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Tipo: Dissertação
Título: Caracterização físico-química da interação intermolecular entre Vermelho 40 ou Vermelho Ponceau 4R e albumina do soro bovino
Physico-chemical characterization of intermolecular interaction between Red allura or Red Ponceau 4R and bovine serum albumin
Autor(es): Lelis, Carini Aparecida
Abstract: Corantes alimentícios são aditivos utilizados em alimentos com importância para a aparência e aceitabilidade do produto. A distribuição uniforme dos corantes nos sistemas alimentícios pode ser uma indicação de interações e formação de complexos entre os corantes e um ou mais ligantes existente na matriz alimentícia. O presente trabalho teve como objetivo estudar a nível molecular os mecanismos envolvidos na interação entre os corantes alimentícios (vermelho 40 (V40) e vermelho ponceau 4R (VP 4R)) e a proteína (albumina do soro bovino (BSA)) em diferentes condições de força iônica, pH e temperatura. Os mecanismos envolvidos na interação entre os corantes e a proteína foram investigados utilizando técnicas altamente sensíveis e eficazes como fluorescência, nanocalorimetria de titulação isotérmica, tensão interfacial e coeficiente de difusão. Resultados de fluorescência mostraram que a intensidade de fluorescência da BSA diminuiu à medida que as concentrações de V40 e VP 4R aumentaram. O mecanismo de extinção da fluorescência foi classificado como estático, havendo portanto, a formação de complexos entre a proteína e os corantes em todas as condições termodinâmicas estudadas. Além disso, a variação de energia livre de Gibbs de complexação foi negativa, sendo regida entalpica ou entropicamente dependendo das condições termodinâmicas. A análise do coeficiente de difusão (CD) dos corantes na presença de concentrações crescentes do biopolímero também demonstrou a formação de complexo entre os corantes e a BSA, visto que os CDs de ambos os corantes diminuíram na presença da proteína. Adicionalmente, a porcentagem de moléculas de corantes ligadas à BSA foi maior na presença de eletrólitos nos pHs 5,0 e 7,4. Medidas de tensão interfacial mostraram que os complexos BSA%corante possuem atividade superficial uma vez que houve redução na tensão interfacial água/ar à medida que a concentração de corante aumentou. A partir da inflexão das curvas de tensão interfacial no equilíbrio termodinâmico versus a concentração de corante foi possível determinar a estequiometria da complexação com valores semelhantes aos obtidos nos experimentos de fluorescência. Experimentos de nanocalorimetria de titulação isotérmica permitiram a determinação da variação da entalpia aparente de interação (∆H int%apar)entre corante e proteína. Os valores obtidos foram diferentes daqueles calculados pela aproximação de van’t Hoff a partir dos experimentos fluorimétricos e demonstraram complexação regida pela entalpia ou pela entropia dependendo das condições termodinâmicas do sistema. Além disso, a conformação da BSA influenciou nas energias obtidas pela análise de calorimetria. Apesar dos corantes apresentarem estruturas químicas similares, a presença de um anel benzênico e um grupo sulfito a mais no VP4R levou a diferenças consideráveis nos parâmetros termodinâmicos de interação com a BSA comparado com o V40, uma vez que o V40 interage na região hidrofóbica da proteína e o VP4R na superfície. Este estudo contribui para o conhecimento em nível molecular da interação entre a BSA e corantes sintéticos em condições de pH, força iônica e temperatura encontradas em matrizes alimentícias e no sangue.
Food dyes are often used to improve food acceptance and appearance. Uniform food dye distribution in food can be an indication intermolecular interactions and formation of complexes between colorants and other molecules. The present work aimed to study in molecular level the mechanisms involved in bovine serum albumin (BSA) and food dyes, allura red (AR) and ponceau 4R (P4R) at different pH, temperature and ionic force. Fluorimetric spectra analyses showed that BSA fluorescence reduced as AR or P4R concentrations increased. Quenching mechanism of complexation was classified as static quenching, indicating formation BSA%colorant complex in all thermodynamic studied conditions. In addition, the Gibbs free energy change was negative, being complexation driven by enthalpy or entropy depending on thermodynamic conditions. The analyses of colorant diffusion coefficient (DC) in the presence of increasing concentrations of biopolymer also demonstrated BSA%colorant interaction since DCs reduced in the presence of protein. Addionally, the percentage of food dye molecules bound to BSA was higher in the presence of electrolyte at pH 5.0 and 7.4. Interfacial tension (IT) measurements showed that BSA%colorant complexes have surface activity because IT values of water%air interface reduced as colorant concentration increased. Also, by inflexion in the curves of IT at thermodynamic equilibrium versus food dye concentration, complexation stoichiometry was determined with similar values to those obtained by fluorimetric measurements. Isothermal titration calorimetry (ITC) experiments provided the apparent interaction enthalpy change (∆app%intH) for BSA%colorant interaction. Values determined by calorimetry were different from those calculated by van’t Hoff approximation from fluorescence data, and demonstrating that complexation was driven by enthalpy or entropy depending on thermodynamic conditions of the systems. In addition, BSA conformation influenced energy found in calorimetric analyses. Despite of both colorants show similar chemical structures, the presence of one more benzenic ring and sulphide group in P4R leaded to considerable differences on thermodynamic parameters of interaction with BSA compared to AR. This work contributes to knowledge at molecular level of interaction between BSA and synthetic food dyes in food and blood conditions.
Palavras-chave: Tecnologia de alimentos
Substâncias corantes em alimentos
Proteínas
CNPq: Ciência de Alimentos
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: LELIS, Carini Aparecida. Caracterização físico-química da interação intermolecular entre Vermelho 40 ou Vermelho Ponceau 4R e albumina do soro bovino. 2015. 67 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6700
Data do documento: 23-Fev-2015
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