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Informe de la practica de identificacion de carbohidratos...

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INFORME DEL LABORATORIO: IDENTIFICACION DE CARBOHIDRATOS LABORATORY REPORT: IDENTIFICATION OF CARBOHYDRATES

RESUMEN Los carbohidratos son la clase más abundante de moléculas biológicas obteniéndose por oxidación, reducción, sustitución y polimerización; un carbohidrato debe tener como mínimo tres carbonos en su estructura para ser considerado carbohidrato y el máximo de carbonos es infinito, algunos carbohidratos son las fuentes de energía inmediata que posee la célula, funcionan también de manera estructural en varias partes de la célula, siendo también necesarios en la construcción de otros biocompuestos. El objetivo de la práctica fue identificar y clasificar los distintos carbohidratos cualitativamente mediante diferentes pruebas (Molisch, Benedict, Lugol, Seliwanoff) que se llevarían a cabo en el laboratorio, obteniendo como resultado la identificación de algunos monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos . Palabras clave: Disacáridos, carbohidratos, clasificación, identificación, monosacáridos, pruebas, polisacáridos. ABSTRACT Carbohydrates are the most abundant class of biological molecules, obtained by oxidation, reduction, substitution, and polymerization. A carbohydrate must have at least 3 carbons in its structure to be considered a carbohydrate and the maximum number of carbons is infinite, some carbohydrates are the immediate energy sources that the cell has, they also work in a structural way in various parts of the cell, being also necessary in the construction of other biocomposites. The objective of the practice was to identify and classify the different carbohydrates that could be obtained through the different tests (Molisch, Benedict, Lugol, Seliwanoff) that would be carried out in the laboratory. Keywords: carbohydrates, identification, disaccharides, polysaccharides.

classification,

tests,

monosaccharides,

INTRODUCCIÓN La mayoría de los carbohidratos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción (CH2O)n, de aquí su nombre. Se han adaptado a una amplia diversidad de funciones

biológicas, como fuentes de energía (p. ej., la glucosa), como elementos estructurales (p. ej., la celulosa y la quitina en los vegetales y en los insectos, respectivamente) y como precursores de la producción de otras biomoléculas (p. ej., aminoácidos, lípidos, purinas y pirimidinas). Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos, según el número de unidades de azúcares sencillos que contengan; también son partes integrales de otras biomoléculas. Un grupo extenso de glicoconjugados (moléculas proteicas y lipídicas con grupos de carbohidratos ligados de forma covalente) están repartidos entre todas las especies vivientes, de manera más notoria, entre los organismos eucariotas. Determinados carbohidratos (los azúcares ribosa y desoxirribosa) son elementos estructurales de los nucleótidos y de los ácidos nucleicos (Mckee et al, 2014). Los nombres de los carbohidratos se caracterizan por la terminación “osa”. Los principales grupos de carbohidratos se designan como monosacáridos. Los monosacáridos comprenden todos los carbohidratos sencillos que no se pueden hidrolizar en sustancias de menor estructura molecular. Los disacáridos incluyen aquellos carbohidratos que pueden hidrolizarse en dos azúcares simples. De la misma manera, un trisacárido proporciona por hidrólisis tres moléculas de monosacáridos y una molécula de polisacárido origina muchas moléculas de monosacáridos. Todos los carbohidratos con excepción de los polisacáridos, se disuelven en agua, poseen un sabor más o menos dulce y son llamados azúcares (Acosta et al, 2016). El estudio de los carbohidratos requiere entender el isomerismo o isomería estructural como también el estereoisomerismo. (Khan academy, S.F) describe que: “las geometrías moleculares de los hidrocarburos están directamente relacionadas con las propiedades físicas y químicas de estas moléculas. Las moléculas que tienen la misma fórmula molecular pero diferentes geometrías moleculares se denominan isómeros. Hay dos clases principales de isómeros: isómeros estructurales y estereoisómeros.” Los isómeros estructurales tienen la misma fórmula molecular pero difieren entre sí por tener diferentes estructuras; como lo explica brevemente (Morcillo, S.F) a continuación: “la isomería estructural se presenta cuando, a pesar de tener el mismo número de átomos de cada clase, las uniones entre ellos son diferentes en uno y otro compuesto, es decir se basa en las diferencias existentes en la ordenación y/o unión de los átomos en las moléculas. Estas diferencias en la estructura del esqueleto carbonado permite que se pueden clasificar en: isomería de cadena, isomería de posición y isomería de función.” En los estereoisómeros, los átomos en cada isómero están conectados de la misma manera pero difieren en cómo se orientan en el espacio. Hay muchos tipos de estereoisómeros, pero todos pueden clasificarse en uno de dos grupos: enantiómeros o diastereómeros. Los enantiómeros: son estereoisómeros que son imágenes especulares que no pueden superponerse entre sí, esto significa que las dos moléculas no pueden estar perfectamente alineadas una encima de la otra en el espacio); Los diastereómeros: son todos los estereoisómeros que no son enantiómeros. Un ejemplo común de un diastereómero es un isómero cis-trans (Khan academy, S.F).

