PI721A - L02 - Determinación Cualitativa de Lípidos (Informe de Laboratorio) PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTILDepartamento Académico de Ingeniería QuímicaLaboratorio de Bioquímica y Microbiología PI-721/A Determinación cualitativa de lípidos Realizado por:Profesora responsable de la práctica: Ing. Janet Rojas Orosco Periodo académico: ...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL Departamento Académico de Ingeniería Química

Laboratorio de Bioquímica y Microbiología PI-721/A Determinación cualitativa de lípidos Realizado por:

Profesora responsable de la práctica: Ing. Janet Rojas Orosco Periodo académico: 2021-1 Fecha de presentación: 5 de mayo de 2021

Tabla de Contenido Determinación cualitativa de lípidos .............................................................................................. 1 1.

2.

3.

Objetivos .............................................................................................................................. 1 1.1.

Objetivo General........................................................................................................... 1

1.2.

Objetivos Específicos ................................................................................................... 1

Fundamento teórico ............................................................................................................. 1 2.1.

Definición ..................................................................................................................... 1

2.2.

Triglicéridos.................................................................................................................. 1

2.3.

Saponificación .............................................................................................................. 2

Parte Experimental ............................................................................................................... 3 3.1.

Materiales y reactivos ................................................................................................... 3

3.2.

Procedimiento experimental ......................................................................................... 8

4.

Discusión de resultados........................................................................................................ 9

5.

Cuestionario ....................................................................................................................... 10

Referencias bibliográficas ............................................................................................................. 15

1 Determinación cualitativa de lípidos 1. Objetivos 1.1. Objetivo General Identificar los lípidos presentes en una muestra utilizando pruebas químicas cualitativas. 1.2. Objetivos Específicos ✓ Clasificar la solubilidad de diferentes muestras lipídicas utilizando solventes polares y orgánicos. ✓ Identificar los ácidos grasos en una muestra de aceite mediante la prueba de saponificación. 2. Fundamento teórico 2.1. Definición En general, los lípidos son definidos como sustancias que pueden ser extraídas de células y tejidos mediante disolventes orgánicos apolares; constituyen un grupo de biomoléculas químicamente diverso, cuya característica común es su insolubilidad en agua. 2.2. Triglicéridos Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos cuya cadena carbonada presenta entre 4 y 36 átomos de carbono, esta cadena puede ser lineal o ramificada, estar completamente saturada o presentar enlaces dobles o algunos grupos funcionales, pero los ácidos grasos más comunes presentan una cadena lineal con un número par de átomos de carbono entre 12 y 24. Respecto a los ácidos grasos insaturados, los monoinsaturados suelen presentar el enlace doble entre los carbonos 9 y 10, mientras que los poliinsaturados presentan además enlaces dobles en las posiciones 12 y 15.

2 La solubilidad de los ácidos grasos y de los compuestos que los contienen se explica por su cadena carbonada apolar; el compuesto será menos soluble en agua según su cadena carbonada sea más larga y menor sea su grado de insaturación, mientras que el grupo carboxilo polar es responsable de la solubilidad parcial de los ácidos grasos de cadena corta. Los ésteres de ácidos grasos y glicerol conforman los glicéridos, de los cuales los más comunes son los triglicéridos (también llamados triacilgliceroles o grasas neutrales), que pueden presentar tres grupos acilo iguales, dos iguales y uno diferente o todos diferentes. Las mezclas naturales de triglicéridos son denominadas aceites (si su estado de agregación es líquido a temperatura ambiente) o grasas (sólidas en las mismas condiciones), pero es frecuente omitir esta distinción y denominar indistintamente grasas a estas mezclas; cada una de estas grasas presenta una composición característica, con derivados de muchos ácidos carboxílicos distintos. Los triglicéridos son usados por las células vegetales y animales como medio de reserva energética y son el principal componente de las muestras empleadas en la presente práctica de laboratorio. 2.3. Saponificación La saponificación consiste en la hidrólisis de glicéridos promovida por una base (se emplea NaOH o KOH, con aplicación de calor), dando como producto glicerol y sales de ácidos carboxílicos; el conjunto de estas sales es denominado jabón. Al estar estas sales disueltas en agua, una región de su estructura, la correspondiente al carboxilato, exhibe un comportamiento hidrofílico por la formación de puentes de hidrógeno entre los átomos de oxígeno del grupo carboxilato y los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua, mientras que la región correspondiente a la cadena carbonada muestra un comportamiento hidrofóbico (y, por tanto,

