Domande e risposte d'esame di Biochimica alimentare

Altro trucco: ho un legame disolfuro→ uso bisolfito→ lo zolfo del bisolfito va a

ridurre il legame disolfuro ossidandosi: ho spaccato il legame disolfuro iniziale

formandone un altro.

Oppure posso usare il derivato del tiosolfato.

Secondo agente è la T che rompe le interazioni idrofobiche: ma per sciogliere

completamente e mettere in soluzione, uso una molecola detergente, il

sodio-dodecil-solfato. Poi lauril detergente→ stacco una molecola di cheratina

rompendo i S-S, questo lauril si dispone attorno alle regioni idrofobiche della

cheratina formando una specie di spazzolino in cui il filo di metallo è la catena

polipeptidica e le setole sono le molecole di detergente (vale per al cheratina e

per l’estrazione da pane o ovo sodo dove abbiamo interazioni idrofobiche e

disolfuro. Impedisce che da qui si torni indietro: se io applico T e detergente il

prodotto stabile che ottengo sta in soluzione, non si riassocia più perché ho

messo lauril.

C1. Presentare e commentare un esempio di gel proteico stabilizzato da

legami a idrogeno

La gelatina è un gel proteico stabilizzato da legami idrogeno, formato da

collageno, quindi una proteina formata da 3 fibre di tropocollageno

stabilizzati da crosslink covalenti e legami idrogeno: più crosslink ci sono più è

stabile la struttura, infatti per fare la gelatina si utilizza la colla di pesce

derivante dalle parti ossee del pesce con pochi legami covalenti. Se prendo

una soluzione di questa proteina e la scaldo succede che l’acqua in eccesso

va a competere con le funzioni ammidiche del legame peptidico per legarsi ad

altre funzioni ammidiche, quindi va ad attaccare le zone in cui non ci sono i

legami covalenti divaricando i legami idrogeno: ottengo il “brodo”, in cui ci

sono regioni in cui il collageno ha conservato le interazioni idrogeno e regioni

fluttuanti: soluzione di collageno aperto. Questa modificazione è reversibile in

quanto se vado a raffreddare questa soluzione ottenuta, l’acqua torna ad

interagire con l’acqua e si riformano i legami idrogeno tra le fibre di

tropocollageno in modo casuale, differente rispetto all’inizio: si è riformata

questa rete proteica che trattiene al suo interno l’acqua in eccesso=

GELATINA. La transizione di fase gel-liquido è legata solo alla mobilità

dell’acqua del sistema ed è una fase reversibile.

C2. Presentare un esempio di gel proteico stabilizzato da legami disolfuro

Uovo sodo: le proteine dell’albume sono costituite perlopiù da ovoalbumina.

Nella forma nativa della ovoalbumina (uovo non sodo) sono presenti all’interno

delle interazioni idrofobiche e ponti disolfuro (intramolecolari). Le cisteine

della ovoalbumina sono dispari, e dato che per ogni ponte disolfuro si

utilizzano 2 cisteine, significa che è presente un residuo di cisteina SH libero

all’interno della struttura proteica non esposto, essendo facilmente ossidabile.

Per fare l’uovo sodo lo metto in acqua fredda e poi riscaldo: arrivata a 70°C le

proteine iniziano a denaturarsi, quindi l’ovoalbumina cambia la sua struttura

con l’esposizione del residuo di SH: può succedere che questo residuo di

cisteina vada ad interagire con un ponte disolfuro intracatena di un’altra

ovoalbumina, a questo punto avviene lo scambio di disolfuri e si crea un ponte

disolfuro intermolecolare tra il residuo SH e S del ponte intercatena

preesistente. Alla fine ho lo stesso numero di legami disolfuro e residui SH, ma

in posizioni diverse, ed il reticolo interproteico che si crea è un gel, quindi che

trattiene l’acqua.

C3. Lega più acqua una proteina che contiene 20 Glu e 80 Asn nella sua

sequenza, oppure una che contiene 20 Asn e 80 Glu?

Lega più acqua la proteina con 20 asn e 80 glu, sono entrambi aa polari, ma il

glu avendo il gruppo carbossilico avrà una carica negativa che facilita

l’interazione con l’acqua, infatti è anche più solubile; mentre asn possiede una

funzione ammidica, che è invece priva di carica.

C4. Presentare un esempio di gel stabilizzato da ioni Ca2+

Tofu: nelle condizioni in cui fabbrichiamo il tofu (o anche lo yogurt) abbiamo

proteine cariche che sono molto ricche di aa acidi (glutammato o aspartato)

con COO-, infatti esse non interagiscono tra loro, quindi viene aggiunto il

solfato di calcio (gesso), uno ione bivalente che fa da ponte tra le cariche

negative dei carbossili: quindi si formano dei nodi tra le proteine che però

continuano ad avere le loro cariche. Va aggiunta una piccola quantità di

calcio altrimenti le cariche si neutralizzerebbero e il sistema non riuscirebbe

più ad interagire con l’acqua.

C5. Perché una eccessiva acidificazione dello yoghurt porta ad una

separazione di fasi?

Il pH dello yogurt nella sua forma stabile come gel è più alto del punto

isoelettrico, quindi le proteine interagiscono tra loro tramite ponti di ioni di

calcio (bivalenti) ed interagiscono e trattengono l’acqua. Nel momento in cui si

abbassa ulteriormente il pH fino al punto isoelettrico succede che le cariche

delle proteine si neutralizzano e si aggregano tra loro precipitando, quindi

non riescono più ad interagire con l’acqua e abbiamo la separazione di fase

solida e fase liquida.

C6. Quale componente proteica della caseina è glicosilata, e in quale

regione?

