Date post: | 17-Dec-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | olga-bucatari |
View: | 35 times |
Download: | 7 times |
Proteine
alimentare (partea I)
S.L. Dr. Ioana Lacatusu
Curs 3
Cuprins
1. Proteine alimentare Clasificare
Tipuri de alimente cu continut variabil de proteine
2. Proteine din produse lactate
Aspecte generale
Cazeine si derivati
Proteine serice
Alte componente din lapte
Obiectiv Cursuri 2-4
Importanta PROTEINELOR
pentru organism si rolul
acestora in industria
alimentara
PROTEINELE = compusi care se constituie n nutrienti deosebit de valoroi pentru organism.
Ca furnizoare de AA eseniali, proteinele NU pot lipsi din alimentatie.
Functie de calitatea lor (continutul de AA esentiali) exista 3 categorii de proteine alimentare.
Proteine alimentare
A. Proteine
complete
Carne,
Pete,
etc.
B. Proteine
semicomplete
Leguminoase
Ciuperci
etc.
C. Proteine incomplete
Porumb,
Semine oleaginoase
Fructe etc.
1. Dup coninutul n AA eseniali
Clasificare proteine alimentare
Combinaia corect a alimentelor asigur aportul de AA eseniali
necesar organismului.
Proteine alimentare
A. Proteine complete = valoare biologic ridicat:
conin toi AA esentiali n proporii optime pentru meninerea esuturilor corpului.
asigur creterea, dezvoltarea normala i echilibrul proteic al organismului .
Exemple: proteine de origine animal:
Cazeina, Lactalbumina, Lactoglobulina lapte
Actina, Miozina, Mioglobina carne
Ovoalbumina, Ovovitelina ou
Clasificare proteine alimentare
B. Proteine parial complete = toi AA eseniali dar n proporii necorespunztoare.
Este necesara o cantitate de 2 ori mai mare pt. dezvoltare corporal i echilibru proteic.
Exemple: proteine de natur vegetal:
Gliadina, Glutenina, Leucozina cereale
Glicinina soia
Legumelina legume
Proteine alimentare
Clasificare proteine alimentare
C. Proteine incomplete = valoare biologic redus:
lipsite de 1 sau 2 AA eseniali, iar AA prezeni se gsesc n cantiti necorespunztoare;
nu pot asigura nici dezvoltarea organismului, nici echilibrul proteic.
Exemple:
proteinele din gru (Gliadina) deficient n Lys;
proteinele din porumb (Zeina) lipsit de cantiti adecvate de Trp i Lys;
proteinele din fasole deficiente n Met, conin Lys;
proteinele din orez deficiente n Lys, conin Met.
Proteine alimentare
Clasificare proteine alimentare
In general, proteinele de origine animala se digera si se absorb in cantitate mai mare, ceea ce nu este intotdeauna un avantaj (excesul de proteine
conduce la formarea de cataboliti toxici).
Proteine alimentare
Tip PROTEINA SURSE Observaii
Proteine de origine animal
Carne, oua, lactate, pesti Intr n compoziia
alimentelor cu proteine complete
Proteine de origine vegetala
Cereale, fructe, legume
Exemple:
Boabe de leguminoase, Cereale integrale, Seminte oleaginoase etc.
Intr n compozitia unor alimente cu proteine
semicomplete sau incomplete.
2. Clasificare dup origine
Clasificare proteine alimentare
B. Scleroproteine sau proteine fibroase:
insolubile datorit structurii lor moleculare unele ndeplinesc funcii de protecie i
suport pt. esuturi (piele, pr, unghii).
Exemple:
Elastina din muchi, Colagenul din esutul conjunctiv.
Proteine de origine animal
A. Sferoproteine sau proteine globulare:
sunt solubile n ap, se diger uor;
conin proporii adecvate de AA eseniali;
sunt constitueni ai lichidelor organice.
Exemple:
Cazeina din lapte
Albumina din albuul de ou
Globulinele din plasma sanguin
Proteine alimentare
C. Protamine i histone polipeptide cu greutate
molecular nu prea ridicat; se gsesc n icre.
