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• Damian G.

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INFORME BIOQUIMICA RECONOCIMIENTO DE GLUCIDOS

INTRODUCCIÓN Los carbohidratos, también llamados glúcidos, hidratos de carbono, o sacáridos son unas de las principales fuentes de energía para el organismo, ya que constituyen la mayor parte de la materia orgánica de la tierra. Todo comenzó con los vegetales, quienes presentan una pared celular formada por celulosa y realizan la fotosíntesis, que es el proceso primario de derivación de energía; la celulosa es por su parte la molécula orgánica más abundante en la naturaleza y es por esto los carbohidratos son la base de la alimentación para todos los seres vivos. En el día a día solemos comer una gran cantidad de carbohidratos, como el pan, la leche, palomitas de maíz, patatas, galletas, fideos, gaseosas, maíz o pasteles. .Al consumir carbohidratos nuestro cuerpo los convierte en glucosa de forma que el azúcar es transportado y utilizada por nuestro organismo. Los carbohidratos o hidratos de carbono se agrupan en dos categorías principales: Los carbohidratos simples: también conocidos como azucares; tales como el azúcar de la fruta (fructosa), el azúcar del maíz o el azúcar de uva (dextrosa o glucosa), y el azúcar de mesa (sacarosa). Entonces, habitualmente encontramos estos azucares de forma natural en frutas y verduras y en forma refinada como galletas, pasteles, pasta, chocolate, miel, mermeladas, pizzas, comidas preparadas, salsas, refrescos, dulces y snacks. Los carbohidratos complejos: incluyen todo lo hecho de tres o más azúcares unidos. Se encuentran en alimentos con almidón o en el almidón en sí, pueden ser naturales o refinados.  

Carbohidratos complejos naturales: entre lo que comúnmente consumimos como plátanos, cebada, frijoles, arroz integral, garbanzos, lentejas, nueces, avena, patatas, tubérculos, maíz, cereales y harinas integrales. Carbohidratos complejos refinados: galletas y pastelería, pizzas, cereales azucarados, pan blanco, harina blanca, pasta y arroz.

Nuestro sistema digestivo, entonces, maneja los dos tipos de carbohidratos de la misma forma, es decir, los rompe (o trata de romperlos) en moléculas de azúcar simples, ya que sólo éstos son lo suficientemente pequeños para pasar al torrente sanguíneo. También convierte la mayoría de los carbohidratos digestibles en glucosa (también conocida como azúcar en la sangre), porque las células están diseñadas para utilizar esto como una fuente de energía universal

Es por esto, que los glúcidos cumplen un papel muy importante en nuestro organismo, ya que aportan energía, contribuyen al ahorra de las proteínas, a la regulación del metabolismo de las grasas y son elementos estructurales en las paredes celulares de plantas y bacterias y el exoesqueleto de artrópodos además de formar parte de los ácidos nucleicos ADN y ARN (desoxirribosa y ribosa). BASES TEÓRICAS

GLÚCIDOS Los glúcidos son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Se les suele llamar hidratos de carbono o carbohidratos. Los glúcidos se clasifican según el número de átomos de carbono que contengan. Se distinguen los siguientes tipos:  Monosacáridos, de 3 a 8 átomos de carbono.  Oligosacáridos, de 2 a 10 monosacáridos. Los más importantes son los disacáridos (unión de 2 monosacáridos).  Polisacáridos, de más de 10 monosacáridos. Los MONOSACÁRIDOS pueden clasificarse según dos criterios: • Atendiendo al número de átomos de carbono en triosas, tetrosas, pentosas, etc. • Atendiendo al grupo carbonilo que tenga ya sea aldehído (aldosa) o cetona (cetosa). Los isómeros son compuestos distintos con la misma fórmula molecular. Los glúcidos presentan dos clases de isómeros:  Isómeros estructurales: Diferente estructura básica.  Isómeros ópticos: Que se deben a la posición del grupo OH del carbón quiral más lejano al grupo funcional, D si el grupo OH está a la derecha del carbón quiral o L si está a la izquierda. Estructura cíclica de los monosacáridos. La estructura habitual de los monosacáridos de 5 o más átomo de carbono no es la forma lineal, sino una forma cíclica que se establece por reacción intramolecular entre el grupo carbonilo y el grupo hidroxilo del carbón quiral más lejano al grupo funcional. Ello es debido a que lo ángulos entre los enlaces de los átomos de carbono aproximan los primeros y los últimos grupos favoreciendo dicha reacción.

