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INFORME DE RESULTADOS LABORATORIO BIOQUIMICA II TEMA: PROPIEDADES CUALITATIVAS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE CARBOHIDRATOS (número máximo de páginas: 8)

PRESENTADO POR:____________________________________________________________________________________________________ 1.

Introducción al tema, el porqué de la selección de las pruebas que se hicieron y en general los resultados obtenidos (si utiliza información teórica, incluya bibliografía):

Los carbohidratos también llamados azúcares, osas o sacáridos, son polihidróxialdehidos o polihidroxicetonas o compuestos poliméricos que por hidrólisis producen polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas. Según el número de unidades de azúcares sencillos que posean se clasifican en: MONOSACÁRIDOS o azúcares sencillos, DISACÁRIDOS que están formados por dos monosacáridos unidos entre sí por enlaces glucosídicos. OLIGOSACÁRIDOS que tienen entre tres y diez monosacáridos unidos también por enlaces glucosídicos. POLISACÁRIDOS que son polímeros naturales con varios miles de unidades de azúcar sencillo ligadas entre sí. Una secuencia que permite hacer el reconocimiento y diferenciación de carbohidratos se esquematiza en: Ensayo de Molish: Este ensayo es un ensayo para reconocimiento general de carbohidratos. Ensayo de Benedict: El ensayo de Benedict permite el reconocimiento de carbohidratos reductores. Al igual que el reactivo de Felhing, el de Benedict contiene ion cúprico en medio alcalino que se reduce hasta óxido cuproso en presencia de azúcares con el hidroxilo hemiacetálico libre. Ensayo de Barfoed, Esta prueba permite diferenciar entre monosacáridos y disacáridos reductores, Ensayo con Lugol: El reactivo de Lugol que contiene una mezcla de yodo y yoduro, permite reconocer polisacáridos, particularmente el almidón por la formación de una coloración azul-violeta, Ensayo de Seliwanoff: Este ensayo es específico para cetosas y se basa en la conversión de la cetosa en 5-hidro-metil-furfural, Ensayo de Bial: El reactivo de Bial contiene orcinol en ácido clorhídrico, el cual forma complejos de coloración sólo con las pentosas. A través de esta práctica se logró la identificación por métodos colorimétricos cuantitativos de carbohidratos: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

2.

Propiedades químicas según clasificaciones generales de los carbohidratos

2.1.

(Indique si el test es positivo o negativo (incluya posible coloración y/o formación de precipitado). B: blanco (agua) Muestra

B

Glucosa

Fructosa

Xilosa

Sacarosa

Lactosa

Galactosa

Almidón

Molish

X

POSITIVO Color purpura

POSITIVO Color purpura

POSITIVO Color purpura

POSITIVO Color caféMarrón

POSITIVO Color violeta

POSITIVO Color vioelta

Barfoed

X

POSITIVO precipitado Color rojo

POSITIVO Precipitado Color rojo

POSITIVO Precipitado Color rojo

POSITIVO Precipitado Color rojo

Bial

X

Color amarillo con Bial (-) Anillo color cafe

Color amarillo con Bial (-) Anillo color cafe

Color amrillo con Bial (+) Colo verde

NEGATIV O No hubo cambios Color amarillo con Bial (-) Anillo color café

NEGATIV O No hubo cambios Color amarillo con Bial (-) Anillo color café

Seliwanoff

X

Nelson, sin hidrólisis Nelson, con hidrolisis Benedict, sin hidrólisis

X

Color amarillo opaco + rojo ladrillo

(+) Rojo cereza + rojo ladrillo

Color amarillo opaco + rojo ladrillo

POSITIV O Color violeta NEGATI VO No hubo cambios Color amarillo con Bial (-) Anillo color café Color amarillo opaco + rojo ladrillo

Test

Benedict, con hidrólisis

X X X

+ color rojo claro

+ color rojo claro

+ color rojo claro

(+) Rojo cereza (-) azul + rojo ladrillo (-) azul0 + color rojo claro

+ color rojo claro

Color amarillo con Bial (-) Anillo color café Color amarillo opaco + rojo ladrillo

+ color rojo claro

Color amarillo opaco (-) azul + rojo ladrillo (-) azul

Fresco (sln) POSITIVO Color violeta NEGATIVO No hubo cambios Color amarillo con Bial (-) Anillo color cafe (+) Rojo cereza (-) azul + rojo ladrillo + color rojo claro

+ color rojo claro

Sustente aquellos casos en que no haya podido realizar la totalidad de las pruebas propuestas en la guía: HIDROLISIS DE LA SACAROSA: La sacarosa no es un agente reductor, no forma osazonas Esto es porque el enlace involucra el primer carbono de la glucosa y el segundo carbono de la fructosa, y no queda grupos reductores disponibles. Cuando la sacarosa es hidrolizada, los productos tienen una acción reductora.

