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• Hans Corales Bellido

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Universidad Nacional del Santa Facultad de Ciencias Escuela Medicina Humana

Práctica de laboratorio N°04 Docente: Blga. Carmen Chimbor Mejía Materia: Biología Molecular y Celular Nombres: Barahona Baldeon Victor Kevin Mirez Saavedra Chimer Jhoel Villanueva de la Cruz Jean Pierre Grupo: 1

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RECONOCIMIENTO DE LÍPIDOS. PROPIEDADES

I. INTRODUCCIÓN Los lípidos son compuestos orgánicos que tienen una gran proporción de uniones de C-H y menos oxígeno que los carbohidratos. A los lípidos comúnmente se les conoce como grasas o aceites. Ellos son insolubles en agua porque sus moléculas son no polares, y por consiguiente, no son atraídas por las moléculas de agua. Las células utilizan lípidos para almacenar a largo plazo la energía, como aislantes y cubiertas protectoras. De hecho, los lípidos son los principales componentes de las membranas que rodean todas las células vivientes. El tipo más común de lípido, consiste en tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol. Ejemplo de una molécula de glicerol:

PROPIEDADES: 1. No se disuelven en agua, formando estructuras denominadas micelas. 2. Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como cloroformo, benceno, aguarrás o acetona. 3. Son menos densos que el agua, por lo que flotan sobre ella. 4. Son untosos al tacto.

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LOS ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos son moléculas formadas por cadenas de carbono que poseen un grupo carboxilo (COOH) como grupo funcional. El número de carbonos habitualmente es de número par. Los tipos de ácidos grasos más abundantes en la Naturaleza están formados por cadenas de 16 a 22 átomos de carbono. La parte que contiene el grupo carboxilo manifiesta carga negativa en contacto con el agua, por lo que presenta carácter ácido. El resto de la molécula no presenta polaridad (apolar) y es una estructura hidrófoba (repelente al agua). Como la cadena apolar es mucho más grande que la parte con carga (polar), la molécula no se disuelve en agua. Los ácidos grasos se clasifican en saturados e insaturados:



Saturados Los enlaces entre los carbonos son enlaces simples, con la misma distancia entre ellos (1,54 Å) y el mismo ángulo (110º). Esta circunstancia permite la unión entre varias moléculas mediante fuerzas de Van der Waals. Cuanto mayor sea la cadena (más carbonos), mayor es la posibilidad de formación de estas interacciones débiles. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos saturados suelen encontrarse en estado sólido.

Ejemplo: Ácido Palmítico: CH3-(CH2)14-COOH



Insaturados En ellos pueden aparecer enlaces dobles o triples entre los carbonos de la cadena. La distancia entre los carbonos no es la misma que la que hay en los demás enlaces de la molécula, ni tampoco los ángulos de enlace (123º para enlace doble, 110º para enlace simple). Esto origina que las moléculas tengan más problemas para formar uniones mediante fuerzas de Van der Waals entre ellas. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos insaturados suelen encontrarse en estado líquido.

Ejemplo:

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Ácido Palmitoleico: CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)7-COOH

Los ácidos grasos forman parte de otros compuestos lipídicos. Todos aquellos lípidos que tienen ácidos grasos en su estructura tienen la capacidad de realizar la reacción de saponificación, y por ello se llaman lípidos saponificables. Reacción de Saponificación Cuando un ácido graso se une a una base fuerte se forma un jabón, con parte polar, que se mezcla con el agua, y parte apolar, insoluble en agua.

ACIL-GLICÉRIDOS Los acil-glicéridos están formados por ácidos grasos, por lo que son lípidos saponificables. Son moléculas formadas por la unión de uno, dos o tres ácidos grasos, con una glicerina. La unión se da entre los grupos -OH de cada molécula. Se libera una molécula de agua. El enlace recibe el nombre de éster. Si la glicerina se une a un ácido graso, se forma un monoacilglicérido. Si se une a dos ácidos grasos se forma un diacilglicérido. Si se une a tres ácidos grasos se forma un triacilglicérido o, simplemente, triglicérido. Los ácidos grasos se clasifican atendiendo al estado que presentan a temperatura ambiente. Los sólidos se denominan sebos, y están formados por ácidos grasos saturados. Los líquidos se llaman aceites, y están formados por ácidos grasos insaturados y saturados.

