sábado, 2 de mayo de 2015

Experimento 10 y 11 (Azucares Simples y Enzimas en la Saliva)

Experimento 10 - Azucares Simples: Fuentes de Energía

Información Bibliográfica:
Los carbohidratos se dividen en simples y complejos. Los simples son azúcares con tendencia a tener sabor dulce, formar cristales y disolverse en agua. Se denominan también sacáridos y se encuentran en forma natural en frutas, algunas verduras y miel. Hay dos tipos de sacáridos: monosacáridos y disacáridos. Ejemplos de los primeros son: la glucosa (azúcar de la sangre), la galactosa (un componente del azúcar de la leche) y la fructuosa (azúcar de las frutas), que están hechas de una sola molécula (monosacárido = un azúcar).

Los monosacáridos más comunes tienen cinco o seis átomos de carbono. Tienen un grupo carbonilo en un carbono y grupos hidroxilos en la mayoría de los otros carbonos. La presencia de un grupo carbonilo hace que estos compuestos sean aldehídos o cetonas dependiendo de su localización. La glucosa es un azúcar de seis carbonos que tiene la estructura de un aldehído. La fructuosa (principal carbohidrato en la mayoría de las frutas) es un monosacárido de seis carbonos con una estructura de cetona. Los monosacáridos se clasifican de acuerdo con el grupo funcional que posean: los que tienen un grupo aldehído se llaman aldosas y los que tienen un grupo cetona se denominan cetosas.

En química, la reacción o prueba de Benedict identifica azúcares reductores (aquellos que tienen su OH libre del C anomérico), como la lactosa, la glucosa, la maltosa, y celobiosa. En soluciones alcalinas, pueden reducir el Cu2+ que tiene color azul a Cu+, que precipita de la solución alcalina como Cu2O de color rojo-naranja.

Objetivo:
Identificar los azucares simples dentro de los alimentos

Hipótesis:
Al exponer algunas sustancias con un indicador (Solución Benedict) estas reaccionaran, de lo cual conforme estas se van calentando en un baño maría su reacción sera mas visible para la identificación de azucares primarios.

Materiales: 
  • Vaso de precipitado de 200ml
  • Parrilla de calentamiento
  • Probeta de 10 ml
  • Perlas de ebullición
  • Solución de glucosa al 10 %
  • 4 tubos de ensaye
  • Pinzas para tubo de ensayo
  • Solución Benedict
  • Agitador de vidrio
  • Solución de almidón 10%
  • Solución de miel 10%
  • Solución de gelatina 10%
NOTA: Para preparar la disolución de 10 % de "x" sustancia, lo que se tiene que hacer es agregar 9 ml de agua a 1 gramo de "x" sustancia (90% agua - 10% "x" sustancia), esto es una relación a lo que se pide en solución.

Procedimiento:
1. Llena con agua en el vaso de precipitado "130 ml" aproximadamente. Calienta el agua sobre la parrilla. A un tubo de ensaye agrega 5 ml de solución de glucosa al 10% y 3 ml de solución de Benedict, y agita la mezcla. Ahora agrega una perla de ebullición. Con las pinzas coloca el tubo de ensayo en baño maría (dentro del agua del vaso y calienta durante 5 minutos. Registra el cambio de color de azul a amarillo o naranja como prueba positiva de la presencia de un azúcar simple (testigo).


Solución Benedict 3 ml

Calentando el Agua



Solución de Glucosa con solución Benedict
(Con Perla de Ebullición)




Perlas de Ebullición














Solución de glucosa y Benedict en baño maría
"Resultado (Glucosa) - Sustancia testigo"






















2. Repite el procedimiento utilizando muestras de alimentos, como la solución de almidón al 10%, una suspensión de gelatina al 10%, o unas cuantas gotas de miel en suspensión en agua.


Solución de Gelatina y Benedict en baño maría
(Con Perla de Ebullición) - Reacción en proceso
"Resultado (Gelatina)"
No hubo reacción























Solución de Miel y Benedict en baño maría
(Con Perla de Ebullición) - Reacción en proceso
"Resultado (Miel)"
Hubo reacción






















Solución de Almidon y Benedict en baño maría
(Con Perla de Ebullición) - Reacción en proceso
"Resultado (Almidón)"Hubo reacción



Observaciones:


Sustancia
Coloración con la solución de Benedict
Disolución de glucosa al 10% (testigo)
ROJO - NARANJA
Disolución de almidón al 10%
AMARILLO - CAFÉ
Disolución de miel al 10%
CAFÉ - NARANJA
Suspensión de gelatina al 10%
VERDE