Es de vital importancia el reconocer si un compuesto pertenece a la familia de los carbohidratos, es necesario además el diferenciar si se trata de un monosacárido tipo aldosa o cetosa, si este es fácilmente oxidable o no lo es, si llega a ser un azúcar reductor o no, que tipo de carbohidrato es y todo esto viene acompañado de su funcionalidad además de identificar en qué partes de la célula y/o organismo se pueden llegar a encontrar. Por estas razones y entre otras es importante el identificar y clasificar los carbohidratos de la mejor manera y esto con el paso del tiempo se ha venido realizando con diferentes pruebas y/o reacciones típicas de identificación de carbohidratos de las cuales algunas de ellas han sido implementadas en este laboratorio, entre ellas están las que (Buitrago, S.F) describe a continuación: -

-

-

-

Prueba de Molisch: Cualquier carbohidrato en medio ácido puede deshidratarse transformándose en furfural o en alguno de sus derivados. Estos compuestos con α – naftol (reactivo de Molisch) u otros fenoles y en presencia de un ácido fuerte concentrado (sulfúrico, clorhídrico, etc.) forman derivados intensamente coloreados. Esta reacción permite reconocer azúcares solubles (glucosa, sacarosa), como carbohidratos insolubles (almidón, celulosa). Prueba de Benedict: Las aldosas, también las cetosas en medio alcalino, son capaces de oxidarse a ácidos aldónicos, razón por la cual pueden reducir determinados reactivos. Entre las múltiples posibilidades, son muy comunes las reacciones de reducción del ión cúprico (azul intenso en medio alcalino) a ión cuproso rojo ladrillo insoluble. Las reacciones de Fehling y de Benedict siguen este esquema y se diferencian principalmente por la sustancia orgánica que estabiliza el Cu++ alcalino (tartrato y citrato, respectivamente). Para el análisis de glucosa en orina se emplea la reacción de Benedict. Prueba de Lugol: (Reacción con el yodo). Algunos polisacáridos solubles son capaces de incorporar iones triyoduro (I3) en su estructura espacial, originando una coloración más o menos intensa. La amilosa, con pequeñísimas cantidades de yodo, da un color azul intenso. La amilopectina da color violáceo, y el glucógeno (con algo más de yodo) produce un color rojo. En los tres casos el color desaparece al calentar la solución y reaparece por enfriamiento. Prueba de Seliwanoff: Es una reacción coloreada que permite identificar las cetosas. En solución de HCl concentrado, las cetosas son deshidratadas - más rápidamente que las aldosas produciendo derivados del furfural. Estos compuestos forman complejos con el resorcinol presente en el reactivo de Seliwanoff, produciendo un color rojo cereza. En las condiciones en las que se efectúa el ensayo, todas las cetosas que puedan estar unidas por enlaces glucósidos, quedarán en libertad y darán una reacción positiva como ocurre con el residuo de fructosa derivado de la sacarosa.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales: - Guantes - Gafas de seguridad - Tapabocas - 12 tubos de ensayo- gradilla - 2 Vasos de precipitados de 50 y 250 mL - 1 Agitador de vidrio - 1 Placa de calentamiento - 1 Mortero -pistilo - 3 pipetas (1, 5 y 10 mL) - 1 Pipeta Pasteur - 1 Pipeteador Reactivos: - Almidón, 1 % - Ribosa 1% - Fructosa 1% - Glucosa 1% - Reactivo de Molisch - Agua destilada - Ácido sulfúrico concentrado - Reactivo de Lugol - Reactivo de Benedict - Reactivo de Barfoed - Lactosa 2% - Miel 10 mL - Harina de trigo (2 g) Procedimiento: ● Identificación de carbohidratos: Los carbohidratos se pueden clasificar de acuerdo con el número de unidades monoméricas, su carácter reductor, el número de carbonos y la presencia del grupo funcional aldehído o cetona. La diferenciación de los carbohidratos de otros biocompuestos se puede hacer por medio de la reacción con el reactivo de Molisch en medio ácido (H2SO4). El carácter reductor de los carbohidratos indica la capacidad que tienen algunos de ellos para reducir iones metálicos como Cu+2 y Ag+ . Rotule seis tubos de ensayo y siga el esquema siguiente:

