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U U NIVERSIDAD NIVERSIDAD N N ACIONAL ACIONAL M M AYOR AYOR DE DE S S AN AN M M ARCOS ARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) FACULTAD DE QUÍMICA, INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA ORGÁNICA QUÍMICA ORGÁNICA PRÁCTICA Nº10: BIOMOLECULAS: CARBOHIDRATOS - PROTEINAS HORARIO: MIERCOLES, 2-6 pm PROFESOR: JUAN C. WOOLCOTT HURTADO FECHA DE REALIZACIÓN: 14/06/11 FECHA DE ENTREGA: 15/06/11 INTEGRANTES: ARONE SOTO, JIMMY RICHARD 10070107

organica 10

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UUNIVERSIDADNIVERSIDAD N NACIONALACIONAL

M MAYORAYOR DEDE S SANAN M MARCOSARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE QUÍMICA, INGENIERÍA QUÍMICA E

INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

E.A.P. INGENIERÍA QUÍMICADEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA

ORGÁNICAQUÍMICA ORGÁNICA

PRÁCTICA Nº10:

BIOMOLECULAS: CARBOHIDRATOS - PROTEINAS

HORARIO: MIERCOLES, 2-6 pm

PROFESOR:JUAN C. WOOLCOTT HURTADO

FECHA DE REALIZACIÓN: 14/06/11FECHA DE ENTREGA: 15/06/11

INTEGRANTES:ARONE SOTO, JIMMY RICHARD 10070107 GARCÍA HANCCO, JUAN DIEGO 10070198 REYNOSO BASURTO, MIGUEL DIOGENES 10070172

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INTRODUCCIÓN

Los carbohidratos están presentes fundamentalmente en los vegetales (frutas y hortalizas). En este grupo de alimentos, los carbohidratos son el grupo mayoritario después del agua. Pueden suponer entre un 2-20% de la composición total de los vegetales. El pepino, por ejemplo, tiene pocos carbohidratos, y los que más tienen son los vegetales amiláceos que son los que tienen una gran cantidad de concentración de almidón.

Los carbohidratos pueden ser diferentes en cuanto a su peso molecular, los hay simples y complejos. Los azúcares simples más importantes son la glucosa, la fructosa o la sacarosa. La importancia que tienen es por el sabor dulce que confieren a los alimentos lo que les hace mucho más atractivos.

Otro azúcar importante pero este ya complejo es el almidón. Es la forma en la que el tejido vegetal reserva energía. El ser humano lo digiere y a veces lo almacena para energía.

La mayor parte de los azúcares que se obtienen en nuestra dieta provienen de los añadidos a los productos elaborados que tienen más que los naturales.

La sacarosa que se obtienen de la caña de azúcar o de la remolacha es la que más se utiliza. La lactosa es el más importante de origen animal.

Los carbohidratos se clasifican en: monosacáridos, oligosacáridos (2-20 monosacáridos unidos) y polisacáridos (más de 20 monosacáridos unidos).

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RESUMEN

En el presente laboratorio vamos a trabajar con los carbohidratos y vamos a identificarlos con diferentes pruebas; ejemplos:

Prueba de Molish: Es una reacción general para carbohidratos que contienen más de 5 átomos de carbono

Prueba de Lugol: Es una prueba que se usa para identificar almidón. El color azul, se debe, posiblemente a la formación de un complejo: Ioduro de almidón.

Luego de esta experiencia vamos a poder diferenciar a los diferentes tipos de carbohidratos

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PARTE TEORICA

LOS CARBOHIDRATOSLos carbohidratos se presentan en forma de azúcares, almidones y fibras, y son uno delos tres principales macronutrientes que aportan energía al cuerpo humano (los otros son los lípidos y las proteínas). Actualmente está comprobado que al menos el 55% de las calorías diarias que ingerimos deberían provenir de los carbohidratos.Los carbohidratos o hidratos de carbono ó glúcidos constituyen compuestos químicos formados principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, elementos que se conjugan para formar diversos tipos, en una proporción generalmente de 1:2:1, respectivamente.Estas biomoléculas ejercen funciones fundamentales en los seres vivos, como: soporte (celulosa), reserva de alimento (almidón), reserva energética (glucógeno), energía inmediata (glucosa).Según el número de unidades de azúcares sencillos que posean se clasifican en:

MONOSACÁRIDOS o azúcares sencillos, que a su vez pueden ser ALDOSAS cuando contienen el grupo aldehído o CETOSAS cuando contienen el grupo cetona. Los monosacáridos naturales pertenecen a la serie D de los azúcares y pueden tener entre tres y hasta siete átomos de carbono.

