Aislamiento de la caseína de la leche

  • 1,339 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
1,339
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2

Actions

Shares
Downloads
0
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. AISLAMIENTO DE LA CASEÍNA DE LA LECHE. CURSO : COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES. GRUPO : “B” DOCENTE : ING. CASTRO ZAVALETA VICTOR AUGUSTO. ALUMNO : VEGA VIERA JHONAS ABNER. CICLO: “V” NUEVO CHIMBOTE - PERÚ UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA E.A.P AGROINDUSTRIAL
  • 2. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES Colocar. Medir Agregamos Reposar Centrifugar. Agregar. Centrifugar Agregar. Centrifugar Agregar. Centrifugar AISLAMIENTO DE LA CASEÍNA DE LA LECHE Fase sólida. Fase sólida. Fase sólida. [PH]. [Aproximadamente 10-15 minutos]. [Vaso de precipitados de 250 ml]. Leche 100ml 10% 𝑯 𝟐 𝑷𝑶 𝟒 [10 minutos, 2000 RPM]. [10 minutos, 2000 RPM]. [Vaso de precipitados de 250 ml]. Agua destilada 20ml [10 minutos, 2000 RPM]. [Vaso de precipitados]. Etanol 10ml [10 minutos, 2000 RPM]. [Vaso de precipitados]. Ácido acético y acetona 5ml
  • 3. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES INTRODUCCIÓN. La preparación pura de una proteína es esencial antes de determinar sus propiedades, estructura y composición, por lo que es necesario aislarla y purificarla. Los métodos de separación de proteínas aprovechan propiedades tales como la carga, tamaño y solubilidad, que varía entre una y otra proteína (Nelson y Cox, 2000). La caseína es una proteína conjugada del tipo fosfoproteína que en su fase soluble se encuentra asociada al calcio (fosfato de calcio) en un complejo que se denomina caseinógeno. Por lo cual es necesario llevar a cabo toda una serie de pasos para aislarla de la leche, y eliminar las grasas e hidratos de carbono que ésta contiene. La caseína se separa de la leche la cual tiene un pH aproximadamente de 7 por acidificación llevando a la caseína a su punto isoeléctrico (de 4.6) donde se precipita (Segal y Ortega, 2005). LA CASEINA está presente en la leche en forma de partículas coloidales o micelas y son fácilmente separadas por precipitación isoeléctrica. El cuajado y acidificación son unas prácticas de la tecnología de lácteos para la preparación de productos de leche agria y algunos quesos suaves. La acidificación natural se lleva a cabo por inoculación de la leche con iniciadores por ejemplo, cultivos de bacterias ácido láctica. Las proteínas son sustancias orgánicas muy compleja presente en toda la materia viva. Todas las proteínas contienen además de carbono, hidrógenos, también nitrógeno y a menudo azufre y fósforo. Todas las proteínas se componen básicamente de 20 unidades estructurales denominadas aminoácidos unidos por enlaces péptidos provocando características específicas en cada una. Las propiedades de las proteínas se ven afectadas por modificaciones en pH, la absorción de proteínas mediante intercambio iónico depende del pH, es decir de valores de pH por debajo del punto isoeléctrico la carga neta de las proteínas es positiva y la molécula se ve absorbida con mayor fuerza en intercambiadores catíonicos como la carboximetil celulosa sódica.
  • 4. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES I. OBJETIVO GENERAL Poner en práctica métodos bioquímicos para la purificación parcial de proteínas, basados en sus propiedades de solubilidad. II. OBJETIVOS PARTICULARES - Aislar caseína de la leche a partir de su punto isoeléctrico. - Familiarizar al alumno con el uso de la centrifuga. III. HIPÓTESIS Si se utilizan los métodos bioquímicos de manera precisa es posible tener un buen rendimiento en la extracción de caseína. IV. MARCO TEORICO. La leche contiene vitaminas (principalmente tiamina, ribloflavinas, ácido pantotéico y vitaminas A, D, K), minerales (calcio, potasio, sodio, fósforos y metales en pequeñas cantidades), proteínas (incluyendo todos los aminoácidos esenciales), carbohidratos (lactosa) y lípidos. Los únicos elementos importantes de los que carece la leche son el hierro y la vitamina c. Las proteínas se pueden clasificar de manera general en proteínas globulares y fibrosas. Las proteínas globulares son aquellas que tienden a agregarse en forma esferoidales y no establecen interacciones intermoleculares como son los puentes de hidrógenos (características de las proteínas fibrosas) siendo solubilizadas en suspensiones coloidales. En la leche hay tres clases de proteínas: caseína, lacto albúminas y lactolobulinas (todas las globulares). La caseína es unas proteínas conjugada de la leche del tipo fosfoproteínas que separa de la leche por acidificación y forma una más blanca. Las fosfoproteínas son un grupo de proteínas que están químicamente unidas a una sustancia que contienen ácidos fosfóricos. En la caseína la mayoría de los grupos fosfatos están unidos por los grupos hidroxilos de los aminoácidos serina y treonina. La caseína en la leche se encuentra en forma de sal cálcica (caseinato cálcico). La caseína representa cerca del 77% al 82%de las proteínas presente en la leche y el 2,7% en composición de leche líquida. La caseína está formada por alpha (s1), alpha (s2)- caseína B-caseína, y kappa caseína formando una miscela o unidad soluble. Ni la alfa ni la beta caseína a las dos anteriores o a cada una de ellas por separado se forma complejo de caseína que es solubilizado en forma de micela. Esta micela está estabilizada por la kappa caseína.
  • 5. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES PRECIPITACÍON DE CASEÍNA Es ampliamente conocido que la caseína puede ser coagulada y precipitada para dar producto como queso, yogur, kefi, cuajada, nata o leche agria (buttermilk) y otros derivados. La caseína se precipita por dos procedimientos: acidificación que protón a los grupos fosfato (y otros) que solubilizan ala caseína k y acción de un enzima llamado cuajo animal (rennet) que descompone un pequeño trozo de la caseína k precipitando la micela completa. PRECIPITACÍON ÁCIDA En alimentos como el yogur se produce la precipitación parcial de la caseína porque los grupos ácidos se protonan y dejan de repelerse las micelas debido a una bajada de PH causada por el ácido láctico. El proceso tiene lugar con cualquier ácido. La precipitación con clorhídrico puede representarse así: Esta precipitación tiene lugar con cualquier ácido que baje el PH por debajo de 5,5. Dependiendo de la cantidad y fortaleza del ácido agregado, la precipitación es más o menos drástica y completa, dando productos de consistencia pastosa, como la leche ácida, o en forma de gel, como en el caso de yogur hasta una precipitación completa con separación del suero si se emplea clorhídrico en caliente. PRECIPITACIÓN POR CUAJO ANIMAL En este caso se produce una hidrólisis enzimática de las caseínas. El proceso, entre otras diferencia, es más lento ya que la enzima tarda varios minutos u horas en hacer efecto. En el cuajo se usan enzimas como la quimosina que se pueden obtener del estómago de rumiantes jóvenes. Esta quimosina es específica de la caseína k. En este proceso la caseína k se rompe en sus dos partes:  La hidrófila.  La hidrófoba: para-k-caseína. La quimosina rompe el enlace que une esas dos partes liberándose un péptido al suero y quedándose la para k- caseína en la miscela. Como el péptido era la parte hidrófila donde estaban los grupos ácidos, ahora se pierden y ya no se repelen las micelas, precipitando las caseínas. La parte hidrófoba que queda interacciona unas micelas con otras y también aumenta el enlace fosfato formándose el coágulo y precipitando el caseinato. El cuajo obtenido es la cuajada. Si se corta y se le deja soltar el suero, se obtiene el queso fresco. Los quesos comerciales son este mismo productos con diferentes tipos de salado y maduración. Las diferencias entre queso responden a la forma de tratar la pasta cuajada (en caliente, prensado y cociendo) y la maduración.
