LABORATORIO DE BIOQUÍMICA DE LA ALIMENTACIÓN

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ[pic 1]

INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS

PROGRAMA DE LICENCIATURA EN QUÍMICA

LABORATORIO DE BIOQUÍMICA DE LA ALIMENTACIÓN

Reporte de Laboratorio

Práctica #6. Digestión de proteínas animales y vegetales por quimosina

Nombre de los Alumnos:

       Jessica Guadalupe Pérez Payán           Matrícula: 145885

       Paola Carrasco Campos                        Matrícula: 139357

       Crystel Montoya Torres                        Matrícula: 139314

Docente: Dra. Nina del Rocío Martínez Ruiz

Cd. Juárez, Chih. a 11 de octubre de 2018.

 Práctica #6. Digestión de proteínas animales y vegetales por quimosina [pic 2]

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ – INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS

Licenciatura en Química – Laboratorio de bioquímica de la alimentación

Pérez Payán, Carrasco Campos, Montoya Torres.

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Resumen

Las proteínas son macromoléculas que desempeñan el mayor número de funciones en las células de los seres vivos (enzimas, hormonas, anticuerpos). La quimosina es una enzima responsable de la acción proteolítica ejercida sobre la κ-caseína de la leche. El objetivo de esta práctica fue comprender una fase de digestión química de proteínas por quimosina, la especificidad enzimática y de sustrato. Como método, se adicionó la enzima quimosina a leche de vaca y a bebida de soya, se incubaron las soluciones a 35 °C durante 40 minutos y se observó la presencia de cuajo. En la leche de vaca fue posible apreciar la formación de cuajo, mientras que en la bebida de soya no se dio la formación de cuajo. Esto puede explicarse porque la acción de la quimosina es escindir el enlace peptídico Phe105-Met106 en la proteína kappa caseína (κ-caseína) de la leche, lo cual produce el cuajo. Sin embargo, la bebida de soya no contiene la proteína kappa caseína, por lo que la quimosina no tiene acción sobre ésta. Se puede concluir en que la quimosina actúa sobre un sustrato específico, el cual es la k-caseína (enlace Phe105-Met106) presente en la leche. Al no estar presente este sustrato en la bebida de soya, la enzima no tiene acción.

 Palabras clave: quimosina, leche de vaca, bebida de soya[pic 4]

Introducción

Las proteínas son macromoléculas que desempeñan el mayor número de funciones en las células de los seres vivos. Forman parte de la estructura básica de tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.), durante todos los procesos de crecimiento y desarrollo crean, reparan y mantienen los tejidos corporales; además desempeñan funciones metabólicas (actúan como enzimas, hormonas, anticuerpos) y reguladoras a saber: asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, eliminación de materiales tóxicos, regulación de vitaminas liposolubles y minerales, etc. (González et al., 2007).

La leche de vaca es un alimento rico en proteínas y de primera necesidad, de gran demanda por su alto valor nutricional que se refleja en sus componentes, es considerada un alimento básico en la dieta de niños, ancianos, enfermos, y en general de toda la población. Desde el punto de vista dietético, la leche es el alimento puro más próximo a la perfección. Su principal proteína, la caseína, contiene los aminoácidos esenciales y como fuente de calcio, fósforo y riboflavina (vitamina B12), contribuye significativamente a los requerimientos de vitamina A y B1 (tiamina). Por otra parte, los lípidos y la lactosa constituyen un importante aporte energético (Agudelo y Bedoya, 2005).

La leche o bebida de soya es el alimento líquido blanquecino que se obtiene de la emulsión acuosa resultante de la hidratación de granos de soya enteros. La soya es una excelente fuente de proteínas. El contenido de proteína está en un rango de 35 a 44%. La proteína de soya es particularmente valiosa debido a que su composición de aminoácidos es completa comparada con otros cereales (Chavarría, 2010).

La quimosina o renina estomacal es una enzima responsable de la acción proteolítica ejercida sobre la caseína k (estabilizante de las restantes caseínas en presencia de iones calcio) de la leche. La enzima quimosina tiene un punto isoeléctrico de 5.3 y su pH óptimo se encuentra entre 3.8 – 4.0. La enzima actúa sobre el fosfocaseinato de calcio rompiendo enlaces peptídicos y transformándolo en fosfoparacasinato de calcio (inestable y muy sensible al calcio libre), lo que provoca la precipitación y formación del coágulo (Alais, 1984), el cual funciona como base para la creación de quesos y otros productos alimentarios.

