Reconocimiento de carbohidratos

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reconocimiento de carbohidratos. Almidón azucares reductores, y glucosa en muestras biologicas

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Reconocimiento de carbohidratos

  1. 1. BIOQUÍMICA Instituto Superior Daniel Alcides Carrión Laboratorio Clínico 3ML41 Integrantes: Barzola García Edson Granados Cirilo Andrés Moreno Reyes Yaritza Reconocimiento de Carbohidratos En el presente práctica se llevarán a cabo procedimientos para el reconocimiento de carbohidratos, tanto monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Estas pruebas se realizaron en muestras obtenidas de alimentos tales como tubérculos (papa, camote, yuca), frutos (plátanos y manzana) y alimentos preparados como: diferentes tipos de pan y en caramelos de limón y por último en una muestra biológica (orina). Las Pruebas que se realizaron fueron: Prueba del Lugol y prueba de Benedict
  2. 2. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS Los carbohidratos son moléculas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno (C, H, O) e incluyen algunas de las moléculas más relevantes en la vida de los organismos, como son la glucosa, que es universalmente utilizada por las células para la obtención de energía metabólica, el glucógeno contenido en el hígado y el músculo, que forma la reserva de energía más fácilmente asequible para las células del organismo y la ribosa y desoxirribosa que forman parte de la estructura química de los ácidos nucleicos. Por otra parte los carbohidratos son moléculas importantes en la biósfera, en donde la celulosa, que forma la porción principal de la estructura de las plantas, es la molécula orgánica más abundante del planeta y la encontramos en nuestra vida diaria bajo la forma de madera o las fibras de algodón, acetato y rayón de nuestras ropas; así también el azúcar de mesa, la sacarosa, es un disacárido con el que endulzamos nuestros alimentos y se produce anualmente en cantidad de millones de toneladas. DEFINICIÓN Desde el punto de vista químico, los carbohidratos son polihidroxi aldehídos o cetonas y sus polímeros y existen en tres categorías principales distinguibles por el número de unidades de azúcar que los forman: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Los polisacáridos liberan a la hidrólisis centenares o millares de monosacáridos; mientras que los oligosacáridos producen de dos a l0 monosacáridos y los monosacáridos mismos son las unidades mínimas de los carbohidratos que ya no se pueden hidrolizar. Se les llama carbohidratos debido a que su estructura química semeja formas hidratadas del carbono y se representan con la fórmula Cn (H2O)n. Los carbohidratos tienen diversas funciones en el organismo destacan: su papel como combustible metabólico (1 g de carbohidrato produce 4 Kilocalorías); como precursores en la biosíntesis de ácidos grasos y algunos aminoácidos y; como constituyentes de moléculas complejas importantes: glucolípidos, glucoproteínas, nucleótidos y ácidos nucleicos.
  3. 3. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS  Reconocimiento de la presencia de almidón en alimentos. Prueba de Lugol.  Reconocimiento de azúcares reductores y no reductores. Prueba de Benedict.  Reconocimiento de la presencia de azucares en una muestra biológica. (Orina) PRUEBA DE LUGOL PARA RECONOCIMIENTO DE ALMIDON La reacción del Lugol es un método que se usa para identificar polisacáridos. El almidón en contacto con el reactivo de Lugol (disolución de yodo y yoduro potásico) toma un color azul-violeta característico. Esa coloración producida por el Lugol se debe a que el yodo se introduce entre las espiras de la molécula de almidón. Por lo tanto, no es una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración azul violeta. Este complejo es sensible a la temperatura, ya que si se calienta el tubo, el color desaparece. Esto se debe a que las espiras del almidón se "desarman", por así decirlo, y el yodo se libera. Una vez frío, las espiras se