DISACÁRIDOS que están formados por dos monosacáridos unidos entre sí por enlaces glucosídicos.

OLIGOSACÁRIDOS que tienen entre tres y diez monosacáridos unidos también por enlaces glucosídicos.

POLISACÁRIDOS que son polímeros naturales con varios miles de unidades de azúcar sencillo ligadas entre sí.

De acuerdo con lo anterior, además de reconocer si un compuesto pertenece a la familia de los carbohidratos, es necesario diferenciar si se trata de un monosacárido tipo aldosa o cetosa, si es fácilmente oxidable o no, es decir si es un AZÚCAR REDUCTOR o no lo es, si es de cinco átomos de carbono (pentosa) o de seis átomos de carbono (hexosa), si es disacárido o polisacárido.

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En este informe se presentara: el reconocimiento y diferenciación usando algunos de las muchas pruebas que existen para ella.

Ensayo de Molisch: La presencia de carbohidratos en una muestra se pone de manifiesto por la reacción de Molisch, que a cierto punto es la reacción universal para cualquier carbohidrato.Se basa en la acción hidrolizante y deshidratante del ácido sulfúrico sobre los hidratos de carbono. En dicha reacción el ácido sulfúrico cataliza la hidrólisis de los enlaces glucosídicos de la muestra y la deshidratación a furfural (en las pentosas) o hidroximetilfurfural (en las hexosas).Estos furfurales se condensan con el alfa naftol del reactivo de Molisch (reacción de Molisch) dando un producto coloreado (color violeta)

Ensayo con Lugol:El reactivo de Lugol que contiene una mezcla de yodo y yoduro, permite reconocer polisacáridos, particularmente el almidón por la formación de una coloración azúlvioleta intensa y el glicógeno y las dextrinas por formación de coloración roja.

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Prueba de fermentación:

Las levaduras pueden fermentar diferentes azucares como glucosa, sacarosa, maltosa y lactosa.

PROTEINAS

Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor numero de funciones en las células de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.

Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc...

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Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales llamados AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos".

Se clasifican, de forma general, en Holoproteinas y Heteroproteinas según estén formadas respectivamente sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos.

Reacción de Biuret

El reactivo de Biuret está formado por una disolución de sulfato de cobre en medio alcalino, este reconoce el enlace peptídico de las proteínas mediante la formación de un complejo de coordinación entre los iones Cu2+ y los pares de electrones no compartidos del nitrógeno que forma parte de los enlaces peptídicos, lo que produce una coloración rojo-violeta.

Desnaturalización

Si en una disolución de proteínas se producen cambios de pH, alteraciones en la concentración, agitación molecular o variaciones bruscas de temperatura, la solubilidad de las proteínas puede verse reducida hasta el punto de producirse su precipitación. Esto se debe a que los enlaces que mantienen la conformación globular se rompen y la proteína adopta la conformación filamentosa. De este modo, la capa de moléculas de agua no recubre completamente a las moléculas proteicas, las cuales tienden a unirse entre sí dando lugar a grandes partículas que precipitan. Además, sus propiedades biocatalizadores desaparecen al alterarse el centro activo. Las proteínas que se hallan en ese estado no pueden llevar a cabo la actividad para la que fueron diseñadas, en resumen, no son funcionales.

Esta variación de la conformación se denomina desnaturalización. La desnaturalización no afecta a los enlaces peptídicos: al volver a las condiciones normales, puede darse el caso de que la proteína recupere la conformación primitiva, lo que se denomina renaturalización.

Ejemplos de desnaturalización son la leche cortada como consecuencia de la desnaturalización de la caseína, la precipitación de la clara de huevo al desnaturalizarse la ovoalbúmina por efecto del calor o la fijación de un peinado del cabello por efecto de calor sobre las queratinas del pelo.

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DETALLES EXPERIMENTALESA. CARBOHIDRATOS:

Muestras: soluciones de sacarosa, glucosa y fructuosa al 10%, almidón 1%1. PRUEBA DE MOLISH:

En 4 tubos de ensayo coloque 1 mL aproximadamente en cada uno de las muestras indicadas.

