COMPOSICIN BIOQUMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALESUNIVERSIDAD
NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA E.A.P AGROINDUSTRIAL
AISLAMIENTO DE LA CASENA DE LA LECHE.
CURSO : COMPOSICIN BIOQUMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES.GRUPO
: BDOCENTE : ING. CASTRO ZAVALETA VICTOR AUGUSTO.ALUMNO : VEGA
VIERA JHONAS ABNER.CICLO:V NUEVO CHIMBOTE - PER
2014
AISLAMIENTO DE LA CASENA DE LA LECHELeche100ml
[Vaso de precipitados de 250 ml].
[PH].
10%
[Aproximadamente 10-15 minutos].
[10 minutos, 2000 RPM].
Fase slida.Agua destilada20ml
[Vaso de precipitados de 250 ml].
[10 minutos, 2000 RPM].
Fase slida.Etanol10ml
[Vaso de precipitados].
[10 minutos, 2000 RPM].
Fase slida.cido actico y acetona5ml
[Vaso de precipitados].
[10 minutos, 2000 RPM].
INTRODUCCIN.La preparacin pura de una protena es esencial antes
de determinar sus propiedades, estructura y composicin, por lo que
es necesario aislarla y purificarla. Los mtodos de separacin de
protenas aprovechan propiedades tales como la carga, tamao y
solubilidad, que vara entre una y otra protena (Nelson y Cox,
2000).La casena es una protena conjugada del tipo fosfoprotena que
en su fase soluble se encuentra asociada al calcio (fosfato de
calcio) en un complejo que se denomina caseingeno. 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 sta
contiene. La casena se separa de la leche la cual tiene un pH
aproximadamente de 7 por acidificacin llevando a la casena a su
punto isoelctrico (de 4.6) donde se precipita (Segal y Ortega,
2005).LA CASEINA est presente en la leche en forma de partculas
coloidales o micelas y son fcilmente separadas por precipitacin
isoelctrica. El cuajado y acidificacin son unas prcticas de la
tecnologa de lcteos para la preparacin de productos de leche agria
y algunos quesos suaves. La acidificacin natural se lleva a cabo
por inoculacin de la leche con iniciadores por ejemplo, cultivos de
bacterias cido lctica. Las protenas son sustancias orgnicas muy
compleja presente en toda la materia viva. Todas las protenas
contienen adems de carbono, hidrgenos, tambin nitrgeno y a menudo
azufre y fsforo.Todas las protenas se componen bsicamente de 20
unidades estructurales denominadas aminocidos unidos por enlaces
pptidos provocando caractersticas especficas en cada una.Las
propiedades de las protenas se ven afectadas por modificaciones en
pH, la absorcin de protenas mediante intercambio inico depende del
pH, es decir de valores de pH por debajo del punto isoelctrico la
carga neta de las protenas es positiva y la molcula se ve absorbida
con mayor fuerza en intercambiadores catonicos como la carboximetil
celulosa sdica.
