PRÁCTICA 3 - biblioteca upibi

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
BIOTECNOLOGÍA
QUÍMICA Y FUNCIONALIDAD DE LOS
ALIMENTOS
PRÁCTICA 3
DETERMINACIÓN DE AZÚCARES REDUCTORES Y DE ALMIDÓN
1. OBJETIVOS
a) Distinguir entre azúcares reductores y no reductores con una técnica
sencilla.
b) Conocer los fundamentos de la técnica de determinación de azúcares
reductores utilizando el reactivo de Benedict.
c) Conocer los fundamentos y aplicar la técnica de polarización para
determinar almidón en harina.
d) Revisar algunos aspectos de la química de carbohidratos.
2. INTRODUCCIÓN
Los carbohidratos son componentes de los alimentos más abundantes al
constituir tres cuartas partes del mundo biológico. Se encuentran en mayores
concentraciones en los vegetales y en muy pequeñas en animales. Aunque el
humano los puede sintetizar, generalmente la mayor parte de ellos los obtiene
de los productos de origen vegetal. Los carbohidratos son la principal fuente de
energía (50-80% de la dieta) y más barata. La combustión completa de los
carbohidratos produce una menor cantidad de kcal que la de los lípidos, 4 y 9%
respectivamente, pero tienen la ventaja de promover la utilización de los lípidos
en condiciones normales. También su consumo permite a las proteínas ser
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utilizadas en la reparación de tejidos. Esto trae como consecuencia la reducción
de la obesidad.
La composición química comprende tanto a los aldehídos como a las cetonas
polihidroxilados. Estos compuestos se clasifican en monosacáridos (constituidos
por monómeros) y los formados por varias unidades, oligosacáridos (2-10) y
polisacáridos (>10 unidades). Estos últimos pueden estar constituidos por un
solo tipo de monosacárido, homopolisacáridos, o por diferentes tipos,
heteropolisacáridos. Dentro del primer grupo se encuentra la glucosa principal
fuente de energía, al oxidarse y generar el trifosfato de adenosina, molécula
altamente energética. Además conforma a polímeros como el almidón, formado
por amilasa (polímero casi lineal) y amilopectina (cadena ramificada) y
glucógeno (con mayor cantidad de ramificaciones) y considerados de reserva
energética. También la célula está constitutita por unidades de glucosa y es el
carbohidrato más abundante y sostén de los tejidos vegetales. Además de la
celulosa existen otros polisacáridos no digeribles y constituyentes de la fibra
cruda, los cuales favorecen la digestión.
Tanto la estructura química de los carbohidratos y las reacciones que sufren
determinan las propiedades funcionales y organolépticas (sobre todo el dulzor)
de los alimentos. Por lo cual, algunos se emplean como aditivos.
Una propiedad importante de los carbohidratos es su capacidad reductora, la
cual permite que reaccionen con azúcares u otros compuestos para formar los
glucósidos, glucoproteínas y glucolípidos y participen en el obscurecimiento no
enzimático de algunos alimentos. Su determinación se utiliza para cuantificar
azúcares.
También es importante la determinación de almidón, componente mayoritario de
las harinas de los cereales, tubérculos y algunas leguminosas. En el caso del
almidón de trigo es un factor determinante, junto con el gluten, de las
propiedades reológicas de la masa y de los productos de panificación.
3. INVESTIGACIÓN PRELIMINAR
a)
Explicar el concepto de carbohidratos y su clasificación.
b)
Explicar detalladamente sus funciones biológicas.
c)
Explicar las estructuras de los carbohidratos a usar en la práctica,
esquematizándolas y comparándolas.
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d)
Explicar la formación de los O-glucósidos, ejemplificando con
reacciones.
e)
Explicar el concepto de azúcares reductores, esquematizando su
estructura y la importancia de su determinación.
f)
Explicar la clasificación de los oligosacáridos por su capacidad
reductora.
g)
Explicar los métodos existentes de determinación de azúcares
reductores brevemente.
h)
Explicar el fundamento del método de Benedict y la preparación del
respectivo reactivo.
i)
Explicar la forma en que se encuentra el almidón en los tejidos
vegetales y su estructura química.
j)
Explicar las propiedades químicas del almidón y el fundamento del
método de polarización.
k)
Comparar este método con otros existentes.