Añada 2 gotas de reactivo de Molish y mezcle bien. Incline el tubo y agregue cuidadosamente por las paredes del

mismo, 1 mL de H2SO4 concentrado. La formación de un anillo de color violeta en la interfase indicara

reacción positiva para carbohidratos.2. PRUEBA DE LUGOL:

Acidifique 1 mL aproximadamente de la solución de almidón con HCl concentrado.

Añada 1 o 2 gotas de solución de lugol. La formación de un color azul intenso indicara la presencia de

almidón.3. PRUEBA DE FERMENTACION.

Disolver 2 g de levadura en 30 mL de agua en un mortero. Adicionar 20 g de harina sin preparar, homogenizar adecuadamente. Transvasar esta masa a una probeta de 100 mL Anotar el volumen registrado cada 10 minutos.

Realice paralelamente una prueba adicionando además 1.5 g de azúcar.

B. PROTEINAS:Preparación de la solución de Albúmina:La albumina del huevo se filtra con algodón o gasa en un vaso. 50 mL del filtrado se añade a una probeta de 100 mL y se completa con agua destilada. Esta solución es la muestra problema.1. Reacción de Bluret:

Los grupos responsables de esta reacción positiva son: R-CONH2, R-CSNH2, R-CH2NH2.en general la proteína que da reacción positiva debe tener en su molécula el grupo –CONH- (enlace peptídico).Procedimiento:

En un tubo de ensayo colocar 2 mL de solución de albumina y 3 mL de NAOH al 10% y agregar gota a gota la solución de CuSO4 al 0.5% hasta obtener un color purpura violeta.

También dan resultado positivo las sustancias que contienen mas de 2 grupos –CONH- que tienen este grupo asociado a

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otro grupo –CSNH2-, -C(NH)NH2-, -CH2-CN, -CHNOH-CH2-, -CH2NNH2

En general dan positivo por tener una molécula los –CCO-NH (enlace peptidico)

2. Reacciones de desnaturalización de proteínas:En tubos de ensayo se colocan 2 mL de solución de ovoalbúmina. Luego se verificara la desnaturalización de la proteína por efecto de:

a. Adición de 1 mL de acido concentradob. Calentamiento durante un minuto, anótese la temperatura de

coagulación.c. Adicionar 1 mL de algún solvente orgánico: alcohol, acetona,

cloroformo.d. Adicionar 0.5 mL de solución CuSO4 al 5%

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REACCIONES QUIMICASCARBOHIDRATOS

PRUEBA DE MOLISCH

Es una reacción general para carbohidratos que contienen más de 5 átomos de carbono, la reacción se muestra en la siguiente figura:

PRUEBA DE LUGOL:

Identificación de polisacáridos: identificación de almidón mediante la prueba del Lugol:

En solución acuosa, la amilosa forma estructuras helicoidales lineales y la amilopectina ramificadas, gracias a la formación de puentes de H entre los grupos OH de la glucosa y las moléculas de H2O. Si a una dislución de almidón de le añade I, esta toma un color azul intenso. Esta característica es específica del almidón, debido a su estructura, y se debe a la adsorción del I por las cadenas helicoidales, especialmente de la amilosa. Por tanto no es una reacción química, sino una interacción física reversible por métodos físicos. Esto se puede comprobar fácilmente, pues al calentar la mezcla, el color azul desaparece, y al enfriarla vuelve a aparecer.

PROTEINAS

REACCION DE BIURET:

La presencia de proteínas en una mezcla se puede determinar mediante la reacción del Biuret. El reactivo de Biuret contiene CuSO4 en solución acuosa alcalina (gracias a la presencia de NaOH o KOH). La reacción se basa en la formación de un compuesto de color violeta, debido a la formación de un complejo de coordinación entre los iones Cu2+ y los pares de electrones no compartidos del nitrógeno que forma parte de los enlaces peptídicos.

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La reacción debe su nombre al biuret, una molécula formada a partir de dos de urea (H2N-CO-NH-CO-NH2), que es la más sencilla que da positiva esta reacción, común a todos los compuestos que tengan dos o más enlaces peptídicos consecutivos en sus moléculas.

