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UNIVERSIDADTECNOLOGICADELVALLEDELMEZQUITAL Técnico Superior Universitario en Procesos Alimentarios

I n g. Yazmín Chavarría Moctezuma

Alimin Alvarado Serrano Andrea Raygadas Torres

2 C u a t r i m e s t r e G r u p o “C”

02 de abril del 2012

OBJETIVOS:

Identificar las propiedades funcionales de las proteínas del huevo Estudiar los factores que afectan la desnaturalización de las propiedades del huevo

INTRODUCCION Las proteínas, debido al gran tamaño de sus moléculas, forman con el agua soluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formación de coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70ºC o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, enzimas, plantas, sustancias cao trópicas, etc. La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización por los agentes indicados, que al actuar sobre la proteína la desordenan por la destrucción de su estructura terciaria y cuaternaria. Otras técnicas alternativas a la coagulación son el intercambio iónico y el micro y

ultrafiltración

El huevo esta constituido por 10.5% de cascara en tanto la parte comestible esta formada por 58.5% de albumen o clara y el 31.0% de yema cuyos componentes son proteínas y lípidos que les confieren alto valor nutritivo. La composición de la clara de huevo aun no está del todo definida.

El huevo esta compuesto por agua, proteínas, hidratos de carbono, lípidos, cenizas. Algunas de las proteínas del albumen de huevo son: La ovomucina que hace el 2% de la albúmina proteínica existente en el huevo, a pesar de ello son el ingrediente que mayores propiedades culinarias tiene debido a que es la responsable de cuajar el huevo frito y pochado. Su misión biológica es la de ralentizar la penetración de los microbios. La ovoalbúmina es la más abundante del huevo (y es la proteína que primero se cristalizó en laboratorio, en el año 1890 [4]) se desnaturaliza fácilmente con el calor. La con albúmina que hace el 14% del total de las proteínas de la clara de huevo. El ovomucoide que alcanza una proporción del 2%.

Las proteínas de la clara se emplea por sus propiedades funcionales, entre las que destacan la formación de espumas; en este proceso, los poli péptidos se desnaturalizan y forman la interface aire/liquido establece propia de este estado de dispersión. Por otra parte, las proteínas de la yema sirven fundamentalmente como fuente de nitrógeno para el embrión. Son altamente nutritivos. Proveen una gran cantidad de proteínas completas: lipovitelinas, fosfovitina y lipoproteínas de baja densidad, vitamina A, riboflavina, ácido fólico, vitamina B6, vitamina B12, hierro, calcio, fósforo y potasio. Además, al ser baratos favorece la extensión de su consumo. Toda la vitamina A, D y E del huevo están en la yema de huevo. Debe señalarse que las proteínas del huevo, en particular las de la clara, se consideran alérgenos importantes al reaccionar con inmunoglobulinas lgE. (Balduin 1986)

MARCO TEORICO

El huevo es un complicado sistema biológico y probablemente el ingrediente culinario más utilizable y utilizado universalmente. En la dieta sustituye con frecuencia a la carne y al pescado; debido a sus propiedades extraordinarias como agente espumante, emulsionante, espesante y estabilizante, es casi insustituible en tartas, natillas y salsa. Muchas de estas propiedades se deben a la cantidad y tipo de proteínas presentes en el mismo, por lo que es de interés estudiar los factores que afectan el comportamiento de las mismas, como es el caso de la desnaturalización que es una modificación de la estructura de la proteína y que da lugar a cambios de las propiedades químicas, físicas y biológicas.

Una de las propiedades es la formación de espumas la cual consiste en burbujas de aire atrapadas en un líquido siendo este la fase continua y las burbujas de aire la fase dispersa. En las espumas comestibles, el gas es generalmente aire y la fase líquida preferentemente agua. En los alimentos la espuma se forma generalmente por montado o batido de un líquido.

La formación de espumas con clara de huevos es importante en muchos alimentos, contribuyendo a la acción fermentadora además de ayudar a la obtención de productos d textura ligera. Este tipo de espumas son esenciales para la preparación de merengues, dulces, suflés, tortillas y pasteles esponjosos. La espuma de la clara de huevo es una suspensión coloidal formada por burbujas de aire rodeadas por albumen sujeto a algún tipo ddesnaturalización y las interfaces líquido-aire. Esta desnaturalización, causada por la deshidratación y estiramiento del albumen durante el batido, insolubiliza algunas de las globulinas endureciendo y estabilizando la espuma. El tiempo requerido para la formación de la espuma, el volumen y la estabilidad de la espuma están afectadas por muchos factores, incluyendo el método de batido, el tiempo, la temperatura, las características de la clara de huevo, el pH y la presencia de otras sustancias como agua, lípidos, cloruro de sodio, sacarosa y yema de huevo.

