Appunti di Biochimica alimentare

Stabilizzazione alle Interfacce: Trattamenti che le Determinano Agenti Modificanti Proteine Coinvolte nel Processo - Prodotto

Azioni meccaniche gluteline, gliadine panificazione, dolci

Cambio disolfuri ovoalbumina meringhe

Crosslinking

Un agente modificante è capace di liberare gas che grazie alle proteine forma l'alveolatura. Nella cottura si stabilizza il prodotto mantenendo il gas all'interno.

Ovoalbumina

Facilitando l'esposizione delle parti idrofobiche, si possono favorire le interazioni con le componenti idrofiliche.

La struttura della schiuma

La dimensione dell'alveolo è diversa dai componenti della schiuma

Interno: alveolo idrofobico. All'interno abbiamo: aria, anidride carbonica.

Esterno: zona idrofilica (proteine - sali - amido). All'esterno abbiamo: lamella, scorrimento dell'acqua verso i punti nodali, evaporazione dell'acqua dalle lamelle, punti nodali.

Abbiamo la migrazione dell'acqua così da scompensare le

parti idrofobiche - idrofiliche cheporta il collasso delle strutture. Per evitare la migrazione dell'acqua, si utilizzano gli agentiviscosizzante.

La presenza delle proteine favorisce la sciuma, così negli impasti sia nella birra o nel vino.

EMULSIONE

AGENTI MODIFICANTI PROTEINE COINVOLTE PROCESSO - PRODOTTO

azioni meccaniche lipoproteine maionese

azioni meccaniche proteine del globulo di grasso burro

temperatura micelle inverse

Maionese: sistema idrofobico (lipoproteine - olio) + sistema idrofilico (proteine - tuorlo)

Burro: sistema idrofobico (proteine del globulo di grasso - sieroproteine - grassi) + sistema idrofilico (acqua). Si attua una denaturazione controllata delle proteine per far avere una fase idrofobica liquida in modo che questa venga denaturata e formi un sistema omogeneo.

La struttura della emulsione

Emulsioni acquose

Proteine native: regioni idrofobiche e regioni idrofiliche -> denaturazione meccanica delle proteine idrofiliche e aggiunta di parte idrofobica

(sidenatura il tuorlo e si aggiunge l’olio) —> interazionedi superficie —> emulsione di grasso in acqua.

Si deve attuare una denaturazione controllata perchesi deve avere una esposizione delle zone idrofilicheBIOCHIMICA ALIMENTARE 04normate. L’aggiunta di olio deve essere graduale in modo che le proteine del tuorlo denaturatopiano piano si legano al tuorlo e si evita che l’olio formi micelle con se stesso.

L’agitazione deve essere calibrata.

Si può aggiungere dell’acido citrico in quanto il tuorlo ha pH alcalino.

Se si vogliono separare le emulsioni invece: si aggiunge un solvente (esano) in un solodosaggio. In questo modo le proteine tenderanno ad andare verso la parte idrofilica. Sidenaturano molto velocemente e l’olio va nell’esano. Denaturazione immediata

ES: olio presente in emulsione nel panello dopo la prima spremitura - olio di semi. Estratti consolvente

STABILIZZAZIONE DELLE INTERFACCERUOLO DELLE PROTEINE

DENOMINAZIONE DELTIPO DI INTERAZIONE CARATTERISTICHESISTEMAAcqua + olio Emulsione Composizione bilanciataAlta solubilitàAcqua + aria Schiuma composizione bilanciataviscosa dopo denaturazione.

BIOCHIMICA ALIMENTARE 05BIOCHIMICA ALIMENTARE - lezione 05SOLCASO 2Denaturazione interfacciale delle proteine: ruolo di interfacce solide e liquide e la denaturazionedi proteine—> Emulsione: la proteina penetra la fase apolare.Nanoparticella idrofobica —> adsorbimento: la proteina non penetra la fase solida.Come studiare modificazioni strutturali in sistemi all’interfaccia.Metodi che non vadano a perturbare il sistema creato, per identificare come la proteina è adesa.Metodi spettroscopici: vanno a vedere l’organizzazione della struttura terziaria della proteinavedendo i residui aromatici che hanno delle proprietà particolari quando colpiti dalla luce.—> raccogliere degli spettri di fluorescenza in presenza di Triptofano.La fluorescenza

è una tecnica spettroscopica e sfrutta la capacità di alcune specie chimiche di riemettere la luce che viene loro inviata (salto quantico discreto e ampio) con una resa quanticainferiore, quindi una lunghezza d’onda superiore perchè ha una frequenza minore.

La fluorescenza sfrutta la capacità di alcune specie chimiche di riemettere in un salto quantico discreto e ampio l’energia assorbita sottoforma di radiazione luminosa. Non tutta l’energia assorbita viene ri-emessa (resa quantica), e la lunghezza d’onda di emissione è per forza superiore (minor frequenza) rispetto a quella di eccitazione. Quindi la fluorescenza è la capacità di una molecola di assorbire una radiazione e riemetterla. E il parametro che indica la luce emessa è la lunghezza d’onda o l’intensità di fluorescenza. Un fluorimetro è uno spettrofotometro doppio, viene mandata una certa lunghezza d’onda di eccitazione, la