reorganizan y se vuelve a ver el color. PRUEBA DE BENEDICT PARA RECONOCIMIENTO DE AZUCARES REDUCTORES Y NO REDUCTORES Algunos azúcares tienen la propiedad de oxidarse en presencia de agentes oxidantes suaves como el ion Fe3+ o Cu2+. Esta característica radica en la presencia de un grupo carbonilo libre, el cual es oxidado y genera un grupo carboxilo. Por lo tanto, aquellos azúcares con un grupo carbonilo libre son llamados azúcares reductores y aquellos en los que el grupo carbonilo se encuentra combinado en unión glicosídica se conocen como azúcares no reductores. Existen varias reacciones químicas que permiten determinar si se está en presencia de un azúcar reductor o no. La prueba de Benedict es una de ellas y se basa precisamente en la reacción o no de un azúcar con el ion Cu2+. El reactivo de Benedict contiene soluciones de carbonato de sodio, sulfato de cobre, y citrato de sodio. El Na2CO3 confiere a la solución un pH alcalino necesario para que la reacción pueda llevarse a cabo. El citrato de sodio mantiene al ion Cu2+ en solución ya que tiene la propiedad de formar complejos coloreados poco ionizados con algunos de los metales pesados. Con el cobre produce un complejo de color azul. Si se le agrega al reactivo una solución de azúcar reductor y se calienta hasta llevar la mezcla a ebullición, el azúcar en solución
  4. 4. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS alcalina a elevadas temperaturas se convertirá en D-gluconato y su ene-diol, rompiéndose luego en dos fragmentos altamente reductores, los cuales con sus electrones expuestos, reaccionarán con el Cu++. Se obtiene entonces un azúcar oxidado y dos iones Cu+. Posteriormente el Cu+ producido reacciona con los iones OH- presentes en la solución para formar el hidróxido de cobre: Cu+ + OH- → Cu(OH) (precipitado amarillo) El hidróxido pierde agua: 2 Cu (OH) → Cu2O (precipitado rojo ladrillo) + H2O La aparición de un precipitado amarillo, anaranjado, o rojo ladrillo evidencia la presencia de un azúcar reductor. DETERMINACION DE GLUCOSA EN ORINA- PRUEBA DE BENEDICT Esta prueba tiene el mismo fundamento que la prueba anterior. El uso más común de la solución de Benedict es en la detección de glucosa en la orina para diagnósticos de diabetes. Los diabéticos excretan glucosa en su orina porque sus células son incapaces de absorberla apropiadamente. Luego de un diagnóstico positivo, son necesarias pruebas adicionales para medir la cantidad de glucosa excretada. Los resultados se analizarán según: Resultados Muestra de Orina – Prueba Benedict Color Resultado Azul Glucosa negativo Azul verdoso/verde +/- 0.5% Glucosa Pardo verduzco +/- 1% de Glucosa Amarillo +/- 1.5% de Glucosa Naranja/rojo ladrillo +/- 2% de Glucosa
  5. 5. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS PRUEBA DE LUGOL 1: DETERMINACION DE ALMIDÓN EN ALIMENTOS MUESTRA Pan (3 tipos) Camote Yuca Papa Plátano (2 tipos) Manzana Caramelo LUGOL OBSERVAR RESULTADOS Tiempo de tinción y extensión Agregar una gota de Lugol DIAGRAMA DE BLOQUES DIAGRAMA EXPERIMENTAL Muestra Lugol Muestra + Lugol
  6. 6. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS MUESTRAS: Pan Pita, Pan de yema y Pan Frances ANÁLISIS DE RESULTADOS Panes: En los tres tipos de pan se obtuvieron resultados positivos, es decir, en los tres panes se evidenció la presencia de Almidón en su composición Bioquímica; sin embargo en el pan de Yema se diferenció una extensión del Lugol mayor que en las otras dos muestras, esto es así por la presencia de mayor cantidad de Carbohidratos en el pan por la adición de Yema de huevo (rica en azúcares) lo que le da un sabor más dulce a este tipo de pan. A continuación se añade una tabla en la que se indica las proporciones de carbohidratos para cada pan extraída de una página de internet. http://www.myfitnesspal.es/food/calories/31066890 1 Porción: % de Azúcares (almidón y otros) Pan Pita 83% Pan Francés 77% Pan de Yema 87% Pan Pita Pan Francés Pan de yema
