3. IdentificaciÓn DE Biomoleculas EN Alimentos PDF

Preview

Summary

biomecanica ...

Description

INFORMACIÓN BÁSICA PRÁCTICA No:

NOMBRE DE LA PRÁCTICA:

3

Identificación de biomoléculas en alimentos ASIGNATURA: Bioquímica TEMA DE LA PRÁCTICA: Identificación de carbohidratos, lípidos y proteínas en alimentos LABORATORIO A UTILIZAR: Laboratorio de Química y Bioquímica TIEMPO: 1 Sesión (2 Horas)

TRABAJO GRUPAL:

TRABAJO INDIVIDUAL:

CONTENIDO DE LA GUÍA COMPETENCIAS DISCIPLINARES Identifican las biomoléculas: carbohidratos, lípidos y proteínas, mediante la estructura molecular y análisis cualitativo de estos en alimentos, para la comprensión del balance energético del cuerpo en relación con la actividad física y el metabolismo. MARCO TEÓRICO 1. LAS BIOMOLÉCULAS El cuerpo humano es una “máquina química” que puede efectuar muchos trabajos. Para mantenerse en buenas condiciones, debe abastecerse en su dieta diaria de sustancias que generen la energía necesaria para llevar a cabo todas las funciones vitales y para formar y regenerar sus tejidos. Para ello, en la naturaleza existen sustancias orgánicas que son fuentes de energía y de información genética denominadas biomoléculas, las cuales son la base molecular de la vida participando activamente en el metabolismo humano. En la tabla 1, se indica algunas generalidades de las biomoléculas, clasificaciones y las pruebas químicas para su identificación. Tabla 1. Características Biomoléculas BIOMOLÉCULA

CARACTERÍSTICAS

PROTEÍNAS

Biomoléculas grandes que se encuentran en todo organismo vivo. Son el material principal de la piel, los músculos, tendones, nervios, la sangre, anticuerpos, hormonas, enzimas (catalizan miles de reacciones biológicas). (Horton, H. et al. 2008). Muchas moléculas proteicas solo tienen actividad biológica o capacidad para funcionar dentro de un intervalo de temperatura y pH definido; la exposición de las moléculas de proteínas a condiciones extremas produce un cambio conocido como desnaturalización que en la mayoría de los casos es irreversible. La desnaturalización de una proteína, implica la pérdida de su organización tridimensional, pero no afecta sus enlaces peptídicos, por esta razón una proteína desnaturalizada da positivo para pruebas de identificación como la de Biuret.

CLASIFICACIONES

Según su forma tridimensional:  Fibrosas (músculos, uñas)  Globulares (enzimas, hormonas) Según su función:  Estructurales (queratina, colágeno)  De transporte (hemoglobina)  Protectoras (inmunoglobina)  Hormonales (insulina)  Enzimáticas (catalizadores biológicos)

PRUEBAS DE IDENTIFICACIÓN CUALITATIVA

Reactivo Biuret

Página 1 de 15

de

CARBOHIDRATOS (HIDRATOS DE CARBONO) LÍPIDOS

La principal función de los carbohidratos es la de proporcionar y aglomerar energía, siendo combustible para los seres vivos y metabolitos intermediarios. Algunos azúcares presentan funciones específicas y muy importantes en el metabolismo, por ejemplo la ribosa y desoxirribosa forman parte de la estructura del RNA Y DNA; los polisacáridos hacen parte estructural de las paredes celulares de bacterias y plantas, como la celulosa.

En el cuerpo, las grasas sirven como una fuente eficiente de energía cuando están almacenadas en el tejido adiposo. Sirven como aislante térmico en los tejidos subcutáneos y alrededor de ciertos órganos, y los lípidos no polares actúan como aislantes eléctricos que permiten la propagación rápida de las ondas despolarizantes a lo largo de los nervios mielinizados. Los lípidos y proteínas combinados (Iipoproteínas) son constituyentes celulares importantes que se encuentran en la membrana celular y en las mitocondrias (Murray, R. et al 2001). Los lípidos también son precursores de otros componentes de la célula (vitaminas del grupo D, ácidos biliares y hormonas de naturaleza de esteroides).

