PROTEÍNAS DE LA LECHE

I) INTRODUCCIÓN

Las proteínas son macromoléculas compuestas de aminoácidos que se unen mediante enlaces peptídicos, entre sus funciones cabe destacar catalíticas, reguladoras, transporte, estructurales, defensivas, reserva, energía. Los aminoácidos son las unidades estructurales de las proteínas, presentan un grupo carboxilo y un grupo amino unido a un mismo carbono. La leche ha sido considerada como la mayor fuente de proteínas y es un alimento esencial que no falta en el desayuno, al menos cuando somos niños, cabe destacar que la leche materna es de vital importancia durante los primeros 6 meses de nuestra existencia luego pasamos a la “costumbre” de beber leche de vaca sobre todo por la oleada de información que nos indica que es la mayor fuente de proteína animal y necesaria para el crecimiento y desarrollo de los niños, empresas como gloria invierten fuertes cantidades de dinero en publicidad para ello, en la siguiente practica determinaremos proteínas como la caseína y aminoácidos como la tirosina presentes en la leche de vaca y contrastando sus cantidades según la información nutricional comprobaremos que la mayor fuente de proteína animal no se encuentra en la leche que compramos en tarro debido a que se encuentra diluida.

II) MARCO TEÓRICO

El reactivo de Biuret

El reactivo de Biuret contiene CuSO4 y reacciona en solución acuosa alcalina, la reacción forma un compuesto de color violeta en caso de ser positiva.

III) OBJETIVOS Valorar la importancia de la leche como fuente de proteínas y comprender

cómo éstas actúan en contacto con determinados reactivos. Verificar la presencia de proteínas en el precipitado de la leche de los

experimentos con el reactivo de Biuret. Observar la presencia de calcio en la leche en el precipitado blanco que se

forma luego de haber pasado por una serie de procedimientos experimentales. Determinar, por medio de los experimentos, la presencia de lactoglobulina y

lactoalbúmina con el reactivo de Biuret.

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Figuras 1 y 2: Algunos de los materiales que utilizamos en los experimentos.*No usamos los limones.

IV) PROCEDIMIENTO

OBTENCIÓN DE LA CASEÍNA

Colocar 50 mL. de leche en un vaso de precipitado

Agregar 5 mL. de ácido acético al 10% y agitar.

Filtrar el precipitado formado. Se obtiene un sólido blanco (precipitado) y un líquido claro (filtrado; guardar para la parte C).

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Figura 3: 50 ml de leche en una probeta.

Figura 4 y 5: Proceso de mezclado de leche con ácido acético.

Figuras 6 Y 7: Proceso de filtrado de caseína de leche de marca Gloria.

DETERMINACIONES QUÍMICAS EN EL PRECIPITADO

DETERMINACIÓN PROTEÍNAS: PRUEBA DE BIURET

En un tubo de ensayo colocar 2 ml. de solución problema

Agregar 5 ml. de NAOH.

Agregar 5 gotas de CuSO4

DETERMINACIONES EN EL FILTRADO

DETERMINACIÓN DE LACTOALBÚMINA Y LACTOGLOBULINA

Colocar en un vaso de precipitado una parte del filtrado. Añadir carbonato sódico sólido, removiendo hasta que se neutralice la solución

(probar con papel de tornasol).

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Figura 8: Tubo de ensayo con la muestra problema

Figura9 y 10: reactivo de Biuret, el cual contenía CuSO4.

Figura 11: Mezcla de filtrado de leche Pura Vida con carbonato de sodio.

Figura 12: Muestra de Na2CO3 (carbonato de sodio sólido).

Hervir la solución.

Filtrar para separar el precipitado que se forma.

DETERMINACIÓN DE CALCIO

En un tubo en ensayo, añadir una parte del filtrado y solución de hidróxido de amonio hasta que la mezcla se neutralice (probar con papel indicador).

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Figuras 13: Medición del pH de la mezcla de filtrado de leche con carbonato de sodio. Su pH fue de 9.

Figuras 14: Calentamiento a baño maría de la mezcla.

Figura 15: Filtrado de la mezcla para obtener un precipitado sólido.

Añadir igual volumen de oxalato de amonio al 5%.

V) RESULTADOS

OBTENCIÓN DE LA CASEÍNA

Se obtuvo un sólido blanco (precipitado) y un líquido claro (filtrado).

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Figura 17: Muestra del filtrado líquido del experimento anterior (el de la obtención de caseína).

Figura 16: Muestra del filtrado líquido del experimento anterior (el de la obtención de caseína).