3 lipofílico). Esto se manifiesta con la formación de partículas denominadas micelas, aglomerados con los grupos carboxilato orientados hacia su superficie y las cadenas carbonadas orientadas hacia el interior. Este comportamiento es similar a la emulsión formada al agitar una mezcla de agua y aceite. 3. Parte Experimental 3.1. Materiales y reactivos Alcohol etílico Se emplea como disolvente de grasas y aceites. Las altas concentraciones del vapor pueden causar tos, irritación del a los ojos y dolor de cabeza.

Acetona Líquidos y vapores muy inflamables. Provoca irritación ocular grave. Puede provocar somnolencia o vértigo. Mantener alejado de fuentes de calor o superficies calientes.

4

Éter El líquido y los vapores son extremadamente inflamables. Se recomienda, mantenerlo alejado de fuentes de calor o superficies calientes

Cloroformo Es moderadamente tóxico y un posible carcinogénico humano. Provoca daños en los órganos tras exposiciones prolongadas o repetidas.

NaOH 20% Es corrosivo, causa quemaduras a la piel y los ojos. Producto químico controlado.

5 CaCl2 10% Provoca irritación ocular grave. Puede causar irritación y absorberse por la piel. Su ingestión causa dolor abdominal, náuseas, vómito y diarrea.

NaCl 10% Provoca irritación ocular grave, algunos síntomas son dolor o irritación, lagrimeo y rojez.

HCl 1N Corrosivo. Evitar respirar los vapores, el contacto con los ojos y la piel. La inhalación causa ulceración de la nariz y la garganta. La ingestión causa quemaduras en la boca, garganta y estómago.

6 Bisulfito de potasio Provoca lesiones oculares graves y puede irritar las vías respiratorias. La inhalación causa dolor de garganta y falta de aire. El contacto con la piel causa irritación, picazón y dermatitis. El contacto con los ojos causa irritación. Glicerol Provoca irritación ocular grave y puede perjudicar la fertilidad o dañar el feto. Su inhalación irrita el tracto respiratorio. Su ingestión produce náusea, vómito, diarrea y fiebre.

7 Ácido oleico Provoca irritación cutánea. Causa irritación grave a los ojos. Puede perjudicar la fertilidad.

Ácido esteárico El contacto con los ojos causa irritación leve y resequedad. La inhalación reseca las fosas nasales y garganta. La ingestión puede provocar la obstrucción intestinal.

8 3.2. Procedimiento experimental 3.2.1. Solubilidad de lípidos Agua destilada * 2mL

Mantequilla ** 1mL

*: Repetir con alcohol etílico, acetona, éter y cloroformo. **: Repetir con yema de huevo, aceite y glicerina.

3.2.2. Saponificación de lípidos NaOH 3% 3mL

Aceite 3mL

CaCl2* 10% 1mL

Agitación vigorosa

Baño María

*: Repetir con NaCl 10%. Repetir con HCl 1N.

3.2.3. Detección del glicerol: Prueba de acroleína Glicerol* 1mL

Bisulfito de potasio 0.5g

Calentamiento *

: Repetir con aceite.

9 3.2.4. Índice de yodo o de Hübl Cloroformo 5mL

Cloroformo 5mL

*

Aceite* Gotas

Reactivo de Hübl Gota a gota

: Repetir con ácido oleico 3%. Repetir con ácido esteárico 3%.

