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RECONOCIMIENTO DE BIOMOLECULAS AVENDAÑO AVENDAÑO, Silvia Fernanda; BLANCO RODRIGUEZ, Jessica; ROJAS ALVARADO, Silvia Juliana Unidades Tecnológicas de Santander. Laboratorio de Biología. Grupo A136. Tecnología en Recursos Ambientales. Bucaramanga Colombia e-mail: [email protected] 02 abril 2019 RESUMEN En el presente laboratorio se realizó la identificación cualitativa de carbohidratos, lípidos y proteínas en leche entera y almendras. Mediante pruebas químicas de tipo cualitativo. Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos y están formadas por los bioelementos como: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Las biomoléculas son indispensables para el nacimiento, crecimiento y funcionamiento de las células, tejidos, órganos y aparatos del cuerpo, y su carencia o desbalance de estos nutrientes, provoca el deterioro de la salud y aparición de muchas enfermedades en el cuerpo humano. Podemos destacar como objetivo la identificación de la presencia de compuestos orgánicos como (lípidos proteínas y carbohidratos) en diferentes sustancias alimenticias. Se utilizó métodos de identificación que son exclusivos para biomoleculas como prueba de Benedict utilizada para identificar azucares reductores, prueba de Lugol utilizada para identificar almidones, prueba de Biuret utilizada para identificar proteínas y prueba de Sudam III utilizada para identificar lípidos. Y de esta manera pudimos identificar la presencia o ausencia de las muestras de los alimentos utilizados Las biomoleculas orgánicas como las proteínas, lípidos, carbohidratos, están involucradas prácticamente en todos los procesos y propiedades fisicoquímicas de los seres vivos pertenecientes a los diferentes niveles de organización biológica. Palabras claves: carbohidratos, lípidos, proteínas, biomoleculas, carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno, fosforo, azufre, células, tejidos, órganos, Benedict, Lugol, Biuret, Sudam III. ABSTRACT In the present laboratory the qualitative identification of carbohydrates, lipids and proteins in whole milk and almonds was carried out. Through chemical tests of qualitative type. Biomolecules are the constituent molecules of living beings and are formed by the bioelements such as: carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus and sulfur. Biomolecules are essential for the birth, growth and functioning of the cells, tissues, organs and devices of the body, and their lack or imbalance of these nutrients, causes the deterioration of health and appearance of many diseases in the human body. We can highlight the objective of identifying the presence of organic compounds such as (lipids proteins and carbohydrates) in different food substances. We used

identification methods that are unique to biomolecules such as Benedict test used to identify reducing sugars, Lugol test used to identify starches, Biuret test used to identify proteins and Sudam III test used to identify lipids. And in this way we were able to identify the presence or absence of the samples of the food used Organic biomolecules such as proteins, lipids, carbohydrates, are involved in practically all processes and physicochemical properties of living beings belonging to different levels of biological organization . Key words: carbohydrates, lipids, proteins, biomolecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, sulfur, cells, tissues, organs, Benedict, Lugol, Biuret, Sudam III. INTRODUCCION

Todos los organismos vivos están constituidos por compuestos químicos de tamaño y masa muy variables denominadas biomoléculas. Estas sustancias se clasifican en inorgánicas y orgánicas, siendo el agua la sustancia inorgánica más importante para la vida, pues la inmensa mayoría de las reacciones bioquímicas se desarrollan en medio acuoso. Una pequeña fracción en masa corresponde a gases, sales, ácidos y a los iones. Las biomoléculas orgánicas como las proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos, están involucradas prácticamente en todos los procesos y propiedades fisicoquímicas de los seres vivos pertenecientes a los diferentes niveles de organización biológica. Proteínas Son macromoléculas de elevado peso molecular, caracterizadas por su gran variabilidad estructural y enorme diversidad de funciones biológicas, sin embargo, tienen en común el ser polímeros de α- L –aminoácidos codificados genéticamente y ordenados en secuencias lineales unidas entre sí por enlaces peptídicos. La variedad estructural se debe a las múltiples ordenaciones o secuencias que pueden adoptar los veinte aminoácidos de los cuales están constituidas y que naturalmente se repiten muchas veces dentro de sus estructuras moleculares espaciales. Las proteínas de cada ser vivo, independientemente del dominio biológico al que pertenecen, son específicas, a punto de que una célula típica posee aproximadamente unas tres mil de ellas diferentes. Se ha establecido que las proteínas que desempeñan la misma función presentan ligeras variaciones estructurales (secuencia de aminoácidos) en las distintas especies. La organización espacial de una proteína se expresa en cuatro niveles, que se denominan la estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Carbohidratos