I. OBJETIVO GENERALPoner en prctica mtodos bioqumicos para la
purificacin parcial de protenas, basados en sus propiedades de
solubilidad.II. OBJETIVOS PARTICULARES Aislar casena de la leche a
partir de su punto isoelctrico. Familiarizar al alumno con el uso
de la centrifuga.III. HIPTESIS Si se utilizan los mtodos bioqumicos
de manera precisa es posible tener un buen rendimiento en la
extraccin de casena.IV. MARCO TEORICO.La leche contiene vitaminas
(principalmente tiamina, ribloflavinas, cido pantotico y vitaminas
A, D, K), minerales (calcio, potasio, sodio, fsforos y metales en
pequeas cantidades), protenas (incluyendo todos los aminocidos
esenciales), carbohidratos (lactosa) y lpidos. Los nicos elementos
importantes de los que carece la leche son el hierro y la vitamina
c. Las protenas se pueden clasificar de manera general en protenas
globulares y fibrosas. Las protenas globulares son aquellas que
tienden a agregarse en forma esferoidales y no establecen
interacciones intermoleculares como son los puentes de hidrgenos
(caractersticas de las protenas fibrosas) siendo solubilizadas en
suspensiones coloidales.En la leche hay tres clases de protenas:
casena, lacto albminas y lactolobulinas (todas las globulares). La
casena es unas protenas conjugada de la leche del tipo
fosfoprotenas que separa de la leche por acidificacin y forma una
ms blanca. Las fosfoprotenas son un grupo de protenas que estn
qumicamente unidas a una sustancia que contienen cidos fosfricos.En
la casena la mayora de los grupos fosfatos estn unidos por los
grupos hidroxilos de los aminocidos serina y treonina. La casena en
la leche se encuentra en forma de sal clcica (caseinato clcico). La
casena representa cerca del 77% al 82%de las protenas presente en
la leche y el 2,7% en composicin de leche lquida.La casena est
formada por alpha (s1), alpha (s2)- casena B-casena, y kappa casena
formando una miscela o unidad soluble. Ni la alfa ni la beta casena
a las dos anteriores o a cada una de ellas por separado se forma
complejo de casena que es solubilizado en forma de micela. Esta
micela est estabilizada por la kappa casena.
PRECIPITACON DE CASENAEs ampliamente conocido que la casena
puede ser coagulada y precipitada para dar producto como queso,
yogur, kefi, cuajada, nata o leche agria (buttermilk) y otros
derivados. La casena se precipita por dos procedimientos:
acidificacin que protn a los grupos fosfato (y otros) que
solubilizan ala casena k y accin de un enzima llamado cuajo animal
(rennet) que descompone un pequeo trozo de la casena k precipitando
la micela completa.PRECIPITACON CIDAEn alimentos como el yogur se
produce la precipitacin parcial de la casena porque los grupos
cidos se protonan y dejan de repelerse las micelas debido a una
bajada de PH causada por el cido lctico. El proceso tiene lugar con
cualquier cido. La precipitacin con clorhdrico puede representarse
as: Esta precipitacin tiene lugar con cualquier cido que baje el PH
por debajo de 5,5. Dependiendo de la cantidad y fortaleza del cido
agregado, la precipitacin es ms o menos drstica y completa, dando
productos de consistencia pastosa, como la leche cida, o en forma
de gel, como en el caso de yogur hasta una precipitacin completa
con separacin del suero si se emplea clorhdrico en
caliente.PRECIPITACIN POR CUAJO ANIMALEn este caso se produce una
hidrlisis enzimtica de las casenas. El proceso, entre otras
diferencia, es ms 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 estmago de rumiantes jvenes.
Esta quimosina es especfica de la casena k. En este proceso la
casena k se rompe en sus dos partes: La hidrfila. La hidrfoba:
para-k-casena. La quimosina rompe el enlace que une esas dos partes
liberndose un pptido al suero y quedndose la para k- casena en la
miscela. Como el pptido era la parte hidrfila donde estaban los
grupos cidos, ahora se pierden y ya no se repelen las micelas,
precipitando las casenas. La parte hidrfoba que queda interacciona
unas micelas con otras y tambin aumenta el enlace fosfato formndose
el cogulo 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 maduracin.Las diferencias entre queso
responden a la forma de tratar la pasta cuajada (en caliente,
prensado y cociendo) y la maduracin.El caseinato clcico (caseinato)
es un producto industrial de primer orden y gran importancia
comercial para la fabricacin de quesos sin denominacin de origen y
los llamados quesos fundidos.
