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GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 1 de 7 OBJETIVO Identificación y clasificación de carbohidratos, por medio de reacciones químicas específicas. ALCANCE El estudiante empezará con el conocimiento de las pruebas de identificación de carbohidratos y al finalizar la práctica estará en la capacidad de reconocer diferentes familias de carbohidratos por la utilización de dichas pruebas. GENERALIDADES Los carbohidratos son aldehídos o cetonas polihidroxílicos o sustancias que al hidrolizarse dan estos compuestos; los carbohidratos incluyen a los azúcares, almidones, celulosa y otras sustancias encontradas en raíces, tallos y hojas de todas las plantas. Estos compuestos que se hallan contenidos en los alimentos son una fuente de energía importante para los animales y humanos. Entre los muchos productos basados en los carbohidratos están: el papel, el rayón, algodón, dulces. Los carbohidratos se subdividen en tres clases: monosacáridos, oligosacáridos (del griego oligos, pocos) y polisacáridos. La primera de ellas implica todos los azúcares que contienen una sola unidad de carbohidratos; los monosacáridos no pueden dar carbohidratos más simples por hidrólisis. Aunque los monosacáridos pueden tener como mínimo tres átomos de carbono, las estructuras que cuentan con cinco y seis carbonos se denominan pentosas y hexosas, respectivamente y son las más numerosas e importantes. Si el azúcar contiene el grupo aldehído, ya sea libre o combinado en forma hemiacetálica o acetálica, se le conoce como aldosa, mientras que si contiene el grupo cetona se le llama cetosa. Los oligosacáridos contienen un número relativamente pequeño de unidades monosacáridos unidas mediante enlaces acetálicos, los cuales se denominan uniones glicosídicas, en la química de los carbohidratos. Dichas uniones se encuentran entre el aldehído o cetona de un monosacárido y el grupo hidróxilo de otro. La hidrólisis total de la unión glicosídica produce los respectivos monosacáridos. Dos unidades de monosacáridos se combinan para formar un disacárido, tres para un trisacárido y así sucesivamente. Los polisacáridos contienen de cientos a miles de unidades de monosacáridos unidos por una serie de enlaces glicosídicos. Estas moléculas constituyen un ejemplo de polímeros que se encuentran en la naturaleza, otros son las proteínas y los ácidos nucleicos. GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 2 de 7 EQUIPOS Y REACTIVOS 6 Tubos de ensayo 1 pipeta 1 pinza para tubos de ensayo 1 baño maría 1 soporte para tubos de ensayo 1 mechero aro y rejilla Glucosa 1% NaOH 10%; Sacarosa 1%; CuSO4 1%; Xilosa 1%; Ácido Acético; Arabinosa 1%; Anilina; Fructosa 1%; HCl 10%; Almidón; solución problema de un carbohidrato; Maltosa 1%; Lactosa 1%; Glucosa 5%; Ácido Sulfúrico concentrado. Reactivo de Molish Reactivo de Barfoed Reactivo de Seliwanoff Solución de Lugol PROCEDIMIENTO Para diferenciar mejor los resultados que se obtienen en cada prueba es conveniente que se desarrolle paralelamente con las demás muestras de carbohidratos que se necesitan. Este procedimiento le ahorra tiempo y la permite visualizar mejor y comparar cuándo la prueba es positiva o negativa. Reactivo de Molish El Ácido Sulfúrico concentrado hidroliza los enlaces glicosídicos para dar monosacáridos que pueden ser luego deshidratados dando furfural y sus derivados. Estos productos se combinan luego con Alfa-Naftol originando un complejo púrpura. GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 2 de 7 