Son la fuente primaria de energía para los seres vivos, constituidas fundamentalmente por los grupos funcionales hidroxilo y carbonilo. De acuerdo con la naturaleza química, los azúcares más simples, de acuerdo al número de monómeros que los conforman, son los monosacáridos como la glucosa, ribosa y fructosa. De la misma forma, de las combinaciones de dos a diez monosacáridos se forman oligosacáridos como la sacarosa, maltosa, lactosa, entre otros. Los polisacáridos tienen más de diez monosacáridos y pueden ser lineales o ramificados como la celulosa, almidón y el glucógeno. La celulosa es un polímero lineal cuya función es estructural, es el más abundante en las paredes de las células vegetales. El almidón es la molécula de almacenamiento de glucosa (energía) en las plantas y en los animales es el glucógeno. Estos compuestos son polímeros de glucosa que forman cadenas lineales y ramificadas, en el almidón la cadena lineal o amilasa consta de aproximadamente 200 unidades de glucosa unidas por enlaces glucosúricos α1,4 y la ramificada o amilo pectina resulta de la unión de glucosas por enlaces α-1,4 y α-1,6. La estructura del glucógeno es similar a la del almidón, pero con mayor cantidad de moléculas de glucosa y más ramificado. La celulosa es un polímero lineal con enlaces β-1,4. Lípidos Son biomoléculas orgánicas de naturaleza química diferente, a las mencionadas anteriormente se caracterizan por ser hidrofóbicos, es decir, insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos como el cloroformo, benceno, alcohol, acetona, y otros. Esto último debido a su estructura donde sobresalen los ácidos grasos de cadena larga (saturados o insaturados) y el glicerol. Las grasas insaturadas son líquidas (aceites) y se encuentran abundantemente en los vegetales, mientras que las saturadas (mantecas) son sólidas y están presentes en los tejidos animales. Son fuente de energía, hacen parte de la membrana celular como responsables de la permeabilidad selectiva; algunos lípidos complejos regulan funciones celulares y otros actúan como moléculas de señales químicas. Los lípidos más importantes son las grasas. Reconocimiento de biomoléculas La identificación de las proteínas se hace con el reactivo de Biuret que contiene cobre en solución alcalina, el cobre forma un complejo con los enlaces peptídicos de péptidos y proteínas, de color rosado en los primeros y purpura (morado) en las últimas. Para reconocimiento de cualquier carbohidrato, oligosacárido, polisacárido o monosacárido se usa la prueba de Molisch, los dos primeros previamente se hidrolizan con ácido sulfúrico concentrado hasta monosacáridos , los cuáles se convierten en derivados del furfural o 5-hidroximetil furfural, que reaccionan con α-naftol formando un producto observable como un anillo de color rosado, violeta o morado.

En cuanto a los lípidos que contienen ácidos grasos en su estructura hay una reacción particular para reconocerlos, la de saponificación, durante esta los compuestos se hidrolizan en un medio básico y se obtienen las sales de los ácidos grasos, es decir jabones, detectables por agitación. Otros lípidos fundamentales son saponificables y tienen como núcleo estructural el ciclo pentanoperhidrofenantreno que se identifica con la prueba de Lieberman-Burchard en esta a una solución en cloroformo se le adiciona anhídrido acético y ácido sulfúrico, observando una reacción coloreada que inicia rojo y progresa a verde-azul. Inicialmente los esteroides como el colesterol se convierte a derivados sulfato y acetato que lentamente se someten a sulfatación en diferentes posiciones, para luego eliminar los grupos SO3H, produciendo instauraciones en forma repetitiva y finalmente pálienos y esteroides aromáticos. (Díaz Canales, R. 1967) (Gonzales, M.P, 2003) (Brown, Theodore, 2009)

