Turma 3° EM 18/10/2011 - Alunos do Prof. Vítor Diniz

Instituto Educacional Santa Amélia – IESA
Prática 18 – Cola de caseína
Professor: Vitor Diniz
Gabriela Caroline
Kely Silveira
Lorena Otoni
Lorrane Soares
Thuyanne Isabelle
Turma 3° E.M
18/10/2011
1. Introdução
As colas têm sido utilizadas por milhares de anos para uma grande diversidade de aplicações,
sendo que até o início deste século as principais matérias primas utilizadas eram de origem animal
ou vegetal, como o sangue de alguns animais ou resinas naturais extraídas de folhas e troncos de
algumas árvores. Atualmente uma grande variedade de colas são produzidas industrialmente a partir
de substâncias sintéticas, com a finalidade de se obter propriedades adequadas aos novos materiais,
como polímeros, cerâmicas especiais e novas ligas metálicas.
Algumas das colas produzidas pela indústria moderna apresentam alto poder de adesão
combinado a uma apreciável resistência à temperaturas elevadas; outras mantém uma considerável
flexibilidade mesmo depois de curadas. Certas colas, como a de carpetes por exemplo, embora
eficientes podem apresentar problemas para a saúde por eliminarem substâncias orgânicas voláteis
por muito tempo depois de aplicadas.
As colas naturais ainda são recomendadas para aplicações consideradas não especiais, como para
colar papéis ou peças de madeira na construção de pequenos objetos de uso doméstico. A cola de
caseína, por exemplo, tem um grande poder de adesão e pode ser facilmente preparada.
Na Primeira Guerra Mundial esta cola era muito utilizada na construção de aviões que tinham sua
estrutura montada quase exclusivamente por peças de madeira. Uma desvantagem que esta cola
apresentava, assim como outras colas "naturais", era a possibilidade de absorver umidade e assim,
desenvolver fungos que se alimentavam dela. Algumas ocorrências deste tipo levaram os
construtores de aviões a abandonar a cola de caseína, o que parece ter sido uma decisão bastante
razoável.
As proteínas são macromoléculas constituídas de unidades de aminoácidos. O termo proteína
deriva da palavra grega proteios e foi sugerido pela primeira vez por Berzelius em 1.838 e quer
dizer "mantendo o primeiro lugar", devido a sua importância como alimento.
A caseína é a principal proteína presente no leite (aproximadamente 3% em massa) e é bastante
solúvel em água por se apresentar na forma de um sal de cálcio. Sua solubilidade é fortemente
afetada pela adição de ácidos que, pela redução do pH, que reduz a presença de cargas na molécula,
fazendo com que a sua estrutura terciária seja alterada e, consequentemente, levando-a à
precipitação. Esta redução de pH provoca a perda do cálcio, na forma de fosfato de cálcio, que é
eliminado no soro.
A adição de bicarbonato de sódio leva à formação do caseinato de sódio, que tem propriedades
adesivas, além de eliminar resíduos de ácido do limão. Industrialmente a precipitação da caseína é
feita pela adição de ácido clorídrico ou sulfúrico ou ainda pela adição de uma enzima presente no
estômago de bovinos, a renina. Quando a precipitação da caseína tem por objetivo a produção de
alimentos, como o queijo por exemplo, são utilizados microrganismos que produzem ácido lático, a
partir da lactose.
Objetivos: Preparar uma cola usando caseína
2. Experimental
2.1 Materiais
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200 mL de leite desnatado;
10 mL de vinagre;
1g de bicarbonato de sódio;
Panela pequena (béquer)
Fogão ou outra forma de aquecimento;
Copo;
Funil e filtro de papel;
Papel toalha e jornal;
Palitos de picolé.
2.2 Reagentes
Bicarbonato de sódio
O bicarbonato de sódio (NaHCO3) é uma mistura cristalina, solúvel em água e com sabor alcalino. É
também chamado de hidrogeno carbonato de sódio, e apresenta-se como um pó branco que, por
aquecimento, perde gás carbônico. Pode ser produzido por reação de dióxido de carbono com hidróxido de
sódio líquido. Seu uso contínuo destrói o equilíbrio ácido-base do organismo causando alcalose metabólica.
Seu sódio também causa problemas em cardíacos e em pessoas de pressão alta.