TUBOS DE ENSAYO MUESTRAS Agua destilada

1

2

3

4

5

6

1 ml

Glucosa 1%

1 ml

Ribosa 1%

1 ml

Almidón 1%

1 ml

Miel

1 ml

Harina de trigo

1 ml

Molisch

0.5 ml

0.5 ml

0.5 ml

0.5 ml

0.5 ml

0.5 ml

Ácido sulfúrico

3 gotas

3 gotas

3 gotas

3 gotas 3 gotas

3 gotas

Vierta el ácido sulfúrico por las paredes del tubo y mezcle cuidadosamente, observe y anote resultados. La prueba es positiva si se forma un anillo violeta. ● Diferenciación entre monosacaridos y disacaridos reductores Rotule seis tubos y siga el procedimiento:

MUESTRAS Agua destilada

TUBOS DE ENSAYO 1

2

3

4

5

0.5 ml

Glucosa 1%

0.5 ml

Ribosa 1%

0.5 ml

Lactosa 1%

0.5 ml

Miel

1 ml

Harina de trigo Reactivo de Barfoed

6

1 ml 1 ml

1 ml

1 ml

1 ml

1 ml

1 ml

Deposite los tubos en agua hirviendo y espere. La prueba es positiva si se forma un precipitado rojo ladrillo. ● Identificación de polisacáridos:

Rotule los tubos y siga el siguiente procedimiento:

MUESTRAS Agua destilada

TUBOS DE ENSAYO 1

2

3

4

5

6

1 ml

Glucosa 1%

1 ml

Ribosa 1%

1 ml

Almidón 1%

1 ml

Miel

1 ml

Harina de trigo Lugol

1 ml 3 gotas

3 gotas

3 gotas

3 gotas 3 gotas

3 gotas

La prueba es positiva si aparece una coloración azul oscura intensa, casi negra. ● Identificacion de azucares reductores: Rotule los tubos y siga el siguiente procedimiento: TUBOS DE ENSAYO MUESTRAS Agua destilada

1

2

3

4

5

1 ml

Glucosa 1%

1 ml

Ribosa 1%

1 ml

Almidón 1%

1 ml

Miel

1 ml

Harina de trigo Benedict

6

1 ml 3 gotas

3 gotas

3 gotas

3 gotas 3 gotas

3 gotas

Mezcle cuidadosamente; coloque los tubos por tres minutos en baño de María en ebullición; retírelos, deje enfriar y anote resultados. La prueba es positiva si se forma un color naranja o amarillo oscuro. ● Identificación de cetosas:

Rotule los tubos y siga el siguiente procedimiento: TUBOS DE ENSAYO MUESTRAS

1

2

3

4

5

6

Seliwanoff

2 ml

2 ml

2 ml

2 ml

2 ml

2 ml

Agua destilada

0.5 ml

Glucosa 1%

0.5 ml

Ribosa 1%

0.5 ml

Lactosa 1%

0.5 ml

Miel

1 ml

Harina de trigo

1 ml

En una serie de tubos de ensayo coloque 2 mL del Reactivo de Seliwanoff y adicione a cada uno 0,5 mL de las diferentes soluciones de azúcar. Mezcle bien. Introduzca los tubos en un baño de agua -hirviendo durante 1 minuto. Reporta tus resultados y observaciones. RESULTADOS 1-PRUEBA DE MOLISCH MUESTRAS AGUA DESTILADA

1

2

3

TUBOS DE ENSAYO 4

5

6

1 mL

GLUCOSA 1%

1mL

RIBOSA 1%

1mL

ALMIDÓN 1%

1mL

MIEL

1 mL

HARINA DE TRIGO MOLISCH ÁCIDO SULFÚRICO RESULTADOS

1mL 0.5 mL

0.5 mL

0.5 mL

0.5 mL 0.5 mL

3 gotas

3 gotas

3 gotas

3 gotas

-

+

+

+

3 gotas +

0.5 mL 3 gotas +

Tabla 1- resultados prueba de Molisch 2-DIFERENCIACIÓN ENTRE MONOSACÁRIDOS Y DISACÁRIDOS REDUCTORES TUBOS

MUESTRA AGUA DESTILADA GLUCOSA 1% RIBOSA 1% LACTOSA 1% MIEL HARINA DE TRIGO REACTIVO DE BARFOED

1 0.5 mL

2

3

4

5

6

0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 1 mL 1mL 1mL

1 mL

1 mL

-

+

+

RESULTADOS

1 mL

1mL -

1 mL

-

-

Tabla 2- resultados prueba de diferenciación entre monosacáridos y disacáridos reductores. 3-IDENTIFICACIÓN DE POLISACÁRIDOS MUESTRA AGUA DESTILADA GLUCOSA 1% RIBOSA 1% ALMIDÓN 1% MIEL HARINA DE TRIGO LUGOL RESULTADOS

1 1 mL

2

3

TUBOS

4

5

6

1mL 1m L 1mL 1 mL 1 mL 3 gotas

3 gotas

3 gota s

3 gotas

3 gotas

+ Tabla 3- resultados prueba de identificación de polisacáridos

3 gotas -

+

4-IDENTIFICACIÓN DE AZUCARES REDUCTORES TUBOS

MUESTRA AGUA DESTILADA GLUCOSA 1% RIBOSA 1% ALMIDÓN 1% MIEL HARINA DE TRIGO

1 1 mL

2

3

4

5

6

1m L 1m L 1m L 1 mL 1 mL

BENEDICT RESULTADOS

3 gotas

3 gota s

3 gota s

3 gota s

+ + Tabla 4- resultados prueba de azucares reductores

3 gotas

3 gotas +

-

5-IDENTIFICACIÓN DE CETOSAS TUBOS

MUESTRA

SELIWANOFF AGUA DESTILADA GLUCOSA 1% RIBOSA 1% FRUCTOSA 1%

1 2mL 0.5 mL

2 2mL

3 2mL

4 2mL

6 2mL

0.5mL 0.5mL 0.5 mL 1 mL

MIEL HARINA DE TRIGO RESULTADOS

5 2mL

1 mL -

-

-

+

+

-

Tabla 5- resultados prueba de cetosas ¿Qué grupos funcionales están presentes en los carbohidratos? / Los grupos funcionales de los carbohidratos son aldehídos, cetonas e hidroxilos. ¿Qué quiere decir que un carbohidrato sea reductor? / Que actúa como agente reductor y puede donar electrones a otra molécula, específicamente en el caso de los azúcares reductores estos son un tipo de carbohidrato o azúcar natural que contiene un grupo aldehído o cetona libre. ¿De qué disacáridos y polisacáridos hace parte la glucosa? / Disacáridos: - Sacarosa - Lactosa - Maltosa - Nigerosa - Trehalosa - Celobiosa - Isomaltosa ● Polisacáridos:

●

¿En dónde se encuentra la celulosa y qué papel desempeña? ¿Qué es la quitina y en donde se encuentra? ¿Cuál es la composición química de los reactivos de Lugol, Benedict y Molisch? DISCUSIÓN DE RESULTADOS Para la caracterización de carbohidratos solubles e insolubles en agua, se utilizó reactivo de Molisch (tabla 1), se identificaron como carbohidratos las muestras en las que se detallo un anillo violeta demostrando su reacción ante el naftol y ácido fuerte, estos fueron los tubos número dos (glucosa 1%), tres (ribosa al 1%), cuatro (almidón al 1%), cinco (Miel) y seis (Harina de trigo), los cuales son azúcares solubles e insolubles como glucosa, sacarosa, almidón o celulosa mientras el tubo de ensayo número uno que contenía agua destilada es negativo ya que no es un azúcar soluble ni un carbohidrato insoluble. En la identificación con el reactivo de Barfoed, se comprobó la diferenciación entre monosacáridos y disacáridos reductores, donde se identificó glucosa 1% y ribosa del 1%

Por otro lado para la identificación de polisacáridos se obtuvo positivo para el almidón y la harina de trigo comprobado con lugol, (2018) usando el reactivo lugol, se observó como polisacárido la muestra con miel, harina de trigo; débilmente positivo el almidón y como negativos la glucosa y la ribosa, ya que son monosacáridos

En la prueba de Benedict, la identificación de azúcares reductores, se comprobó mediante identificación esta prueba, donde había ribosa al 1%, glucosa al 1% y miel; como afirma Benitez, Manrrique y Riaño (2018) en la prueba realizada con el reactivo Benedict se identificaron como azúcares reductores las muestras con ribosa, glucosa y miel, como débilmente positivo el almidón y en la harina de trigo se evidenció la presencia de trazas. Y por último en la identificación para cetosas se comprobó el reactivo de seliwanoff, siendo positivas para fructuosa al 1% y miel, contrastado con lo que expone Benitez et. del (2018), con el reactivo Seliwanoff se identificaron como cetosas las muestras con fructosa, miel y harina de trigo, como negativas se observaron la glucosa y la ribosa, ya que el funcionamiento de prueba se basa en la velocidad de deshidratación de las cetosas, superior a la de las aldosas, por tanto, estas últimas son aldosas

CONCLUSIONES

REFERENCIAS

● Acosta, E; Isaias, A; Muñoz, A; Silva, S & Vazquez, C. (2016). PRÁCTICA IDENTIFICACIÓN DE CARBOHIDRATOS. Dirección General de Educación Tecnológica Industrial. Ciudad de México, México. ● Buitrago, L. (S.F). Práctica de laboratorio N° 2. Identificación de carbohidratos. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá, Colombia. ● Khan academy. (S.F). Estructuras e isómeros de hidrocarburos. Página web: https://es.khanacademy.org/ . Recuperado el 7 de noviembre del 2020 en: https://es.khanacademy.org/science/biology/properties-of-carbon/hydrocarbon-structu res-and-functional-groups/a/hydrocarbon-structures-and-isomers ● McKee, T., McKee, J. R., Araiza Martínez, M. E., & Hurtado Chong, A. (2014). Bioquímica: Las bases moleculares de la vida / Trudy McKee y James R. McKee ; traducido por Martha Elena Ariza Martínez y Ananí Hurtado Chong (5a.ed.--.). México D.F.: Mc Graw-Hill. ● Morcillo, M. (S.F). Isomería: Concepto de Isomería. Principales tipos de isomería: Estructural y espacial o estereoisomería. Universidad nacional de educación a distancia. Madrid, España. ●...