2. Clasificare dup origine
Proteine de origine vegetal
1. Albumine, globuline:
Exemple:
Legumelina din leguminoase;
Legumina din leguminoase.
Proteine alimentare
2. Gluteline i prolamine
Exemple:
Glutenina din gru;
Gliadina din gru i secar;
Hordeina din orz;
Zeina din porumb;
Gliadin + glutenin (gluten) din gru.
2. Clasificare dup origine
Clasificare proteine alimentare
Tip de PROTEINE SURSE unde se
gasesc Observaii
A. Oligopeptide i polipeptide
(cu M mica)
Exemple: Carnozina,
Glutamine, Peptone, Histone, Prolamine, Anserine
Alimente de origine
vegetal si animal
Se diger repede, i ajung foarte usor n fluxul sanguin.
Pot determina la persoanele
sensibile, intolerante sau alergii (ex: alergia la gluten).
B. Sferoproteine
Albumine
Alimente de origine
vegetal i animal.
Exemple: leguminoase,
pete, ou, lapte i lactate.
Sunt foarte digestibile (absorbtie bun).
Globuline
Alimente de origine
animala
Exemple: carne de mamifere
i de pasre.
Globulinele sunt mai greu digerabile.
Proteine alimentare
3. Dup tipul i digestibilitatea proteinelor
Clasificare proteine alimentare
Tip de PROTEINE SURSE unde se gasesc Observaii
C. Scleroproteine
Exemple:
Elastina (din muchi) Colagen (din esuturi
conjunctive) Reticulina (din carne)
Alimente de origine
animal
Exemple: Carnea de mamifere i
pasare.
Au o structur dur i rigid, nefiind digerate.
Din colagen se formeaza
gelatina (piftii, aditivi de ngroare, etc.).
D. Complexe proteice
Alimente de origine
vegetal (de regula sunt prinse n structuri celulozice sau
inozitolice)
Exemple: tre, semine
oleaginoase, boabe de leguminoase.
AA se elibereaz mai greu din aceste complexe.
Digestia si absorbtia proteinelor
de origine vegetal este mai sczut, insa prezinta avantajul unei eliberri treptate.
Proteine alimentare
3. Dup tipul i digestibilitatea proteinelor
Clasificare proteine alimentare
ALIMENT Continut proteic
(g/100 g aliment)
ALIMENT Continut proteic
(g/100 g aliment)
Somon afumat 27 Paine 9.1
Ficat prajit 26 Spaghete 3.4
Lapte degresat 3.6 Cartofi copti 2.6
Porc, sunca (conserve) 18 Morcov crud 1.1
Hamburger 24 Nuci 14.8
Oua fierte tari 13 Portocala 1
Mazare verde 5.1 Suc de portocale 0.8
Fasole alba gatita 7.8 Banana 1.1
Fasole verde pastai 1.6 Bere 0.3
Branza ceddar 25 Mar 0.2
Lapte integral 3.5 Ulei de soia 0.0
Alune 26
Ovaz gatit 2
Exemple de produse alimentare cu continut variabil de proteine
Carnea, petele i produsele lactate sunt surse de proteine de inalta calitate.
Proteine alimentare
Coninutul mediu de proteine al unor alimente:
Alimente de % Alimente de %
origine animal origine vegetal
Carne de vit 20,0 Orez 7,0 Carne de porc 17,0 Fin 9,5 Carne de pui 22,0 Paste finoase 13,0 Ou integral 12,5 Pine alb 7,5 Pete 17-20 Pine integral 8,0 Lapte de vac 3,3 Leguminoase (fasole, mazare)
10-23
Brnz proaspt 15,0 Cartofi 2,5 Cacaval 32,0 Legume 2,7 Iaurt 5,0 Fructe 0,5-1,5
Exemple de produse alimentare cu
continut variabil de proteine
Proteine alimentare
I. Proteine de origine animal
1. Proteine din produse lactate
- Cazeina i derivati
- Peptide bioactive
2. Proteine din carne
- Proteine din muschi (Ex: Colagen, Elastina, Mioglobina Miozina)
- Proteine din plasma sanguina i din serul sanguin
(Ex: Albumine, Globuline, Hemoglobine, Fibrinogen)
3. Proteine din ou
- Albusul de ou (Ex: Ovalbumina, Ovotransferin, Ovomucoid, Ovomucin)
- Galbenusul de ou (Ex: Apovitelenine, Lipoviteline, Livetine, Fosvitine).
