IV.1.2. Proteine.
IV.1.2.1. Generalități despre proteine.
Proteinele sunt substanțe organice macromoleculare formate din lanțuri simple sau complexe de aminoacizi (compuși organici din carbon, hidrogen, azot, oxigen și sulf) și care care reprezintă o parte importantă din componența celulelor, mușchilor și țesuturilor.
Aminoacizii sunt compuși polifuncționali care conțin în moleculă grupe amino (-NH2) și grupe carboxil (-COOH).
Formule generale pentru aminoacizi:
În cazul aminoacizilor cu mai mult de trei atomi de carbon în moleculă, în denumire se precizează poziția grupei amino pe catena acidului carboxilic. Aceasta se poate face în două moduri:
a) Prin numerotarea atomilor de carbon începând cu cel din grupa carboxil:
b) Prin notarea cu litere din alfabetul grecesc (α, β etc.) a atomilor de carbon începând cu cel vecin din grupa carboxil:
Aminoacizii sunt împărțiți în:
-
Aminoacizi esențiali (leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenil-alanina, treonina, triptofan, valina, histidina) - nu pot fi creați de organism și trebuie să fie obținuți din alimente.
-
Aminoacizi neesențiali (alanina, asparagina, acidul aspartic, acidul glutamic, serina, arginina, cisteina, glutamina, glicina, tirozina, prolina) - sunt produși de organism din alți aminoacizi.
În reacțiile de condensare ale aminoacizilor, are loc eliminarea unei molecule de apă între grupa amino a unui α-aminoacid și gruparea carboxil a altui aminoacid, identic sau diferit , cu formarea unei legături peptidice dintr-o dipeptidă.
Dipeptidele, prin reacții de policondensare, formează polipeptide și, în final, proteine.
Exemple de proteine:
- Cazeina din lapte;
- Glutenul din grâu;
- Albumina din albușul de ou;
- Gelatina din oase;
- Keratina din păr, pene, unghii, copite, lână etc.;
- Enzimele care fac posibile nenumăratele reacții chimice din organism;
- Anticorpii produși de organism pentru a se apăra de substanțe străine;
- Hemoglobina din globulele roșii ale sângelui, care transportă oxigenul în tot corpul;
- Fibrina din sânge care are rol în coagularea lui;
- Insulina produsă de pancreas care controlează asimilarea zahărului în organism etc.
IV.1.2.2. Proprietățile chimice ale proteinelor.
👀 Experiment: Carbonizarea proteinelor
🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai în prezența unui adult!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!
Materiale necesare:
Albuș de ou (albumină), sursă de încălzire, eprubetă, clește de lemn.
Descrierea experimentului:
- Pune într-o eprubetă albuș de ou și încălzește-o puternic.
- Ce constați?
Prin încălzirea puternică a albușului, în eprubetă rămâne un rest de cărbune.
Concluzia experimentului:
Proteinele prin încălzire se descompun, rezultând carbon și alte substanțe volatile (care se evaporă). Procesul se numește carbonizare.
👀 Experiment: Coagularea proteinelor
🔥 Atenție! Experiment demonstrativ efectuat numai de către profesor!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!
🔥 Atenție! Piatra vânătă este toxică. Nu o atinge și nu o gusta!
🔥 Atenție! Acizii sunt caustici și îți pot produce arsuri în contact cu pielea!
Materiale necesare:
Albuș de ou(albumină), sursă de încălzire, eprubetă, clește de lemn, apă, 1mL acid clorhidric concentrat, 2mL alcool etilic, 1mL soluție concentrată de sulfat de cupru.
Descrierea experimentului:
- Prepară o soluție de albumină, amestecând albușul unui ou cu cca. 100mL și decantează lichidul aproape limpede de deasupra.
- Pune într-o eprubetă 2mL soluție de albumină și încălzește-o și apoi adaugă apă.
- Ce constați?
Prin încălzirea, soluția de albumină se tulbură și precipită (se coagulează) proteina sub formă de fulgi. Precipitatul este insolubil în apă.
- Pune într-o eprubetă 2mL soluție de albumină și apoi adaugă 1mL acid clorhidric concentrat.
- Ce constați?
Soluția de albumină cu alcoolul etilic se tulbură și precipită (se coagulează).
- Pune într-o eprubetă 2mL soluție de albumină și apoi adaugă 1mL soluție de sulfat de cupru concentrată.