Figuras 18: Filtrado de caseína de leche de marca Gloria.

DETERMINACIONES QUÍMICAS EN EL PRECIPITADO: PRUEBA DE BIURET

Se obtuvo un anillo violeta pero por unos segundos, luego el contenido del tubo conservo un color azul claro.

DETERMINACIÓN DE CALCIO EN EL FILTRADO

El profesor del laboratorio nos vertió una pequeña cantidad de oxalato de amonio al 5% de concentración a nuestra mezcla; se pudo observar un cambio en el color en la mezcla (se tornó un blanco turbio) y luego se formó un precipitado blanco que indicaba la presencia de calcio.

DETERMINACIONES EN EL FILTRADO

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Figura 19: Reacción positiva de Biuret en contacto con la caseína concentrada.

Figuras 20 Y 21 Comparación de la concentración de proteínas en leche pura (izquierda) y precipitado de caseína (derecha). El color violeta más intenso indica mayor concentración.

Figuras 22: La mezcla adquirió un color blanco turbio y luego de dejarlo reposar se formó un precipitado blanco (calcio).

Determinación de lactoglobulina y lactoalbúmina: Se obtuvo un precipitado color azulado, que constituyen la lactoglobulina y la lactoalbúmina.

VI) INTERPRETACION DE RESULTADOS

En la determinación del precipitado, se forma un anillo violeta que nos indica la reacción positiva, esta presencia del anillo violeta indica los enlaces peptídicos y por ende la presencia de proteínas, pero no especifica el tipo de proteínas.

En la determinación del precipitado determinamos exactamente la lactoalbúmina y lactoglobulina, por la presencia del carbonato sódico, el calor y la prueba de biuret que evidencia en el precipitado las proteínas.

Para la determinación del calcio, se añadió hidróxido de amonio para que la muestra se neutralice, después se le agrego oxalato de amonio que es un sólido blanco e inodoro que reacciona con el carbonato de calcio así forma el precipitado blanco que se debe a la presencia de sales de calcio.

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Figura 23: Mezcla de filtrado de leche Pura Vida con carbonato de sodio, luego de ser hervida a baño maría.

Figura 24: Filtrado de la mezcla para obtener un precipitado sólido.

Figura 25: Filtrado sólido de la mezcla con reactivo de Biuret. Se puede observar un cambio de color a violeta en el centro del papel filtro, lo cual indicó la presencia de lactoalbúmina y lactoglobulina.

VII) CONCLUSIONES

La caseína de la leche es una fosfoproteína (presente mayormente como sal cálcica) que en presencia de ácido acético se neutraliza y se precipita. Es decir, la caseína cargada negativamente y solubilizada como sal cálcica se neutraliza, ya que los fosfatos se protonan y la proteína neutra se precipita.

La caseína reacciona con la prueba de Biuret con la formación de un anillo violeta, que verifica la presencia de proteína. Esta prueba cualitativa sucede por la formación de un complejo de iones de Cu+2 con los pares de electrones no compartidos del nitrógeno.

Las proteínas del suero de la leche son termosensibles y se desnaturalizan por acción del calor a temperaturas mayores. La adición de carbonato sódico forma una solución neutralizada que precipita por acción del calor. La prueba de Biuret verifica la extracción de las proteínas coaguladas.

La mayor parte del calcio se encuentra en el suero. El suero se neutraliza con hidróxido de amonio. Luego, se combina con el oxalato de amonio para precipitarse en oxalato de calcio. Esta prueba cualitativa indica la presencia de calcio en el suero de la leche.

PROTEÍNAS DE LA HARINA DE TRIGO

I) INTRODUCCIÓN

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La fuerza de una harina, la da el contenido de gluten que tiene, a más gluten, más fuerza tiene la harina. El gluten es una proteína. De la cantidad total de proteínas que tiene una harina el gluten representa el 80%. En España los fabricantes de harinas no están obligados a poner el tipo de harina que es, ni la composición química de la harina en el paquete, pero a veces ponen la cantidad de proteínas y a partir de estas proteínas podremos saber la fuerza de la harina. Una manera casera para saber la fuerza de una harina, es tomar con la mano un puñado de harina y comprimirlo con fuerza: si al abrir la mano la harina se mantiene compacta por algunos instantes, podemos considerarla floja. Si por el contrario al abrir la mano se desarma enseguida, podemos considerar que la harina es de buena calidad con las características de una harina de fuerza.

II) OBJETIVOS Obtener gluten de las diferentes harinas utilizadas en práctica. Diferenciar la cantidad de gluten que posee según el tipo de harina utilizada en

práctica. Medir la resistencia y elasticidad del gluten obtenido en cada harina empleada

en práctica.