Anómeros. El carbono carbonílico de un monosacárido en forma abierta se convierte en un nuevo carbono asimétrico (Tiene 4 enlaces simples y 4 sustituyentes diferentes), cuando el monosacárido se cicla, dando ligar así a la existencia de dos nuevos estereoisómeros a los que se denomina anómeros. El carbono carbonílico se denomina ahora “carbono anomérico” y los nuevos isómeros se denominan anómero α y anómero ß según el grupo OH del carbono anomérico esté situado hacia abajo o hacia arriba respectivamente. Las formas cíclicas de los monosacáridos se representan mediante las fórmulas de proyección de Haworth como hexágonos o pentágonos planos. Estos anillos se llaman piranosas y furanosas por su semejanza con los compuestos orgánicos cíclicos pirano y furano respectivamente. DISACÁRIDOS Son oligosacáridos formados por dos monosacáridos unidos covalentemente mediante enlace O-glucosídico OLIGOSACÁRIDOS. Están compuestos por monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos y pueden formar cadenas lineales o ramificadas y puede haber variación en el número y tipo de monosacáridos así como en la forma de enlazarse lo que les dota de una de una de sus propiedades más importantes: la capacidad de almacenar información. POLISACÁRIDOS Los más comunes son los homopolisacáridos y éstos se dividen en dos: Con enlaces α: Cumple la función de reserva. En plantas el almidón mezcla de amilosa y amilopectina y en animales glucógeno. Con enlaces ß: Cumplen función estructural. En plantas la celulosa y en exoesqueleto de artrópodos y pared celular de hongos la quitina.

Se dará a conocer los glúcidos con los que se trabajó en el laboratorio: Glucosa: La glucosa es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6. Es una hexosa, es decir, contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula (es un grupo aldehído). Es una forma de azúcar que se encuentra libre en las frutas y en la miel. Maltosa: La maltosa, también conocida como maltobiosa o azúcar de malta, es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico producido entre el oxígeno del primer carbono anomérico (proveniente de -OH) de una glucosa y el oxígeno perteneciente al cuarto carbono de la otra. Por ello este compuesto también se llama α glucopiranosil (1-4) α glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula de agua y ambas moléculas de glucosa quedan unidas mediante un oxígeno monocarbonílico que actúa como puente. Lactosa: La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa. A la lactosa se le llama también azúcar de la leche, ya que aparece en la leche de las hembras de los mamíferos en una proporción del 4 al 5 por ciento. En los humanos es necesaria la presencia de la enzima lactasa para la correcta absorción de la lactosa. Cuando el organismo no es capaz de asimilar correctamente la lactosa aparecen diversas molestias cuyo origen se denomina intolerancia a la lactosa. Sacarosa: Es un disacárido que se encuentra en la naturaleza en un 20% del peso en la caña de azúcar y en un 15% del peso de la remolacha azucarera, de la que se obtiene el azúcar de mesa. La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada. Almidón: El Almidón es el principal polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales, y la principal fuente de calorías de la mayoría de la Humanidad.

POLARÍMETRO La rotación del plano de la luz polarizada por una sustancia ópticamente activa se detecta y se mide en un instrumento que se denomina polarímetro que consta de: una fuente luminosa, un polarizador, un tubo para contener la muestra que se va a analizar y un segundo polarizador llamado analizador. PODER ROTATORIO Se denomina poder rotatorio de una sustancia ópticamente activa a la desviación en grados que sufre el plano de polarización de la luz al atravesar una disolución de dicha sustancia.