  7. 7. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS MUESTRAS: FRUTAS: Plátano de seda, Plátano de Isla y manzana ANÁLISIS DE RESULTADOS Frutas: El plátano de seda y de Isla presentó tinción lenta y extensión lenta. En el caso de la manzana no presentó tinción rápida pero si extensión rápida por contener en su composición mayor cantidad de agua, esto permite que el Lugol se diluya y se extienda más que en los otros dos tipos de frutos. Sin embargo ambos tipos de plátanos tienen en su composición mayor cantidad de Almidón que la manzana, por tal motivo se tiñó más que en el caso de la manzana. A continuación añadimos una tabla que demuestra los valores de agua y Almidón en estos alimentos. file:///C:/Users/HP%20PC/Downloads/tablasperuanasdecomposiciondealimentos- 131210222012-phpapp02.pdf, pagina 30 1 Porción: 100 g. % de Azúcares (almidón y otros) % de agua Plátano de Seda 21.0% 76.2% Plátano de Isla 23.6% 74.0% Manzana 14.6% 84.7% Tal y como se observa en el cuadro la manzana tiene menos Almidón en su composición bioquímica que el plátano de Isla y Seda, pero tiene mayor cantidad de agua. Plátano de Seda Plátano de Isla Manzana
  8. 8. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS MUESTRAS: TUBERCULOS: Papa, Camote y yuca. ANÁLISIS DE RESULTADOS Tuberculos: La papa presentó tinción lenta y extensión rápida, en el camote se visualizó tinción rápida y extensión extacionaria, es decir donde calló la gota de Lugol solo esa parte fue la que se tiñó. Sin embargo la Yuca a diferencia del camote y la papa tubo tinción rápida y además extensiva, esto en parte se debe a la cantidad de almidón que posee en su composición, pero además se debe a que este tuberculo presenta en su morfología unas estructuras llamadas espérulas, en las que el almidón puede penetrar más facilmente, gracias a estas estructuras el Lugol pudo extenderse con mucha mayor facilidad. No obstante la papa también evidenció una amplia extensión, quizas de la misma magnitud que la yuca como se observa en las imágenes anteriores, esto se debe basicamente en el mismo fundamento que la manzana en el caso anterior, debido a la cantidad de agua en este tuberculo, que permite la dilución y por ende la expansión del lugol. http://www.rvcta.org/Imagenes/TablasPeruanasDeComposicionDeAlimentos.pdf, página 56 1 Porción: 100 g. % de Azúcares (almidón y otros) % de agua Papa 15.9% 81% Camote 27.6% 69.9% Yuca 39.3% 58.9% Como se observa en la Tabla la yuca contiene mayor cantidad de Almidón que los otros dos tuberculos, y la papa contiene mayor cantidad de agua lo que permite la dilución del Lugol. Papa Camote Yuca
  9. 9. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS MUESTRAS: CARAMELOS: Limón y perita ANÁLISIS DE RESULTADOS Caramelos: En el caso del caramelo de limón, tanto el entero como el partido no se evidenció la presencia de almidón, pues no tiñó solo se deslizó la gota sobre la superficie del caramelo, sin embargo en el caso del caramelo de perita partido, al agregarle la gota de Lugol, este tiñó los fragmentos del caramelo, lo que demostró que en interior de este caramelo existía almidón. LIMON PERITA
  10. 10. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS PRUEBA DE LUGOL 2: DETERMINACION DE ALMIDÓN EN ALIMENTOS (ACCIÓN DEL LUGOL) MUESTRA Plátano de Seda Plátano de Isla *En tubos de ensayo LUGOL OBSERVAR RESULTADOS Agregar una gota de Lugol DIAGRAMA DE BLOQUES DIAGRAMA EXPERIMENTAL CALENTAR OBSERVAR RESULTADOS En baño María hasta observar cambio
  11. 11. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS MUESTRA: Plátano de Seda y plátano de isla. ANÁLISIS DE RESULTADOS En esta prueba se evidencia la acción del Lugol con el almidón. El almidón en contacto con el Lugol forma un complejo Almidón-Lugol. Cuando se tratan sustancias que llevan almidón con una solución de Yodo (Lugol), estas se tiñen de color violeta intenso. Esto es debido a que los átomos de yodo se introducen en las hélices dándoles esta coloración. El color desaparecerá al sometener la muestra al calor debido a la perdida de la estructura de la hélice del almidón, entonces el yodo retenido escapa, y puede hasta evaporarse, la evidencia de esto es que la muestra retorna a su color original antes de agregarle el Lugol. Acontinuacion insertamos una imagen de como se observaría el Yodo (lugol) dentro de las Hélices de la amilosa. MUESTRAS MUESTRAS POSITIVAS CALENTANDO RESULTADO