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4. MATERIALES Y REACTIVOS
Agitador
Baño con control de temperatura a
37°C y a ebullición
Balanza analítica
Bomba de vacío
Centrífuga y tubos con tapón
Embudos
Espátula
Frascos goteros
Matraces Erlenmeyer de 250 mL
Matraces volumétricos de 50 y 100
mL
Papel filtro Whatman No. 42
Parrillas eléctricas
Pipetas de 5 y 10 mL
Polarímetro y tubos
Tubos de ensaye
Celita
Etanol
Éter etílico
Fenoftaleína
Harina de trigo
Reactivo de Benedict
Solución de ácido acético al 0.8%
Solución de CaCl2·6H2O
Solución 0.1N de HCl
Solución 0.1N de NaOH
Solución 0.5N de NaOH
Solución de -amilasa al 0.01%
Solución 0.1M de glucosa, fructosa,
sacarosa, lactosa y sorbitol
Solución de almidón al 40%
50 mL de una solución 0.1M de sacarosa
en 0.1N de HCl
Vasos de precipitados de 600 mL
5. DESARROLLO EXPERIMENTAL
5.1.
AZÚCARES REDUCTORES
a) Transferir 3 mL de la solución de almidón a dos tubos de ensaye. Añadir 5
gotas de la solución de -amilasa a un tubo e incubar ambos tubos por
15 minutos en el baño de 37°C.
b) Transferir 5 mL de la solución de sacarosa en HCl a dos tubos de ensaye.
Calentar uno de los tubos en el baño de agua hirviendo por 10 minutos y
enfriarlo. Mantener el otro a temperatura ambiente. Neutralizar;
agregando 1 mL de la solución 0.5N de NaOH a cada tubo.
c) Transferir 3 mL de cada solución de azúcar, incluyendo la de almidón y la
de sacarosa, en tubos separados. Adicionar 8 gotas de reactivo de
Benedict a cada tubo, mezclar bien y colocarlos en el baño de agua
hirviendo por 3 minutos. Posteriormente sacarlos del baño y observar el
color y la apariencia de cada tubo.
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5.2.
DETERMINACIÓN DE ALMIDÓN EN HARINA
Preparación de la solución de CaCl2
a) Disolver una parte de CaCl2·6H2O en una parte de agua destilada.
Agregarle unas gotas de la solución alcohólica de Fenoftaleína al 1% y
suficiente solución 0.1N de NaOH para que adquiera una tonalidad rosa.
Procedimiento
a) Se muele la muestra finamente (tamaño de partícula malla 100) y se
colocan de 2 a 2.5 g en tubo de centrífuga con tapón.
b) Se lava con 10 mL de éter etílico para remover la grasa y luego con otros
10 mL de una solución de etanol al 65% y se agita vigorosamente con un
agitador de vidrio.
c) Se centrifuga y se tira el sobrenadarte. Esta operación se repite hasta
colectar 60 mL de los solventes.
d) Posteriormente el residuo se lava con 10 mL de agua destilada y se
transfiere a un matraz Erlenmeyer de 250 mL.
e) Completar la transferencia con la solución de CaCl2 más 2 mL de una
solución de ácido acético al 0.8% (no pasar de 60 mL). También lavar el
agitador con esta misma solución dentro del matraz.
f) Mezclar bien y llevar a ebullición rápidamente, manteniéndola por 15-17
minutos, cuidando que no se forme espuma y no se adhieran partículas a
las paredes del matraz.
g) Enfriar con agua corriente y transferir la mezcla a un matraz volumétrico
de 100 mL, lavando el matraz Erlenmeyer con la solución de CaCl2.
h) Añadir una gota de etanol en caso de formación de espuma.
i) Mezclar bien y filtrar 10 mL a través de un papel filtro Whatman No. 42,
mojándolo perfectamente bien.
Se puede emplear como coadyuvante celita y una bomba de vacío.
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j) Se colectan 40 a 50 mL de filtrado y se transfieren a tubos de 10 cm del
polarímetro y se hacen las lecturas del ángulo de rotación. El promedio se
obtiene cuando las lecturas no difieren de 0.006°.
% almidón = 49 x R/W
donde:
49 = constante
R = ángulo de rotación
W = peso de la muestra
6. INFORME DE RESULTADOS
a) Presentar los resultados por tipo de carbohidrato y tratamiento en un
cuadro.
b) De acuerdo a la coloración presentada, clasificar a los carbohidratos
como reductores y no reductores y apoyándose en la literatura explicar
porque lo son.
c) Explicar las diferencias entre las 3 soluciones de sacarosa (en agua, en
HCl y en HCl calentando).
d) Explicar las diferencias entre la solución acuosa de la sacarosa y del
sorbitol.
e) Explicar la razón por la cual la fructosa es un azúcar reductor y lo
encontrado con las soluciones de almidón, calentada y sin calentar.
f) Explicar el motivo por el cual se lava la muestra de harina con disolventes
en la determinación del almidón.
g) Explicar la función del CaCl2 en dicha determinación.
h) Obtener el promedio de los ángulos, su desviación estándar y coeficiente
de variación y discutir la reproducibilidad de los resultados.
i) Explicar la conveniencia del método de polarización.
j) Comparar estos resultados con los teóricos.
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