BERNARDES-FILHO, R.

COLNAGO, L. A.

OTSUKA, R.

Infoteca-e

Nº 24, jul/98, p.1-4Rubens Bernardes FilhoRosana OtsukaLuiz Alberto ColnagoO trigo é o único cereal cuja farinha forma uma massa coesa que permite aconfecção de pães, bolos, macarrão, entre outros produtos. Apesar de a farinha detrigo ter mais de 70% de amido, são as proteínas de reserva do trigo, as prolaminas egluteninas, que dão à sua farinha, quando umedecida, a propriedade elásticanecessária para essas aplicações. Essas proteínas podem ser concentradas, a partirda massa de farinha de trigo, por meio de lavagem exaustiva com água. Nesseprocesso, além do amido são removidas outras substâncias solúveis em água,resultando em uma massa viscoelástica que corresponde a aproximadamente 10 a12% da massa seca inicial, denominada glúten (Shewry et al., 1994). São aspropriedades viscoelásticas do glúten que permitem que a massa cresça, retendo ogás carbônico formado tanto no processo de fermentação biológica (fabricação depães) quanto no de fermentação química (fabricação de bolos, biscoitos e etc.). Aoassar a massa, retira-se água, o que torna o glúten rígido, mantendo assim aporosidade gerada no processo de fermentação. A propriedade viscoelástica doglúten também é indispensável no macarrão para que durante o processo decozimento este não desprenda o amido na água.Por esses motivos, há um grande interesse científico e tecnológico emdeterminar a origem molecular da viscoelasticidade do glúten. Os estudos da origemmolecular da viscoelasticidade têm sido dificultados pela sua complexidadeintrínseca, pois o glúten é formado por dezenas de proteínas de alto peso molecular einsolúveis em água, o que tem dificultado as suas análises com as técnicas dedeterminação de estruturas tridimensionais, em alta resolução, como a difração deraios X e a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN).Como as estruturas das proteínas do glúten variam de acordo com o solventeutilizado, foram estudadas as estruturas secundárias das proteínas (ESPs) do glútende trigo, em estado sólido, utilizando espectroscopia de infravermelho comtransformada de Fourier (FTIR). Esta espectroscopia permite fazer a quantificação dasestruturas secundárias de proteínas em estado sólido, na forma de pastilha e filme(Forato et al., 1998b).ANÁLISE DAS ESTRUTURAS SECUNDÁRIAS DAS PROTEÍNAS DO GLÚTEN DETRIGO EM ESTADO SÓLIDO POR FTIR.12121Pesquisadores da Embrapa Instrumentação Agropecuária, Cx. Postal 741, 13560-970 São Carlos SPBolsista da Embrapa Instrumentação Agropecuária, Caixa Postal 741, 13560-970 São Carlos SPISSN 1413-6244COMUNICADOTÉCNICOMinistério da Agricultura e do AbastecimentoEmpresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaCentro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento de Instrumentação AgropecuáriaRua XV de Novembro, 1452 - Caixa Postal 741 - CEP 13560-970 - São Carlos - SPTelefone: (16) 274 2477 - Fax: (16) 272 5958 - e-mail: postmaster@cnpdia.embrapa.brCOMUNICADO TÉCNICOCT/24, CNPDIA, jul/98, p.2A quantificação das concentrações de ESPs utilizando espectros de FTIR temsido feita por métodos de aumento de resolução e reconhecimento de padrões(Jackson & Mantsch,1996). Neste trabalho o método de aumento de resolução nãofoi usado para a análise do espectro do glúten, em KBr, porque os resultados daquantificação são dependentes dos assinalamentos da posição dos picos associadosàs estruturas secundárias na banda de amida I. Além disso, as análises com osmétodos de aumento de resolução são dependentes de parâmetros de entradafornecidos pelo operador, tornando estas análises pouco confiáveis (Forato et al.,1998a). Assim, os espectros do glúten foram analisados com o método dereconhecimento de padrões, baseado em decomposição de valor singular. Forato(1996) e Forato et al.(1998b) demonstraram que esse método pode ser usado naanálise de espectros de proteínas em KBr, fornecendo previsões similares aos obtidoscom as proteínas em solução.Os espectros foram obtidos com um espectrômetro de infravermelho Perkin-Elmer, modelo Paragon 1000. O equipamento foi mantido em sala com temperatura eumidade controladas. A faixa espectral utilizada foi a compreendida entre os númerosde onda 4000 e 400cm , sendo utilizada resolução de 4cm . Para a aquisição de cadaespectro foram realizadas 64 varreduras.A quantificação das concentrações de ESPs a partir dos espectros deinfravermelho foi feita utilizando um método de reconhecimento de padrões baseadono algoritmo de decomposição de valores