Según número de unidades básicas que contiene  Monosacárido: una unidad básica, compuesto más simple (ribosa, fructosa, glucosa)  Disacárido: contiene dos monosacáridos en su estructura disacáridos (Sacarosa, Lactosa, Maltosa),  Oligosacárido: Contiene de tres a diez monosacáridos unidos (Inulina, oligofructosa)  Polisacárido: Contiene de diez o más monosacáridos en su estructura (almidón, glucógeno, celulosa)

Según su naturaleza química:  Compuestos de cadena abierta: algunos de estos compuestos presentan cabezas polares y largas colas apolares (ácidos grasos, triacilgliceroles, esfingolípidos, fosfoacilgliceroles y glucolípidos)  Compuestos de anillo fusionados: su estructura se carateriza por la presencia de varios anillos unidos como los esteroide (colesterol en los animales)

Azúcares reductores con reactivo de Fehling o reactivo de “Benedict”

Ácidos grasos insaturados con Reactivo de Hübl

2. BIOMOLÉCULAS (PROTEINAS, CARBOHIDRATOS Y LÍPIDOS)

Página 2 de 15

Figura 1. Biomoléculas proteínas, lípidos y carbohidratos. Adaptado Feduchi (2014)

3. REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN QUIMICA DE PROTEINAS, AZÚCARES REDUCTORES Y LÍPIDOS BIOMOLÉCULAS

PRUEBA DE IDENTIFICACIÓN

Página 3 de 15

REACTIVO DE BIURET

PROTEÍNAS

Figura 2. Reacción de la proteína con el ion cúprico

FUNDAMENTO TEÓRICO Las proteínas reaccionan por sus enlaces peptídicos con el sulfato del cobre alcalino presentes en el reactivo de Biuret, dando un complejo de color violeta, como se observa en la figura anexa. La intensidad del color es una medida del número de enlaces peptídicos presentes en la proteína y de la concentración de la misma. El reactivo del Biuret se prepara con hidróxido de sodio (NaOH) y sulfato del cobre (II) (CuSO4), junto con tartrato de sodio y potasio (KNaC4H4O6·4H2O). Este método se basa en la formación de un complejo coloreado (púrpura – violeta) entre el ión Cu+2 del reactivo y los nitrógenos del enlace peptídico.

AZÚCARES REDUCTORES, REACTIVO DE FEHLING O REACTIVO DE “BENEDICT”

Página 4 de 15

CARBOHIDRATOS

Figura 3. Reacción del ensayo del ensayo de Fehling.

FUNDAMENTO TEÓRICO Los azúcares reductores estructuralmente poseen su carbono anomérico libre y son capaces de sufrir reacciones de óxido reducción en su grupo OH. Si dichos azúcares se tratan con una solución llamada reactivo de "Fehling” o con otra llamada reactivo de “Benedict” y luego se someten al calor, el color azul inicial de estos reactivos cambia a un color rojo ladrillo y se forma un precipitado de este mismo color característico del óxido de cobre I (Cu2O), como se observa en la figura 3. Este grupo OH libre es característico de los monosacáridos y algunos disacáridos. LÍPIDOS, REACTIVO DE HÜBL

LÍPIDOS

Figura 4. Reacción de lípido insaturado con yodo.

FUNDAMENTO TEÓRICO El reactivo de Hübl, se prepara con yodo y cloruro de mercurio II en etanol. La positividad de esta reacción indica la presencia de ácidos grasos de la serie etilénica (con insaturaciones). La reacción positiva se manifiesta por la desaparición del color del yodo, debido a que enlaza en el doble enlace. En la figura 4, se observa la reacción entre un lípido insaturado como el ácido linoleico. CONSULTA PREVIA 1. Clasifique las siguientes sustancias según el color que se obtenga para los ensayos de Fehling, Biuret y yodo. Glucosa Ácido Palmítico

Colágeno Ácido Láurico

Maltosa Almidón,

Página 5 de 15

Lactosa Sacarosa

Ovoalbúmina Ácido Linolénico

Fructosa Gluteina

AZUL

VIOLETA

AZUL

ROJO

AMARILLO

INCOLORO

ENSAYO DE BIURET

ENSAYO DE FEHLING

ENSAYO DE YODO

2. Relacione el tipo o ejemplo de lípido con su función o característica. A.

Ceras

Agregación de las plaquetas, regulación hormonal

B.

Prostaglandinas

Proteger, lubricar y aislar estructuras

C.

Carotenos

Absorción de vitaminas liposolubles

D.

Fosfolípidos

Controlan la transferencia de sustancias en la célula

E.

Esteroles

Acción Antioxidante

F.

Ácidos biliares

Precursor de Hormonas esteroideas, y ácidos biliares

3. Relacione las columnas con la información correspondiente. a b c d

Estructura primaria de las proteínas Estructura secundaria de las proteínas Estructura terciaria de las proteínas Estructura cuaternaria de las proteínas

Ocurre cuando ciertas atracciones están presentes entre hélices alfa y hojas plegadas. Es la secuencia de una cadena de aminoácidos. Es una proteína que consiste en más de una cadena de aminoácidos. Ocurre cuando los aminoácidos en la secuencia interactúan a través de enlaces de Hidrogeno.