MATERIAL Y METODOLOGIA

Material biológico  

Leche entera Almendras

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

1 gradilla 10 tubos de ensayo 1 mortero 2 pipetas plásticas 1 pinza para tubo 1 triangulo 1 aro 1 soporte 1 mechero 1 capsula de porcelana

Reactivos  

Agua destilada (H2O d) Ácido nítrico concentrado (HNO3) 2

     

Sulfato de cobre ( CuSO4) 2% Hidróxido de sodio (NaOH) 10% Reactivo de Benedict Reactivo de Biuret Reactivo de Lugol Sudam III

METODOLOGIA Se rotulo de 1 a 5 los tubos de ensayo y analizar la presencia de biomoleculas del material biológico (leche entera, almendras) Se macero en el motero 2,0 g de la muestra de almendras con 5.0 ml de agua destilada hasta obtener un caldo acuoso

1. Tomar 1,0 ml del caldo acuoso y adicionarlo dentro del tubo previamente rotulado. Adicionar 1,0 ml de H2Od para identificar presencia de carbohidratos Adicionar 10 gotas del reactivo de Benedict. Agitar y calentar durante 5 min en baño maría Anotar los cambios de coloración ocurridos en la solución, ya que esto indicara si la prueba fue positiva o negativa 2. Tomar 1,0 ml del caldo acuoso y adicionarlo dentro del tubo previamente rotulado. Adicionar 1,0 ml de H2Od. Para identificar la presencia de almidón Adicionar una (1) gota del reactivo de Lugol. Agitar y anotar los cambios de coloración ocurridos en la solución, ya que esto indicara si la prueba fue positiva o negativa. 3. Tomar 1,0 ml del caldo acuoso y adicionarlo dentro del tubo previamente rotulado. Adicionar 1,0 ml de H2Od. Para identificar la presencia de proteínas solubles Adicionar 1,0 ml de NaOH 10% y agitar bien Adicionar paulatinamente 5 gotas del reactivo de Biuret. Agitar y anotar los cambios de coloración ocurridos en la solución, ya que esto indicara si la prueba fue positiva o negativa. 4. Tomar 1,0 ml del caldo acuoso y adicionarlo dentro del tubo previamente rotulado. Adicionar 1,0 ml de H2Od. Para identificar la presencia de proteínas solubles Adicionar 1,0 ml de HNO3 concentrado

Agitar y anotar los cambios de coloración ocurridos en la solución, ya que esto indicara si la prueba fue positiva o negativa. 5. Tomar 1,0 ml del caldo acuoso y adicionarlo dentro del tubo previamente rotulado. Adicionar 1,0 ml de H2Od. Para identificar la presencia de lípidos Adicionar 5 gotas del reactivo de Sudam III. Agitar y anotar los cambios de coloración ocurridos en la solución, ya que esto indicara si la prueba fue positiva o negativa.

RESULTADOS Y DISCUSION

Figura 1. Almendra macerada en el mortero

Figura 2. Tubos de ensayo para adicionar las muestras

Figura 3. Caldo acuoso de almendras adicionado con el reactivo de Benedict

Figura 4. Caldo acuoso de almendras adicionado con el reactivo de Benedict en baño de maría

Figura 5. Caldo acuoso de almendras adicionado con el reactivo de Lugol

Figura 6. Caldo acuoso de almendras adicionado con el reactivo de Biuret

Figura 7. Muestras del caldo acuoso de las almendras después de adicionar los reactivos

Figura 8. Muestra de la leche entera después de adicionar el reactivo de Benedict

Figura 9. Muestra de la leche entera después de adicionar el reactivo de Lugol

Figura 10. Muestra de la leche entera después de adicionar el reactivo de Biuret

Figura 11. Muestra de la leche entera después de adicionar el reactivo de HNO3 concentrado

Figura 12.Muestra de la leche entera después de adicionar el reactivo de sudam III

Figura 13. Muestras de la leche entera después de adicionar los reactivos

PRUEBA /MUESTRA

BENEDICT 1

LUGOL 2

BIURET 3

SUDAN III 5

COLOR (+) (-) violeta (+)

HNO3 CONCENTR ADO 4 COLOR (+) (-) blanco (+)

ALMENDR AS LECHE ENTERA

COLOR (+) (-) rojo ladrillo(+) rojo ladrillo(+)

COLOR (+) (-) blanco (-) blanco (-)

violeta (+)

blanco (+)

rosado (+)

COLOR (+) (-) rosado (+)

Tabla 1. Determinación de la presencia (+) o ausencia (-) de carbohidratos, lípidos y proteínas en muestras de alimentos (almendras, leche entera)

JUGO DE CAJA HIT

Figura 14. Peso en la balanza analítica la capsula de porcelana vacía.