singulares (Forato et al., 1998b).Os espectros foram tratados matematicamente da seguinte forma: tiveramlinha de base corrigida entre 2100 e 900cm , foram normalizados entre 1800 e1200cm , de forma que a soma das absorbâncias de todos os pontos desse intervalofosse 100 (Forato et al., 1998b).As amostras das proteínas padrões e das várias preparações do glúten usadaspara análise por FTIR, em pastilha de KBr, foram feitas utilizando-se 1mg de proteína e100mg de KBr seco. A proteína e o KBr foram triturados em almofariz de ágata. Apósisso, o produto obtido foi colocado em pastilhador Perkin-Elmer e comprimido, emprensa hidráulica, com pressão de 10 toneladas, por 2 minutos.Na figura 1 está um espectro de FTIR do glúten em KBr, na região de 2100 a900cm . Neste espectro estão assinaladas as bandas de amida I e II; também se podever o ombro da banda de amida I em 1740cm ,devido aos triglicerídeos.Figura 1 Espectro de FTIR do glúten trigo após a correção da linha de basemostrando a região de número de onda de 2100 a 900cm .-1 -1-11-1-1-1COMUNICADO TÉCNICOCT/24, CNPDIA, jul/98, p.3A figura 2 mostra uma comparação do espectro da banda de amida I do glúten,em pastilha de KBr, com 3 proteínas com diferentes proporções de estruturassecundárias: a concanavalina A, rica em folhas , o citocromo C, rico em hélice- e apapaína, que possui proporções semelhantes das duas estruturas. Como se podeobservar nesses espectros, o glúten tem espectro mais parecido com o do citocromoC e papaína, com um sinal simétrico e centrado em 1655cm . O sinal do glúten é bemdiferente do da concanavalina, indicando que as estruturas secundárias das proteínasdo glúten são principalmente do tipo hélice-. A quantificação com o método deaumento de resolução apresentou teor de 48% de hélice-, 26% para folha-, 25% paravolta- e 14% para outras estruturas. Esse resultado é diferente do observado para oglúten em solução acética, rico em volta-, e na forma de massa, rico em folha-, usandométodo de aumento de resolução (Pézolet et al., 1992; Belton et al., 1995).Figura 2 Espectros das proteínas: Concanavalina A, Insulina, Papaína e do glútenseco preparados em pastilha de KBr.Na tabela 1 estão os dados de quantificação das ESPs do glúten exposto adiferentes temperaturas. Esse experimento foi realizado para avaliar o efeito dastemperatura nas ESPs do glúten. Os resultados são similares de 60 a 120 grauscentígrados, indicando que as proteínas do glúten têm ESPs bastante estáveis. Essaestabilidade com a temperatura é um fator muito importante para que o glútenmantenha sua propriedades mesmo durante o processo de assar dos pães.Tabela 1 - Resultado da quantificação das estruturas secundárias do glúten que foiseco em estufa sob diferentes temperaturas . A faixa do espectro utilizadas foi de1750 a 1600cm e a amostra preparada em pastilha de KBr. Dados em valorespercentuais.-1-1Temperatura Hélice- Folhas- Voltas- Outras60 °C 46.2 21.0 22.5 13.480 °C 46.2 21.2 22.1 13.7100 °C 45.5 21.5 22.4 13.5120 °C 46.4 21.2 22.2 13.7COMUNICADO TÉCNICOCT/24, CNPDIA, jul/98, p.4Referências BibliográficasFORATO, L.A.. São Carlos: USP/IQSC, 1996. 130p. Dissertação Mestrado.FORATO, L.A.; BERNARDES FILHO, R.; COLNAGO, L.A. Estudo de métodos deaumento de resolução de espectros de FTIR para análise de estruturas secundáriasde proteínas. , São Paulo, v.21, n.5, p.146-50, 1998a.FORATO, L.A.; BERNARDES FILHO, R.; COLNAGO, L.A. Protein structure in KBrpellets by infrared spectroscopy. , Washington, v.258,p.136-141, 1998b.JACKSON, M.; MANTSCH, H.H. Biomedical infrared spectroscopy. In: MANTSCH,H.H.; CHAMPMAN, D. . New York: Willey-Liss, 1996. Cap.11, p.311-340.PÉZOLET, M.; BONEFANT, S.; DOUSSEAU, F.; POPINEAU, Y. Conformation ofwheat gluten proteins: comparison between functional and solution states asdetermined by infrared spectroscopy. , v.299, n.3, p.247-250, 1992.SHEWRY, P.R.; MILES, M.J.; TATHAM, A.S. The prolamin storage proteins of wheatand related cereals. , Elmsford, v.61,p.37-59, 1994.Determinação de estruturas secundárias de proteínas em estadosólido, por FTIRQuímica NovaAnalytical BiochemistryInfrared spectroscopy of biomoleculesFebsProgress in Biophysics and Molecular Biology

Análise das estruturas secundárias das proteínas do glúten de trigo em estado sólido por FTIR.

http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/30292/1/CT2498.pdf

Análise das estruturas secundárias das proteínas do glúten de trigo em estado sólido por FTIR.

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