MATERIALES Y METODOS

Cantidad | Materiales y equipos | Especificaciones | 5 | Vasos | De precipitado de 400 ml | 5 | Probetas | De plástico de 200 ml | 5 | Embudos | Platico, mediano | 2 | Espátulas | | 5 | Bolitas | Algodón | 1 | Vaso | De precipitado de 1000ml | 1 | Placa de calentamiento o mechero | | 1 | Tripie | | 1 | Tela de asbesto | | 2 | Vaso | De precipitado de 100ml | 1 | Batidora | | 1 | Termómetro | De 100 C | 2 | Tubos | De ensayo con tapa | 1 | Pipeta | 5 ml | 1 | Pro pipeta | | 1 | Potenciómetro | | 1 | Balanza | De triple barra |

Cantidad | Reactivos | Especificaciones | 8 pzas | Huevo | Fresco | 1000 ml | Agua destilada | | 50 g | Azúcar | | 1 pzas | Limón | (extraer jugo) | | Soluciones buffer | Para calibración de potenciómetro |

MEDIDAS DE SEGURIDAD: Uso de bata en el laboratorio de manga larga, limpia y abrochada. Uso de zapato cerrado.

Evitar el uso de accesorios dentro de talleres y laboratorios. Para las mujeres traer el cabello recogido. Lavarse las manos y todo el material antes de iniciar la practica.

Experimento No. 1 Calcular del tiempo de batido necesario para producir espumas estables

1.- Pese 5 muestras de clara de huevo de 25g cada una en un vaso de precipitado. 2.- Ejecute el batido de las 5 muestras siguientes la siguiente tabla.

MUESTRA | PROCEDIMIENTOS | 1 | Batir durante 3 min a la máxima velocidad, trasladar al embudo para realizar la prueba de goteo | 2 | Batir durante 6 min a la máxima velocidad, trasladar al embudo para realizar la prueba de goteo | 3 | Batir durante 9 min a la máxima velocidad, trasladar al embudo para realizar la prueba de goteo | 4 | Batir durante 12 min a la máxima velocidad, trasladar al embudo para realizar la prueba de goteo |

3.- Para cada muestra anotar el aspecto de la espuma obtenida, esto es: blando, rígido, se deshace. 4.- Realice la prueba de goteo para cada muestra, para ello anote el volumen obtenido al cabo de 30 min. Utilice el esquema mostrando en la figura.

Experimento No. 2 Efecto del calor en la coagulación de las proteínas del huevo.

1.- En un vaso de precipitado de 250 ml coloque 100 ml de agua y llévelo a la plancha de calentamiento hasta alcanzar 40 C aproximadamente. 2.- Tome un huevo y separe la clara de la yema, colocándolas en dos vasos de precipitado de 100ml identificados respectivamente.

3.- Rotule dos tubos de ensayo con la letra A y B 4.- En el tubo A coloque 5ml de clara de huevo y en el tubo B 5ml de yema de

huevo, introduzca ambos tubos en el baño de agua preparado en el paso 1. 5.- Sujete un termómetro dentro del vaso de precipitado y anote la temperatura en la cual la albumina y la yema de huevo se tornan opacas, es decir, se coagulan. 6.- Anote sus observaciones y discuta sus resultados.

Experimento No. 3 Cambios en la temperatura de coagulación de las proteínas del huevo por acción de distintos factores.

Experimento 3.1 factor dilución 1.- En un vaso de precipitado de 250 ml coloque 100ml de agua llévalo a la plancha de calentamiento a 40 C aproximadamente. 2.- Rotule dos tubos de ensayo con la letra A Y B 3.- En el tubo A coloque 4 ml de clara de huevo y 4 ml de gua destilado 4.- En el tubo B coloque 4 ml de yema de huevo y 4 ml de agua destilada. 5.- Introduzca ambos tubos de ensayo en el baño de agua preparado en el paso 1 6.- Sujete un termómetro dentro de cada tubo de ensayo y anote la temperatura en la cual la albumina y la yema de un huevo se ponen opacas, es decir, se coagulan. 7.- Anoten sus observación es y discuta sus resultados