O NaHCO3 é um potente elemento tampão produzido pelo organismo e se for misturado a um ácido
qualquer libera dióxido de carbono e água. Seu uso mais conhecido é como antiácido estomacal porque tem
o poder de neutralizar o excesso de HCl do suco gástrico. É usado como fermento químico, no feitio de
quitandas como bolo, roscas e pães, o crescimento da massa deve-se à liberação de CO2gasoso. Outras
utilizações desse composto: reagente de laboratório, na eletrodeposição de ouro e platina; em curtumes; no
tratamento de lã e da seda; na nutrição de animais; na cerâmica; para preservação da manteiga e de
madeiras; é um dos componentes dos talcos desodorantes.
Vinagre
Vinagre é o produto obtido exclusivamente da fermentação acética do vinho. A palavra vinagre significa
"vinho azedo" e nada mais é do que o produto da transformação do álcool em ácido acético por bactérias
acéticas. A história do vinagre está estreitamente ligada com a do vinho. No entanto foi Pasteur (1822-1895)
que determinou as bases científicas da produção industrial do vinagre.
2.3 Equipamentos
Béquer
Funil e filtro de papel (foi substituído por uma toalha )
Jornal
Palitos de picolé
2.4 Procedimentos
1. Aqueça o leite, mantendo-o a cerca de 40 °C;
2. Acrescente o vinagre ao poucos. Anote o que acontece;
3. Decante o líquido sobrenadante e utilize se necessário, o filtro para separar o sólido formado;
4. Seque o material sólido usando algumas folhas de papel toalha ou jornal;
5. Trate uma parte do sólido ainda úmido (aspecto de queijo cremoso) com bicarbonato e misture bem.
Anote o que observa;
6. Adicione um pouco de água (o suficiente para que toda a massa seja dissolvida), agitando bem. Anote o
observado;
7. Passe a pasta entre duas folhas e entre dois palitos e deixe secar bem. Anote as características.
3.0 Resultados e discussão
1. Como visto na introdução o bicarbonato tem como função a formação do caseinato e a eliminação do
ácido. Escreva a reação de neutralização do ácido acético por parte do bicarbonato de sódio.
CH3COOH + NaHCO3
CH3COONa + CO2 + H20
2. Durante a realização do experimento um grande volume de caseína foi obtido após a precipitação.
Sabendo-se que o teor de caseína no leite é de 3% em massa, como você explica este fato?
A caseína é bastante solúvel em água por se apresentar na forma de um sal de cálcio. Sua solubilidade é
fortemente afetada pela adição de ácidos que, pela redução do pH, que reduz a presença de cargas na
molécula, que leva a precipitação. Esta redução de pH provoca a perda do cálcio, na forma de fosfato de
cálcio, que é eliminado do soro.
Como a caseína se tornou insolúvel em água ao adicionarmos o vinagre, precisamos dissolvê-la para
podermos usá-la como cola. Para se tornar a caseína solúvel novamente (pelo menos o suficiente para se
obter uma pasta), nós devemos neutralizar o ácido adicionado com bicarbonato de sódio, que é uma base.
A adição de bicarbonato de sódio leva também à formação da caseína de sódio, que tem propriedades
adesivas, além de eliminar resíduos de ácido do vinagre.
3. Algumas colas a base de caseína são utilizadas para colar rótulos de papel em garrafas de vidro, em
indústrias de bebidas. Se uma fábrica fornece cola para um fabricante de cervejas utiliza 500 Kg de caseína
por mês, qual o volume de leite necessário para a obtenção desta quantidade de caseína?
3g de caseína ---- 100g de leite
500000g de caseína ----
X
X = 16666666,6 g de leite
1L de leite ----- 1000g
X
----- 16666666,6 g
X = 1666,6 L
4.0 Conclusões
As colas têm sido utilizadas por milhares de anos para uma grande diversidade de aplicações. Algumas das
colas produzidas pela indústria moderna apresentam alto poder de adesão combinado a uma apreciável
resistência a temperaturas elevadas; outras mantêm uma considerável flexibilidade mesmo depois de
curadas.
As colas naturais ainda são recomendadas para aplicações consideradas não especiais, como para colar
papéis ou peças de madeira na construção de pequenos objetos de uso doméstico. A cola de caseína, por
exemplo, tem um grande poder de adesão e pode ser facilmente preparada, como se pode perceber com a
realização desta prática.
5.0 Referências bibliográficas
http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/cola.html
http://pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=345&COLA+DE+CASEINA#top
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc06/exper2.pdf
Acessado dia 31/10/2011 as 22:01