Neste trabalho o glúten de trigo foi submetido a ação de mercaptoetanol e ao cozimento com o intuito de se quantificar as alterações causadas por estes processos nas concentrações das estruturas secundárias de suas proteínas componentes.bitstream/CNPDIA/8018/1/BPD02_2002.pd

BATISTA, T. M. de

BERNARDES FILHO, R.

Portuguese

Neste trabalho o glúten de trigo foi submetido a ação de mercaptoetanol e ao cozimento com o intuito de se quantificar as alterações causadas por estes processos nas concentrações das estruturas secundárias de suas proteínas componentes

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02ISSN 1517-1981Outubro 2000Efeito do Cozimento eMercaptoetanol nas Proteínasdo Glúten de TrigoN 1678-0434Novembro, 2 2Ministério da Agricultura,Pecuária e AbastecimentoRepública Federativa do BrasilFernando Henrique CardosoPresidenteMinistério da Agricultura, Pecuária e AbastecimentoMarcus Vinicius Pratini de MoraesMinistroEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EmbrapaConselho de AdministraçãoMárcio Fortes de AlmeidaPresidenteAlberto Duque PortugalVice-PresidenteDietrich Garhard QuastJosé Honório AccariniSérgio FaustoUrbano Campos RibeiralMembrosDiretoria Executiva da EmbrapaAlberto Duque PortugalDiretor-PresidenteDante Daniel Giacomelli ScolariJosé Roberto Rodrigues PeresBonifácio Hideyuki NakasuDiretores-ExecutivosEmbrapa Instrumentação AgropecuáriaLadislau Martin NetoChefe-GeralÁlvaro Macedo da SilvaChefe-Adjunto de AdministraçãoLuiz Henrique Capparelli MattosoChefe-Adjunto de Pesquisa e DesenvolvimentoElomir Antonio Perussi de JesusGerente da Área de Comunicação e NegóciosISSN 1678-0434Novembro,2002Thelma Matuura de BatistaRubens Bernardes FilhoEmpresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaMinistério da Agricultura e do AbastecimentoEmbrapa Instrumentação Agropecuária 02São Carlos, SP2002Efeito do Cozimento eMercaptoetanol nas Proteínasdo Glúten de TrigoSumárioResumo ..............................................................5Abstract .............................................................6Introdução ..........................................................7Material e Métodos .............................................8Resultados e Discussão .......................................8Conclusões .......................................................11Referências Bibliográficas ...................................12Exemplares desta publicação podem ser adquiridos na:Embrapa Instrumentação AgropacuáriaRua XV de Novembro, 1452Caixa Postal 741CEP 13560-970 - São Carlos-SPFone: (16) 274 2477Fax: (16) 272 5958www.cnpdia.embrapa.brE-mail: sac@cnpdia.embrap.brComitê de Publicações da UnidadePresidente: Dr. Luiz Henrique Capparelli MattosoSecretária-Executiva: Janis Aparecida BaldovinottiMembros: Dr. Odílio Benedito Garrido de Assis,Dr. João de Mendonça Naime,Dr. Rubens Bernardes Filho,Dr. Washington Luiz de Barros MeloMembro Suplente: Dra. Débora Marcondes Bastos Pereira MiloriSupervisor editorial: Dr. Odílio Benedito Garrido de AssisRevisor de texto: Janis Aparecida BaldovinottiNormalização bibliográfica: Janis Aparecida BaldovinottiTratamento de ilustrações: Valentim MonzaneFoto(s) capa: Rubens Bernardes FilhoEditoração eletrônica: Valentim Monzanea1  ediçãoa1  impressão (2002): tiragem 300Todos os direitos reservados.A reprodução não-autorizada desta publicação, no todo ou em parte,oconstitui violação dos direitos autorais (Lei n  9.610).CIP-Brasil. Catalogação-na-publicação.Embrapa Instrumentação AgropecuáriaBatista, Thelma MatuuraEfeito do cozimento e mercaptoetanol nas proteínas do glúten de trigo. / ThelmaMatuura Batista e Rubens Bernardes Filho. -- São Carlos: [Embrapa InstrumentaçãoAgropecuária], 2002.       12 p. : il.  -- (Embrapa Instrumentação Agropecuária. Boletim de Pesquisa eDesenvolvimento, ISSN1678-0434; n. 2).     1. Espectroscopia. 2. FTIR. 3. Trigo. 4. Proteína. 5. Glúten. 6. Viscoelasticidade.  I. Bernardes Filho, Rubens. II. Embrapa Instrumentação Agropecuária.  III. Título.                                                                                 