REACTIVOS Reactivo de Fehling El reactivo de Fehling, también conocido como Licor de Fehling, es una disolución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa, así como para detectar derivados de ésta tales como la sacarosa o la fructosa. El licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas:  Sulfato de cobre cristalizado, 35 g y agua destilad hasta 1.000 ml.  Sal de Seignette o Tartrato mixto de potasio y sodio 150 g, solución de hidróxido de sodio al 40 %, 3 g y agua hasta 1.000 ml.

LUGOL El lugol o disolución de lugol es una disolución de yodo molecular I2 y yoduro potásico KI en agua destilada. Este producto se emplea frecuentemente como desinfectante y antiséptico, para la desinfección de agua en emergencias y como un reactivo para la prueba del yodo en análisis médicos y de laboratorio. También se ha usado para cubrir deficiencias de yodo; sin embargo, se prefiere el uso de yoduro potásico puro debido a la ausencia de yodo diatómico, forma molecular cuyo consumo puede resultar tóxico. HCl El cloruro de hidrógeno es un ácido monoprótico, lo que significa que sólo puede liberar un ion H+ (un protón). En soluciones acuosas, este ion se une a una molécula de agua para dar un ion oxonio, H3O+. BICARBONATO

Los bicarbonatos son sales ácidas derivadas del ácido carbónico, de fórmula H2CO3, que contienen el anión bicarbonato, de fórmula HCO3-.

PROCEDIMIENTO

PRIMER PROCEDIMIENTO  Lavar 5 tubos de ensayo y ponerlos ordenadamente en la gradilla.  Se agrega 2 ml de cada glúcido en los tubos de ensayo: glucosa, lactosa, sacarosa, almidón y maltosa con ayuda de las pipetas.  A cada uno de los tubos de ensayo se le agrega ½ ml de reactivo de Fehling A y ½ ml de reactivo de Fehling B.  Se hacen las respectivas observaciones que están en la sección resultados.  Se lleva al fuego cada uno de los tubos de ensayo hasta hervir.  Respecto a las observaciones que se hacen en el proceso del paso anterior se determina que glúcidos son o no azúcares reductores. SEGUNDO PROCEDIMIENTO  Se votan los glúcidos que no son azúcares reductores.  Se lavan los tubos de ensayo.  Se agrega 2 ml de sacarosa a un tubo de ensayo,10 gotas de HCl 2M, se calienta, se agregan 10 gotas de bicarbonato, ½ ml de reactivo de Fehling A, ½ ml de reactivo de Fehling B y se vuelve a calentar y se hacen las observaciones respectivas.  Se agrega 2 ml de almidón a un tubo de ensayo, 10 gotas de HCl 2M, se calienta, se agregan 10 gotas de bicarbonato, ½ ml de reactivo de Fehling A, ½ ml de reactivo de Fehling B, se calienta y se hacen las respectivas observaciones. TERCER PROCEDIMIENTO    

Se votan los anteriores glúcidos. Se agregan 2 ml de almidón y sacarosa a cada uno de los tubos de ensayo. Se agregan 6 gotas de lugol a cada tubo de ensayo. Se hacen las respectivas observaciones.

CUARTO PROCEDIMIENTO

Echar gotas de lugol a una muestra de plátano maduro y viche respectivamente y hacer observaciones. QUINTO PROCEDIMIENTO A través del polarímetro se analizan dos muestras de disoluciones y se determina su poder rotatorio. RESULTADOS 1. Reacción de Fehling: Al añadir ½ ml. de reactivo Fehling A y ½ ml de reactivo Fehling B a cada uno de los tubos de ensayos con su respectiva muestre y calentarlos en el mechero, se observaron lo siguientes cambios de color a partir de un color azul oscuro:

Glucosa

Maltosa

Lactosa

Sacarosa

Almidón

2. Ácido clorhídrico (HCl): Se seleccionaron almidón y sacarosa ya que no reaccionaron en el paso anterior y se le adicionaron 10 gotas de HCl a cada muestra para luego calentarlas y posteriormente agregarles 10 gotas de bicarbonato y ½ ml de reactivo Fehling A y B, y calentar. A partir de lo anterior se observó:

Imagen 1 sacarosa.