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II. OBJETIVOS. II.1. II.2. II.3.

Demostrar ciertas propiedades de los lípidos, las cuales pueden servir para su identificación. Reconocer el efecto emulsionante de las sales billares sobre las grasas. Reconocer los ácidos grasas de una muestra de aceite vegetal por acción de álcalis.

III. MATERIALES. III.1.

Material biológico  

III.2.

Aceite vegetal Bilis

Material de laboratorio             

Tubos de ensayo. Pipetas graduadas: 1 ml en 1/100 y 5 ml. en 1/10 Gradillas. Baño María. Mechero. Vaso de precipitación con agua. Pinzas para tubo Agua destilada Cloroformo éter, bencina, acetona y alcohol NaOH al 20% Solución de detergente al 20% Hidróxido de sodio al 0.5% Solución alcohólica de fenolftaleína.

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IV.PROCEDIMIENTO IV.1.

PRINCIPALES REACCIONES Y PROPIEDADES A. SAPONIFICACIÓN Las grasas reaccionan en caliente con el hidróxido sódico o potásico descomponiéndose en los dos elementos que la forman: glicerina y las ácidos grasos, Estos se combinan con los iones sodio o potasio del hidróxido para dar jabones, que son en definitiva las sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos. La reacción es la siguiente: Procedimiento 1. Colocar en u tubo de ensayo 2 cc de aceite vegetal y 2cc de una solución de hidróxido sódico al 20%. 2. Agitar enérgicamente y colocar el tubo el baño María de 20 a 30 minutos. 3. Transcurrido este tiempo, se puede observar en el tubo tres capas: la inferior clara, que contiene la solución de sosa sobrante junto con la glicerina formada; la superior amarilla de aceite no utilizado, y la intermedia,, de aspecto grumoso, que es el jabón formado. Nota: Cuando ya se ha visto como se forma el jabón, se puede ir echando en un vaso de precipitado el contenido de los tubos de ensayo, se remueve bien y se deja calentar hasta que se haga un buen trozo de jabón.

B. SOLUBILIDAD Las grasas son insolubles en agua. Cuando se agitan fuertemente en ella se dividen en pequeñísimas gotitas formando una “emulsión” de aspecto lechoso, que es transitoria, pues desaparece en reposo, por 6

reagrupación de las gotitas de grasa en una capa que por su menor densidad se sitúa sobre la de agua. Por el contrario, las grasas son solubles en los llamados disolventes orgánicos como el éter, benceno, xilol, cloroformo, etc.

Procedimiento 1. Tomar dos tubos de ensayo y poner en cada uno de ellos 2-3 cc de agua y en el otro 2-3 cc de éter u otro disolvente orgánico. 2. Añadir a cada tubo 1 c de aceite y agitar fuertemente. Observar la formación de gotitas o micelas y dejar en reposo. Se verá como el aceite se ha disuelto en el éter y en cambio no lo hace en el agua, y el aceite subirá debido a su menor densidad.

C. EMULSIÓN PERSISTENTE COMPONENTES Aceite Agua destilada Sol. de detergente 20% Bilis Agitar fuertemente y observar

IV.2.

I 1.0 ml. 5.0 ml. 0.5 ml. -

II 1.0 ml. 5.0 ml. 0.5 ml.

DETERMINACIÓN DE CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LOS LÍPIDOS: Investigación de Ácidos Grasos Libres Procedimiento 1. Colocar en dos tubos de ensayo (I y II) 5 ml de agua destilada en cada uno. 2. Al tubo N° 1, agregar 1 ml. de aceite y agitarlo fuertemente con el fin de emulsionarlo. 3. Añadir 8 cada uno de los tubos, 2 gotas de solución alcohólica de fenolftaleína. 4. Agregar a ambos tubos, 3 gotas de KOH a 0.5%. 7

5. Observar que en cada tubo aparece una coloración rojiza (por efecto del reactivo indicador fenolftaleína en presencia de una base). 6. Agitar fuertemente los dos tubos, hasta observar qua en el .tubo 1, el color rojizo desaparece, por saponificaron del aceite. 7. Esquematizar.