Proteine alimentare
Proteine din lapte. Aspecte
generale
Laptele
Sursa complet de proteine, fiind considerat un standard
din punct de vedere al
compoziiei proteice.
Proteine din produse
lactate
Compozitie lapte:
Apa Proteine (Cazeine principalele
componente)
Lipide (sub form de globule emulsionate)
Lactoz (dizaharid format din galactoz si glucoz)
Minerale i vitamine
Laptele uman contine: ~ 7,0% lactoz, 3,7% grsime si 1,2% proteine*.
Laptele de bovine contine: ~ 4,8% lactoz, 4,3 % grsime si 3,3% proteine.
Observatie: procente (%) nseamn grame de substane nutritive per 100 mL de lapte.
Proteine din lapte. Aspecte generale
Proteine din produse
lactate
Proteine, Lipide si Glucide continute in diferite produse lactate
Denumire Calorii Proteine Lipide Glucide
Lapte si preparate
Branza de burduf 369 27.4 27.4 0.5
Branza de vaca 155 13 9 4.5
Cascaval 233 25 19 1
Iaurt 50 3.2 2.6 4
Lapte de vaca 65 3.5 3.5 4.5
Lapte praf 498 27 24 1
Telemea de oi 305 18.9 24 1
Telemea de vaci
273 19.4 20.4 1
Ou
Oua de gaina 171 14 12 0.6
Termenii cas i zer sunt folosite curent cu referire la anumite tipuri de proteine din lapte.
Cnd se adaug acid in lapte (pH = 4,6) se formeaz un precipitat: Precipitatul (care const din proteine de tip cazeine) = cas. Materialul care NU precipit la pH uor acid = zer i const
dintr-un lichid care conine anumite proteine.
Proteine din produse
lactate
Compozitie zer:
Lactalbumina Albumin Anticorpi
= Cazeine = Proteine din zer
Apa Proteine Lipide Minerale Lactoza
Compozitie lapte versus zer
Observatie: In zer mai pot fi regasite
Lactoza, concentratii minime de
Cazeina, o parte din srurile minerale i vitaminele din lapte.
Proteine din lapte. Aspecte
generale
Coninutul comparativ n proteine al laptelui i zerului
Prin electroforeza* s-au separat si
identificat principalele componente
cazeinice din lapte: -, - i k-cazeinele i n cantitate mai mic -cazeinele.
Electroforeza metoda de punere n eviden a proteinelor. Este o metoda de separare i identificare a unor compui dintr-un amestec pe baza migrrii lor difereniate printr-un gel, sub aciunea unui cmp electric (apar benzi de coloraie specific). Mobilitatea electroforetic = parametrul fizic al migrrii.
PROTEINE % din totalul
de Proteine
Cazeine totale 75-85
a S1 si S2* 35-45
b 20-30
k 8-15
Proteine totale din zer 15-25
Alfa lactalbumina 2-5
Beta lactoglobulina 7-12
Imunoglobuline 1-3
Altele 1-2
* Indicele S al cazeinelor a indic sensibilitatea acestora la precipitare.
Proteine din produse
lactate Proteine din lapte. Aspecte generale
Cazeinele sunt principalele proteine din lapte.
Reprezint 80% din totalul proteinelor coninute n laptele de vaca (concentratia acesteia n lapte fiind de 2,5-3,2%) si intre 20-45% din totalul proteinelor existente in laptele uman.