La hidrólisis de la sacarosa (rotación óptica de +66.5°) produce una molécula de glucosa (+52.5°) y una molécula de fructosa (-92°). Por lo tanto, los productos cambian la dextro-rotación a levo-rotación. La mezcla molar de la glucosa y fructosa así formada se llama azúcar invertido. La enzima que produce la hidrólisis en la sacarosa se llama sacarasa o invertasa. En presencia de (HCl) y en caliente, la sacarosa se hidroliza, es decir, incorpora una molécula de agua y se descompone en los monosacáridos que la forman, glucosa y fructosa, que así son reductores.

HIDROLISIS DEL ALMIDON: El almidón es un ejemplo de un polisacárido formado por completo de unidades de glucosa. El

almidón no reacciona con el reactivo de Benedict debido a que el número de grupos aldehido libres (presentes sólo en el extremo de cada cadena) es pequeño en proporción con el resto de la molécula, con el reactivo Nelson porque no tiene presencia de azucares reductores. El almidón es un polímero de glucosa unido por enlaces glucócidos. Este enlace es estable a pH alto pero hidrolizado a pH bajo. Al final de la cadena polimérica se encuentra un grupo aldehído conocido como el grupo reductor. El almidón está constituido por dos tipos de polímeros: la amilosa y la amilopectina (Fig. 1). La amilosa es un polímero lineal de aproximadamente 6000 unidades de glucosa con enlace α,1-4 glucosído. La amilopectina posee cadenas lineales cortas α,1- 4 de 10-60 unidades de glucosa y de cadenas laterales α,1-6 con 15-45 unidades de glucosa. El número promedio de puntos de ramificación es del 5%

2.2.

Test

Fundamento químico de las pruebas realizadas: para cada prueba incluya la correspondiente reacción química, incluya las coloraciones esperadas. Reacción general Tanto las pentosas como las hexosas son deshidratadas por el ácido sulfúrico concentrado, para formar derivados de furano (furfural o hidroximetilfurfural). Al agregar alfa-naftol se forman compuestos de condensación coloreados en la interfase de ambas soluciones color purpura.

Molish

Barfoed

La Prueba de Barfoed es un ensayo químico utilizado para detectar monosacáridos. Se basa en la reducción de cobre (II) (En forma de acetato) a cobre (I) (En forma de óxido), el cual forma un precipitado color rojo ladrillo. Los disacáridos también pueden reaccionar, pero en forma más lenta. El grupo aldehído del monosacárido que se encuentra en forma de hemiacetal se oxida a su ácido carboxílico correspondiente.

La prueba de Bial es una reacción característica de pentosas y está basada enla formación de furfural a partir de pentosas y posterior condensación con elfloroglucinol dando un color rojo verdoso (Cereza). Bial

La prueba de Seliwanoff es una reacción para diferenciar cetosas de aldosas; aunque ambas dan la reacción, las cetosas la dan rápidamente y las aldosas lentamente. Está basada en la formación de durfural o en un derivado de éste y su posterior condensación con el resorcinol dando un color rojo fuego para cetosas y rosa para aldosas.

Seliwano ff

Nelson Benedict

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. Los azúcares reductores en condiciones alcalinas tautomerizan y forman enedioles. Los enedioles son poderosos agentes reductores. Pueden reducir los iones cúpricos (Cu 2+ ) a forma cuprosa (Cu + ), que es responsable del cambio en el color de la mezcla de reacción. Esta es la base de la prueba de Benedicto. Cuando las condiciones se controlan cuidadosamente, la coloración se desarrolla y la cantidad de precipitado formado (óxido de Cuprous) depende de la cantidad de azúcares reductores presentes.

2.3.

En qué muestras se obtuvieron los resultados obtenidos; ¿en qué muestras no y por qué? 2.3.1. Prueba de Molish: Al realizar esta prueba dio positiva en todos los tubos menos en el tubo de aguan, ya que, la prueba de Molish está basada en la formación de furfural o derivados de éste a partir de los carbohidratos, que se condensan con el alfa-naftol, dando un producto violeta. Es una reacción muy sensible puesto que soluciones de glucosa al 0.001% y sacarosa al 0.0001% dan positiva la prueba. Esta prueba también es positiva para aldehídos, cetonas y algunos ácidos como fórmico, oxálico, láctico y cítrico. También sirve para el reconocimiento general de carbohidratos donde polisacáridos y disacáridos se hidrolizan formando monosacáridos formando un color purpura violeta, como se observa en la fotografía 1.

fotografía 1. Prueba de molish. Fuente autores.

