El documento describe el proceso de maduración de proteínas y gelación del gluten de trigo. Explica que la gelación de proteínas involucra interacciones químicas como puentes de hidrógeno, iónicos, disulfuro e interacciones hidrofóbicas. El objetivo del estudio fue investigar los cambios en estas interacciones y la agregación durante la formación de geles inducidos térmicamente del gluten de trigo a nivel molecular. Los resultados mostraron que la temperatura contribuye a la formación de puentes disulfuro e interacciones hid

1. Juan José Pino Vélez
Mateo Torres Ceballos

2. Introduction
Protein maturation
This process takes place in the
ribosome and involves the
translation of the RNAm, with the
participation of the RNAt that has
the amino acids that are going to form
the protein
The steps of this process are three:
Initiation-ribosome, RNAm and initiation
factors
Elongation-peptide bonds (RNAt)
Termination- stop codon

3. Gluten
Wheat gluten is a by product
of the wheat starch industry
good quality, inexpensive
vegetable protein that contains
the
eight essential amino acids
Food and drug
administration
active peptides or
textures wheat gluten
dough strengthener,
nutrient supplement,
processing,stabilizing
and
gelling agent
set of small proteins

4. Gelation
One of the most important functionalities of vegetable proteins
Soy
Quinoa
Peanut
new characteristics to various food systems
proteins form gels can improve food texture and moisture or
functional components within the gel network

5. Protein maturation small proteins
gluten found in cereal flourform gels
gelation
capacity
important functionality of proteins

6. Objective
Investigate changes in chemical interactions
and aggregation during heat-induced gel formation,
and elucidate the mechanism of wheat gluten gelation
at the molecular level

7. Métodos
Preparación de geles
• Gluten de trigo mojado se liofilizo y se molió hasta quedar en polvo
• Las dispersiones de gluten se prepararon en agua destilada y los
valores de pH se ajustaron a 7
• Se incubaron a 25,40,50,60,70,80 y 90ºC por 30 min
• las reacciones se pararon pasando las muestras a un baño de agua
con hielo
• Las muestras resultantes se liofilizaron y se usaron para las interacciones
químicas siguientes

8. Determinación de proteínas
Basado en el gel o la textura de la proteina resolubilizada
por reactivos selectivos que rompen puentes de hidrogeno,
ionices o interacciones hidrofobicas, reflejando la
correspondiente contribución de las diferentes interacciones
químicas
La concentración de proteína en los sobrenadares
se determino usando el metodo de Kjeldahl

9. Determinación de contenido
libre
Con una formula matematica
se saco el calculo de cuanto
componente libre del grupo SH
quedo en los geles del gluten de trigo

10. SDS-PAGE
12 % acrylamide
5 % acrylamide
Gel de gluten de trigo
liofilizado (0,04 g)
Tris-HCL Buffer
SDS
Glicerol
Poliacrilamida

11. PAGE Gel de poliacrilamida
SDS
Detergente aniónico
dodecilsulfato sódico
• Se une a las cadenas
polipeptídicas en una relación
masa: masa constante
1,4 g de SDS x g de
proteína
El SDS-PAGE se basa en una ruptura de los
puentes disulfuro intra e intercatenarios y esto
me permite dilucidar o estudiar una sola
proteina
Tinción del gel: Azul de Coomassie
• Rompe las uniones no
covalentes de la
estructura terciaria y
cuaternaria

12. Mediciones reologicas dinámicas
Reologia
Viscosidad,
plasticidad y
elasticidad
Evaluación de la
visco-elasticidad en
función de la
temperatura
25ªC-90ªC
2ªC x min
90ªC-25ªC
4ªC x min

13. Mediciones del Espectro UV
Determinación del espectro UV desde 200
hasta 400 nm
Utilidad: Saber los cambios en los cromoforos a
medida de que se cambia la temperatura
Diferencia de
energía entre dos
partes de una
molécula
Espectrofotómetro

14. Análisis de la estructura secundaria
 Ellos realizaron diferentes
métodos los cuales se basaban
en realizar un análisis minucioso
de la estructura secundaria y en
el tipo de enlaces en los cuales
ellos se basaron mas fue en la
hoja plegada beta y ver como
se forma esta a medida de que
se realizan cambios de
temperatura
Espectroscopio FTIR