En un tubo de ensayo adicione 1 ml de Glucosa y en otro tubo 1 ml de solución de otro carbohidrato y en un tercer tubo 1 ml de muestra problema. Agregue a cada uno una o dos gotas del reactivo de Molish. Agítelos bien. Incline cada tubo y por las paredes deje caer lentamente 1 ml de Ácido Sulfúrico concentrado, de tal manera que forme una capa bien definida en la interface (no agite). La prueba es positiva cuando aparece una coloración violeta en la interfase. Prueba de la Anilina Cuando se calientan pentosas con ácido se forma furfural que se condensa con la Anilina para dar coloración rojo cereza. El calentamiento prolongado de algunas hexosas produce Hidroximetil furfural que también reacciona con Anilina, dando complejos coloreados. En un tubo de ensayo vierta 1 ml de solución de Xilosa, en otro tubo 1 ml de solución de Arabinosa y en otro 1 ml de la solución de muestra problema. Agregue a cada tubo 1 ml de Ácido Acético y 2 gotas de Anilina. Caliente luego hasta que aparezca un color rojo cereza que es la prueba positiva. Compare los resultados. Prueba de Seliwanoff Prueba positiva para carbohidratos que tengan un grupo cetónico. Las cetosas se deshidratan más rápidamente que las aldosas dando derivados de furfural que se condensan con Resorcinol para formar un complejo rojo. Hay que evitar un calentamiento prolongado de la muestra. En tres tubos de ensayo vierta en cada uno 0.5 ml del reactivo de Seliwanoff. Agregue al primero 5 gotas de Fructosa; al segundo 5 gotas de Glucosa y al tercero 5 gotas de la muestra problema. Mézclelos bien y colóquelos en un baño maría de agua hirviendo por 3-4 minutos. Observe la formación del precipitado rojizo, como prueba positiva. GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 3 de 7 Prueba de Barfoed Prueba que distingue monosacáridos de disacáridos comparando las velocidades de reacción. El reactivo de Barfoed es débilmente ácido y solamente puede ser reducido por monosacáridos. Si se deja hervir por largo tiempo, existe la posibilidad de hidrolizar disacáridos dando así reacciones falsamente positivas. El precipitado de óxido cuproso es menos denso y se recomienda dejar el tubo hasta que el precipitado sedimente. El color del óxido cuproso tiende a rojo ladrillo. En tres tubos de ensayo vierta 1 ml del reactivo de Barfoed. Agregue al primero 0.5 ml de Glucosa, al segundo 0.5 ml de Maltosa y al tercero 0.5 ml de muestra problema. Mézclelos bien y colóquelos en un baño de agua hirviendo por 5-6 minutos. Pase luego los tubos a un baño de agua a temperatura ambiente. Observe el precipitado rojo. Prueba para azúcares reductores Esta prueba es positiva para carbohidratos con grupos aldehídos y alfa hidroxicetonas libres, que tienen propiedades reductoras en soluciones alcalinas. El ión Cúprico se reduce a Óxido Cuproso de color café rojizo. Prueba de Trommer En tres tubos de ensayo vierta 1 ml de solución de NaOH al 10% luego agregue al primer tubo 1 ml de solución de Glucosa, al segundo 1 ml de solución de Sacarosa y el tercero 1 ml de solución de muestra problema. Agítelos. Añada 0.5 ml de Sulfato de Cobre al 1%. Caliente en baño maría. Observe los resultados. Prueba de Fehling En tres tubos de ensayo vierta 0.5 ml de solución de Fehling A y 0.5 ml de solución de Fehling B respectivamente. Agítelos bien asta obtener una solución homogénea. Caliente a ebullición en un baño maría. Añada luego al primero 0.5 ml GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 4 de 7 de Fructosa, al segundo 0.5 ml de Lactosa y al tercero 0.5 ml de la muestra