Experimento 3.2 adición de sacarosa 1.- Rotule dos tubos de ensayo con la letra A Y B 2.- En el tubo A coloque 5 ml de clara de huevo y 3 ml de la mezcla de sacarosa preparada al 50% p\v. Introducción dicho tubo en un baño de agua y caliente con ayuda de la plancha de calentamiento. 3.- En el tubo de ensayo B coloque 5 ml de clara de huevo y 3 ml de agua destilada. (Usar como

testigo) 4.- Introduzca ambos tubos en el baño de agua preparado en el paso 1 del experimento anterior. 5.- Sujete un termómetro dentro de cada tubo de ensayo y anote la temperatura en la cual la albumina de huevo se torna opaca, es decir, se coagula. 6.- Anote sus observaciones y discuta sus resultados.

Experimento 3.3 Factor pH 1.- Rotule tres tubos de ensayo con la letra A, B Y C 2.- Coloque en los tubos lo Siguiente: 3.- Tubo A: 5 ml de yema de huevo y mida su pH 4.- Tubo B: 5ml de yema de huevo 2ml de limón, mida el pH. 5.- Tubo C: 5ml de yema de huevo y 2ml solución de bicarbonato de sodio, mida pH 6.- Introduzca ambos tubos en el baño de agua preparado en el paso 1 del experimento anterior. 7.- Sujete un termómetro dentro de cada tubo se ensayo y anote la temperatura en la cual la yema de huevo se torna opaca, es decir, se coagula. 8.- Anote las observaciones respecto a cada tubo considerando el cambio de la temperatura de coagulación a diferentes pH y discuta sus resultados.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Tabla 1 Comparativo del tiempo y características finales de espuma obtenida de la clara de huevo.

Muestra | Tiempo de batido(min) | Tiempo 40 min. Vol. ml | % en goteo en 5 min | Características de la espuma | 1 | 1 | 9.5 ml | 1.18 ml | Espuma suave | 2 | 2 | 8 ml | 1 ml | Espuma blanda | 3 | 3 | 7 ml | 0.8 ml | Espuma un poco rígida |

4 | 5 | 6 ml | 0.75 ml | No se deshace y es rígida | 5 | 6 | 4.5 ml | 0.56 ml | Textura rígida y densa | Fuente: Propia

En esta tabla de resultados podemos observar que el tiempo de batido influye sobre las características finales de la espuma a mayor tiempo de batido mayor será la rigidez y textura de la espuma pero su goteo y el tiempo será menor, por el contrario a menor tiempo de batido la espuma será mas sueva mientras que su tiempo de goteo será mayor como podemos observa en la Fig. 1.

La calidad de la espuma se juzga por el volumen y la estabilidad. Las ovoalbúminas son especialmente importantes para el volumen y la ovomucina no asegura la formación de buenas espumas. Cuando se elimina la ovomucina se obtienen espumas de mayor volumen.

El tiempo de batido de la clara del huevo está relacionado con la falta de estabilidad de la espuma y negativamente correlacionad con la gravedad específica y el volumen de la espuma. Agregar ácido de tartrato de potasio a la clara antes de batir mejora la estabilidad de la espuma.

Figura 1. Grafica de goteo producido por espumas con diferentes tiempos de batido

Fuente: Propia

En esta figura se puede observar que el tiempo de batido de cada muestra sobre el volumen en mililitros de goteo producido en cada uno, donde se puede apreciar que la cantidad de mililitros de goteo siempre es constante con el tiempo. La espuma numero 1 es la que tiene mayor numero de goteo a comparación con las demás esto puede deberse a que el tiempo de batido fue menor y la espuma es menos rígida.

Modificar la ovomucina o la lisozima resultó en la disminución de las propiedades de batido de la mezcla. El volumen de la espuma es mucho mejor para grandes concentraciones de lisozima. Al calentar la clara de huevo para la pasteurización se disminuyen las propiedades de espumas. Al disminuir el pH a 6.5 se reduce el daño y también agregando azúcar se reduce el daño pero los dos efectos no son aditivos.