Figura 15. Peso en la balanza analítica con 2 ml de jugo Hit

Figura 16. Muestra de jugo hit a fuego

Figura 17. Residuo de la muestra de jugo hit pesándolo en la balanza analítica

2 ml de Jugo Hit % azúcar Vacío M1= 48,185 Lleno M2=51,337 Residuo M3= 48,392 M2-M1 51,337-48,185= 3,152 M3 48,392 - 48,185= 0,207 g

100%

3,152

100%

0,207

X

X= 0,207* 100% = 0,207 3,152

0,065 % Azúcar = 0,065% Azúcar

3,152

DISCUSION Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos y están formadas por los bioelementos como: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Las biomoléculas son indispensables para el nacimiento, crecimiento y funcionamiento de las células, tejidos, órganos y aparatos del cuerpo, y su carencia o desbalance de estos nutrientes, provoca el deterioro de la salud y aparición de muchas enfermedades en el cuerpo humano. Químicamente un carbohidrato es diferente de un lípido y de una proteína. Cada una de estas biomoléculas tiene sus propiedades distintivas que permiten diferenciar a una de otra. Por ejemplo, los carbohidratos tienen muchos grupos hidroxilo y carbonilo, las lípidos son altamente hidrofóbicos y las proteínas tienen en su constitución enlaces peptídicos que están ausentes en las otras clases de biomoléculas

CONCLUSIONES Todos los organismos vivos realizan actividades físicas como trabajar, estudiar correr etc. Las cuales están asociadas a funciones químicas en su organismo. La suficiente energía y sustancias necesarias para realizar dichas actividades son sintetizadas en algunos casos por el cuerpo y en otros casos es adquirida por medio de alimentos. Estos compuestos químicos se denominan biomoleculas orgánicas e inorgánicas las cuales están presentes en los seres vivos para llevar a cabo procesos importantes como la conservación y producción de energía, construcción y mantenimiento de tejidos, protección y sostenimiento de los órganos y el metabolismo del organismo Las biomoleculas orgánicas como las proteínas, lípidos, carbohidratos, están involucradas prácticamente en todos los procesos y propiedades fisicoquímicas de los seres vivos pertenecientes a los diferentes niveles de organización biológica.

Los carbohidratos, compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, solubles en agua. Son la fuente más importante de suministro de energía en los seres vivos, se dividen en monosacáridos (azúcares simples

20 monosacáridos forman oligosacáridos, de igual manera la unión de numerosos monosacáridos constituyen los polisacáridos. Los Lípidos, compuestos por carbono e hidrógeno, y en menor medida por oxígeno, insolubles en agua, una de sus principales características. Su principal función es almacenar energía en los seres vivos, dentro de este grupo se encuentran los triglicéridos (grasas), fosfolípidos y esteroides.

Las Proteínas, constituidas por cadenas lineales de aminoácidos (formadas por un grupo (-NH2) y uno (-COOH)), son el tipo de biomoléculas más diversa que existe. Sus funciones son específicas en cada organismo vivo y varían de acuerdo al tipo de estructura que posean, por lo cual existe un gran número de proteínas dentro de una célula. REFERENCIAS Díaz Canales, R. (1967). Prácticas de laboratorio de biología. México: Compañía editorial continental recuperada de https://archivos.csif.es/archivos/andalucia/ensenanza/revistas/csicsif/revista/pdf/Numer o_21/ALMUDENA_MORENO_2.pdf Gonzales, M.P (2003). Prácticas de laboratorio y de aula. Madrid: Marcea recuperada de https://www.experimentosfaciles.com/reconocimiento-de-las-biomoleculas-en-losalimentos/ Brown, Theodore (2009) Química, la ciencia central. 11era edición. Pearson educación de México S.A. recuperada de http://www.unl.edu.ar/ingreso/cursos/medicina/wpcontent/uploads/sites/8/2017/10/Quimica_09.pdf