La famiglia della k-caseina possiede una regione idrofobica (N-terminale), e

una regione C-terminale idrofilica in cui è presente una serie di residui di

treonina che legano delle catene polisaccaridiche, quindi è una glicoproteina

ed è resa più polare rispetto alle altre famiglie di caseine, per questo può

essere più facilmente esposta all’ambiente acquoso.

C7. Su quale meccanismo molecolare si basa l’azione dei «sali di fusione»

utilizzati per la produzione di formaggio fuso?

I sali di fusione come il citrato o il lattato vanno a sequestrare il calcio che fa

da ponte tra le proteine, permettendo di risolubilizzarle a temperature

relativamente basse. Il loro trattenimento del calcio non è troppo forte, così da

consentirne il rilascio e l’assorbimento (a differenza dei tripolifosfati).

Quindi, alzo la temperatura e aggiungo il citrato che lascia intatte le

interazioni tra le micelle di caseine e rompe quelle tra le submicelle

competendo con i fosfati per sequestrare il calcio che faceva da ponte tra

esse. Se il calcio viene chelato da un sale, destabilizzo la micella e le

submicelle sono disorientate, in questo modo i sali si mettono all’interno delle

submicelle e originano una rete lassa costituita da tanta acqua, quindi il

risultato è il formaggio fuso.

C8. Formulare un’ipotesi sui legami che stabilizzano la struttura di un

formaggio a pasta filata (mozzarella o provolone)

La mozzarella è un prodotto a pasta filata, le caseine vengono denaturate e

tirate, ovvero messe in modo che tutte siano allineate in modo parallelo.

Formaggio fuso e mozzarella sono due prodotti fatti allo stesso modo.

Legami idrofobici.

Massa caseosa che si genera nel processo di coagulazione e la stiriamo a T

relativamente elevate: sappiamo che sono caseine e sappiamo che non ci

sono legami disolfuro, quindi le ipotesi sono che ci siano due tipi di legami: Ca

tra i fosfati delle caseine che li hanno e legami idrofobici. Se io alzo T cambio

la struttura dell’acqua, se poi stiro le proteine avrò il maggior numero di siti

idrofobici esposti: quindi ci sono legami ionici non toccati dal trattamento e

legami idrofobici alterati dal trattamento.

C9. Quale caratteristica della loro composizione amminoacidica fa sì che le

caseine siano essenzialmente prive di struttura secondaria e terziaria?

Perché sono piene di amminoacidi che non la permettono, ovvero la prolina,

questo per consentire una facile digeribilità delle proteine per il vitello.

C10. Secondo voi, la pellicola che si forma sul latte quando bolle, è fatta di

caseine o di sieroproteine?

la pellicola è più evidente quanto meno il latte è stato trattato.

Pellicola sopra il latte è fatta di siero proteine:

● unica cosa che perde la sua struttura quando scaldiamo;

● è in grado di esporre superfici idrofobiche quindi di preferire l’ambiente

dove c’è l’aria apolare;

● sono in grado di associarsi tra loro: dare pellicola stabile;

Proteine solubili che si termocoagulano.

C11. Qual è il ruolo dei legami disolfuro nella formazione del reticolo proteico

nella cagliata?

Nessuno?

Funzione dei legami disolfuro in una cagliata: non ci sono legami disolfuro in

una cagliata

D1. Qual è la frazione di ligando associata ad una proteina, data una Kd pari

a 1 mM, e una concentrazione di ligando e proteina entrambi pari a 2 mM?

1= ( (2-PL) (2-PL) ) /PL PL = (2-PL)² PL= PL²- 4PL+4

0=PL²- 5PL+4

PL=1 mM

(PL=P allora Kd=L)

kd= ([P][L])/ [PL] = 1mM

Parto con certe concentrazioni di reagente: 2mM P e 2mM L. [PL] all’equilibrio?

[PL]= 1

D2. Quali tipi di legami chimici si possono stabilire tra una proteina e un

acido grasso?

Elettrostatico o idrofobico. Nell’albumina serica si deposita nel solco

idrofobico della proteina, ma solo nella sua forma nativa, altrimenti non riesce

a legarsi. oppure nella BLG l’acido grasso si può legare al pollice quando è

aperto (spontaneo).

SLIDE 3) Presentare e commentare un esempio di «denaturazione

interfacciale»

La denaturazione interfacciale avviene quando una proteina si trova al

confine tra una fase polare e una apolare, e ce ne sono di 3 tipi: fase dispersa

solida+fase continua liquida SOL, fase dispersa liquida+ fase continua liquida

EMULSIONE, fase dispersa gassosa+fase continua liquida SCHIUMA.

ESEMPIO: schiuma: è una dispersione stabile di un gas in un sistema acquoso,

dove l’azione meccanica provoca la denaturazione dell’ovoalbumina e

dell’ovomucoide, es. nella produzione di meringa e torte. Durante la montatura

dell’albume ottengo l’incorporazione dell’aria e la denaturazione delle

proteine che si disavvolgono, stirandosi e disponendosi all’interfaccia tra la

fase gassosa (idrofobica) e la fase liquida (idrofilica) stabilizzando la struttura

alveolata risultante. L’albume contiene molte proteine, tra cui l’ovoalbumina

che origina (durante la montatura) un reticolo proteico stabilizzato da

interazioni interproteina tra cui legami S-S e non covalenti, al cui interno sono

trattenute le bolle di gas associate idrofobicamente alle zone idrofobiche

esposte della proteina. L’ovomucoide è l’altra importante proteine

mucillaginosa che mantiene stabile tutta questa struttura.

D3. Presentare e discutere in term