EXPERIMENTO 2

. Tabla. 2 Comparativo de la temperatura de coagulación de la clara y yema de huevo Muestra | Temperatura de coagulación | | R1 | R2 | | Inicio | Final | Inicio | Final | M1 | 65 | 80 | 65 | 81 | M2 | 60 | 88 | 63 | 80 | Fuente: Propia

La clara y la yema de un huevo son, químicamente, bastante diferentes. La clara consiste en una dispersión coloidal de proteínas (preferentemente albúmina) en agua. La yema contiene, además de proteínas, grasas (colesterol, lecitina). La coagulación del huevo tiene lugar cuando al elevar la temperatura se rompen algunos enlaces por puente de hidrogeno pasando las proteínas de tener una configuración parecida a la de un ovillo a otra que, a modo de esponja, retiene el agua y las grasas. La clara empieza a coagular a unos 60 - 63 0C y la yema a unos 68 - 70 0C temperaturas muy parecidas a las obtenidas en nuestros resultados. La diferente temperatura de coagulación se debe a la diferente composición

química de la clara y la yema. Según parece esto ha sido minuciosamente estudiado por Richard Gadner (universidad de Oxford). Los resultados de dicha investigación pueden verse en la gráfica adjunta. En ella se puede observar que la clara coagula muy rápidamente (a los 3 min. Esto es, “un credo”) y mientras lo hace (como si de un cambio de estado se tratase) la temperatura se mantiene prácticamente constante (pequeña oscilación que se observa en la gráfica). La coagulación de la yema se produce a 68 0C (unos 9 min después de iniciada la cocción. Esto es, “tres credos”)

EXPERIMENTO 3

Tabla 3.1 Efectos de dilución de proteína de huevo sobre la temperatura de coagulación Muestra | Temperatura de coagulación | | R1 | R2 | | Inicio | Final | Inicio | Final | M1 Clara diluida con agua | 61 | 65 | 60 | 67 | M2 Yema diluida con agua | 56 | 69 | 56 | 70 | Fuente: Propia

En la tabla de resultados se puede observar las dos muestras diluidas con agua a las cuales se les aplico calor el adicionar agua a nuestras a comparación con la Tabla 2 ya que al adicionar H2O se puede observar que el tiempo de coagulación fue menor esto puede deberse a que las proteínas, debido al gran tamaño de sus moléculas, forman con el agua soluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formación de coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70 C o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, etc. La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su

desnaturalización por los agentes indicados, que al actuar sobre la proteína la desordenan por la destrucción de su estructura terciaria y cuaternaria. La ovoalbúmina de la clara del huevo es la principal responsable de la coagulación y desnaturalización para establecer una estructura en productos alimenticios. La presencia de sales a bajas concentraciones acelera el proceso de coagulación de proteínas durante el calentamiento.

Tabla 3.2 Efecto de la presencia de una solución de sacarosa sobre la temperatura de coagulación de proteína de huevo. . Muestra | Temperatura de coagulación | | R1 | R2 | M1( Clara de huevo con dilución de sacarosa) | 78 C | 80 C | M2 Yema ( Clara de huevo con agua datilada) | 73 C | 72 C | Fuente: Propia

Durante la cocción de los alimentos sus proteínas sufren una desnaturalización con pérdidas de solubilidad, a temperaturas de acuerdo con el entorno en el que se encuentra: Presencia de sales, azúcar, almidón, grasas etc… Varios son los factores que determinan la temperatura a la que se produce la coagulación térmica de las proteínas por ejemplo: El azúcar eleva la temperatura de coagulación de modo proporcional a la cantidad añadida; el azúcar actúa protegiendo las proteínas envolverlas por lo que se requiere una mayor temperatura de cocción lo cual se comprueba en la tabla anterior. La dilución con agua eleva la temperatura de coagulación la clara de huevo diluida coagula por encima de los 60 C que es la temperatura la que coagula la clara pura. Al comparar nuestros resultados nos damos cuenta que el agua tubo una mayor temperatura y según la bibliografía esto debe ocurrir entre los

60 C que es lo que se observa en la tabla 3.1 esto puede deberse a que la temperatura no fue medida a tiempo y correctamente.

EXPERIMENTO 3.3 Tabla 3.3 Efecto del pH sobre la temperatura de coagulación de la proteína del huevo . Muestra | | Temperatura de coagulación | | pH | R1 | R2 | M1 (yema de huevo) | 6.15 | 58 C | 57 C | M2 (Yema de huevo con 2 ml de limón) | 3.99 | 70 C | 69 C | M3 ( yema de huevo con 2 ml de sol. bicarbonato de sodio) | 8.39 | 73 C | 71 C | Fuente: Propia

Al contrario de la azúcar el efecto del acido y de la sal es el contrario. Ambos aceleran la coagulación de las proteínas. Los ácidos, vinagre, limón o crémor tartico, disminuyen el pH por lo que las fuerzas de repulsión provocadas por las cargas negativas de las moléculas proteicas son menores, están se acercan, se enlazan y coagulan mas fácilmente. De tal manera que diluir o endulzar retarda la coagulación mientras que salar o acidificar lo aceleran.

CONCLUSION * Se identificaron las proteínas que contiene el huevo y de que manera afectan en la coagulación de huevo por ejemplo la ovoalbúmina de la clara del huevo es la principal responsable de la coagulación y desnaturalización para establecer una estructura en productos alimenticios * Se observaron las diferentes temperaturas en las que el huevo sufre la coagulación de tal manera que se pudo saber que al diluir o endulzar retarda la coagulación mientras que salar o acidificar lo aceleran.

Nuestros objetivos fueron cumplidos. Con esto se puedo resumir que la desnaturalización es un cambio estructural de las proteínas o ácidos nucleicos, donde pierden su estructura nativa, y de esta forma su óptimo funcionamiento y a veces también cambian sus propiedades físico-químicas. Si la forma de la proteína es alterada por algún factor externo (por ejemplo, aplicándole calor, ácidos o álcalis), no es capaz de cumplir su función celular. Éste es el proceso llamado desnaturalización. CUESTIONARIO

1.- ¿Que son las proteínas? Son grandes moléculas que contienen nitrógeno. Son el componente clave de cualquier organismo vivo y forman parte de cada una de nuestras células. Las proteínas están formadas por: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno fundamentalmente, aunque también podemos encontrar, en alguna de ellas, azufre, fósforo, hierro y cobre. Las proteínas se distinguen de los carbohidratos y de las grasas por contener además nitrógeno en su composición, aproximadamente un 16%

2.- ¿Como esta compuesto el huevo? El huevo esta constituido por 10.5% de cascara en tanto la parte comestible esta formada por 58.5% de albumen o clara y el 31.0% de yema cuyos componentes son proteínas y lípidos que les confieren alto valor nutritivo. La composición de la clara de huevo aun no está del todo definida.

3.- ¿que tipos de proteínas contiene el albumen? El huevo esta compuesto por agua, proteínas, hidratos de carbono, lípidos, cenizas. Algunas de las proteínas del albumen de huevo son: La ovomucina que hace el 2% de la albúmina proteínica existente en el huevo, a pesar de ello

son el ingrediente que mayores propiedades culinarias tiene debido a que es la responsable de cuajar el huevo frito y pochado. Su misión biológica es la de ralentizar la penetración de los microbios. La ovoalbúmina es la más abundante del huevo. La con albúmina que hace el 14% del total de las proteínas de la clara de huevo. El ovomucoide que alcanza una proporción del 2%.

4.- ¿Qué proteínas contiene la yema del huevo? Proveen una gran cantidad de proteínas completas: lipovitelinas, fosfovitina y lipoproteínas de baja densidad, vitamina A, riboflavina, ácido fólico, vitamina B6, vitamina B12, hierro, calcio, fósforo y potasio. Además, al ser baratos favorece la extensión de su consumo. Toda la vitamina A, D y E del huevo están en la yema de huevo. Debe señalarse que las proteínas del huevo, en particular las de la clara, se consideran alérgenos importantes al reaccionar con inmunoglobulinas lgE. (Balduin 1986)

5.- ¿Que es la desnaturalización de proteínas? Desnaturalización es un cambio estructural de las proteínas o ácidos nucleicos, donde pierden su estructura nativa, y de esta forma su óptimo funcionamiento y a veces también cambian sus propiedades físico-químicas.

6.- ¿Aproximadamente a que temperatura coagula la clara de huevo? La clara empieza a coagular a unos 60 - 63 C

BIBLIOGRAFIA

Badui, S. 1986. Química de los Alimentos. Edit. Alhambra. México, D.F. Belitz, H.; Grosch, W. 1985. Química de los Alimentos. Acribia. Zaragoza, España.

Garza G.M. 2004. Iniciación en las Técnicas Culinarias. 2dª edición. Limusa, México D.f. pág.: 22-24 Gutiérrez Bello J. 2006. Ciencia y Tecnología Culinaria. Ediciones Días de Santos S.A, Madrid.