Sunt proteine mici care au o greutate molecular de ~24 kDa.
Este relativ hidrofoba greu solubila n ap.
k
a a
abb
b
b
k
zona hidrofoba
aminoacizipolari,in exteriorulmiceliului
SRUCTURA MICELARA A CAZEINEI DIN LAPTE
Cazeine si derivati
Proteine din produse
lactate
Se gsete n lapte ca o suspensie de particule numite "micele de
cazein", cu resturile gruparilor hidrofile orientate la suprafa.
Are pI = 4,6 cazeinele au o sarcin negativa n lapte (pH lapte ~ 6,6).
Cazeinele = grup eterogen de fosfoproteine ce contin ~ 200 AA.
Compozitia cazeinelor: AA (ex: destul de multe resturi de
Prolin) Glucide Elemente anorganice (Ca si P).
AA din exteriorul micelei sunt polari i prezint grefata gr. PO4
-3.
Cazeinele sunt mentinute in micele mpreun cu ionii de Ca+2 i cu ajutorul interaciilor hidrofobe.
Cazeine si derivati
Proteine din produse
lactate
Obinere cazeine
Se pot obine din lapte de vac degresat prin:
1. Precipitare cu un acid (ex. acid acetic, acid lactic, acid fosforic);
2. Prin coagulare cu Renina/Chimozina (Cheag);
3. Acidifiere cu ajutorul culturilor pure de bacterii lactice.
Cazeine si derivati
Proteine din produse
lactate
A. Obtinerea iaurtului
Modificarea structurii micelare
a caseinelor
Proteine din produse
lactate
La obinerea iaurtului, laptele este iniial nclzit la 80 C pentru 15-30 min.
Aceast nclzire determina ca proteinele din zer sa se denatureze, i n consecin sa se asocieze in micele de cazein.
Asocierea miceliilor de cazein confer o structur de tip gel (viscozitate i textura adecvata), caracteristic iaurtului.
Proteinele precipita la nclzire deoarece acestea se rsucesc, expunnd multe dintre resturile lipofile de AA la mediul apos extern.
Mecanismul de precipitare al cazeinelor = principalul proces n prepararea brnzeturilor.
Aciunea microbian a lactobacililor este urmat de aducerea pH-lui la 5,5 i adugarea cheagului (Chimozina).
Chimozina catalizeaz hidroliza specific
a unei anumite leg. peptidice care determin precipitarea extensiv.
Coagulare enzimatic
B. Obtinerea brnzeturilor fermentate
Proteine din produse
lactate
Laptele se poate acidifia prin adugarea de bacterii care produc acid lactic (proces folosit
adesea in bucatarie).
Formarea de coaguli (primul pas in obt. de
brnz de vaci, crem de brnz etc.).
Cazeine si derivati
Precipitarea este determinat de scderea pH-ului, procesul fiind
nsoit de fermentarea lactozei la acid lactic (datorat creterii lactobacililor din lapte).
Branza contine cel putin 20 AA.
In branza din laptele pasteurizat, pe masura ce varsta de maturare creste, creste si continutul in AA.
AA cei mai intanliti in branza: Asp, Glu, Asn, Thr, Val, Phe, Lys, Gly, Ala, Met, Leu, His, Tyr, Pro, Ile, Ser, Gln, Tau (Taurina), Arg, Cys, Trp,
Orn (Ornitina).
B. Obtinerea branzei
Proteine din produse
lactate
Determinarea structurii unei cazeine
(Aplicaie n obinerea brnzei de vac)
Proteine din produse
lactate
1. Reacia primar Determinat de hidroliza specific a
unei leg. peptidice (coagulare
enzimatic); Catalizat de Chimozin. In urma reactiei de hidroliza anumite
macropeptide sunt eliberat n zer.
2. Reacia secundar Faza n care are loc pierderea
prii glucidice de ctre micele; Are loc legarea ncruciat ntre
micele.