CDD (21. ed.) 543.08583© Embrapa 20021Thelma Matuura de Batista2Rubens Bernardes FilhoEfeito do Cozimento eMercaptoetanol nas Proteínasdo Glúten de TrigoResumoNeste trabalho o glúten de trigo foi  submetido a ação de mercaptoetanol e ao cozimento com o intuito de se quantificar as alterações causadas por estes processos nas concentrações das estruturas secundárias de suas proteínas componentes.1Aluno de graduação do curso de química, IQSC-USP, São Carlos, SP2Físico, Dr., Embrapa Instrumentação Agropecuária, Caixa Postal 741, CEP 13560-970, São Carlos-SP,e-mail: rubens@cnpdia.embrapa.brThelma Matuura de BatistaRubens Bernardes FilhoCooking andMecaptoethanol Effectson Gluten ProteinsAbstractIn this work  the gluten proteins was submitted to cooking and mercaptoethanol action to observe the variations of concentration of their secondary structures.IntroduçãoA fabricação de produtos a base de trigo, tais com: pães, bolos e macarrão, só é possível devido às propriedades de um conjunto de proteínas, existentes no grão de trigo, insolúveis em água, denominadas prolaminas ou proteínas de reserva que, quando hidratadas, conferem a massa, propriedades viscoelásticas que não existem em nenhum outro cereal (Ciacco & Chang, 1986). Este grupo protéico recebe o nome de glúten.A viscoelasticidade do glúten é o principal fator para sua classificação e está relacionado diretamente à sua qualidade. Esta é resultado da combinação de fatores genéticos e ambientais (principalmente temperatura), ou seja, uma mesma linhagem de trigo pode apresentar características muito distintas em função das condições climáticas do seu desenvolvimento. (Bernardes Filho, 1998).Devido as características climáticas, a produção de trigo brasileira é formada principalmente por trigos que recebem a denominação de fracos, sendo necessária a importação de trigos de melhor qualidade para misturar com os de origem nacional para que se possa utilizá-lo para  fins de panificação.As propriedades físicas das massas de trigo dependem do glúten. Devido às características deste, a qualidade e a quantidade desse componente são extremamente importantes tanto em termos da qualidade de matéria-prima como para se estabelecer as varáveis do processamento. (Ciacco & Chang, 1986).A classificação do trigo é feita quanto a sua viscoelasticidade. Um trigo com grande viscoelasticidade recebe a denominação de forte e é normalmente utilizado em aplicações/alimentos mais nobres, os de baixa viscoelasticidade recebem a denominação de fracos e são utilizados para ração animal. O trigo denominado melhorador possui viscoelasticiadade superior ao trigo forte. Este é utilizado normalmente para misturar à farinha fraca para permitir seu uso em processos de panificação.A forma usual de se extrair o glúten de trigo é por via úmida, onde a farinha é hidratada e a massa obtida é submersa em água para hidratação e formação da rede protéica. Após algumas horas de imersão a massa é trabalhada sob água corrente para a extração do amido. Após um período de lavagem obtém-se o  glúten, que é uma massa elástica de coloração amarelada.7Efeito do Cozimento e Mercaptoetanol nas Proteínas do Glúten de TrigoMateriais e MétodosAs medidas de espectroscopia de IV foram realizadas em um espectrômetro de FTIR Perkin Elmer, modelo Paragon 1000. Os espectros foram obtidos com 16 -1 -1varreduras, na região 400 a 4000cm  com  resolução de 4 cm .As amostras de trigo foram submetidas aos seguintes processos: cozimento a seco, banho maria e contato com mercaptoethanol (PA).Após a secagem em dessecador, com uso de vácuo, as amostras foram preparadas sob forma de pastilhas de KBr, utilizando-se 1mg da proteína e      100 mg de KBr seco.Os espectros obtidos foram tratados  matematicamente. Tiveram a linha de base -1 -1corrigida entre 2100 a 900 cm , foram normalizados de 1800 a 1200 cm , de forma que a soma das absorbâncias de todos os pontos, deste intervalo, somasse 100. Após o processo de normalização de espectros, foi utilizado o método de reconhecimento de padrões baseado em decomposição de valores singulares para quantificar as concentrações de estruturas secundárias das proteinas (ESP).(Forato et al, 1998).Resultados e DiscussõesAs análises se baseiam principalmente nas bandas de amida I. Na figura 1 estão os espectros de FTIR do glúten em KBr (trigo forte, fraco e melhorador), na -1região de 2100 a 900 cm .Figura 1. Espectros de infravermelho de glúten puro de trigo fraco, forte e melhorador.8Efeito do Cozimento e Mercaptoetanol nas Proteínas do Glúten de Trigo2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800-0,20,00,20,40,60,81,01,21,41,6Amida IIAmida IAbsorbâncianúmero de onda (cm-1) fraco forte melhoradorNeste espectro o sinal da banda de amida I das proteínas aparecem centrados -1 -1em 1655 cm  e a banda de amida II em 1535 cm .Embora não se tenha observado alterações significativas nos espectros, as estruturas das proteínas