15. RESULTADOS
• Interacciones químicas de los geles están dadas por
1. Puentes de hidrogeno
2. Puentes iónicos
3. Puentes disulfuro
4. Interacciones hidrofóbicas
Otorgan la estabilidad de la
masa del gluten sin
calentamiento
Temperatura
(25ªC-90ªC)
Contribución de puentes
iónicos y de hidrogeno
Geles
Interacciones hidrofóbicas
Formación del gel de gluten de
trigo
1. Capacidad de acumularse
2. Capacidad de retener agua
3. Elasticidad

16. Estudio previo nos hablaba
de una disminución de los
grupos SH
Aumento de los puentes
disulfuro
Mayor susceptibilidad a
oxidaciones
Grupos hidrofóbicos durante el
calentamiento son expuestos
Interacciones hidrofóbicas
que forman una red de 3
dimensiones

17. • Verificación de la
formación de nuevos
puentes disulfuro a
diferentes temperaturas
• Western Blot
• A altas temperaturas se
exponen los grupos libres SH
y son oxidados (H+) a
puentes disulfuro y se
forman agregados que
tienen poca solubilidad en
el SDSPAGE y por lo tanto
disminuyen
Hacia abajo no hay cambios

18. Microestructura
(SEM images)-
electrones-
topografía y
composición
1. Variaciones en la forma
(comportamientos
reológicos)
Microestructura
caótica y
desorganizada
La formación de
redes es
directamente
proporcional al
aumento de la
temperatura
Interacciones
proteicas y
puentes disulfuro

19. Espectro UV- Cambios en
los cromoforos
Picos entre 225 y 270 nm
Puentes
peptídicos y aa
aromáticos
Aumenta la absorbancia de
aa aromáticos a 80ªC
Formación de polímeros de alto
peso molecular que enmascaran
a los aa aromáticos no polares

20. • FITR sprectroscopy analiza la
estructura secundaria y los
cambios generados por pH y
desnaturalizantes
Hay una nueva absorbancia a 40ªC
y 50ªC
Random coil structure- ausencia
de estructura secundaria por lo
que toman una distribución al azar
Enlaces peptídicos entre aa y
residuos
Hay una nueva absorbancia que
me indica un paso de random coil
a una forma mas organizada
estructura beta-turn (hojas beta)

21. Author What he/she said Agree/Disagree
Ng, McKinley, and
Ewoldt (2011)
Hydrogen bonds primarily contribute to holding unheated
hydrated gluten dough together
Hoffmann and van Mil
(1997)
At high temperatures exposed free SH groups are oxidized to
inter- or intrra-molecular disulfide bonds, and form high
molecular wheat gluten aggregates that have slow solubility
in the sample buffer of non-reducing SDS-PAGE
Savadkoohi and
Farahnaky (2012)
Gelation is an important functional property of proteins that is
closely related to swelling capacity, water holding capacity
and elasticity
Belitz, Grosch and
Schieberle (2009)
Wang, Xu, Huang and
Zhou (2014)
The protein unfolded during thermal treatment, and the
exposed amino acid side chains and free SH groups were
available for intermolecular interactions; consequently, when
the aggregation rate is faster than the unfolding rate, a rigid
protein network can be formed via aggregation

22. Conclusions
 In gel formation all the bonds interaction are important to set up
many characteristics like the topics that are studied in the
rheological measurements. So its very important to know the intra
and intermolecular interactions if we want to work or do some study
for wheat gluten gel.
 “The higher change in the structure is in the secondary structure
during gelation because before 50ªC we see random coil structure
and then when the temperature is higher new b-sheets are making.”
Its necessary the heating process to make a uniform gel.

23.  “During heating process the content of SH free groups decrease
and disulfide bonds increase so in the electrophoresis like SDS-PAGE
we see a decrease in the HWM-GS” so we can said that if we see a
higher decrease the gel are more uniform so it have a three
dimensional wheat gluten gel network.
 The freeze-dried is necessary to make this studies because with this
process we “delete” the water in many compounds and the results
will be more reliable.