luce penetra nel campione e emetterà l'intensità della luce che viene emessa in ordine con la fluorescenza del corpo stesso. La fluorescenza è un processo di decadimento radiativo per cui una molecola assorbe radiazioni e le emette con una frequenza più bassa di quella iniziale. Parametri caratterizzano uno spettro di fluorescenza: intensità di fluorescenza, lunghezza d'onda massimo di emissione. Spettrofluorimetro La fluorescenza intrinseca è data dalla presenza di 3 AA: Triptofano, Tirosina o Fenilalanina. L'energia emessa è molto diversa da AA diversi: 1/10 Phe rispetto il Trp. Tramite queste emissioni si può risalire alla struttura e dell'organizzazione delle proteine. L'energia che emettono è strettamente collegata a come questi residui sono posizionati e composti. Se la struttura cambia, lo spettro sarà diverso. Se lo spettro sarà diverso, si avrà una struttura diversa.fluorescenza può essere influenzata anche da fattori ambientali come il pH, la temperatura e la presenza di solventi organici. 2. Fattori extrinsechi. La fluorescenza può essere influenzata anche da fattori esterni alla proteina, come la presenza di ioni metallici o di molecole che possono interagire con il residuo amminoacidico fluorescente. Per misurare la fluorescenza di una proteina, è necessario utilizzare uno spettrofotometro fluorimetrico. Questo strumento permette di eccitare la proteina con una determinata lunghezza d'onda e di misurare l'intensità della fluorescenza emessa a diverse lunghezze d'onda. La fluorescenza è una tecnica molto sensibile e può essere utilizzata per studiare diverse proprietà delle proteine, come la loro struttura, la loro stabilità e le loro interazioni con altre molecole. In conclusione, la fluorescenza è una tecnica molto versatile che può essere utilizzata per studiare proteine in diversi contesti, sia in soluzione che in sistemi semisolidi o solidi.vicinanza influenza la fluorescenza ma non l'energia che emette. [Quindi Nessun effetto: Trp "sepolto" e inaccessibile Marcato effetto: Trp vicino alla superficie ]-2. Fattori estrinsechi. La fluorescenza dipende dall'ambiente in cui la proteina è immersa. Effetto matrice. Questi parametri influenzano sia l'intensità di fluorescenza sia la lunghezza d'onda di massima emissione: - Solvente - pH - Forza ionica Lo spettro di fluorescenza dice come è posto il residuo e lo spettro può cambiare se questo residuo si può trovare nella zona idrofobica o se si trova nella proteina parzialmente slegata o se è completamente denaturata. Passando dalla forma nativa alla forma denaturata, diminuisce energia -> lunghezza d'onda maggiore -> maggiore intensità. La variazione di intensità che si misura non è sempre accompagnata da un incremento teorico. Ma se abbiamo una diminuzione, possiamo avere un elemento.che assorbe. Mentre la lunghezza d'onda è determinata dalla resa quantica che aumenta man mano che il TRP va verso la forma denaturata della proteina, quando è maggiormente esposto. Il caso della soia. Proteina nativa della soia + 8 M urea -> urea denaturata -> Massimo di lunghezza d'onda -> Intensità di fluorescenza rispetto alle proteine native della soia. Aumenta il massimo verso una lunghezza d'onda maggiore e si ha anche una maggiore intensità di fluorescenza. Avviene una denaturazione della proteina della soia con aggiunta di urea. Proteina nativa della soia + olio -> emulsione -> Intensità di fluorescenza rispetto alle proteine native della soia. = massimo di lunghezza d'onda, non un grosso cambiamento. Aumento dell'intensità perché Trp è più esposto? O perché non abbiamo cambiato la struttura della proteina? Aumenta l'intensità ma non la lunghezza d'onda in quanto si.sono allontanati dei residui quenchanti che hanno interferito con Trp.
BIOCHIMICA ALIMENTARE 05
Oppure nell'emulsione, la struttura delle proteine non è stata modificata. Quando si attua una emulsione che permane (emulsione acquosa), nella emulsione si hanno due fasi: emulsione (lipide emulsionato con la quantità di acqua che ha assorbito) + fase acquosa. La fase acquosa da uno spettro molto simile alle proteine native della soia. Mentre la fase di emulsione da uno spettro con intensità maggiore e uguale in lunghezza d'onda. Le proteine strutturalmente modificate in emulsioni modello sono solo quelle legate alla fase lipidica.
BLG sulla nano-particella
Trp in NP-adsorbed BLG shows a folds ≈ 2 higher quantum yield.
La proteina attaccata alla nano-particella ha una struttura diversa. Dipende anche dalla concentrazione della BLG e della concentrazione delle NP (molecular crowding) e anche dalle dimensioni (size effect). A parità di concentrazione proteica,

La dimensione se è differente, da fluorescenza diversa. (ES: 46 e 200nm)

Studio della BLG sulla NP in relazione con proteolisi. Per vedere se questo sistema ha un effetto pratico, si può vedere come la proteina legata alla NP può essere idrolizzata.

I peptidi che si formano, sono tutti diversi.

Come NP o emulsione, è più aggredibile ma i picchi e i profili delle tre configurazioni sono diversi. i peptidi che si vengono a formare con l'azione della proteasi sono diversi. BIOCHIMICA ALIMENTARE 05

I residui della proteasi sono tutti e tre diversi, emettono fluorescenze e picchi diversi. I tipi di peptidi che si hanno, sono diversi.

Le zone riconosciute dagli anticorpi sono diverse, altra prova per dire che la proteina è diversa. BIOCHIMICA ALIMENTARE 06

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