2.3.2. Barfoed: En esta prueba se obtuvieron positivas los tubos con presencia de glucosa, fructuosa, xilosa y galactosa, ya que Esta prueba permite diferenciar entre monosacáridos y disacáridos reductores,también contiene ion cúprico que se reduce hasta oxido cuproso másrápidamente con los monosacáridos que con los disacáridos. el cual forma un precipitado color rojo ladrillo. fotografía 2. Prueba de Barfoed. Fuente autores

2.3.3.

Bial: Esta prueba se basa en la formación de furfural, al hacer reaccionar pentosas con HCl y posteriormente con orcinol. El furfural es un aldehído electrofilico, en presencia de ácido, adiciona fenoles (con pérdida de agua) produciendo sustancias altamente coloreadas, las pentosas originan una coloración azul-verde. Esta prueba fue exitosa para la xilosa (pentosa), siendo esta la única que reacciono dando positivio, en comparación a las demás muestras problemas que no presentaron cambio de coloración solo quedaron de color amarillo. Como se observa en la fotografía 3.

Fotografia 3. Test de Bial. Fuente Autores. 2.3.4.

Seliwanoff:

Es una prueba química que se usa para distinguiraldosas y cetosas. Los azúcares son distinguidos a través de su función como cetona o aldehído. En la que se obtuvo Para las muestras bajo esta prueba se obtuvieron resultados

positivos para fructosa, y sacarosa con una coloración roja visto en la Fotografía 4, indicando la presencia de grupos cetosas en las muestras analizadas. Tanto las aldosas como las cetosas en presencia de un medio de alta temperatura sufren procesos de deshidratación, lo cual forma un anillo pentagonal de furfural o hidroximetilfurfural, dependiendo de si pentosa o hexosa, los furfurales se condensas dando una coloración roja. Fotografía 4. Test seliwanoff. Fuente autores. 2.3.5.

Nelson:

Los azúcares reductores cuando se calientan con tartrato de cobre alcalino reducen el cobre del estado cúprico al cuproso y así se forma el óxido cuproso. Cuando el óxido cuproso se trata con ácido arsenomolibdico, tiene lugar la reducción del ácido molibdico al azul de molibdeno. Como se observa en la fotografía 5 esta prueba fue positiva para glucosa, fructuosa, xilosa, lactosa y galactosa; para el resto de muestras fue negativa por lo que se procedió a realizar la hidrolisis de las mismas dando asi un resultado positivo.

Fotografía 5. Test de Nelson. Fuente autores. 2.3.6.

Benedict:

identifica los azúcares reductores (monosacáridos y algunos disacáridos), que tienen grupos cetón o aldehído libres. La solución de Benedict puede usarse para probar la presencia de glucosa en la orina. algunos azúcares como la glucosa se llaman azúcares reductores porque son capaces de transferir hidrógenos (electrones) a otros compuestos, un proceso llamado reducción. Cuando los azúcares reductores se mezclan con el reactivo de Benedicts y se calientan, una reacción de reducción hace que el reactivo de Benedicts cambie de color. El color varía de verde a rojo oscuro (ladrillo) o marrón oxidado, esta prueba fue positiva para glucosa, fructuosa, xilosa, lactosa y galactosa, como se observa en la fotografía 6, las demás muestras fueron hidrolisadas para que asi se obtuviera un resultado posivo de esta prueba . fotografía 6. Test de Benedict. Fuente Autores.

2.4.

¿Cuál es el objetivo químico de hidrolizar muestras carbohidratadas? (incluya reacción química)

Los polímeros se dividen en monómeros en un proceso conocido como hidrólisis , que significa "dividir el agua", una reacción en la que se utiliza una molécula de agua durante la ruptura. Durante estas reacciones, el polímero se rompe en dos componentes. Si los componentes no son ionizados, una parte gana un átomo de hidrógeno (H-) y la otra gana un grupo hidroxilo (OH-) de una molécula de agua dividida. Esto es lo que sucede cuando los monosacáridos son liberados de hidratos de carbono complejos por hidrólisis. Si los componentes son ionizados después de la división, una parte gana dos átomos de hidrógeno y una carga positiva, la otra parte gana un átomo de oxígeno y una carga negativa. Esto es lo que sucede cuando los aminoácidos son liberados de las cadenas de proteínas a través de la hidrólisis.