4. Discusión de resultados -La insolubilidad de la muestra de aceite en el agua se debe a la longitud de las cadenas carbonada de los grupos acilo presentes en el aceite comercial (alrededor de 16 o 18 carbonos), cuyo carácter apolar anula la influencia de la polaridad de los grupos éster. La solubilidad parcial del aceite en alcohol y acetona se explica por el menor carácter polar de estos compuestos en comparación con el agua. La solubilidad del aceite en cloroformo se explica por el carácter apolar de ambos. -El comportamiento de la mantequilla es similar al del aceite, pero muestra insolubilidad (no solubilidad parcial) en alcohol y acetona. Esto se debe a que los triglicéridos que componen la

10 mantequilla tienen un grado de insaturación menor que los que componen el aceite, dando un carácter más apolar. -La solubilidad parcial de la yema de huevo en agua se debe a la presencia, además de lípidos, de compuestos de carácter proteico, que al ser polares pueden disolverse en agua. -La glicerina es soluble en agua, alcohol y acetona debido a su considerable carácter polar, justificado por sus tres grupos hidroxilo que forman interacciones puente de hidrógeno fácilmente. -La formación de nata ácida se debe a la protonación de las sales de ácidos grasos formadas en la saponificación, que provoca la formación de los ácidos carboxílicos correspondientes que, al ser de cadena larga, presentan carácter apolar y son insolubles en agua. -La formación de acroleína indica la presencia de glicerol en una de las muestras al actuar el agente deshidratante (bisulfito de potasio) sobre dicho compuesto. En la muestra de aceite no está presente el glicerol como tal, por lo que no ocurre su deshidratación y la formación de acroleína. -La coloración mostrada al aplicar la prueba de Hübl a la muestra de ácido oleico se debe a la fijación del yodo por parte del enlace doble presente entre los carbonos 9 y 10 de dicha molécula. El ácido esteárico no presenta enlaces dobles, por lo que no ocurre la fijación mencionada y no se manifiesta la coloración. 5. Cuestionario a) ¿Cuál es la importancia de los lípidos en la estructura de las células?

11 Las funciones de los lípidos en el organismo son variadas siendo algunas de estas cumplir un papel regulador, de reserva energética y estructural. Esta última tiene mucha relevancia en la estructura de las células, ya que los lípidos constituyen aproximadamente el 50% del peso de las membranas celulares, con cinco millones de moléculas por micrómetro cuadrado. Los fosfolípidos y esteroles son los principales componentes de las membranas celulares, cuya doble capa lipídica actúa como una barrera al paso de moléculas polares e iones. Las membranas lipídicas son anfipáticas y están constituidas por fosfolípidos y esteroles, componentes caracterizados por su sistema rígido de fusión de cuatro anillos hidrocarbonados. b) ¿A qué se debe la solubilidad e insolubilidad de los diferentes disolventes con las muestras de lípidos empleados? Los lípidos son biomoléculas de cadenas largas y estructura muy variada, pero poseen una característica común que los diferencia de otros grupos; son moléculas apolares, sin carga eléctrica. Por esta simple razón son insolubles en agua (molécula polar) pero solubles en compuestos orgánicos y en otros lípidos. c) ¿Cuál es la diferencia entre grasa y aceite? Se hace referencia con el término de grasa, a los aceites que son sólidos a temperatura ambiente, mientras que los aceites hacen referencia a aquellas grasas que son líquidos a temperatura ambiente. Esta diferencia entre los puntos de fusión se debe a la diferencia estructural de los ácidos grasos. Las grasas y los aceites ( lípidos) están compuestas en mayor cantidad de triglicéridos ( tres ácidos grasos adheridos a una molécula de glicerol) . Los tres ácidos grasos se mantienen unidos mediante un enlace especial con el glicerol y por lo tanto forman una

