Universidad Nacional de Ingeniería UNI-RACS

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Asignatura: Química de Alimentos

Unidad V. Proteínas

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.

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. • 5.9. Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las

proteínas alimenticias.

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.


• 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

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.


• 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.


• 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.


• 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.


• 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.


• 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.


• 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.


• 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.


• Función homeostática Las proteínas funcionan como amortiguadores, manteniendo en diversos medios tanto el pH interno como el equilibrio osmótico.


5.6. Proteínas puras

• Obtención de las proteínas del suero de leche

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.


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.


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.


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.


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 deprocedencia, diferentes sabores, aspectos, texturas, o diferentes usos culinarios. Sin embargo, todos estos alimentos pertenecen dentro del mundo de la nutrición a la misma familia

• 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.


• 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.


las hortalizas y las

frutas 2%

los cereales, las patatas y las legumbres

La carne, el pescado, los huevos y los productos lácteos


• 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.


Lista de alimentos ordenados de mayor a menor cantidad de proteínas.


Orugas 53

Insectos en general 50

Lomo embuchado 50

Queso Parmesano 36

Soja 33,7

Bacalao 32

Queso manchego curado 32

Jamón serrano 30Piñones 30

Pavo asado 29

Pollo hervido 29

Queso de bola, Emmental 29

Queso Gruyere 29

Buey magro asado 28

Queso de oveja 28

Habas secas 27

Pechuga de pollo asada 26

Queso Edam 26

Queso manchego fresco 26

Codorniz 25

Lentejas 25Perdiz 25

Queso Cheddar 25

Salchichón, salami... 25

Atún y bonito 24,3Faisán 24Alubias 23

Hígado de cerdo 23

Hígado de ternera 23Liebre 23

Muslo de pollo asado 23Queso roquefort 23

Cacahuetes 22Chorizo, jamón cocido 22

Conejo 22Garbanzos 22

Guisantes secos 22Pechuga de pavo 22

Sardinas en conserva 22Carne de caballo 21Cordero lechal 21

Filete de ternera 21Jabalí 21

Muslo de pavo 21Queso Camembert 21Queso de Cabrales 21

Tiburón 21Langostinos 20,1

Cabrito 20

Cerdo de carne magra 20


Ciervo 20Cigalas 20Dorada 20Gambas 20

Queso Mozzarella 20Congrio 19Morcilla 19

Pasta al huevo 19Rape 19

Salmón 19

Almendras 18Arenque 18Cordero 18

Lucio 18Mero 18

Pistachos 18Pollo frito 18

Raya 17,1Boquerón 17

Caballa 17

Lubina 17

Pez espada 17

Queso Brie 17Lenguado 16,5Rodaballo 16,3

Gallo 16,2Langosta 16,2Caracoles 16Merluza 16Nueces 16

Pato 16Salmonete 15,8

Trucha 15,7Anguila 14

Cerdo de carne grasa 14Requesón 14

Sepia 14Avellanas 13Huevos 13

Pasta de sémola 13

Trigo 13Calamar 12,6Sémola 12

Mejillones 11,7Harina 11

Pan tostado 11Pulpo 10,6

Almejas 10,2Cebada 10Centeno 10

Chocolate 9Maíz 9

Pan integral 9

Copos de maíz 8

Pan blanco 8Arroz 7

Galletas María 7

Guisantes Frescos 7Ajo 6

Trufas 6


Castañas 5

Setas y hongos comestibles 5

Coles de Bruselas 4Espárragos 4

Habas frescas 4Higos secos 4

Leche semidesnatada 3,5

Leche desnatada 3,4Yogur desnatado 3,3

Yogur entero 3,3Leche entera 3,2

Brécol 3Ciruela pasa 3

Coliflor 3Dátil seco 3Espinacas 3

Yogur con frutas 2,7Nata 2,3Apio 2Berro 2

Col de Lombarda 2

Lechuga 2Patata 2Puerro 2

Remolacha 2Repollo 2

Uvas pasas 2Alcachofa 1Berenjena 1Calabacín 1Calabaza 1Cebolla 1Nabo 1

Pepino 1Tomate 1

Zanahoria 1

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.

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.


5.9. Efecto de los agentes físicos y químicos sobre las proteínas alimenticias.

Agentes físicosa) 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.

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.


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.


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.


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.


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.


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


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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