3. Propiedades químicas específicas de los carbohidratos 3.1. Cuál es el fundamento químico de la prueba del ácido múcico?, qué tipo de cristales (dibújelo) y en qué muestras se esperaba resultado positivo? Este ensayo permite la identificación de la galactosa o de los azúcares que la contienen. El ácido nítrico oxida tanto al grupo aldehído como al alcohólico primario de cualquier azúcar para originar ácidos dicarboxílicos que han recibido el nombre general de ácidos sacáricos, el ácido músico insoluble se forma gracias a la oxidación de la galactosa, este ácido di carboxílico al ser insoluble precipita en forma de cristales El ácido múcico o galactárico es el menos soluble en agua acidificada de todos los ácidos sacáricos cristalino es insoluble en ácido nítrico diluido. El ácido nítrico oxida los dos carbonos terminales de las aldohexosas formando los correspondientes ácidos sacaricos. En general, los ácidos sacaricos son solubles en ácido nítrico diluido, pero el ácido mucico es insoluble en estas condiciones, por lo que precipita como cristales transparentes si la solución se enfría rápidamente.

3.2.

Cuál es el fundamento químico de la prueba de epimerización?, qué sucedió en cada una de las muestras problema?, Cuál es la función del hidróxido de bario?

3.2.1.

Compare y analice los resultados obtenidos en cada una de las cuatro pruebas de epimerización con los resultados obtenidos en el test de seliwanoff

3.3.

Cuál es el fundamento químico de la prueba del lugol?, qué sucedió en cada una de las muestras problema?, Qué componente del lugol es “clave” para el éxito de dicho test? El uso del reactivo de yodo Lugol (IKI) es útil para distinguir el almidón y el glicógeno de otros polisacáridos. El yodo de Lugol produce un color azul-negro en presencia de almidón. El glucógeno reacciona con el reactivo de Lugol para dar un color marrón-azul. Otros polisacáridos y monosacáridos no producen cambio de color; La solución de ensayo sigue siendo la característica marrón-amarilla del reactivo. Se cree que el almidón y el glicógeno forman espirales helicoidales. Los átomos de yodo pueden entonces encajar en las hélices para formar un complejo de almidón-yodo o glicógeno-yodo. El almidón en forma de amilosa y amilopectina tiene menos ramas que el

glucógeno. Esto significa que las hélices de almidón son más largas que el glucógeno, por lo tanto uniendo más átomos de yodo.

A partir de los resultados se puede apreciar un resultado negativo en presencia del reactivo de lugol para la glucosa y sacarosa con una tonalidad amarilla, característica del reactivo, como se explica en el fundamento de la prueba, ya que esta identifica polisacáridos en una muestra de azucares no reductores. La glucosa se clasifica como un monosacárido reductor, por lo que no se presenta reacción con el Lugol. En el caso del almidón aprecia una coloración azul-violeta lo cual es positivo ya que se presenta la formacionde complejos de yodo.

Fotografía 7. Prueba de Lugol. Fuente autores. 4.

Conclusiones: (presentadas a partir de los objetivos planteados por cada uno, incluir los resultados generales obtenidos. El límite inferior de conclusiones es de 5).

Las pentosas y hexosas (tanto aldosas como cetosas) en presencia de ácidos minerales (p.ej., ácido sulfúrico) y a temperaturas elevadas sufren procesos de deshidratación originando furfural (derivados de pentosas) o hidroximetilfurfural (derivados de hexosas), la Reacción de Molisch da positiva con todos los glúcidos, sean o no reductores, Estos compuestos furfúricos reaccionan positivamente con el reactivo de Molish (solución alcohólica de alfa-naftol). Después de analizado el trabajo podemos concluir que utilizando laspruebas que realizamos en esta práctica, se usan para poder detectarcarbohidratos, pentosas, aldosas, cetosas, su acción reductora deazucares y carbohidratos lineales y ramificados. Verificamos que si existen azúcares reductores en las diferentes soluciones ya que cambian de color y hay la presencia de un poco de precipitado, para la prueba de la glucosa nos dio positivo ya que la glucosa es un monosacárido tiende a reacionar; los disacáridos también pueden reaccionar con el reactivo de Barfoed pero de forma más lenta. Es de mucha importancia conocer sobre el tema de carbohidratos, son bases fundamental para la estabilidad del organismo y así diferenciar que sustancias pueden ingerir ciertos organismo cual las pueden rechazar y como pueden reaccionar algunas con un cierto organismo metabolizándolas. tanto la galactosa como la lactosa debieron dar respuesta positiva a la prueba de ácido múcico , lo cual evidencia que en los tubos que las contenían, la solución resultante seria transparente, confirmando la presencia de ácido múcico. Esta prueba permite diferenciar lagalactosa o los azúcares que lacontienen, de las demás aldohexosas por formación de un ácido sacárico que es elácido múcico. 5.

Bibliografía e Infografía (Normas Icontec o APA)

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