III) MATERIALES

Cápsula de porcelana o tazones (03) Balanza Harina de panificación 100 g. Harina preparada 100 g. Harina sin preparar 100 g. Olla pequeña Clips Llaves, llaveros Regla

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IV) PROCEDIMIENTO

OBSERVACIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL GLUTEN

Pesamos 100 g. de cada tipo de harina y fueron puestas en tazones individuales. Además, se midió 60 ml de agua destilada por cada tipo de harina.

Preparamos una masa con cada una de las tres clases de harina: cada tipo de harina se mezcló con 60 ml de agua destilada con el objeto de mantener una masa rígida al momento de amasar.

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Figura 26: Harina sin preparar Harina panificadora Harina preparada

Figura 27: Se aprecia de izquierda a derecha, 100 g. de harina panificadora, harina preparada y harina sin preparar en sus respectivos recipientes. Al lado, 60 ml de agua destilada para ser añadida a cada tipo de harina.

Figura 28: Amasando la harina con el agua destiladaFigura 29: Formación de una masa compacta.

Dejamos las 3 bolas de masa en reposo de 5 min.

Lavar la masa bajo chorro de agua débil. Se amasa. El almidón será arrastrado por el agua.

Lavar hasta que sea eliminado todo el almidón (cuando Lugol no cambie de color).

E

scurrir el exceso de agua.

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Figura 30: Harina panificadora Harina preparada Harina sin preparar

Figura 31: Masa siendo lavada bajo chorro de agua.

Figura 32: Se aprecia que al escurrir solo sale agua incolora, lo que indica la NO presencia de almidón.

PESAR la masa de gluten.

Comparar la proporción de gluten con respecto al peso inicial de cada harina.

ELASTICIDAD DEL GLUTEN

Dividir las masas en dos partes cada una. Extender las muestras con los dedos y compararlos.

Utilizar iguales pesos de cada una de las clases de gluten y formar una argolla. Colocar dos ganchos dentro del orificio y colocarlo dentro de una probeta del cual penderá el anillo de gluten y en la parte inferior penderán pesos para cada tipo de gluten.

Anotar la extensión del gluten cada 30 segundos y el tiempo necesario para romper el anillo. Utilizar una regla para medir la extensión

OBSERVACIÓN DEL GRADO DE COCCIÓN

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Figura 33: Se quita el exceso de agua a la bola de harina.

Figura 34: Harina panificadora-Gluten: 9 g.

Figura 35: Harina panificadora Harina preparada Harina sin preparar

Colocar bolas de gluten procedente de los tres tipos de harina en una bandeja de horno y someterla a cocción por media hora.

Aparte, hervir una bola de gluten durante 5 minutos y comparar su elasticidad y consistencia con una bola de gluten sin hervir.

V) RESULTADOS

OBSERVACIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL GLUTEN

CUADRO PREPARACIÓN DE HARINA

EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN Y MASA DE GLUTEN

Tipo de harina Pan Preparada Sin preparar

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Figura 36: Bolas de masa sometidas a cocción.

Tipo de Harina

Pan Preparada Sin preparar

Harina(g)

100 100 100

Agua (g)

100 100 100

Peso (g)

200 200 200

Masa inicial 200g 200g 200g

Masa extraída de gluten

30g 20g 24g

PORCENTAJE DE GLUTEN EN LAS MASAS DE HARINA

- % gluten en pan= 30/ 200 x 100 = 15%- % gluten en harina preparada = 20/200 x 100= 10%- % gluten en harina sin preparar = 24/200 x 100= 12%

OBTENCIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL GLUTEN

La harina para pan tiene mayor cantidad de gluten, más dureza, más resistencia y más elástica. La harina preparada es más esponjosa, pero menos resistente que la harina de

pan. La harina sin preparar es la menos resistente y la menos elástica.

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Figura 37: Prueba de elasticidad de la bola de harina.

ELASTICIDAD DEL GLUTEN

HARINA PARA PAN

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HARINA PREPARADA

HARINA SIN PREPARAR

16

Tiempo (segundos) Diámetro (cm)

30 6.5

60 13.5

90 14.5

120 15

150 15.5

180 16

210 16.7

240 17

270 17.6

300 17.8

330 18

360 18.3

390 18.9

420 20

Tiempo (segundos) Diámetro (centímetros)

30 60

60 12

90 13.5

120 14.4

150 16

Tiempo (segundos) Diámetro (centímetros)

30 5.5

60 11.8

90 12.7

120 14.8

COMPARACIÓN DE LA ELASTICIDAD DE LAS HARINAS DE ACUERDO A LOS RESULTADOS OBTENIDOS ANTERIORMENTE:

OBSERVACIÓN DEL GRADO DE COCCIÓN

Después de someter a las harinas a la cocción, todas las harinas estaban duras y

consistentes, sin embargo, la que poseía mayor consistencia y resistencia era la harina de pan, la harina más liviana era la harina preparada y la harina sin preparar no presenta muchos cambios. En conclusión las harinas cocinadas son más resistentes y compactas que las harinas crudas.

