenas laterales. 5. ESTRUCTURA BSICA DE UNAMINOCIDO HRC COOH NH2 R = cadenas laterales de diferente composicinMahan, L.K., Escott-Stump, S. Krauses Food, Nutrition, & Diet Therapy, 9th edition. Philadelphia:W.B. Saunders Company, 1996.Rehner, G., Daniel, H.: Biochemie der Ernhrung, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, 1999Nelson, D., Cox, M., Lehninger, A.: Biochemie, 3. Auflage, Springer Verlag Berlin, 2001 6. PROPIEDADES DE LOSAMINOCIDOSNelson, D., Cox, M., Lehninger, A.: Biochemie, 3. Auflage, Springer Verlag Berlin, 2001 7. AMINOCIDOS DE LASPROTENAS1: Cadenas laterales no polares 3: Cadenas laterales alanina (Ala) cargadas positivamente glicina (Gly) arginina (Arg) isoleucina (Ile) histidina (His) leucina (Leu) lisina (Lys) metionina (Met) valina (Val)4: Cadenas lateralescargadas negativamente2: Cadenas laterales polares no cido asprtico (Asp)cargadas (hidroflicas) cido glutmico (Glu) asparragina (Asp-NH2) cisteina (Cys)5: Cadenas laterales glutamina (Glu-NH2) aromticas prolina (Pro) fenilalanina (Phe) serina (Ser) triptfano (Trp) treonina (Thr) tirosina (Tyr) 8. PROPIEDADES DE LOS AMINOCIDOSLos aminocidos pueden formar iones ensolucin acuosaAlguna de las propiedades dependen desu distribucin desigual de cargas.En solucin acuosa, los aminocidos secomportan como molculas anfteras: R CH COO+NH3 9. ESTEREOQUMICA DE LOSAMINOCIDOSTodos los aminocidos (excepto la glicina)tienen actividad ptica debido a un tomode C asimtrico en posicin .Los aminocidos de protenas animales yvegetales son siempre ismeros L.COOCOO HC+NH3 +NH3 C HD-Alanina CH3 CH3 L-Alanina 10. UNIONES DE LOSAMINOCIDOS EN PPTIDOSy PROTENAS Los aminocidos seOH unen unos a otros por enlaces tipo amidaH(tambin enlaceCCR2 peptdico)R1CN Hasta 10 aminocidos: COO-pptidos+NH3 H Ms de 10 aminocidos: protenasR1 y R2 son cadenas laterales de aminocidos 11. TIPOS DE PROTENASLas protenas pueden dividirse en dosgrupos: Homoprotenas, que contienen sloaminocidos Heteroprotenas, que contienen adems unaparte no proteca o grupo prostticonucleo-, lipo-, glico-, fosfo-, hemo-, flavo-,metalo-protenas 12. ESTRUCTURA DE LAS PROTENAS Las protenas estn caracterizadas por su secuencia de aminocidos y su conformacin o estructura tridimensional: Estructura primaria: secuencia de aminocidos Estructura secundaria y terciaria: ordenacin tridimensional de la cadena polipeptdica Estructura cuaternaria: colocacin de varias cadenas polipeptdicas juntas 13. PRINCIPALES TIPOS DEPROTENASProtenas fibrosasFuncin estructural principalmenteFormadas por una estructura secundaria simple yrepetitiva (estructura -hlice y -lmina)Por ejemplo: queratina, colgeno (-hlice), fibra de seda(estructura -lmina)Protenas globulares Protenas biolgicamente activas Estructura terciaria compleja generalmente convarios tipos de interacciones secundarias en lapropia cadena polipeptdica 14. DESNATURALIZACIN DE LAS PROTENASFsica: Qumica: Calentamiento cidos Enfriamiento Bases Tratamiento Metales mecnico Disolventes Presin hidrosttica orgnicos Radiacin 15. EFECTOS DE LA DESNATURALIZACIN DEPROTENASCambios en la solubilidad por exposicin de lasunidades peptdicas hidroflicas o hidrofbicasCambios en la capacidad de absorcin de aguaPrdida de actividad biolgicaMayor riesgo de ataque qumico por exposicinde otros enlaces peptdicosCambios en la viscosidad de las solucionesDisminucin de la capacidad de cristalizacin 16. PROPIEDADES FUNCIONALES DELAS PROTENAS EN ALIMENTOS HidratacinFormacin de masa SolubilidadEmulsificacin Viscosidad Formacin espuma Gelificacin Captacin de aromas TexturaInteraccin con otroscomponentes de losalimentos 17. CLASIFICACIN DE AMINOCIDOS EN LAS PROTENAS ALIMENTARIASLos aminocidos en las protenas alimentariaspueden clasificarse como:Esenciales la sntesis corporal no essuficiente para cubrir las necesidadesNo esenciales pueden ser sintetizadospor el organismoCondicionalmente esenciales sonesenciales bajo ciertas condicionesRehner, G., Daniel, H.: Biochemie der Ernhrung, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, 1999 18. AMINOCIDOS ESENCIALES Histidina*** Metionina* (y Cisteina) Isoleucina Fenilalanina** (y Tirosina) LeucinaTreonina Lisina Triptfano Valina * necesario para la sntesis de cisteina** necesario