V.- RESULTADOS: A.- SAPONIFICACION Después de realizar todo el procedimiento antes mencionado, se apreció la formación de tres capas, la superior un poco amarillenta que es el residuo del aceite no utilizado en la reacción, en la parte media una formación de grumos que viene a ser el jabón y en la parte inferior una capa clara que vendría a ser el sobrante de sosa junto con la glicerina formada. Demostrando así la propiedad de saponificación de los lípidos. B.- SOLUBILIDAD. TUBO I

TUBO II

I.- Se observó solo la separación del agua con el aceite, este último en la parte superior debido a su menor densidad, demostrándose así que los lípidos son insolubles en agua.

II.- Se observó la formación de gotas o micelas, luego se vio como el aceite se disolvió en el benceno y paso a formar una solo mescla, esto nos indicaría la 8

solubilidad de los lípidos en sustancias orgánicas, dando un resultado positivo de acuerdo a lo que se quería demostrar.

C.- EMULSION PERSISTENTE. A. BILIS

B. ACEITE A.- Se logró observar una emulsión menos persistente, pero también indica que los componentes de la bilis también separan al agua de las grasas mediante esta propiedad.

B.-Se logró observar una emulsión más persistente, demostrando así que el detergente separa el aceite del agua mediante la emulsión.

D.- DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS QUIMICAS DE LOS LIPIDOS: INVESTIGACION DE ACIDOS GRASOS. TUBO I

TUBO II

I.- Se logró apreciar la formación de grumos o micelas debido a la saponificación del aceite más la base, también se empezó a decolorar poco a poco debido a la ausencia de la base, porque la fenolftaleína es solo indicador de 9

base. II.- No se apreció ningún tipo de reacción solo la coloración debido al reactivo, indicando así la presencia de la base.

Vl.- DISCUSION: En el primer experimento comprobamos la saponificacion de los lipidos: ¿Pero que es la saponificacion? Quezada (2007) menciona que: “La saponificacion es la formacion de jabon por medio de la hidrolisis alcalina de una grasa. En la saponificacion, los acidos grasos se separan de la molecula a la estan estearificados (sea esta un glicerol o una esfingosina) y se forman sus sales respectivas , según se muestra en la siguiente reaccion

Las sales de los ácidos grasos pueden ser de sodio o de potasio, dependiendo de si el álcali utilizando fue el KOH O NAOH y se caracterizan una parte polar y no polar. 10

Cualquier lípido que contenga en su molécula por lo menos un ácido graso, como los glicerofosfolipidos, esfingolipidos, ceras y triglicéridos, puede saponificarse. Los jabones al ser moléculas antipáticas, poseen una acción emulsificante; en ella genera su acción limpiadora.”(p.62) Aquí otra grafica de la reacción:

En el segundo experimento se comprobó la solubilidad de los lípidos: Karp (2012) afirma que: “Los lípidos son un grupo diverso de moléculas biológicas no polares cuyas propiedades comunes son su capacidad para disolverse en solventes orgánicos, como cloroformo y benceno y su incapacidad para disolverse en agua, una propiedad que explica muchas de sus funciones biológicas diversas. Los lípidos importantes en la función celular incluyen grasas, esteroides y fosfolípidos.” (p.46) En el tercer experimento se trató la emulsión de las grasas: ¿Pero que es una emulsión? Se define normalmente una emulsión como un sistema de dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales se dispersa en el otro en forma de pequeñas gotitas. (Bailey, 1984)