VIII) INTERPRETACION DE RESULTADOS

La harina de trigo tiene la capacidad de esponjarse ya que se debe a la presencia de glutelinas (glutenina) y prolinas (gliadinas). Las gliadinas su conformación se estabiliza por los enlaces disulfuros, estas son responsables de las masas durante la elaboración del pan, pero son poca elásticas. Las gluteninas debido a su enlace disulfuro le confiere una gran estabilidad.

Como observamos en el cuadro de resultados la harina de pan tiene mucha más resistencia respecto a la harina preparada y sin preparar.

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Tipo de harina Resistencia Elasticidad

Sin preparar ++ +

Preparada + ++

Pan +++ +++

La harina de pan se estira hasta 20cm en 420 segundos confirmando su resistencia y elasticidad debido a su abundancia de proteínas la gliadina y glutenina.

La harina preparada tiene una ligera ventaja respecto a la elasticidad que la harina sin preparar, debido a que la harina preparada tiene más proteínas de glutenina.

La harina sin preparar tiene una ligera ventaja con respecto a la resistencia, debido a que tiene más proteínas de gliadina.

Otros factores hacen que la harina preparada tenga una menor resistencia debido a que en la industria alimentaria le agregan compuestos químicos como la levadura que hacen que los bizcochuelos del postre sean más suaves y esponjosos.

CONCLUSIONES

La presencia del gluten depende del tipo de harina procesado. La harina panadera contiene una mayor cantidad de proteínas (gluten), seguido de la harina sin preparar. La harina preparada contiene menor contenido de gluten para obtener preparaciones más esponjosas.

El gluten que contiene mayor resistencia y elasticidad es la harina panificadora por su mayor concentración de gluten que le atribuyen esas características.

La cocción del gluten la vuelve más compacta, consistente y dura y menos elástica, ya que sus partículas son difíciles de separar. La bola de gluten cruda es más elástica pero menos compacta.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Obtención de caseína, reacción de biuret y punto isoeléctrico. Ecuador. Extraído de: https://sites.google.com/site/laboratoriosbioquimica/bioquimica-i/obtencion-de-caseina-reaccion-de-biuret-y-punto-isoelectrico

https://labmicrobiologiayamileunad.files.wordpress.com/2011/10/guia-de-laboratorio-quimica-de-alimentos2011-ii.pdf

Universidad Pablo de Olavide. Extracción de la caseína y determinación del punto isoeléctrico. España. Extraído de: http://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/biotec_FQbiomol/Practica3FQB.pdf

CUESTIONARIO

1. Señalar la importancia de las proteínas de la harina de trigo en la panificación

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HARINA DE TRIGO PRINCIPALES TIPOS Y USOS

La harina de trigo es la más extendida para la elaboración de pan, pero existen numerosos subtipos dependiendo principalmente de su contenido en proteínas y de la capacidad de estas para formar gluten, pero también en función de si las masas resultantes son más o menos tenaces o extensibles.

Desde el punto de vista legal, en función de su composición y de los usos a los que se destinan, las harinas de trigo se clasifican en: harinas panificables, harina de fuerza, harina integral de trigo desgerminado, mezcla de harinas, harinas para rebozar, harina acondicionada.

De una forma muy genérica podríamos decir que los panes más voluminosos requieren de harinas de fuerza (contenidos de proteína en torno al 13%) y alta calidad del gluten, capaces de soportar su estructura y retener el gas que se genera durante la fermentación. También se recurrirá a este tipo de harina cuando en la masa estén presentes otros ingredientes como grasa, azúcares, frutos secos entre otros.

Es el caso de los panes de molde, de los panes voluminosos obtenidos por un proceso tradicional, pero también de los panetones, croissants y roscones entre otros.