Imagen 2 (almidón)

3. Reacción del Lugol: Se seleccionaron dos muestras ,almidón y sacarosa; se agregó a cada una 6 gotas de lugol y se observó:

Imagen 3

4. Fruta verde y fruta madura: Se tomó un trozo de una fruta verde( plátano verde) y otro trozo de una fruta madura ( plátano maduro) y se añadieron seleccionada unas gotas de Lugol, se observo :

Imagen 4

5. Polarimetría: Se introdujo las diferentes muestras en el polarímetro de media sombra ECYT y se observaron los siguientes resultados:  Agua destilada con un ángulo de 0°  Agua azucarada con un ángulo de 30°

ANALISIS DE RESULTADOS 1. Reacción de Fehling: Se observó que de las cinco muestras de glúcidos , solo son azucares reductores la glucosa , la maltosa y la lactosa, los cuales reaccionaron con los reactivos de Fehling , al cambiar de color azul oscuro a naranja, al calentarlos. Del mismo modo, se observó que los glúcidos almidón y sacarosa no reaccionaron, es decir, no cambiaron el color azul oscuro al calentarlos y por ende no se consideran azucares reductores. 2. Ácido clorhídrico (HCl): Se observó que al realizar el proceso de hidrolización y calentar el polisacárido almidón, este no cambio su color, si no que por el contrario permaneció siendo azul oscuro, por tanto es considerado un azúcar no reductor; mientras que el glúcido sacarosa, si presento un cambio al pasar de azul oscuro a naranja , es decir, la sacarosa se hidroliza descomponiéndose en los dos monosacáridos que la forman (glucosa y fructosa).

3. Reacción del Lugol: Se observó que la muestra del almidón, tomo un color negro al tener contacto con el lugol y se establece entonces que es un polisacárido; mientras que la sacarosa se tornó de color amarillo y por ende no pertenece al grupo de los polisacáridos. El color negro del almidón se debe no a una reacción química, sino a la fijación del yodo en la superficie de la molécula del almidón. 4. Fruta verde y fruta madura: se observó que al agregar unas gotas de lugol (disolución de yodo y yoduro potásico) , al plátano maduro , este toma un color negro, mientras que el plátano verde no presenta un cambio de coloración significativo. Estos cambios se deben a que durante el desarrollo de la pulpa de un fruto, los nutrientes se depositan en forma de almidón que, durante el proceso de maduración, se transforma en azúcares simples (glucosa y fructosa). El avance del proceso de maduración lleva a la disminución de los niveles de almidón. Entonces al determinar la cantidad

de almidón en la pulpa de un fruto se realiza por medio de una solución de yodo (Lugol). El yodo toma un color azul-negro al entrar en contacto con el almidón. A partir de lo anterior, entonces, se concluye que en la fruta madura, una cantidad creciente de almidón se convierte en azúcares simples y la zona teñida de azul-negra es menos notoria. Mientras que en el plátano verde la maduración con solución de yodo mostro en general un anillo sin teñir.

5. Polarimetría: La magnitud de la rotación angular del plano de luz polarizada producida por soluciones de sustancias ópticamente activas depende de si la concentración de azucares se cristaliza o no, causando el efecto de la rotación de la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda, dependiendo de si es levógiro o dextrógiro. En esta práctica se tomó como referencia el agua destilada la cual es neutra y no tiene ningún efecto en la luz polarizada. BIBLIOGRAFÍA  Glúcidos. [consulta: 30 marzo de 2014]. Disponible en .  Guía de laboratorio suministrada por el profesor. Disponible en