Determinarea structurii unei cazeine
(Aplicaie n obinerea brnzei de vac)
Proteine din produse
lactate
Etape:
1. In aceast faz are loc dezvoltarea rapid a brnzei.
2. Stocarea brnzei obinute timp de cateva ore (creterea aciditii i solidificarea);
3. Taierea, presarea i amestecarea cu zer;
4. Adaosul de sare (pentru a inhiba
creterea microorganismelor nedorite i pentru ndeprtarea ultimului zer).
3. Reacia teriar
Este procesul maturrii.
Necesit pastrare la temp. sczut pentru o perioada mai ndelungat.
Procesul cuprinde i o etap enzimatic proteoliza general nespecific n urma creia apar polipeptide generatoare de gusturi
specifice.
Lipazele din lapte elibereaz acizii grai cu catena scurt, care contribuie la aroma brnzeturilor.
Determinarea structurii unei cazeine
(aplicaie n obinerea brnzei de vac)
Proteine din produse
lactate
Srurile alcaline (de Na i Ca) ale cazeinelor.
Posed o mare solubilitate n ap, ceea ce le mrete gradul de utilizare n ind. alimentara.
Derivati de caseina. Cazeinaii
Proteine din produse
lactate
Obtinere
Cazeinaii se obin din cazein deshidratat parial, prin tratare cu sruri sau cu baze ale metalelor alcaline (Ex: NaHCO3, Ca(OH)2 )
Proteine din zer
(Proteine serice)
a-Lactoalbumina b-Lactoglobulina Anticorpi/Macroglobuline
(un tip de Imunoglobuline)
Zer = Supernatant rmas dup precipitarea cazeinelor.
Compoziia chimic a zerului variaz n funcie de caracteristicile laptelui i de procesul de fabricaie a tipului de brnz.
Principalele proteine din zer* = proteine serice:
Proteine din produse
lactate
*In zer mai pot fi regasite: CaCl2, NaCl, acizi, colorani (adaugati n lapte n procedeele de fabricare a brnzeturilor).
Proteine din produse
lactate Proteine din zer
(Proteine serice)
Lactoalbumine
Sunt albumine coninute n lapte i
obinute din zer. Se gsesc n laptele mamiferelor. Utilizate la prepararea unor produse
alimentare i n industria lacurilor si a adezivilor.
Exist a i b lactalbumine.
a-Lactoalbumina
Este proteina major gsit n laptele matern
Laptele matern este superior laptelui
de vac (la hrnirea sugarilor). Este stimulat ca rspuns la hormonul
Prolactina i crete producia de lactoz din lapte.
Laptele uman are o concentraie mare de proteine din zer (70% din totalul proteinelor). Dintre acestea, a -
lactalbumina, reprezint 41% din proteinele regasite in zer si 28% din totalul proteinelor din lapte.
Comparativ, doar 3% din proteine din lapte de bovine este a - lactalbumina.
Ambele proteine conin 6% triptofan i 5% cisteina, dar numai 0,9 % metionin.
Metaloproteina ce prezinta o mare afinitate pentru ionii Ca+2 si Zn+2.
Poate leaga si ali cationi fiziologici, Mg+2, Mn+2, Na+ si K+, care pot concura cu Ca+2 pentru situsul de legare.
a-lactalbumina se adaug la unele formule de lapte praf pentru sugari pentru a le face mai hranitoare.
Poate prezenta activitate antibacteriana si antitumorala.
Proteine din produse
lactate Proteine din zer
(Proteine serice)
a-Lactoalbumina
Proteine din produse
lactate
Protein majoritara in zerul din laptele de vac.
NU se gaseste si n laptele matern. Proteina relativ mic, formata din 162 AA. In condiii fiziologice, este predominant sub
forma dimera, dar disociaz la monomer la pH < 3.
Proteine din zer
(Proteine serice)
b-Lactoglobulina
Legarea Lactozei de -lactoglobulina bovina (in forma
monomerica si dimerica)
Importanta pentru industria alimentara:
Soluiile de -lactoglobulina formeaz geluri
n diferite condiii, atunci cnd structura sa nativ este destabilizata suficient pentru a permite agregarea.