12 estructura molecular única. La forma de los triglicéridos depende del tipo específico de ácido graso. Si la mayor parte de los ácidos grasos del triglicérido forma una cadena recta, como los ácidos grasos saturados, los triglicéridos pueden unirse para formar una estructura cristalina que producirá una grasa sólida. Si la mayor parte de los ácidos grasos del triglicérido forman cadenas curvas, como los ácidos grasos insaturados oleico, linoleico y linolénico, los triglicéridos no pueden aglutinarse para formar cristales con la misma rapidez y por lo tanto producirán un aceite. Ni las grasas ni los aceites naturales están compuestos solamente de ácidos grasos saturados o insaturados. Más bien son una mezcla de varios ácidos grasos en diferentes proporciones. Estas grasas naturales oscilan entre grasas muy duras y grasas muy suaves y entre aceites muy viscosos y aceites muy líquidos. d) ¿Cuáles son las funciones importantes de los lípidos en los seres vivos? La importancia de los lípidos en la alimentación es justificada porque: Constituyen el combustible metabólico de mayor capacidad calóricas (1 g de grasa aporta 9 kcal, mientras que 1 g de hidratos de carbono (HCO) ) . El almacenamiento de la energía en forma de grasa es la manera más económica de mantener una reserva energética en el organismo. Suministran ácidos grasos esenciales, que no se pueden sintetizar en el organismo y que cumplen funciones importantes en el desarrollo embrionario, el trasporte, metabolismo y mantenimiento de la función e integridad de las membranas celulares. Son precursores de moléculas biológicas con importantes funciones metabólicas, como los eicosanoides y los docosanoides, y forman parte de la estructura molecular de otros compuestos esenciales, como las hormonas esteroides y los ácidos biliares.

13 Son un vehículo para el transporte de vitaminas liposolubles (vitaminas A, D, E K). e) ¿Qué sucede cuando se mezcla una muestra lípido en el agua? Cómo se vio en la parte experimental de este laboratorio, cuando se adiciona agua al lípido se forman dos fases claramente definidas, con el lípido situado encima del agua debido a su menor densidad, pero si estas se agitan fuertemente, el lípido se divide en pequeñas gotas formando una emulsión, estado que es inestable y transitorio, ya que dichas gotas se reagruparán volviendo a formar las dos fases iniciales. f) ¿Cuál es la diferencia entre ácido graso saturado y no saturado? ¿Cuál es bien tolerado por el organismo? Los ácidos grasos saturados no poseen dobles enlaces en su estructura por lo que son flexibles y sólidos a temperatura ambiente, mientras que los ácidos grasos insaturados poseen al menos un enlace doble en su estructura por lo que son líquidos a temperatura ambiente. Las grasas saturadas son poco saludables para el organismo y en conjunto con las “grasas trans” elevan el colesterol LDL, comúnmente denominado colesterol malo. Tener niveles altos de colesterol LDL en la sangre implica un riesgo de desarrollar depósitos de grasas en los vasos sanguíneos ocasionando endurecimiento de las arterias o aumentado el riesgo de sufrir enfermedades cardíacas e infartos cerebrales. Por el contrario, las grasas insaturados, son consideradas saludables ya que pueden ayudar a disminuir los niveles de colesterol LDL.

14 g) ¿Qué tipo de ácido graso es el oleico y el esteárico? ¿Para qué tipo de ácidos grasos es la prueba de Hübl? El ácido graso oleico es un ácido graso monoinsaturado, presente en aceites vegetales, como el oliva, cártamo y palta. Mientras que el ácido graso esteárico es un ácido graso saturado de 18 átomos de carbono, presente en grasas de animales y en aceites vegetales. La prueba de Hübl nos permite diferenciar entre un ácido graso instaurado y saturado. Los ácidos grasos insaturados poseen por lo menos un enlace doble en su estructura, enlaces que reaccionan con la solución de Hübl permitiendo que el yodo se pueda fijar en la estructura.

15 Referencias bibliográficas Carey, F. A. (2006). Química orgánica (6a ed.). México, D. F.: McGraw-Hill/Interamericana de editores, S.A. de C.V. Morrison, R. T. y Boyd, R. N. (1998). Química orgánica (5a ed.). Naucalpan de Juárez: Addison Wesley Longman de México S.A. de C.V. Nelson, D. L. y Cox, M. M. (2005). Lehninger Principles of biochemistry (4a ed.). Nueva York: W. H. Freeman and Company. Wade, L. (2012). Química orgánica (7a ed., Vol. 2). Naucalpan de Juárez: Pearson Educación de México, S.A. de C.V....