REACCION DE DESNATURALIZACION

Este fenómeno genera la ruptura de los enlaces disulfuro y los puentes de hidrógeno, generando la exposición de estos.

Cuando la proteína es desnaturalizada pierde sus funciones cómo : viscosidad, velocidad de difusión y la facilidad con que se cristalizan.

La reversibilidad de la desnaturalización, depende que tan fuertes sean los agentes que desnaturalizaron la proteína. Todo depende del grado de ruptura generado en los enlaces.

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DISCUSION DE RESULTADOS

1.- PRUEBA DE MOLISH

EN 4 TUBOS DE ENSAYO COLOCAR 1 ML DESACARASO, GLUCOSA Y FRUCTOSA RESPECTIVAMENTE.

AÑADIMOS 2 GOTAS DEL REACTIVO DE MOLISCH, AHORA AGREGAMOS POR LAS PAREDES H2SO4 CONCENTRADO.

SE FORMA UN ANILLO DE COLOR VIOLETA QUE INDICABA LA PRESENCIA DE UN CARBOHIDRATO. DICHO ANILLO SE FORMA EN LA INTERFASE.

El reactivo de la prueba deshidrata pentosas para formar furfural (reacción en la parte superior) y deshidrata hexosas para formar 5-hidroximetil furfural (reacción en la parte inferior). El furfurales más reaccionan presente con-naftol en el reactivo de prueba para producir un producto de color púrpura (reacción no se muestra).

2.- PRUEBA DE LUGOL

DISOLVER 2G DE LEVADURA EN 30 ML DE AGUA EN UN MORTERO, LUEGO AGREGAMOS 20 G DE HARINA SIN PREPARAR

SE OBSERVA LA COLORACIÓN DE UN AZUL INTENSO LO QUE EVIDENCIABA LA PRESENCIA DE UN ALMIDÓN.

El almidón en contacto con unas gotas de Reactivo de Lugol (disolución de yodo y yoduro potásico) toma un color azul-violeta característico.

1.- REACCIÓN DE BIURET

Se forma un complejo color violeta para que demuestre que la Rx es positiva e identifica la existencia de proteínas.

El reactivo de Biuret contiene CuSO4 en solución acuosa alcalina (gracias a la presencia de NaOH o KOH). La reacción se basa en la formación de un compuesto de color violeta, debido a la formación de un complejo de coordinación entre los iones Cu2+ y los pares de electrones no compartidos del nitrógeno que forma parte de los enlaces peptídicos.

La reacción debe su nombre al biuret, una molécula formada a partir de dos de urea (H2N-CO-NH-CO-NH2), que es la más sencilla que da positiva esta

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reacción, común a todos los compuestos que tengan dos o más enlaces peptídicos consecutivos en sus moléculas.

2.- DESNATURALIZACIÓN DE PROTEÍNAS

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CONCLUSIONES

La prueba de Molish es para la identificación de carbohidratos. La aparición de un anillo de rojo violeta es indicativo de la presencia de carbohidratos en la muestra

La prueba de Molisch es una prueba cualitativa para la presencia de carbohidratos en una muestra de composición desconocida. Para determinar la cantidad y naturaleza específica de los carbohidratos se requieren otras pruebas.

Las proteínas producen una reacción coloreada muy usada para la valoración de los mismos con la reacción del Biuret. Las proteínas por sus uniones peptídicas reaccionan con los iones cúpricos del reactivo en medio alcalino formando un complejo de color violeta.

Las reacciones coloreadas en las proteínas se dan debido a la variedad de aminoácidos que reaccionan con varios productos. Muchas de estas reacciones son importantes para la detección y la estimación cuantitativa de proteínas y de sus aminoácidos constituyentes.

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RECOMENDACIONES

Se tiene que tener cuidado al ordenar los tubos llenos de la solución de

carbohidratos, porque una confusión con ellos dan malos datos.

La prueba de fermentación es una prueba muy cansada y larga, para eso hay

que tener mucha paciencia.

En la experiencia de desnaturalización, a l muestra de ovoalbúmina no se le

debe agregar agua, porque sino al calentarla, demoraría en coagularse, y hasta

tal vez no coagule.

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BIBLIOGRAFIA

Juli G Peretó, Universitat de València, 2007 - 369 páginas

John McMurry, Cengage Learning Editores, 2008 - 1352 páginas