El objetivo de esta práctica es comprender una fase de digestión química de proteínas por quimosina, la especificidad enzimática y de sustrato.

Método

En un primer tubo de ensayo (etiquetado como L) se vertieron 10 mL de Leche Lala 100® (70% proteína), en un segundo tubo se vertieron 10 mL de bebida de soya orgánica Full Circle Market™.

A cada tubo se le adicionaron dos gotas de quimosina (EC 3.4.23.4) concentrada y se mezclaron suavemente. Posteriormente, ambos tubos fueron llevados a incubar en baño maría a 35 °C durante 40 min.

Pasado el periodo de incubación, los tubos fueron invertidos sobre dos vasos de precipitado para observar si hubo formación de cuajo.

Resultados

Las muestras (que se encontraban bajo previa refrigeración) fueron atemperadas usando el calor de las manos antes de añadir la quimosina concentrada. En la figura I se pueden apreciar las muestras durante la adición de la enzima.

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Figura I. Muestras de bebidas al momento de agregar la quimosina. A la derecha se encuentra la muestra de leche de vaca rica en proteínas (tubo L), y a la izquierda se encuentra la bebida de soya orgánica (tubo S).

Después de los 40 minutos de incubación a baño maría, los tubos fueron observados, y a primera vista no se apreció un cambio en las muestras, sin embargo, al voltear el tubo L sobre un vaso de precipitados se apreció que solo una fracción de la leche se vaciaba, mientras que otra porción quedó “pegada” en el fondo del tubo (figura II), esta fracción teína una consistencia grumosa y pegajosa, es decir, era un cuajo. Por su parte, el contenido del tubo S se vacío sin problemas dentro del vaso (figura III).

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Figura II. Muestra de leche de vaca tratada con quimosina. Se aprecia como el contenido del tubo L es vaciado, la fracción líquida fluyó sin oponer resistencia, mientras que la fracción cuajada quedó aptrapada en el fondo del tubo.

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Figura III. Muestra de bebida de soya orgánica tratada con quimosina. El con tenido el tubo S fluyó sin dejar restos de cuajo en el tubo.

Discusión

La caseína se encuentra en la leche de forma abundante (80% de la proteína total aprox.), y se encuentra en forma de partículas coloidales de fosfocaseinato de calcio (Figura IV). Estas partículas se encuentran en la leche como micelas dispersas en fase líquida, las cuales se componen de varias fracciones: ασ1, ασ2, β, y κ caseínas. (Ferrandini et al., 2006).

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Figura IV. Micela de caseína. En la parte interior de la micela se encuentran las submicelas, formadas por las caseínas ασ1, ασ2 y β, mientras que la caseína κ se encuentra en las regiones exteriores de la micela, permitiendo la estabilidad dentro de la leche.

La quimosina o renina (estomacal, no renal), es una enzima de la familia aspártico proteasas (o proteasas ácidas) que se segrega en el estómago de mamíferos, especialmente en los de etapa lactante, cuya función es escindir el enlace peptídico Phe-Met en la proteína kappa caseína (κ-caseína) de la leche, lo cual produce el cuajo, haciendo así la leche más digerible (Voet y Voet, 2004). Específicamente hablando, en humanos, la quimosina separa el enlace entre la fenilalanina 105 y la metionina 106 de la κ-caseína (la cual se encuentra en su forma de fosfocaseinato de calcio), formando fosfoparacasinato de calcio (p-κ-caseína) y un glicomacropéptido (Akaeda, Miura y Mikami, 1971). Esta enzima es la principal responsable de la acción proteolítica sobre la κ-caseína, que es fracción es la que estabiliza a las caseínas restantes en presencia de iones calcio. El resto de las caseínas son poco solubles en leche y precipitan cuando quedan expuestas en presencia de calcio debido a que tienen carga eléctrica negativa (el Ca++ neutraliza la carga) (Guevara, Cuartas y Llano, 2014).

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