  12. 12. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS PRUEBA DE LUGOL 3: DETERMINACION ACCIÓN DEL LUGOL Al agregarle Lugol Al calentar MUESTRAS AGUA OBSERVAR RESULTADOS Glucosa Lactosa Sacarosa Fructosa Almidón 1 ml DIAGRAMA DE BLOQUES LUGOL 3 gotas
  13. 13. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS MUESTRAS: ANÁLISIS DE RESULTADOS Como ya hemos visto antes la prueba de Lugol se utiliza para identificar POLISACARIDOS, en la práctica solo teniamos el polisacárido ALMIDON. No es que este reaccione con el Lugol, si no su acción se basa en la absorción de esta sustancia en frío. El color anaranjado de las otras especies de azúcares es característica del lugol adicionado y no de una reacción con este. Glucosa Fructosa Sacarosa Lactosa Almidon + 1ml de agua REACTIVO 3 gotas de lugol 3 gotas de lugol 3 gotas de lugol 3 gotas de lugol 3 gotas de lugol COLOR Ligeramente anaranjado Ligeramente anaranjado Ligeramente anaranjado Ligeramente anaranjado Violeta
  14. 14. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS PRUEBA DE BENEDICT 1: DETERMINACION DE AZUCARES REDUCTORES PRIMERA OBSERVACIÓN: TUBO 1 TUBO 2 TUBO 3 TUBO 4 REACTIVO 1ml de almidón + 1ml agua + 2.5 ml Benedict 1ml de sacarosa + 1ml agua + 2.5 ml Benedict 1ml de Glucosa + 1ml agua + 2.5 ml Benedict 1ml de Fructosa + 1ml agua + 2.5 ml Benedict COLOR Celeste turbio Celeste cristalino Celeste cristalino Celeste cristalino MUESTRAS AGUA OBSERVAR Glucosa Sacarosa Fructosa Almidón 1 ml DIAGRAMA DE BLOQUES BENEDICT 2.5 ml CALENTAR OBSERVAR RESULTADOS
  15. 15. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS REACCION AL COLOCARLO EN BAÑO MARÍA TUBO 1: NR TUBO 2: NR TUBO 3: R2 min. TUBO 4: R1.5 min. REACTIVO 1ml de almidón + 1ml agua + 2.5 ml Benedict 1ml de sacarosa + 1ml agua + 2.5 ml Benedict 1ml de Glucosa + 1ml agua + 2.5 ml Benedict 1ml de Fructosa + 1ml agua + 2.5 ml Benedict COLOR Celeste Celeste Rojo Ladrillo Marrón claro Al agregarle el Reactivo Benedict a cada tubo: Almidón, sacarosa, glucosa y Fructosa respectivamente.
  16. 16. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS Someterlo al calor en baño María. Tiempo: 1.5 mín. Cambio de color de la Fructosa Tiempo: 2 mín. Cambio de color de la Glucosa Tiempo: Resultado Final
  17. 17. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS ANÁLISIS DE RESULTADOS RESULTADOS Muestra Cambio de color Sedimento Azúcar… Glucosa Celeste a marrón claro Sí …Reductor Fructosa Celeste a rojo ladrillo Sí …Reductor Almidón No cambió Turbio …No Reductor Sacarosa No cambió Normal …No Reductor Todos los monosacáridos (azúcares simples que no pueden descomponerse en moléculas más pequeñas) son azúcares reductores. Dos de los tres tipos de azúcares disacáridos (con dos anillos de sustancias químicas), maltosa y lactosa, tienen la estructura química abierta necesaria para actuar como agentes reductores. La estructura simple de los monosacáridos les permite romperse dos veces tan rápidamente como los disacáridos, mientras que los disacáridos se rompen en sus partes más pequeñas primero. El tercer tipo de disacáridos, sacarosa, y polisacáridos (azúcares con anillos químicas múltiples) son los azúcares no reductores. Los polisacáridos - almidones - tienen estructuras cerradas, que utilizan átomos libres para unir entre sí los anillos múltiples, y tardan mucho más tiempo en descomponerse. A continuación se explica químicamente lo que ocurre en esta reacción:
  18. 18. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS PRUEBA DE BENEDICT 1: DETERMINACION DE AZUCARES REDUCTORES RESULTADO: Resultados Muestra de Orina – Prueba Benedict Color Resultado Azul Glucosa negativo Azul verdoso/verde +/- 0.5% Glucosa Pardo verduzco +/- 1% de Glucosa Amarillo +/- 1.5% de Glucosa Naranja/rojo ladrillo +/- 2% de Glucosa Reactivo Muestra Enfriar Benedict 3 ml. DIAGRAMA DE BLOQUES Calentar 2 mín. OBSERVAR RESULTADOS 10 gotas de orina