  • 6. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES El caseinato cálcico (caseinato) es un producto industrial de primer orden y gran importancia comercial para la fabricación de quesos sin denominación de origen y los llamados quesos fundidos. V. MATERIALES - EQUIPOS:  Balanza electrónica - MATERIALES:  Tubos de ensayo  Matraz Erlenmeyer  Pinzas  Mechero  Vaso de precipitación  Pipetas  Varilla de vidrio  Vaso de precipitación 100 ml  Vasos de precipitación 250 ml  Leche de Vaca Holstein y cruzada  Ácido Fosfolico (10%)  Etanol  Ácido Acético 3%  Agua destilada VI. PROCEDIMIENTOS CASEINA 1º Descremación 2º Acidificación Lo que quede será el suero que será utilizado en la determinación de Lactosa DESCREMACIO N Centrifugar la leche Quitar el sobrenadante (grasa) ACIDIFICACION Colocar 100 ml de leche pura de vaca en un vaso precipitado. Añadimos acido folico al 10% ocasionalmente hasta llegar a PH=4
  • 7. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES  En un vaso de precipitados de 250 ml se colocaron 100 ml de leche pura de vaca, a la cual, previamente, se eliminó la mayor cantidad de grasa posible. A continuación, se midió el pH de la leche y por medio de la acidificación con HCl al 20% se llevo el pH de la misma hasta 4.0. SE MIDIÓ EL PH  Posteriormente se dejó reposar alrededor de 15 minutos aproximadamente hasta observar grumos en la superficie. Inmediatamente después, el precipitado se repartió en cuatro tubos de centrifuga; se centrifugó durante 10 minutos a 2000 rpm. Holstein Cruzada Ph inicial 6.70 6.77 Ph reducido 3.95 4.01 Medir Ph Ph (inicial)= 6.7 Añadimos ácido fosfolico (10%) Acido (suero, amarillo claro) Caseína (leche desgrasada)
  • 8. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES Centrifugar durante 10 mint – 200rpm Se realiza el mismo proceso para ambas leches (Cruzada y Holstein) Homogenizar con agua destilada Homogenizar con etanol Centrifugar durante 10 mint – 200rpm Se realiza el mismo proceso para ambas leches (Cruzada y Holstein)  Al término de la centrifugación se retiraron los tubos y se eliminó el sobrenadante de la fase sólida. Posteriormente, la fase sólida se puso en un vaso de precipitados y se homogenizo con 20 ml de agua destilada, la solución se colocó en un solo tubo de centrifuga y en otro tubo agua para equilibrar con un mismo peso, se dejo 10 minutos a 2000 rpm, con el objeto de eliminar el HCl.  Posteriormente, se eliminó el sobrenadante y a la fase solida se agregaron 10 ml de etanol, se homogenizó con una varilla de vidrio y al terminar se centrifugó a 10 minutos a 2000rpm.  De la misma manera, se eliminó el sobrenadante y a la fase sólida se le agregaron 5 ml de acido acético y 5ml de cetona, se homogenizó, al terminar se colocó en la centrifuga a 10 min a 2000 rpm.Por último se eliminó el sobrenadante y el precipitado se guardó hasta que se secara; se peso el precipitado seco. Retirar el sobrenadante Retirar el sobrenadante CASEINA
  • 9. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES *Homogenizar con 5 ml de ácido acético *Centrifugar durante 10 mint – 200rpm Holstein 12.86g (Peso seco Caseína) Cruzada 14.70g (Peso seco Caseína) DETERMINACION DE LA LACTOSA Utilizar suero obtenido de la 1º centrifugacion Separar en tubos de ensayo cada tipo de leche y añadir Felling A y B someter a Calor en el mechero y esperar el cambio de color El cambio de color a rojo indicara la prescencia de Lactosa V Felling B Felling A
  • 10. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES VII. DISCUSIONES La proteína de caseína es una fosfoproteína que se encuentra en la leche y en algunos de sus productos derivados fermentados, tanto como el queso. La proteína de caseína es un conjunto compuesto por diversas proteínas por lo que es difícil fijar una definición. No obstante, gran parte de las proteínas que encontramos en lo que se denomina caseína posee un atributo común: acidifica la leche a PH 4,6. Debido a esto ala caseína también se le suelen calificar como proteína insoluble de la leche. A disimilitud de gran cantidad de proteínas, hasta de la leche, la proteína de caseína no precipita por acción de calor. En cambio lo hace por acción de una enzima proteasa que se encuentra situada en el estómago de los mamíferos denominada