para la sntesis de tirosina*** necesario slo para niosProtein Quality Evaluation, Report of the Joint FAO/WHO Expert Consultation.Rome: FAO Food and Nutrition Paper No. 51, 1991.Elmadfa, I., Leitzmann, C., Ernhrung des Menschen, 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart, 1998 19. PROTENAS COMPLETAS E INCOMPLETASProtenas completas (equilibradas) protenas alimentarias que contienen los 9aminocidos esenciales en concentracinsuficiente para cubrir las necesidades de losseres humanosProtenas incompletas (no equilibradas) protenas alimentarias deficientes en 1aminocido o ms de los 9 aminocidosesencialesWilliams, S.R. Basic Nutrition and Diet Therapy, 10th edition.St. Louis (MO): Mosby, 1995. 20. PROTENAS COMPLEMENTARIAS1Los requerimientos diarios mnimos de protenas yaminocidos esenciales se pueden cubrir Consumiendo cantidades suficientes de protena(s) completa(s) Consumiendo una cantidad suficiente y variada de protenas incompletas Combinando protenas completas con protenas incompletas2Las protenas complementarias pueden ser consumidas alo largo del da31 Elmadfa, I., Leitzmann, C., Ernhrung des Menschen, 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart,19982 Williams, S.R. Basic Nutrition and Diet Therapy, 10th edition. St. Louis (MO): Mosby, 1995.3 Young, V.R., Pellett, P.L. Am J Clin Nutr 1994; 59 (Suppl): 1203S-1212S. 21. EVALUACIN DE LA CALIDAD DELAS PROTENAS Contenido en aminocidos de la protena alimentaria Digestibilidad Requerimientos de aminocidos: Basados en un patrn estndar derequerimientos de aminocidos para ungrupo de edad determinado Requerimientos para preescolares de 2-5 aos usados como estndar para todala poblacin a partir de 1 ao de edad.Protein Quality Evaluation, Report of the Joint FAO/WHO Expert Consultation. Rome: FAO Food and Nutrition Paper No. 51, 1991.FDA. Food labeling; general provisions; nutrition labeling; label format; nutrient content claims; health claims; ingredient labeling;state and local requirements; and exemptions; final rules. Food and Drug Administration, Fed Reg 1993; 58 (3):2101-2106 22. DISPONIBILIDAD DEAMINOCIDOSPorcentaje de digestin y absorcinProtena animal: 90 %Protena vegetal: 60 70 %Digestibilidad de las protenas limitada debido a : Efectos de la conformacin estructural de lasprotenas Interacciones con iones metlicos, lpidos, cidosnucleicos, celulosa Factores antinutricionales Tamao y superficie de la partcula de la protena Tratamiento trmico Diferencias biolgicas entre individuosCheftel, J.C., Cuq, J.L., Lorient, D.: Lebensmittelproteine: Biochemie, funktionelle Eigenschaften,Ernhrungsphysiologie, chemische Modifizierung. 1. Auflage, Behrs Verlag Hamburg, 1992 23. MTODOS DE EVALUACIN DE LA CALIDAD de las protenas Ejemplos de metodologas biolgicas tradicionales incluyen1,2 Valor biolgico (BV) Utilizacin de las protenas neta (NPU) Coeficiente de eficacia biolgica (PER ) La nueva metodologa es3 Puntuacin de los aminocidos de lasprotenas corregida segn su digestibilidad(PDCAAS)1 Elmadfa, I., Leitzmann, C., Ernhrung des Menschen, 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart, 19982 Biesalski, H.K., Grimm, P., Taschenatlas der Ernhrung, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 19993 Protein Quality Evaluation, Report of the Joint FAO/WHO Expert Consultation. Rome: FAO Foodand Nutrition Paper No. 51, 1991. 24. COEFICIENTE DE EFICACIA BIOLGICA PER Mtodo tradicional de evaluacin de la calidad de las protenas en Estados Unidos, PER1 Mtodo estndar para la evaluacin de lacalidad de las protenas alimentarias en laindustria alimentaria1 Young, V.R., Pellett, P.L. J Nutr 1991; 121: 145-150. 25. COEFICIENTE DE EFICACIA BIOLGICA PERMedida de la capacidad de una protena paramantener el crecimiento de una rata joven encrecimiento, no en seres humanos Las ratas en crecimiento necesitan ms aminocidos que contengan azufre, como la metionina Los aminocidos con azufre se consideran aminocidos limitantes en la protena de sojaEl usar las necesidades de aminocidos de lasratas nos lleva a- Sobreestimar la calidad de las protenas de una protena animal Infravalorar la calidad de las protenas de una protena vegetalProtein Quality Evaluation, Report of the Joint FAO/WHO E