calculadas pelo método de reconhecimento de padrões apresentaram algumas variações, principalmente no glúten que foi dissolvido com mercaptoetanol que quebra as ligações de dissulfeto. Neste caso, o glúten perde totalmente as sua característica viscoelástica. Após a dissolução, observado aumento significativo das estruturas tipo hélice-α e diminuição do percentual de estruturas tipo folhas-β. Este fato pode indicar que a supressão das ligações de dissulfeto interfere diretamente nas estruturas secundárias das proteínas que compõem o glúten de trigo, alterando sua conformação.As medidas realizadas com três linhagens de trigo mostraram que o processo de cozimento, tanto a seco como por via úmida, causou aumento da concentração de estruturas tipo folha-β. Este resultado confirma o já observado por Duodu et al (2001), que analisou espectros de IV e ressonância magnética nuclear (RMN) em estado sólido, embora sem  realizar quantificação das concentrações de estruturas secundárias.Nas figuras 2,3 e 4 são  apresentados os espectros de IV para os glutens das três linhagens de trigo estudadas submetidos ao cozimento e tratamento com mercaptoetanol. As tabelas 1, 2 e 3 apresentam o resultado das quantificações das ESPs.Figura 2 - Espectros do glúten de trigo forte9Efeito do Cozimento e Mercaptoetanol nas Proteínas do Glúten de Trigo1800 1750 1700 1650 16000,00,20,40,60,81,0número de onda (cm-1)Absorbância forte cozido seco cozido em banho maria com mercaptoetanolTabela 1- Resultado da quantificação das estruturas secundárias de trigo forte.Figura 3- Espectros do glúten de trigo fraco Tabela 2- Resultado da quantificação das estruturas secundárias do glúten de trigo fraco.10Efeito do Cozimento e Mercaptoetanol nas Proteínas do Glúten de TrigoEstrutura secund?ria Forte puro(%) Cozido seco(%) Cozido ?mido(%) Com mercapto-etanol(%) H?lice α 51 48. 48 56 Folhas β 22 27 25 16 Volta β 23 24 22 25 Desorden. 14 14 15 12  1800 1750 1700 1650 16000,00,20,40,60,81,0 fraco cozido seco cozido em banho maria com mecaptoetanolAbsorbâncianúmero de onda (cm-1)Estrutura secund?ria Fraco puro(%) Cozido seco(%) Cozido ?mido(%) Com mercapto-etanol(%) H?lice α 50 47 44 51 Folhas β 23 26 28 16 Volta β 24 24 21 21 Desorden. 14 14 15 12  éliceélicei  úmido (%)i  úmido (%)Figura 4- Espectro do glúten de trigo melhoradorTabela 3- Resultado da quantificação das estruturas secundárias do glúten de trigo melhoradorConclusõesPara o espectro do glúten de trigo forte o efeito maior foi observado com o cozimento do glúten seco e úmido , onde houve uma redução do teor de hélice-α e consequentemente o aumento de folhas β. Com a adição de mercaptoetanol foi observado o efeito contrário.A quebra das ligações de dissulfeto, com o uso de mercaptoetanol, causou aumento significativo, em todas as amostras de glúten, da concentração de hélices-α, o que, aparentemente, tem correlação direta com  força do trigo, ou seja, o trigo de melhor qualidade apresentaria maior concentração de hélices-α após a dissolução de seu glúten com mercaptoethanol.11Efeito do Cozimento e Mercaptoetanol nas Proteínas do Glúten de Trigo1800 1750 1700 1650 1600-0,20,00,20,40,60,81,01,21,4Absorbâncianúmero de onda (cm-1) melhorador cozido seco cozido em banho maria com mercaptoetanolEstrutura secund?ria Melhorador Puro(%) Cozido seco(%) Cozido ?mido(%) Com mercapto-etanol(%) H?lice α 57 51 49 62 Folhas β 17 22 23 13 Volta β 25 24 21 23 Desordenada. 13 13 14 13  éliceozido úmido (%)Referências bibliográficasBERNARDE FILHO, R.  Estudo de proteínas de glúten de trigo por técnicas espectroscópicas e microscópicas. 1998. 108 f. Tese (Doutorado)  Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.CIACCO, C. F.; CHANG, Y. K.  Massas: tecnologia e qualidade.    São Paulo : Icone , 1986.  128 p.DUODU, K. G.; TANG, H.; GRANT, A.; WELLNER, N.; BELTON P. S.; TAYLOR, J. R. N.  FTIR and solid state 13C NMR spectroscopy of proteins of wet cookes and popped sorghum and maize,  Journal of Cereal Science,  London, v. 33, p 261-269, 2001.FORATO, L. A.; BERNARDES FILHO, R.; COLNAGO, L. A.  Protein structure in KBr pellets by infrared spectroscopy.  Analytical  Biochemistry, New York,   v. 258, p. 136-141, 1998.12Efeito do Cozimento e Mercaptoetanol nas Proteínas do Glúten de Trigo

Efeito do cozimento e mercaptoetanol na proteínas do glúten de trigo.

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Efeito do cozimento e mercaptoetanol na proteínas do glúten de trigo.

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