renina e integra un precipitado llamado para caseína. Según Fennema (2000) la desnaturalización inducida por el pH puede ser reversible, sin embargo en algunos casos a pH alcalino, se hidrolizan algunos enlaces peptídicos, se destruyen grupos sulfidrilos y se producen agregaciones que pueden desnaturalizar, irreversiblemente las proteínas. Como vemos, el acetato de plomo indujo a la proteína a precipitar debido al pH ligeramente alcalino. La mayor parte de las proteínas son muy solubles a pH alcalino (8-9). Según Fennema (2000), la mayor parte de las proteínas son muy solubles a pH alcalino (8-9), la extracción de la proteína de sus fuentes vegetales como la harina de soya, se lleva a cabo a estos pH; luego la proteína se recupera del extracto por precipitación isoeléctrica a pH 4.5- 4.8. VIII. CONCLUSIONES. Es posible la purificación parcial y el aislamiento de la caseína de la leche, utilizando la poca solubilidad que esta proteína tiene cuando se le lleva hasta su punto isoeléctrico y la rapidez de sedimentación de la misma al utilizar la centrifuga. No obstante, el rendimiento puede ser variado si se considera que los métodos de purificación son también variados. En la práctica llegamos a comprobar todo lo que aprendimos en la teoría y pudimos poner en práctica que se pueden obtener una amplia variedad subproductos de la leche que tiene su uso e importancia en varias ramas de la industria y la química. Con esto concluimos que ninguna de los componentes de la leche, debería ser menospreciada puesto que todos constituyen una emulsión compuesta de componentes orgánicos vitales. Se aprendió a caracterizar cada uno de ellos mediante reacciones simples que dan lugar a observaciones para diferenciar sus características y propiedades.
  • 11. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES De igual manera, cada proteína tiene una composición de aminoácidos específica que las hace diferentes unas de otras y, por lo tanto, su comportamiento en disoluciones también es diferente. Por lo general las proteínas fibrosas son insolubles en agua y resisten a la degradación enzimática, sin embargo, con soluciones de cierta fuerza iónica se pueden solubilizar. Las proteínas globulares son relativamente más solubles en agua y en soluciones de baja fuerza iónica, aunque algunas coagulan cuando se calientan. Por otro lado, la composición de aminoácidos es también responsable del comportamiento de las proteínas en diferentes condiciones de pH. Así, al acidificar o alcalinizar una proteína determinada, ésta puede llegar a su punto isoeléctrico, alcanzar una carga neta de cero y, por lo tanto, precipitar. La caseína luego de que la leche se cortó no fue soluble en agua, debido a este motivo se la pudo filtrar. La ovoalbúmina fue soluble en agua, gracias a esto se pudo formar una solución para su posterior análisis. El contenido de proteínas presente en la leche es muy bajo, a pesar de que la leche empleada para la práctica era una leche pura, y se comprobó en la práctica según el autor (Gil, A. (2010). Composición y Calidad Nutritiva de los Alimentos. Madrid - España: Medica Panamericana) que los contenidos de la caseína y proteína varían y cada uno es en un contenido determinado aproximadamente en la teoría nos indica un contenido de 4,43% de caseína la cual contiene el 82,5% de las proteínas de la leche, por lo tanto el 3,65% de la proteína de la leche está contenida en la caseína. IX. RECOMENDACIONES. Recomiendo filtrar más de una vez si es posible porque los componentes podrían quedar en la solución o disolvente con el que se trabaja. Recomiendo tener mucha paciencia al momento de mezclar y formar la mantequilla. X. BIBLIOGRAFÍA - González-Soto, E.; L. Bucio-Ortiz; P. Damián-Matzumura; F. Díaz de León-Sánchez; E. Cortés-Barberena; L.J. Pérez-Flores. (2009) Manual de bioquímica 1. 3ª ed. México. - Nelson, D.L. y M.M. Cox (2000) Lehninger Principios de Bioquímica. 4 ed. Ed. Worth. EUA. - Segal, C.A. K. y Gustabo Jesus Ortega L. G.J. ed. (2005) Manual de prácticas. Biología molecular de la celula I. UNAM. Publidisa, México. - Gil, A. (2010). Composicion y Calidad Nutritiva de los Alimentos. Madrid - España: Medica Panamericana. - Guarnizo, A. (2003). Experimentos de química orgánica. Colombia: Elizcom.