V. MATERIALES EQUIPOS: Balanza electrnica MATERIALES: Tubos de
ensayo Matraz Erlenmeyer Pinzas Mechero Vaso de precipitacin
Pipetas Varilla de vidrio Vaso de precipitacin 100 ml Vasos de
precipitacin 250 ml Leche de Vaca Holstein y cruzada cido Fosfolico
(10%) Etanol cido Actico 3% Agua destilada
VI. PROCEDIMIENTOS
CASEINALo que quede ser el suero que ser utilizado en la
determinacin de Lactosa
1 Descremacin
2 Acidificacin
En un vaso de precipitados de 250 ml se colocaron 100 ml de
leche pura de vaca, a la cual, previamente, se elimin la mayor
cantidad de grasa posible. A continuacin, se midi el pH de la leche
y por medio de la acidificacin con HCl al 20% se llevo el pH de la
misma hasta 4.0.
SE MIDI EL PH
Aadimos cido fosfolico (10%)
Medir PhPh (inicial)= 6.7
HolsteinCruzada
Ph inicial6.706.77
Ph reducido3.954.01
Posteriormente se dej reposar alrededor de 15 minutos
aproximadamente hasta observar grumos en la superficie.
Inmediatamente despus, el precipitado se reparti en cuatro tubos de
centrifuga; se centrifug durante 10 minutos a 2000 rpm.
Casena (leche desgrasada)Acido (suero, amarillo claro)
Al trmino de la centrifugacin se retiraron los tubos y se elimin
el sobrenadante de la fase slida. Posteriormente, la fase slida se
puso en un vaso de precipitados y se homogenizo con 20 ml de agua
destilada, la solucin se coloc 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.
Homogenizarcon agua destilada
Centrifugar durante 10 mint 200rpm
Retirar el sobrenadante
Se realiza el mismo proceso para ambas leches (Cruzada y
Holstein)
Posteriormente, se elimin el sobrenadante y a la fase solida se
agregaron 10 ml de etanol, se homogeniz con una varilla de vidrio y
al terminar se centrifug a 10 minutos a 2000rpm.
CASEINA
Homogenizarcon etanol
V
Centrifugar durante 10 mint 200rpmRetirar el sobrenadante
Se realiza el mismo proceso para ambas leches (Cruzada y
Holstein)
De la misma manera, se elimin el sobrenadante y a la fase slida
se le agregaron 5 ml de acido actico y 5ml de cetona, se homogeniz,
al terminar se coloc en la centrifuga a 10 min a 2000 rpm.Por ltimo
se elimin el sobrenadante y el precipitado se guard hasta que se
secara; se peso el precipitado seco.V
*Homogenizar con 5 ml de cido actico *Centrifugar durante 10
mint 200rpm
Cruzada 14.70g(Peso seco Casena)Holstein 12.86g(Peso seco
Casena)
DETERMINACION DE LA LACTOSAFelling BFelling A
VII. DISCUSIONES La protena de casena es una fosfoprotena que se
encuentra en la leche y en algunos de sus productos derivados
fermentados, tanto como el queso. La protena de casena es un
conjunto compuesto por diversas protenas por lo que es difcil fijar
una definicin. No obstante, gran parte de las protenas que
encontramos en lo que se denomina casena posee un atributo comn:
acidifica la leche a PH 4,6. Debido a esto ala casena tambin se le
suelen calificar como protena insoluble de la leche. A disimilitud
de gran cantidad de protenas, hasta de la leche, la protena de
casena no precipita por accin de calor. En cambio lo hace por accin
de una enzima proteasa que se encuentra situada en el estmago de
los mamferos denominada renina e integra un precipitado llamado
para casena. Segn Fennema (2000) la desnaturalizacin inducida por
el pH puede ser reversible, sin embargo en algunos casos a pH
alcalino, se hidrolizan algunos enlaces peptdicos, se destruyen
grupos sulfidrilos y se producen agregaciones que pueden
desnaturalizar, irreversiblemente las protenas. Como vemos, el
acetato de plomo indujo a la protena a precipitar debido al pH
ligeramente alcalino. La mayor parte de las protenas son muy
solubles a pH alcalino (8-9). Segn Fennema (2000), la mayor parte
de las protenas son muy solubles a pH alcalino (8-9), la extraccin
de la protena de sus fuentes vegetales como la harina de soya, se
lleva a cabo a estos pH; luego la protena se recupera del extracto
por precipitacin isoelctrica a pH 4.5- 4.8.