La nclzire prelungit, pH sczut i trie ionic slaba, se formeaza un "gel transparent, n care moleculele de proteine se asambleaza n fibre lungi si rigide.
Imunoglobuline
Proteine care ajung n lapte (prin sinteza din
glandele mamare).
Reacioneaz specific cu antigenele i faciliteaz distrugerea lor alaturi de alte componente ale mecanismului de aprare din organism.
!!! Laptele matern nu poate fi nlocuit de ctre productorii de lapte praf.
Proteine din produse
lactate Proteine din zer
(Proteine serice)
Exemplu: Imunoglobulin G (IgG)= un tip
de anticorp care circula prin sange si
recunoaste particulele straine care pot fi
daunatoare.
*Discutate la Proteine din sange
Utilizarea cazeinei i cazeinailor n industria alimentara
Laptele de cafea = imitaie de smntn sub form de pulbere, lichid sau congelat;
Frica i creme = produse sub forma lichida, solida (congelate) sau pulberi;
Buturi lactate aromatizate = bauturi ce conin 2-4 % cazeinat de Na ce este compatibil cu diferite arome;
Lapte de imitaie = lapte ale carui componente NU sunt de origine lactat i care concureaz cu laptele natural sau laptele modificat;
Dressinguri = creme groase care servesc pentru asezonarea salatelor. Acestea conin 3-5% cazeinat de Na i pot fi aromatizate diferit n funcie de destinaie;
Brnza cottage = o brnz proaspt suplimentat cu cazeinat, ceea ce permite reducerea coninutului de grsime, consistena cremoas a produsului fiind meninut;
Iaurturi. In acest caz adaosul de cazeinai i coprecipitai se face n scopul:
creterii coninutului de substan uscat,
de a mbunti propriettile de gelificare i vscozitatea produsului,
de a reduce sinereza (separarea de zer).
n industria laptelui
Proteine din produse
lactate
In industria biscuiilor se utilizeaz cazeinaii pentru capacitatea lor de hidratare i de reinere a apei.
Cazeinatul de Ca se utilizeaz pentru obinerea unor produse dietetice cu coninut sczut de Na.
Se utilizeaz cazeinatul de Na (sub form de emulsie, gel, pulbere sau dispersie), la obinerea unor produse de carne.
Incorporarea cazeinatului de Na in produsele pe baza de carne se
realizeaza cu scopul imbunatatirii proprietatiloe functionale (ex:
retinere de apa infragezire) sau pentru mbogire n proteine.
Nivelul de ncorporare al cazeinatului de Na este n funcie de tipul de produs si de scopul urmrit.
n industria carnii
n patiserie
Proteine din produse
lactate
Utilizarea cazeinei i cazeinailor n industria alimentara
In industria vinului
n industria vinului cazeinele se utilizeaz pentru cleirea vinurilor*.
Cazeinele precipit n prezena alcoolului i a acizilor din vin. Precipitatul format antreneaza particulele mari = substanele coloidale macromoleculare din vin (ex. taninuri condensate).
Cleirea cu cazein este recomandat la tratamentul vinurilor albe nglbenite i oxidate, deoarece se red ntr-o anumit msur prospeimea gustativ.
Cazeina se utilizeaz sub form de soluie apoas uor alcalin (0,5% KHCO3).
Pentru cleire se poate utiliza i laptele integral (n special pentru ndeprtarea unor mirosuri accidentale (ex: petrol, ulei mineral).
Proteine din produse
lactate
Utilizarea cazeinei i cazeinailor n industria alimentara
*Cleirea = etapa n care n vin sunt administrate substane deproteinizante (ex: cazeine, gelatine etc.) n vederea eliminrii proteinelor aprute n timpul macerrii, fermentrii sau eliminrii enzimelor administrate. Proteinele ramase n vin n perioada cald a anului se depun la partea inferioara a buteliei sub forma unor depozite mucilaginoase, oferind vinului un aspect tulbure, opac.