Análisis:
Cada sustancia tuvo una reacción distinta en cierto modo cuando se le agregaba la porción de la solución benedict y estar expuesto con un baño maría con ayuda de una perla de ebullición. Los colores que tornaron estos fueron algo densos a excepción de la gelatina; los colores que se obtuvieron simplemente con la solución de "x" sustancia (Glucosa, Almidón, Miel, Gelatina) fueron muy diferentes cuando se pusieron en el baño maría durante 5 minutos, apartando a la solución de la gelatina, ya que en esta no hubo un cambio alguno. 

La reacción testigo o guía (Glucosa) que se uso para saber como identificar la presencia de azucares simples era que el cambio de color debería de ser amarillo o naranja de lo cual al hacer los procedimientos para que dar resultado esta reacción resulto dicho color. 

Los colores resultantes que se dieron a partir de la simple mezcla entre la solución de "x" sustancia (Glucosa, Almidón, Miel, Gelatina) con la solución de Benedict fueron estas; Glucosa: Azul, Almidón: Azul cremoso, Miel: Color cerveza, Gelatina: Verde.

Al someter las soluciones antes dichas por 5 minutos en baño maría su cambio de color fue muy visible durante y despues del proceso de reacción, los colores que se obtuvieron despues de la reacción fueron estos: Glucosa: Rojo - Naranja, Almidón: Amarillo - Café, Miel: Café - Naranja, Gelatina: Verde, al parecer con todas las sustancias que se trabajaron para identificar a los azucares simples fue un éxito ya que hubo una reacción de coloración buena cumpliendo con los requisitos de la reacción testigo a pesar que eran mínimas a excepción como ya antes se había dicho de la gelatina, dándonos a saber que la gelatina no tiene azucares simples sino que tiene azucares complejos (Formados por mas de un monosacárido, iguales o diferentes. Los más presentes en la naturaleza son los siguientes:Maltosa, Lactosa, Sacarosa, Isomaltosa,Trehalosa, Maltotriosa, Rafinosa).

Hay que recordar que  la reacción o prueba de Benedict identifica azúcares reductores (aquellos que tienen su OH libre del C anomérico), como la lactosa, la glucosa, la maltosa, y celobiosa. En soluciones alcalinas, pueden reducir el Cu2+ que tiene color azul a Cu+, que precipita de la solución alcalina como Cu2O de color rojo-naranja.
El reactivo de Benedict consta de:

  • Sulfato cúprico;
  • hidrato de sulfato de sodio y o cloruro
  • Carbonato Anhidro de Sodio.
  • Además se emplea NaOH para alcalinizar el medio.

El fundamento de esta reacción radica en que en un medio alcalino, el ion cúprico (otorgado por el sulfato cúprico) es capaz de reducirse por efecto del grupo Aldehído del azúcar (CHO) a su forma de Cu+. Este nuevo ion se observa como un precipitado rojo ladrillo correspondiente al óxido cuproso (Cu2O).
El medio alcalino facilita que el azúcar esté de forma lineal, puesto que el azúcar en solución forma un anillo de piranósico o furanósico. Una vez que el azúcar está lineal, su grupo aldehído puede reaccionar con el ion cúprico en solución.
En estos ensayos es posible observar que la fructosa (una cetohexosa) es capaz de dar positivo. Esto ocurre por las condiciones en que se realiza la prueba: en un medio alcalino caliente esta cetohexosa se tautomeriza (pasando por un intermediario enólico) a glucosa (que es capaz de reducir al ion cúprico).

Conclusión:

Los alimentos que contiene azúcares simples es la miel y en muy poca forma el almidón de las disoluciones que se analizaron. En si todos las disoluciones que se analizaron  contienen azúcares pero se puede llegar a la conclusión de que contienen azúcares complejos como lo fue la gelatina y en parte el almidón debido a su procesamiento de elaboración, así como las golosinas, aunque también están presentes en la naturaleza como en los cereales y legumbres.



Bibliográfia:
ANTONIO RICO GALICIA - ROSA ELBA PEREZ ORTA. Química Segundo Curso para                                                       Estudiantes del Bachillerato del CCH. Edit: Colegio de                                                             Ciencias y Humanidades, México, 2009, Pag: 175- 180.