  19. 19. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS CONCLUSIONES:  Que mediante la reacción de Benedict, se ha determinado que la glucosa, la fructosa (monosacáridos), son azucares reductores; en cambio la sacarosa (disacárido), y el almidón (polisacárido) no son azúcares reductor. Es decir todos los azucares simples son azucares reductores, y solo algunos disacáridos.  Que para el reconocimiento cualitativo de alimentos que contengan almidón se utiliza el Lugol, ya que el almidón tiene una estructura particular que absorbe esta sustancia.  En alimentos, algunos tienen mayor cantidad de almidón en su composición bioquímica, y esta composición los hace ricos alimentos energéticos. Ejm: Papa, Yuca, Camote, Pan, etc. DISCUSIONES La prueba de Benedict ya no se utiliza en una escala clínica por las siguientes razones:  La prueba de Benedict no es una prueba definitiva para la glucosa. Es una prueba de aldehído. Por lo tanto, que dará color, aunque otros azúcares están presentes en la orina, como la maltosa, galactosa, fructosa, sacarosa, etc  Algunos antibióticos pueden dar resultados positivos debido a la presencia de grupos aldehídos en ellos. Algunos ejemplos son la aspirina, la penicilina y los antibióticos de vitamina C.  La prueba de Benedict muestra los resultados sólo cuando el azúcar en la sangre se incrementa en más de 180 mg%. Por lo tanto, los casos leves de la diabetes mellitus no se puede confirmar. CUESTIONARIO: 1.- ¿Qué se determina con el método de benedict en forma cualitativa y que ocurre con la glucosa? En química, la reacción o prueba de Benedict identifica azúcares reductores (aquellos que tienen su OH libre del C anomérico), como la lactosa, la glucosa, la maltosa, y celobiosa. En soluciones alcalinas, pueden reducir el Cu2+ que tiene color azul a Cu+, que precipita de la solución alcalina como Cu2O de color rojo-naranja. El reactivo de Benedict consta de:  Sulfato cúprico;  Citrato de sodio;  Carbonato Anhidro de Sodio. Además se emplea NaOH para alcalinizar el medio.
  20. 20. BIOQUÍMICA RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS El fundamento de esta reacción radica en que en un medio alcalino, el ion cúprico (otorgado por el sulfato cúprico) es capaz de reducirse por efecto del grupo Aldehído del azúcar (CHO) a su forma de Cu+. Este nuevo ion se observa como un precipitado rojo ladrillo correspondiente al óxido cuproso (Cu2O). El medio alcalino facilita que el azúcar esté de forma lineal, puesto que el azúcar en solución forma un anillo de piranósico o furanósico. Una vez que el azúcar está lineal, su grupo aldehído puede reaccionar con el ion cúprico en solución. En estos ensayos es posible observar que la fructosa (una cetohexosa) es capaz de dar positivo. Esto ocurre por las condiciones en que se realiza la prueba: en un medio alcalino caliente esta cetohexosa se tautomeriza (pasando por un intermediario enólico) a glucosa (que es capaz de reducir al ion cúprico). BIBLIOGRAFIA:  AUDESIEKT. 2003. BIOLOGÍA. 6ª Edición. Edit. Pearton Educación. México, Pág. 39.  ONDARZA, R. 1991. BIOLOGÍA MODERNA. 9ª Edición. Edit. Trillan. México. Pág. 139.  OLUCHA, F. 1995. CURSO DE BIOLOGÍA. 9ª Edición. Edit. Mc. Graw. España. Pág. 43  ROBERTIS. 1990. BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR. 1ª Edición. Edit. El ateneo. Argentina, pp. 34-37.  SALOMON. 2001. BIOLOGÍA. 5ª Edición. Edit. Ultra. México, pp. 50- 55.  TAPIA, W. 1994. BIOLOGÍA. 3ª Edición. Edit. Integral. Perú. pp. 25-29 PAGINAS WEB:  file:///C:/Users/HP%20PC/Downloads/tablasperuanasdecomposiciondealimentos- 131210222012-phpapp02.pdf, pagina 30  http://www.rvcta.org/Imagenes/TablasPeruanasDeComposicionDeAlimentos.pdf, página 56  http://www.myfitnesspal.es/food/calories/31066890  http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_de_Benedict

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