4. Mencione las fuentes consultadas para resolver la consulta previa. Citar con normas APA. __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________

5. RIESGOS Y SEGURIDAD: FRASES H & P, PICTOGRAMAS Y COLECTORES DE DESECHO

Página 6 de 15

Hidróxido de Sodio

Ácido Clorhídrico

(En Fehling B y Biuret) H314-H290 P280-P301+P330+P331 P305+P351+P338

H314-H335-H290 P280-P301+P330+P331 P305+P351+P338

Colector: ____________

Colector: ____________

Etanol

Cloroformo

H225 P210

H351-H302-H373-H315 P302+P352-P314

Colector: ____________

Colector: ____________

Hidróxido de Potasio

Sulfato de Cobre II

(en Biuret) H314-H302-H290 P280-P301+P330+P331 P305+P351+P338

(en Fehling A y Biuret) H302-H319-H315-H410 P273-P302+P352P305+P351+P338

Colector: ____________

Colector: ____________ Cloruro de Mercurio II

Yodo Hübl)

(Presente

en

H332-H312-H400 P273-P302+P352

Colector: ____________

(Presente en Hübl) H341-H361-H300-H372 H314-H410 P281-P280-P273 P301+P330+P331 P305+P351+P338

Colector: ____________ Frases H H225:____________________________________________________________________________________ H290:____________________________________________________________________________________ H300:____________________________________________________________________________________ H302:____________________________________________________________________________________ H312:____________________________________________________________________________________ H314:____________________________________________________________________________________ H315:____________________________________________________________________________________ H319:____________________________________________________________________________________ H332:____________________________________________________________________________________ H335:____________________________________________________________________________________ H341:____________________________________________________________________________________ H351:____________________________________________________________________________________ H361f:___________________________________________________________________________________ H373:____________________________________________________________________________________ H400:____________________________________________________________________________________ H410:____________________________________________________________________________________ Frases P P210:____________________________________________________________________________________ P273:____________________________________________________________________________________ Página 7 de 15

P280:____________________________________________________________________________________ P281:____________________________________________________________________________________ P314:____________________________________________________________________________________ P302+P352:_______________________________________________________________________________ P301+P330+P331:__________________________________________________________________________ P305+P351+P338:__________________________________________________________________________ PALABRAS CLAVE * Biomolécula, aminoácido, proteína, carbohidrato, lípido. METODOLOGÍA • Ingreso de los estudiantes a la práctica (Cada uno debe tener desde el inicio sus elementos de bioseguridad: Guantes, Tapabocas* y bata). • Entrega de consulta previa. • Retroalimentación de consulta previa, la cual incluye claridad en las posibles dudas que tengan los estudiantes. • Explicación por parte del procedimiento por parte del docente • Entrega de material. • Ejecución de la práctica. • Puesta en común de los resultados obtenidos, posibles causas de error y conclusiones. • Entrega del material e informes. Nota: Los docentes pueden realizar actividades anexas que permiten retroalimentar o evaluar el proceso de la guía, las cuales van acorde a los criterios de evaluación presentadas en la rúbrica. Estas actividades se realizarán en cualquier momento de la sesión práctica, según lo defina el docente. *El tapabocas deberá corresponder al solicitado dentro del listado de material estudiante, el cual corresponde al riesgo de la sesión práctica. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS A UTILIZAR Materiales y Equipos Reactivos Materiales Estudiante 10 Tubos de ensayo 5 mL Reactivo de Biuret Bata de laboratorio 1 Gradilla 5 mL Fehling A Guantes de nitrilo 1 Pinza para tubo de ensayo 5 mL Fehling B Gafas de seguridad 1 Beaker de 250 mL 1 mL Reactivo de Hübl 10 mL Aceite de cocina 2 Beaker de 100 mL 1 mL Etanol 96% 10 mL Leche 1 Escobilla 2 mL Cloroformo 10 mL Jugo de naranja 5 Pipetas Pasteur 1 mL HCl 5M 1 Huevo 1 Plancha de calentamiento 1 mL NaOH 5M Paño Absorbente 2 mL Glucosa 1% Marcador Sharpie 2 vasos desechables PRECAUCIONES Y MANEJO DE MATERIALES Y EQUIPOS. CONSULTA DE EQUIPO ESPECIALIZADO.  Usar los elementos de protección (bata, guantes y mono gafas) durante toda la práctica.  Recuerde siempre todas indicaciones de prevención y seguridad expuestas durante la sesión de bioseguridad.  Revise su área de trabajo al ingresar al laboratorio.  Ingrese al laboratorio conociendo los procedimientos a realizar y nunca descuide montajes o equipos durante su funcionamiento.  Lavar cuidadosamente todo el material al iniciar y al finalizar la práctica.  NUNCA corra o juegue en el laboratorio, puede ocasionar un accidente.  No ingiera alimentos o bebidas en el laboratorio. Página 8 de 15