En los animales existe un factor de gran importancia en el aprovechamiento de los lipidos.Dado que son insolubles en el agua, se requiere reducirlas al menos al estado de emulsion o emulsificarlas ( osea reducir las particulas grandes a particulas pequeñas en el seno acuoso del contenido intestinal).La emulsificacion 11

de las grasas se logra a traves de los movimientos intestinales a traves de las sales biliares (Peña, Arroyo, Gómez, Tapia, Gómez. 2004) En el cuarto experimento se utilizo las caracteristicas quimicas de los lipidos usando la fenolftaleina para investigar los acidos grasos libres: ¿Pero que es la fenolftaleina? La fenolftaleina es un colorante organico sintetico apliamente utilizado como indicador acido-base en el laboratorio de quimica debido al notorio cambio de color , de incoloro a rosa, que experimenta al reaccionar con los iones hidroxilo(OH) entre PH=8 Y PH=10.(Martines,Narros,Garcia-Soto,Pozas, Diaz.2006) ¿y Que es un acido libre? Los acidos grasos libres son los acidos de una grasa o aceite que no estan unidos quimicamente a otros acidos grasos y glicerol en forma de trigliceridos.La mayoria de acidos grasos libres se extraen del aceite durante el procedo del proceso de refinamiento , puesto que favorecen la ranciedad del jabon (Cavitch.2003) VIl.- CONCLUSION: Se pudo concluir de la experiencia que los lípidos producen reacciones tales como:   

Se demostró la propiedad de saponificación y solubilidad de los lípidos (aceite vegetal). Se demostró el poder emulsificante de las sales biliares sobre las grasas. Se reconoció la acción de una base como el hidróxido de potasio sobre el aceite realizando un proceso de saponificación.

VIII.- CUESTIONARIO. 1.- ¿Por qué los lípidos son insolubles en agua y solubles en compuestos orgánicos? El agua está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno a su alrededor, unidos entre sí por un enlace de hidrógeno. El núcleo de oxígeno es más grande que el del hidrógeno, presentando mayor electronegatividad. Como los electrones tienen mayor carga negativa, la transacción de un átomo de oxígeno tiene una carga suficiente como para atraer a los de hidrógeno con carga opuesta, uniéndose así el hidrógeno. el agua en una estructura molecular polar. 12

Por otra parte, los lípidos son largas cadenas de hidrocarburos y pueden tomar ambas formas: cadenas alifáticas saturadas (un enlace simple entre diferentes enlaces de carbono) o insaturadas (unidos por enlaces dobles o triples). Esta estructura molecular es no polar. Los enlaces polares son más energéticamente estables y viables, por eso es que las moléculas de agua muestran una clara afinidad por compuestos con estas mismas características. Pero por el contrario, las cadenas de hidrocarburos no son capaces de establecer un grado sustancial de afinidad con las moléculas de agua y entonces no se mezclan. Los lípidos son insolubles en agua porque no hay adhesión entre las moléculas de agua y la sustancia lipídica. Es decir, los lípidos son insolubles en agua porque sus moléculas son apolares sin carga eléctrica, entonces estas no son atraídas por las moléculas del agua. Por esta razón son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos 2.- ¿Qué importancia tienen los ácidos grasas para el organismo? La importancia que tienen los ácidos grasos en nuestro organismo es fundamental debido a que: Actúan como combustible energético. Son moléculas muy reducidas que, al oxidarse totalmente, liberan mucha energía Funcionan como reserva energética. Acumulan mucha energía en poco peso. Comparada con los glúcidos, su combustión produce más del doble de energía. Los animales utilizan los lípidos como reserva energética para poder desplazarse mejor. Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de zonas frías presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo. Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y, por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo rozamiento. Actúan formando componentes estructurales de la célula; por ejemplo: las bicapas de los fosfolípidos en la membrana Son electro aislantes permitiendo la propagación del impulso nervioso

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Son reguladores de la actividad humana por ejemplo hormonas y esteroides. . El incremento de la oxidación es una característica del ayuno prolongado y de la diabetes mellitus. Lo cual da lugar a la producción de cuerpos cetónicos. . La producción excesiva de los ácidos grasos durante periodos largos, como en el caso de diabetes produce cetocidosis . La ingesta de ácidos grasos saturados está relacionada con enfermedades cardiovasculares tales como la arterioesclerosis (alteración del endotelio vascular de acumulación de lípidos en la pared arterial)

3.- La reacción de saponificación ¿se lleva a cabo en el organismo humano? Fundamente su respuesta Si se lleva a cabo; En el organismo la saponificación se produce a merced de las lipasas segregadas por el páncreas, dentro del intestino delgado y que desencadena la descomposición de las grasas en ácidos grasos en gran variedad de seres vivos. Cuya

función principal es catalizar la hidrólisis de triacilglicerol a glicerol.