problema. Agite. Caliente nuevamente durante 2-3 minutos. Observe los resultados. Hidrólisis de la Sacarosa Cuando la sacarosa se hidroliza por medio de soluciones ácidas o por la enzima invertasa se produce igual cantidad de D (+) Glucosa y D (-) Fructosa. En tres tubos de ensayo que contengan 1 ml de solución de Sacarosa al 5%, se añade al primero 1 ml de Agua, al segundo 1 ml de Ácido Clorhídrico al 10% y al tercero1 ml de Hidróxido de Sodio al 10%. Agítelos. Se calientan en un baño maría durante 5 minutos. Mientras calienta, en tres tubos de ensayo vierta 0.5 ml de solución Fehling A y 0.5 ml de Fehling B respectivamente. Agítelos, hasta obtener las soluciones homogéneas. Luego agregue a un tubo cinco gotas de la solución de Sacarosa con ácido y al otro agregue cinco gotas de Sacarosa en medio básico. Agítelos y caliente de nuevo en baño maría durante 1 minuto. Observe cual de ellos da la prueba positiva de la oxidación. HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA NaOH HCl Agua Prueba del Almidón Prepare una solución de Almidón: 2 g de Almidón en 10 ml de agua y agregando esta mezcla en 200 ml de agua en ebullición. Prueba de Yodo Vierta 3 ml de solución de Almidón en un tubo de ensayo. Agregue 2 gotas de solución de Yodo en Yoduro de Potasio de color rojizo. Se produce luego una coloración azul violácea. Caliente el tubo a ebullición y observe que el color desaparece. Luego enfríe nuevamente con un baño de agua de la llave y el color aparecerá de nuevo. Esto se debe a la estructura helicoidal del polisacárido que se desordena por el calentamiento y se reordena al enfriase. GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 5 de 7 Hidrólisis del Almidón A 10 ml de solución de Almidón se agregan 0.6 ml de Ácido Clorhídrico concentrado. Agite. Tome 1 ml y agregue 1 gota de solución de Yodo. Note el color. Al resto de la solución de Almidón caliéntela a ebullición y a intervalos sucesivos de 3 minutos se saca 1 ml de la solución y se le agrega 1 gota de solución de Yodo. Repita el procedimiento hasta la desaparición del color. Compare los colores de las soluciones. Con el Ácido Clorhídrico se facilita la ruptura de los enlaces glicosídicos del polímero, para formar moléculas más pequeñas de carbohidrato que no reacciona con el Yodo. INFORME Complete el siguiente cuadro indicando con un (+) si la prueba fue positiva y (-) si fue negativa: REACTIVOS CARBOHIDRATOS MOLISH ANILINA SELIWANOFF BARFOED TROMMER FEHLING MUESTRA PROBLEMA GLUCOSA XILOSA ARABINOSA FRUCTOSA MALTOSA SACAROSA LACTOSA GESTIÓN DE LABORATORIOS CÓDIGO: P-QB-GU-10.002.019 VERSIÓN: 0.0 CARBOHIDRATOS Página 6 de 7 PREGUNTAS 1. ¿Por qué los carbohidratos son ópticamente activos? ¿Cómo puede predecir este hecho? 2. ¿Por qué la Maltosa y la Lactosa reaccionan con el reactivo de Tollens mientras que la Sacarosa no? 3. ¿Qué es Glucógeno? ¿Para qué sirve? ¿Dónde se encuentra? 4. ¿A qué se le llama azúcar invertido y por qué? 5. Nombre otros carbohidratos de importancia agrícola BIBLIOGRAFÍA -BOHINSKI. R.C. Bioquímica. Fondo Educativo Interamericano. S.A. 1978. -PASTO, D.J. Y C.R. JOHNSON. Determinación de Estructuras Orgánicas. Reverté. 1977. -PINE, S.: HENDRICKSON, J.B. Química Orgánica. McGraw-Hill. 1982 ELABORÓ: Manuel E. Palomino R. Carmen E. Mier B. REVISÓ: Adriana Valencia C. Johannes Delgado O. APROBÓ: Carmen Elena Mier Barona CARGO: Profesores Asociados CARGO: Auxiliares de Laboratorio CARGO: Coordinadora de Laboratorio FECHA: 2010 FECHA: 2010 FECHA: 2010
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