- Ce constați?
Soluția de albumină cu sulfatul de cupru se tulbură și precipită (se coagulează).
Concluzia experimentului:
Proteinele sub acțiunea căldurii sau a unor substanțe chimice suferă fenomenul de coagulare (denaturare) în care structura proteinei se modifică ireversibil.
👀 Experiment: Identificarea proteinelor prin reacția biuretului
🔥 Atenție! Experiment demonstrativ efectuat numai de către profesor!
🔥 Atenție! Piatra vânătă este toxică. Nu o atinge și nu o gusta!
🔥 Atenție! Hidroxidul de sodiu, denumit și sodă caustică, poate produce arsuri grave în contact cu pielea!
Materiale necesare:
Soluție de proteină, eprubetă, 2-3mL hidroxid de sodiu 20% (soluție de sodă caustică), 1-2 picături soluție diluată de sulfat de cupru 1%.
Descrierea experimentului:
- Pune într-o eprubetă 2-3 mL soluție de albumină adaugă același volum de hidroxid de sodiu și apoi 1-2 picături de soluție diluată de sulfat de cupru 1%.
- Ce constați?
Apare o colorație violetă.
Concluzia experimentului:
Proteinele cu hidroxidul de sodiu și sulfat de cupru se identifică prin apariția unei colorații caracteristice violete.
👀 Experiment: Identificarea proteinelor prin reacția xantoproteică
🔥 Atenție! Experiment demonstrativ efectuat numai de către profesor!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!
🔥 Atenție! Acizii sunt caustici și îți pot produce arsuri în contact cu pielea!
🔥 Atenție! Hidroxidul de sodiu, denumit și sodă caustică, poate produce arsuri grave în contact cu pielea!
Materiale necesare:
Soluție de proteină, eprubetă, acid azotic concentrat, 2-3 mL hidroxid de sodiu 20% (soluție de sodă caustică), spirtieră, clește de lemn.
Descrierea experimentului:
- Pune într-o eprubetă 1mL soluție de albumină și adaugă câteva picături de acid azotic concentrat. Se formează o tulbureală alb-gălbuie.
- Încălzește amestecul până la fierbere până precipită și se colorează în galben viu.
- Lasă să se răcească și adaugă soluție de hidroxid de sodiu până obții o colorație oranj viu.
Apare o colorație oranj.
Concluzia experimentului:
Proteinele cu hidroxidul de sodiu și sulfat de cupru se identifică prin apariția unei colorații caracteristice violete.
Importanța proteinelor
- Proteinele oferă organismului combustibilul necesar pentru a funcționa.
- Au un rol esențial în construirea și repararea țesuturilor.
- Ajută la fortificarea sistemului muscular, osos și imunitar.
- Hemoglobina din sânge este purtătorul de oxigen de la plămâni la celule și de fier, transportat și stocat în ficat.
- Enzimele catalizează procesele din organism.
- Rodopsina participă la transmiterea impulsurilor nervoase spre celulele retinei, asigurând formarea imaginii pe retină etc.
Conform literaturii de specialitate, aportul de proteine al unei persoane trebuie să fie de minimum 10% și de maximum 35% din caloriile zilnice consumate. Persoanele care practică sport regulat trebuie să consume 30-35% proteine din totalul alimentelor, deoarece exercițiile fizice expun organismul unui nivel de stres care ajută la creșterea masei musculare.
Pentru copii și adolescenți necesarul zilnic de proteine este între 0,83 g - 1,31 g per kg de greutate corporală, în funcție de vârstă.
Adulții au nevoie de 0,83 g per kilogram de greutate corporală, zilnic.
Se recomandă asimilarea cantității zilnice necesare de proteine atât din surse animale (carne, ouă, pește, brânză, lapte), cât și din surse vegetale (soia, quinoa, linte, fasole, nuci) și care au în componența lor proteine complete, care conțin toți cei 9 aminoacizi esențiali.
🔦 Observație
Un deficit de proteine poate duce la apariția insomniei, a stărilor depresive sau de anxietate, a oboselii, a senzației de slăbiciune.
Atenție!
O alimentație care depășește cu mult și constant valorile indicate de specialiști poate duce:
- la depășirea nivelului normal al colesterolului,
- la formarea pietrelor la rinichi,
- la insuficiență renală,
- la creșterea în greutate,
- la constipație,
- la deshidratare.
Surse de proteine:
