Physicochemical characterization of ice structuring proteins in Brazilian wheat and rye varieties/Caracterização físico-química de proteínas estruturadoras de gelo em variedades brasileiras de trigo e centeio

  • Claudia Regina Vieira Universidade Federal de Minas Gerais. Campus de Montes Claros
  • Mônica Ribeiro Pirozi Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Tecnologia de Alimentos.
  • Flávia Assunção Campelo Universidade Federal de Minas Gerais. Faculdade de Farmácia. Departamento de Alimentos.
Palavras-chave: Antifreeze protein, cereal leaves, cryopreservation, proteínas anticongelantes. Centeio. Criopreservação.

Resumo

 

Wheat and rye leaves from plants grown for seven weeks under natural (NA) and cold acclimated (CA) conditions were used to obtain crude extracts. Chemical composition, protein composition in SDS-PAGE and the morphology of ice crystals of these extracts were analyzed. The total solids content ranged from 0.74 to 0.86 % and 0.92 to 1.70 % for CA and NA extracts, respectively, while the protein content ranged from 51.69 to 60.69% for the extracts CA and from 43.78 to 52.18 % for the NA extracts. The SDS-PAGE revealed that NA extracts have very little and weak protein bands between 14.4 and 97.0 kDa. In contrast, several bands were observed in all CA extracts. Furthermore, CA extracts showed the ability to modify the shape of ice crystals, confirming the ice structuring activity of the proteins present.

 

 

Resumo

 Folhas de plantas de trigo e centeio, cultivadas por sete semanas em condições naturais e ao frio, foram usadas na obtenção de extratos brutos, que foram reportados como não aclimatados (NA) e aclimatados (AF). Os extratos foram analisados quanto à sua composição química, eletroforese em SDS-PAGE e pela morfologia dos cristais de gelo. O teor de sólidos totais variou de 0,74 a 0,86 % e 0,92 a 1,70 % para os extratos AF e NA, respectivamente; o teor de proteína de 51,69 a 60,69 % para os extratos AF e 43,78 a52,18 % para os NA. A eletroforese permitiu constatar que extratos NA praticamente não apresentam bandas na faixa de 14,4 e 97,0 kDa, em contrapartida, várias bandas foram observadas em todos extratos AF. Os extratos AF apresentaram capacidade em modificar o formato dos cristais de gelo, comprovando atividade das proteínas presentes.

Palavras-chave:

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Claudia Regina Vieira, Universidade Federal de Minas Gerais. Campus de Montes Claros
Professora Adjunta do Curso de Engenharia de Alimentos do Instituto de Ciência Agrárias da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), atuando no ensino, pesquisa e extensão nas áreas de Tecnologia de Cereais e de Panificação, Química de Alimentos e Análise de Alimentos. Possui Doutorado em Ciência de Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (03/2007-03/2011), Mestrado em Ciência de Alimentos pela Universidade Federal de Minas Gerais (03/2005-03/2007), Graduação em Licenciatura em Química pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (03/1989-12/1993) e curso Técnico em Química pela Escola Técnica Federal de Química do Rio de Janeiro (03/1985-12/1988). Foi professora Temporária do Curso de Engenharia de Alimentos da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), em Minas Gerais nas áreas de Tecnologia de Cereais, de Panificação e de Óleos e Gorduras, Bioquímica e Química de Alimentos (04/2012-02/2013). Foi professora do curso de Nutrição da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais - PUC Minas (02/2012-04/2012), atuando nas disciplinas ministradas de Bromatologia, Composição de Alimentos e Tecnologia de Alimentos. Foi professora substituta de Química Analítica, Orgânica e Geral no Departamento de Química (DEQ) da Universidade Federal de Viçosa - UFV (06/2008 a 12/2010), em Minas Gerais. Trabalhou na EMBRAPA - Agroindústria de Alimentos (RJ) no Setor de Cereais e Leguminosas no período de dezembro de 1989 a maio de 1999.
Mônica Ribeiro Pirozi, Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Tecnologia de Alimentos.
Graduada em Agronomia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (1989), Mestre em Ciências dos Alimentos (Universidade Federal de Lavras, 1995), e Ph.D. em Grain Science and Industry (Kansas State University, 2003). Concluiu pos-doutorado na Kansas State University, em colaboração com USDA, em 2011. É Professora Associada do Departamento de Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal de Viçosa desde 1996 e atualmente ocupa o cargo de Coordenadora de Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos. Atua no ensino, pesquisa e extensão na área de Ciência e Tecnologia de Cereais, com ênfase em panificação, qualidade tecnológica da farinha de trigo, química de grãos e farinhas de cereais. Linhas de Pesquisa: Relação entre composição proteica e qualidade tecnológica de trigo; Proteínas anticongelantes em cereais; Farinhas isentas de glúten; Fortificação/processamento de arroz; Farinhas mistas; Características de amido e farinhas de banana. Atuou na Chefia do Departamento de Tecnologia de Alimentos (2004-2008) e tem participado ativamente em outros Conselhos da UFV.
Flávia Assunção Campelo, Universidade Federal de Minas Gerais. Faculdade de Farmácia. Departamento de Alimentos.
Doutoranda na Universidade Federam de Minas Gerias (UFMG), na Faculdade de Farmácia (FAFAR), atuando no Departamento de Ciência de Alimentos (ALM). Atuou como professora substituta do Instituto Federal de Ensino Técnico da cidade de Rio Pomba (MG), lecionando no ensino, dos cursos Técnicos em Alimentos e Técnico em Agropecuária, além dos cursos de Graduação de Ciência dos Alimentos e Tecnologia de Laticínios (10/2013 - 31/07/2015). Possui Mestrado em Ciência de Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (08/2011-07/2014), Graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa ? Minas Gerais (05/2006-07/2011). Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Análise de Alimentos e Desenvolvimento de Produtos, atuando principalmente nos seguintes temas: produtos para panificação, extração e purificação de proteínas, processamento de amido.

Referências

Antikainen, M.; Griffith, M. 1997. Antifreeze protein accumulation in freezing-tolerant cereals. Physiologia Plantarum 99: 423–432.

Association of Official Analytical Chemists - AOAC. 1997. Official Methods of Analysis. 16. ed. Gaithersburg, MD: AOAC International.

Atici, O.; Nalbantoğlu, B. 2003. Antifreeze proteins in higher plants. Phytochemistry 64: 1187–1196.

Cheng, C.C. 1998. Evolution of the diverse antifreeze proteins. Current Opinion in Genetics and Development 8: 715–721.

Chun, J.U.; Yu, X.M.; Griffith, M. 1998.Genetic studies of antifreeze proteins and their correlation with winter survival in wheat. Euphytica102: 219–226.

Creste, S.; Tulmann Neto, A.; Figueira, A. 2001. Detection of single sequence repeat polymorphisms in denaturing polyacrylamide sequencing gels by silver staining. Plant Molecular Biology Reporter 19: 299–306.

Feeney, R.E.; Yeh, Y. 1998. Antifreeze proteins: current status and possible food use. Trends in Food Science e Technology 9: 102–106.

Finkelstein, R.R.; Gampala, S.S.L.; Rock, C.D.2002. Abscisic acid signaling in seeds and seedlings. Plant Cell 14: S15–S45.

Fullington, J.G.; Cole, E.W.; Kasarda, D.D. 1983. Quantitative sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis of total proteins extracted from different wheat varieties: Effect of protein content. Cereal Chemistry 60: 65–71.

Griffith, M. 1999. Cold Tolerance in Plants. US Patent 5.972.679.

Hew, C.; Xiong, F.; Moffatt, B.A.;Griffith, M. 1999. Antifreeze proteins, DNA and expression systems. US Patent WO 99/06565.

Hon, W.C.; Griffith, M.; Mlynarz, A.; Kwok, Y.C.; Yang, D.S.C. 1994. Extraction and lsolation of antifreeze proteins from winter rye (Secale cereale L.) leaves. Plant Physiology 104: 971–980.

Kontogiorgos, V.; Regand, A.; Yada, R. Y.; Goff, H. D. 2007. Isolation and characterization of ice structuring proteins from cold-acclimated winter wheat grass extract for recrystallization inhibition in frozen foods. Journal of food Biochemistry 31: 139–160.

Laemmlis, U.K. 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature227: 680–685.

Leung, J.; Giraudat, J. 1998. Abscisic acid signal transduction. Annual Review of Plant Physiology and Molecular Biology 49: 199–222.

Modesto, E.C.; Santos, G.T.; Vidigal Filho, P.S..; Zambom, M.A.; Vilela, D.; Jobim, C.C.; Farias, K.P.; Detmann, E. 2002. Composição química das folhas de cinco cultivares de mandioca (Manihot esculenta Crantz.) em diferentes épocas de colheita. In: XXXIX Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Zootecnia, Recife. Disponível em: http://www.nupel. uem.br/publicacoes/recife-2002/recife-722.pdf.

Silva, E. P.; Cunha, G.R.; Pires, J.L.F.; Dalmago, G.A.; Pasinato, A.2008. Fatores abióticos envolvidos na tolerância de trigo à geada. Pesquisa Agropecuária Brasileira 43: 1257–1265.

Zhang, C.; Zhang, H.; Wang, L.2007. Effect of carrot (Daucus carota) antifreeze proteins on the fermentation capacity of frozen dough. Food Research International 40: 763–769.

Zhang, C.; Zhang, H.; Wang, L.; Guo, X. 2008. Effect of carrot (Daucus carota) antifreeze proteins on texture properties of frozen dough and volatile compounds of crumb. LWT – Food Science and Technology 41: 1029–1036.
Publicado
2018-07-04
Seção
ARTIGOS ORIGINAIS