Esta enzima en humanos se encuentra en la leche materna y, según estudios bioquímicos, es idéntica a la enzima colesterol esterasa (o lipasa pancreática no específica), por lo que se supone que el origen es pancreático y llega a las glándulas mamarias a través de la circulación sanguínea. La función principal de esta lipasa gástrica es ayudar a la absorción de grasas. La acción de la lipasa pancreática es favorecer la hidrólisis de los lípidos; su carencia resulta en la no digestión de las grasas. La lipasa (Triacil Glicerol Acil Hidrogenasa). Se llamaba antiguamente esteapsina, contiene diversas fracciones proteicas de muy diversos pesos moleculares, que van desde 39,000 hasta 200,000, todas ellas con actividad lipolítica. Estas esterasas hidrólisis substratos emulsificados, y no ataca a substratos en verdadera solución. Se cree que esto se debe a que la enzima se absorbe a su substrato emulsificado, y la velocidad inicial de reacción está en función del número de moléculas de enzimas absorbidas en la metafase. La pancreática es una mezcla de enzimas pancreáticas; es un extracto de páncreas con fuerte actividad lipolítica.

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4.- ¿Cuál es la composición química de la billis y que función cumple en todo organismo ? Composición de la bilis. Se compone principalmente de agua, ácidos biliares, sales biliares LA SECRECION BILIAR (0.5-1 L/d) (mmol)

COMPONENTE CONCENTRACION

Electrolitos Na+

140-165

K+

3-7

Cl -

80-120

HCO3 -

10-55

Ca 2+

2.5-6.5

Mg 2+

1.5-3.0

Aniones Orgánicos Acidos Biliares

3-45

Bilirrubina

1-2

Lípidos Lecitina

140-800 mg7dl

Colesterol

100-320 mg/dl

Proteínas

1-20 mg/ml

Péptidos y Aminas Glutatión

3-5

Glutamato

1-2.5

Aspartato

0.4-1

Glicina

0.5-2.5

La función de la bilis es:

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Digestiva y excretoras Digestivas: las sales biliares junto con los fosfolípidos son moléculas anfipáticas que facilitan la emulsión de ácidos grasos de cadena larga y los mono y diacilglicéridos resultantes de la acción de lipasas intestinales, formando micelas La ausencia de sales biliares blanquecinas y con esteatorrea)

impide la absorción de las grasas (heces

Excretoras: por la bilis se elimina muchos compuestos resultantes del catabolismo de los xenobióticos.

5.- Según la práctica ¿Cuáles el papel de la fenolftaleína? Según lo experimentado en la práctica La fenolftaleína, cumplió una función de indicador ácido-base lo cual sirvió para determinar el punto de equivalencia en una valoración, en el cual la disolución pasa de ser incolora a tomar un color rosa-rojo (al valorar un ácido). Ahora bien, al agregar la base en exceso (KOH), se observa que el color rosa de la fenolftaleína desaparece al transcurrir cierto tiempo. IX.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:       

Quezada, S. 2007 .Manual de experimentos de laboratorio para Bioquímica. Costa Rica : Editorial Universidad Estatal a Distancia San José Bailey, A.1984. Aceites y Grasas Industriales .Barcelona: Editorial Reverté Peña, Arroyo, Gómez, Tapia, Gómez. 2004. Bioquímica .México: Editorial Limusa. Kolhman.Rohm.2004.Bioquimica.Alemania: Editorial Medica Panamericana. Karp.2012. Biología Celular y Molecular. México. McGraw-Hill Interamericana Editores. Martines.Narros.Garcia-Soto.Pozas.Diaz.2006.Experimentacion en Quimica General.España. Editorial Paraninfo. Susan Cavitch.2003.Guia practica para formar jabon.Barcelona.Editorial Paidotribo.

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