Antes de manipular los reactivos tenga en cuenta las indicaciones de peligro y prudencia (Frases H y P) consultadas.  Cuando opere materiales y/o equipos cerciórese de conocer su funcionamiento. De lo contrario solicite asistencia.  Cuando utilice la plancha de calentamiento, mechero u otros materiales calientes tome las precauciones necesarias: Cables, mangueras y otros elementos se pueden quemar accidentalmente.  Disponga todos los residuos en los colectores o canecas correspondientes. No los deseche calientes.  En caso de presentarse algún incidente o accidente informar inmediatamente al docente.  Dejar el lugar de trabajo limpio, seco y organizado PROCEDIMIENTO A UTILIZAR 

Página 9 de 15

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA Horton, H; Moran, L; Scrimgeour, K; Perry, M; Raw, J (2008) Principios de Bioquímica. 4ª Edición, Editorial Pearson Educación, México. Lehinger, A.L. Nelson, D.L. y Cox, M.M (2001) Principios de Bioquímica. Omega 3ª Edición. Murray, Robert; Mates, Peter; Granner, Daryl. (2001) Harper Bioquímica ilustrada, 14ª Edición, Manual Moderno. Chávez, A,O (2012) Metabolismo energético. Manual para el deportista. ELABORÓ

Firma:

REVISÓ

Firma:

APROBÓ

Firma:

Nombre: Docentes de laboratorio de Nombre: Licenciada Esp. Sandra Liliana Vega Díaz Química y Bioquímica

Nombre: Ing. John Freddy Reyes

Fecha: Julio de 2018

Fecha: Julio de 2018

Fecha: Julio de 2018

Página 10 de 15

INFORME DE LABORATORIO ASIGNATURA:

ESTUDIANTES: 

GRUPO:

 

NOTA:



CARRERA:

TRABAJO GRUPAL:

TRABAJO INDIVIDUAL:

FORMULE TRES HABILIDADES QUE DESEE ADQUIRIR O DESARROLLAR A TRAVÉS DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO  _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________  _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________  _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ Elabore un mapa conceptual del tema a tratar en la práctica de laboratorio. Elabore un mapa conceptual, recuerde que el mapa conceptual se debe estructurar por medio de conectores, no se deben poner definiciones y los conceptos se deben organizar jerárquicamente.

RESULTADOS Complete las tablas siguientes de acuerdo con las observaciones realizadas y los resultados obtenidos. Tabla 3. Identificación azúcares reductores PRUEBA DE FEHLING | IDENTIFICACIÓN DE AZÚCARES REDUCTORES Página 11 de 15

TUBO

MUESTRA

1

Agua

2

Glucosa

3

Jugo de naranja

4

Yema de huevo

5

Clara de huevo

RESULTADO

COLORACIÓN

+/-

Tabla 4. Identificación de proteínas TUBO

MUESTRA

1

Agua

2

Leche

3

Jugo de naranja

4

Yema de huevo

5

Clara de huevo

PRUEBA DE BIURET | IDENTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS RESULTADO COLORACIÓN

+/-

Tabla 5. Agentes desnaturalizantes DESNATURALIZACIÓN DE PROTEÍNAS TUBO

MUESTRA

2

3

RESULTADO

+/-

OBSERVACIONES Describa detalladamente lo ocurrido durante la prueba

ETANOL

Clara de Huevo

1

AGENTE DESNATURALIZANTE

4

HCl

NaOH

TEMPERATURA

Tabla 6. Identificación ácidos grasos insaturados PRUEBA DE YODO | IDENTIFICACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS RESULTADO TUBO MUESTRA COLORACIÓN

+/-

1

Agua

2

Leche

3

Aceite Página 12 de 15

4

Yema de huevo

5

Clara de huevo

CUESTIONARIO 1.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en la prueba de Biuret, conteste: A. ¿Una proteína desnaturalizada podría dar la reacción del Biuret? Justifique su respuesta. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________...