VIII. CONCLUSIONES. Es posible la purificacin parcial y el
aislamiento de la casena de la leche, utilizando la poca
solubilidad que esta protena tiene cuando se le lleva hasta su
punto isoelctrico y la rapidez de sedimentacin de la misma al
utilizar la centrifuga. No obstante, el rendimiento puede ser
variado si se considera que los mtodos de purificacin son tambin
variados. En la prctica llegamos a comprobar todo lo que aprendimos
en la teora y pudimos poner en prctica 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 qumica. Con esto
concluimos que ninguna de los componentes de la leche, debera ser
menospreciada puesto que todos constituyen una emulsin compuesta de
componentes orgnicos vitales. Se aprendi a caracterizar cada uno de
ellos mediante reacciones simples que dan lugar a observaciones
para diferenciar sus caractersticas y propiedades. De igual manera,
cada protena tiene una composicin de aminocidos especfica que las
hace diferentes unas de otras y, por lo tanto, su comportamiento en
disoluciones tambin es diferente. Por lo general las protenas
fibrosas son insolubles en agua y resisten a la degradacin
enzimtica, sin embargo, con soluciones de cierta fuerza inica se
pueden solubilizar. Las protenas globulares son relativamente ms
solubles en agua y en soluciones de baja fuerza inica, aunque
algunas coagulan cuando se calientan. Por otro lado, la composicin
de aminocidos es tambin responsable del comportamiento de las
protenas en diferentes condiciones de pH. As, al acidificar o
alcalinizar una protena determinada, sta puede llegar a su punto
isoelctrico, alcanzar una carga neta de cero y, por lo tanto,
precipitar. La casena luego de que la leche se cort no fue soluble
en agua, debido a este motivo se la pudo filtrar. El contenido de
protenas presente en la leche es muy bajo, a pesar de que la leche
empleada para la prctica era una leche pura, y se comprob en la
prctica segn el autor (Gil, A. (2010). Composicin y Calidad
Nutritiva de los Alimentos. Madrid - Espaa: Medica Panamericana)
que los contenidos de la casena y protena varan y cada uno es en un
contenido determinado aproximadamente en la teora nos indica un
contenido de 4,43% de casena la cual contiene el 82,5% de las
protenas de la leche, por lo tanto el 3,65% de la protena de la
leche est contenida en la casena.
IX. RECOMENDACIONES. Realizar una buena separacin de la grasa de
la leche para una buena obtencin de la Casena, ya que esto podra
hacer variar nuestros resultados. Llevar correctamente la leche a
su punto isoelctrico para lograr la precipitacin total de la casena
y obtener el Rendimiento correcto para cada tipo de Leche.
Recomiendo filtrar ms de una vez si es posible porque los
componentes podran quedar en la solucin o disolvente con el que se
trabaja. Recomiendo tener mucha paciencia al momento de mezclar y
formar la mantequilla; ya que esto podra tomar mucho tiempo si no
se cuenta con maquinas industriales.
X. BIBLIOGRAFA Gonzlez-Soto, E.; L. Bucio-Ortiz; P.
Damin-Matzumura; F. Daz de Len-Snchez; E. Corts-Barberena; L.J.
Prez-Flores. (2009) Manual de bioqumica 1. 3 ed. Mxico. Nelson,
D.L. y M.M. Cox (2000) Lehninger Principios de Bioqumica. 4 ed. Ed.
Worth. EUA. Segal, C.A. K. y Gustabo Jesus Ortega L. G.J. ed.
(2005) Manual de prcticas. Biologa molecular de la celula I. UNAM.
Publidisa, Mxico. Gil, A. (2010). Composicion y Calidad Nutritiva
de los Alimentos. Madrid - Espaa: Medica Panamericana. Guarnizo, A.
(2003). Experimentos de qumica orgnica. Colombia: Elizcom.