C.JUDSON KING. Procesos de Separación. Edit: Reverte, España, 1979, Pag.35





Experimento 11 - Enzimas en la Saliva 


Información Bibliográfica:
La saliva, también conocida coloquialmente como baba, es un fluido orgánico complejo producido por las glándulas salivales en la cavidad bucal e involucrada en la primera fase de la digestión.La saliva puede ser vehículo de contagio de enfermedades en humanos, como el herpes labial o la mononucleosis.
La salivia tiene enzimas como la ptialina, que es una amilasa que hidroliza el almidón parcialmente en la boca.
Las enzimas amilasas son empleadas en la fabricación de pan para romper azúcares complejos como el almidón (presente en la harina) en azúcares simples. La levadura puede entonces alimentarse de esos azúcares simples y convertirlos en productos de fermentación alcohólica. Este proceso da sabor al pan y hace elevar la masa. Las células de la levadura contienen amilasas pero necesitan tiempo para fabricar la suficiente cantidad para romper el almidón. Este es el motivo de la necesidad de largos tiempos de fermentación (especialmente para determinadas masas). Las técnicas modernas de elaboración de masas incluyen la presencia de amilasas para facilitar y acelerar estos procesos.
El almidón es el principal polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales y la fuente de calorías más importante consumida por el ser humano. Es un constituyente imprescindible en los alimentos en los que está presente, desde el punto de vista nutricional. Gran parte de las propiedades de la harina y de los productos de panadería y repostería pueden explicarse conociendo las características del almidón.

Objetivo:
Identificar la temperatura y las enzimas como factores que afectan la rapidez de las reacciones químicas.

Hipótesis:
El  aumento de temperatura es un factor que se utiliza para la rapidez de procesos en especial los que necesitan cocción y de consumo,esa intensidad depende del nivel que se requiera, también es un buen factor para acelerar los procesos de las reacciones químicas, en cuanto a las enzimas sabemos que son sustancias que están dentro del cuerpo y de otros seres hablando en forma general (Plantas y Animales) para poder llevar a cabo reacciones que nuestro cuerpo por sí mismo no podría hacer; entonces ambos factores van a resultar ser catalizadores de la reacciones, ya que hacen que se efectué mucho más rápido la reacción.

Materiales:
  • Fécula de maíz o almidón soluble o una solución al 1% de almidón
  • Tintura de yodo (de farmacia)
  • 10 tubos de ensaye
  • Vasos de precipitado de 250mL
  • Gotero
  • Cronómetro o reloj con segundero
  • Pipeta con agua destilada
  • Agitador de vidrio
  • Probeta graduada de 10mL.


Procedimiento:

1. Para preparar la solución de almidón: en un vaso de precipitado hacer una pasta con 2.5g de fécula de maíz y de 10 a 20ml de agua fría. Hervir aproximadamente 1/4 de litro de agua, verter la pasta sobre el agua hirviendo y revolver para obtener una suspensión levemente opaca. Enfriar la solución.


Preparación de la solución de almidón
(pasta de fécula de maíz y 10ml de agua fría)
 
Calentamiento de 1/4 (250 ml) de litro de agua























Pasta de Fécula de maiz (almidon) con el agua hirviendo antes prevista

2. Para preparar la solución de yodo: en un vaso de precipitado de 250 ml mezcla 10 gotas de tintura de yodo en 100ml de agua destilada.



3. Prepara 10 tubos de ensaye con 5mL de la disolución de tintura de yodo preparada anteriormente.




4. Un voluntario junta un poco de saliva en un vaso y agregar 5ml de agua destilada, mezclar.



5. Agregar a la solución diluida de saliva 10ml de la suspensión de almidón, mezclar y tomar el tiempo (t= 0 segundos) a partir de ese momento.

Suspensión de Almidón con Saliva de 10 ml

6. Con intervalos de un minuto toma tres gotas de la mezcla de almidón con saliva (usa el gotero) y colócalas en uno de los tubos de ensaye con solución de tintura de yodo; mezcla y observa.


Mezcla de Almidón con gotero
Mezcla de almidón con saliva y solución de yodo














7. Repite el proceso dejando transcurrir un minuto entre los ensayos, hasta que no se observe la formación de color azul-violáceo al agregar la mezcla de saliva-almidón sobre la solución de yodo (al principio dará color azul intenso, después rojo y al final incoloro; está es la señal de que todo el almidón se ha hidrolizado).