2. Listar las diferentes proteínas de la leche, harina de trigo.

PROTEÍNAS DE LA LECHE

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 Concentración en % del total de la leche g/kg proteína p/p

Caseína

Alfa-s1-caseína 10.0 30.6

Alfa-s2-caseína 2.6 8.0

Beta-caseína 10.1 30.8

Gamma-caseína 3.3 10.1

Caseína total 26.0 79.5

Proteínas del suero

Beta-lactoalbúmina 1.2 3.7

Beta-lactoglobulina 3.2 9.8

Albúminas del suero de leche 0.4 1.2

Inmunoglobulinas 0.7 2.1

Misceláneos 0.8 2.4

Proteínas totales del suero 6.3 19.3

Proteínas de las membranas de los glóbulos grasos 0.4 1.2

Proteína total 32.7 100

PROTEÍNAS DE LA HARINA DE TRIGO

Albuminas Proteínas no del gluten.

Proteínas estructurales y metabólicas.

Globulinas Proteínas no del gluten. Proteínas estructurales y metabólicas.

Gliadinas Proteínas del gluten. Proteínas de almacenamiento de la semilla tipo prolaminas.

Gluteninas Proteínas del gluten. Proteínas de almacenamiento de la semilla tipo prolaminas.

Residuo Proteínas del gluten. Proteínas de almacenamiento de la semilla tipo prolaminas (gluten) y tipo globulinas (triticinas).

3. ¿Por qué las proteínas forman precipitados en ciertas condiciones y geles en otras?

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En la desnaturalización de la proteína hay varios fenómenos que ocurren modificando el grado de dispersión de una solución proteica.

Cuando se oxidan forman precipitados. Es decir, incluye a todas las reacciones de agregación conducentes a una pérdida total o parcial de solubilidad.

Cuando las moléculas desnaturalizadas se agregan para formar una red proteica ordenada, se denomina gel.

Por otro lado, la proteína forma un coágulo cuando hay reacciones de agregación no ordenadas que se producen con desnaturalización. En las que predominan las reacciones de agregación o las interacciones proteína – proteína con relación a las interacciones proteína- disolvente; esto conduce a la formación de un gran coagulo.

4. Discuta con detalle las interacciones de las proteínas glutenina/gliadina en la formación del gluten. ¿Cómo interaccionan con los carbohidratos y los lípidos?

El gluten del trigo contiene alrededor de 80 % de proteínas, 5 a 10 % de lípidos, almidón residual, carbohidratos y proteínas insolubles en agua entrapadas en la masa. Está compuesto de dos clases principales de proteínas: gliadina (una prolamina) y glutenina (una glutelina).

Las gliadinas son un grupo de proteínas con propiedades similares. Se caracterizan por su solubilidad en carbinoles alifáticos inferiores, especialmente etanol, y en algunos carbinoles aromáticos como el fenol. Se les conoce como proteínas solubles en alcohol. Tienen un peso molecular promedio de 40,000, son de cadena simple y extremadamente pegajosas cuando se hidratan. Además, muestran poca o ninguna resistencia a la extensión y parecen ser las responsables de la cohesión de la masa. Presentan un polimorfismo intervarietal muy marcado y sus patrones electroforéticos no son afectados por condiciones ambientales.

Las gluteninas son un grupo heterogéneo de proteínas. Se caracterizan por su solubilidad en ácidos y álcalis diluidos. Son de cadena múltiple y peso molecular variable (de 10,000 a varios millones) que comprende a gluteninas de bajo y elevado peso molecular; resiente y gomosa, pero propensa a la ruptura. Las gluteninas, aparentemente, proporcionan a la masa la propiedad de resistencia a la extensión. Estudios de reconstitución han indicado que para una cosecha de una variedad en particular de trigo, la cantidad relativa de glutenina está directamente relacionada con la resistencia a la extensión de la masa. Sin embargo, debido a la solubilidad inconsistente de las fracciones de gliadina y glutenina, y a la superposición de sus componentes, resulta difícil demostrar esta relación para diferentes variedades y cosechas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Consultado el domingo 11 de octubre de 2015 en: http://www.utm.mx/edi_anteriores/Temas38/2NOTAS%2038-1.pdf

Consultado el domingo 11 de octubre de 2015 en: http://www.food-info.net/es/qa/qa-fp1.htm

Nora E. Precipitación de proteínas. UAEH. Disponible en: https://es.scribd.com/doc/19983198/Bioquimica-I

Gelificación de proteínas. Disponible en: http://nosonrecetas.com/gelificacion-de-proteinas-i/

Hammer, R., & Van, T. (2000). Understanding the structure and properties of gluten: An overview. En P. R. Shewry, & A. S. Tathan (Eds.), Wheat Gluten-Proceeding of the 7th International Workshop Gluten (pp. 125-131). Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry

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