"Pruebas"

"Resultado" - Incoloro: Se tuvieron que agregar varias gotas de solución de tintura de yodo para que se produjera este color


8. Determina el tiempo que debe transcurrir para que la enzima degrade totalmente el almidón.

9. Registra todas las observaciones y cambios de color.

Observaciones:

Disolución efectuada a la muestra de saliva (aproximada)
20 ml
Tiempo necesario para que no se observe aparición de color con la tintura de yodo
Aproximadamente 25 minutos


Las pruebas que se hicieron con la solución de almidón y yodo como antes ya se había previsto hubo cambio de color (azul) y al agregar mas gotas de esta misma solución de almidón en la solución de yodo el cambio que se dio fue fue el pre terminado de lo cual al pasar de color azul después rojo y al final incoloro; está es la señal de que todo el almidón se ha hidrolizado.


Análisis:
La amilasa, denominada también sacarasa o ptialina, es un enzima hidrolasa que tiene la función de catalizar la reacción de hidrólisis de los enlaces 1- 4 del componente a-amilasa al digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples. Se produce principalmente en las glándulas salivales (sobre todo en las glándulas parótidas) y en el páncreas. Tiene actividad enzimática a un pH de 7. Cuando una de estas glándulas se inflama, como en la pancreatitis, aumenta la producción de amilasa y aparece elevado su nivel en sangre (amilasemia). La temperatura que permitirá la acción de la amilasa es de 37° C.

La hidrólisis del almidón implica la ruptura de un enlace mediante la adición en medio del mismo de los elementos del agua. Los polisacáridos de la dieta se metabolizan mediante hidrólisis a los monosacáridos.

La mayoría de los pasos de la degradación de almidón a glucosa pueden ser catalizados por tres enzimas distintas, si bien hay otras más que se necesitan para completar el proceso. Las tres primeras enzimas son una a-amilasa, otra a-amilasa y almidón fosforilasa. Al parecer solo la ð-amilasa puede atacar gránulos de almidón intactos, por lo que cuando participan la a-amilasa y la fosforilasa, es probable que actúen sobre los primeros productos liberados por la a-amilasa. La a-amilasa ataca de manera aleatoria enlaces 1,4 en las moléculas de amilosa y amilopectina; al principio creando huecos al azar en los granos de almidón y liberando productos que aun son grandes. En cadenas de amilosa no ramificadas, el ataque repetido por la a-amilasa produce maltosa, un disacárido que contiene dos unidades de glucosa.

Si disolvemos yodo molecular, ión yoduro y amilosa en agua, obtenemos un producto de intenso color azul oscuro. Parece que el yodo molecular y el ión yoduro disueltos forman iones I2 que se quedan introducidos en el eje de la hélice de amilosa; vista de lejos, esta estructura es de color azul oscuro, si le se le agrega mas amilosa que yodo esta pierde el color hasta quedar incoloro.

Conclusión:
De la misma manera que los disacáridos, 10 polisacáridos se pueden hidrolizar para formar muchas unidades de monosacáridos. La amilasa salival o tialina es la única enzima que hidroliza (desintegra) al almidón. Se encuentra en la saliva y participa en el proceso digestivo, catalizando la ruptura de alguna de las uniones entre las moléculas de glucosa que constituyen al almidón, facilitando así el metabolismo de los alimentos que contienen esta sustancia.

Las soluciones de yodo son de color marrón. Sin embargo, el yodo adquiere un color diferente cuando se encuentra en presencia de almidón, debido a la formación de un complejo (las moléculas de yodo quedan atrapadas dentro de una red de moléculas de almidón) almidón-yodo de color azul-violáceo; este color desaparece cuando el almidón ha sido degradado por la enzima: I2 (marrón) + almidón (incoloro) —> complejo almidón I2 (azul-violáceo). Esta última reacción será utilizada para seguir la reacción de hidrólisis del polisacárido debida a la acción de la enzima.

Bibliografia:

ANTONIO RICO GALICIA - ROSA ELBA PEREZ ORTA. Química Segundo Curso para                                                       Estudiantes del Bachillerato del CCH. Edit: Colegio de                                                             Ciencias y Humanidades, México, 2009, Pag: 184- 187.

T.A.GEISSMAN. Principio de Química Orgánica Edit:Reverte, España, 1974,Pag: 570

EVELIN RODRIGUEZ CAVALLINI. Bacteriología General Principios y Practicas de                           Laboratorios. Edit: EUCR, Costa Rica, Pag: 195

PEÑA-ARROYO-GOMEZ-TAPIA-GOMEZ.Bioquímica.Edit:Limusa,México,2004,Pag: 256

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