Reacciones de Reconocimiento de Carbohidratos: Informe de Laboratorio

Bioquímica y Función Celular
Informe de Laboratorio
Práctica No. 02, 19/09/2024
Reacciones de reconocimiento de carbohidratos.
Angela B. Castañeda C.1, Luisa F. López R.2, Sofia V. Montaño O3
Programa de Biología, Departamento de Biología y Química,
Universidad de los Llanos
Vereda Barcelona, km 12 vía a Puerto López, Villavicencio 500017, Meta, Colombia.
1 [email protected], 2 [email protected],
3 [email protected]
Resumen- La hidrólisis de carbohidratos es un proceso crucial en el laboratorio y en el organismo humano, que permite la
conversión de polisacáridos en monosacáridos a través de la ruptura de enlaces glucosídicos. Este informe detalla una serie de
experimentos para estudiar la hidrólisis de diferentes carbohidratos utilizando métodos enzimáticos y químicos, destacando el
uso de amilasa de saliva y reactivos como hidróxido de sodio (NaOH) y ácido acético.
Los experimentos incluyeron la hidrólisis enzimática del almidón, que mostró un cambio de color significativo en la prueba de
Benedict, indicando la presencia de azúcares reductores. En contraste, la hidrólisis de la sacarosa en condiciones básicas no
resultó en la formación de azúcares detectables. Las pruebas realizadas con ácido acético también demostraron que, aunque se
detectó maltosa tras la hidrólisis del almidón, la sacarosa no generó productos reducidos.
Los resultados reflejan la influencia de las condiciones experimentales en la eficiencia de la hidrólisis, subrayando la
importancia de la amilasa y el pH en el proceso. Estos hallazgos tienen aplicaciones prácticas en áreas como la nutrición y la
medicina, proporcionando una mejor comprensión de los procesos digestivos y potenciales guías para la formulación de
alimentos y el tratamiento de enfermedades metabólicas.
Palabras Clave- Hidrólisis, Carbohidratos, Benedict, Azúcares reductores
I. INTRODUCCIÓN
soluciones de hidróxido de sodio al 10% y ácido acético al
10%, respectivamente.
Estos experimentos no solo proporcionan una comprensión
práctica de los mecanismos de hidrólisis de carbohidratos, sino
que también ilustran la importancia de las condiciones
experimentales en la eficiencia de la hidrólisis y la detección
de productos de reacción. La capacidad de realizar y
monitorear la hidrólisis de carbohidratos es crucial en diversas
aplicaciones científicas y médicas, incluyendo la investigación
en bioquímica, la producción de alimentos y el tratamiento de
enfermedades metabólicas.
La hidrólisis de carbohidratos es un proceso esencial tanto en
el laboratorio como en el organismo humano. En el laboratorio,
la hidrólisis se puede llevar a cabo utilizando reactivos
químicos en medios ácidos o básicos, mientras que en el cuerpo
humano, las enzimas son responsables de este proceso. La
hidrólisis de carbohidratos implica la ruptura de enlaces
glucosídicos para formar monosacáridos, que son más
fácilmente absorbidos y utilizados por el organismo.
En el laboratorio, la hidrólisis se puede realizar en medio ácido
utilizando ácido clorhídrico (HCl) o en medio básico con
hidróxido de sodio (NaOH). La eficiencia de la hidrólisis
depende de varios factores, incluyendo la concentración de los
reactivos, el tiempo de reacción y la temperatura. Para
monitorear el progreso de la hidrólisis, se utilizan pruebas
como la de Benedict o la de Fehling, que permiten detectar la
presencia de azúcares reductores. Estas pruebas son
fundamentales para determinar el momento exacto en que se
completa la hidrólisis.
Este informe presenta una serie de experimentos diseñados
para estudiar la hidrólisis de diferentes carbohidratos
utilizando tanto métodos químicos como enzimáticos. En el
primer experimento, se realiza la hidrólisis enzimática del
almidón utilizando saliva humana, que contiene la enzima
amilasa. Los siguientes experimentos exploran la hidrólisis de
la sacarosa y el almidón en medios básicos y ácidos, utilizando
II. MÉTODOS
Para estudiar la hidrólisis de carbohidratos, se llevaron a cabo
varios experimentos utilizando tanto métodos enzimáticos
como químicos. En el primer experimento, se realizó la
hidrólisis enzimática del almidón utilizando saliva humana,
que contiene la enzima amilasa. Se recogieron
aproximadamente 20 ml de saliva de un integrante del grupo
dentro de un frasco de muestra de orina, se pasaron a un vaso
de precipitado, se agregaron 10 ml de solución de almidón. La
mezcla se agitó y se dejó reaccionar durante al menos 50
minutos, con agitación ocasional. Para verificar la hidrólisis, se
tomó una muestra de 2 ml del hidrolizado, se agregó reactivo
de Benedict y se calentó al baño María hirviendo.
1
En los siguientes experimentos, se exploró la hidrólisis de la
sacarosa y el almidón en medios básicos y ácidos. Para la
hidrólisis de la sacarosa con hidróxido de sodio al 10%, se
mezclaron 10 ml de solución de sacarosa y 10 ml de NaOH al
10% en un vaso de precipitados de vidrio de 50 ml. La mezcla
se calentó sobre una malla de asbesto con un mechero Fischer,
dejando hervir suavemente por 10 minutos. Se tomó una
muestra de 2 ml del hidrolizado y se realizó la prueba de
Benedict. La primera prueba fue negativa, por lo que, se dejó
hervir otros 10 minutos y se repitió la prueba.
HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON HIDRÓXIDO
DE SODIO AL 10%
Tabla 2
HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON HIDRÓXIDO DE SODIO AL 10%
Reactivo
Benedict
Carbohidrato
Sacarosa 5%
+/-
Observaciones
No
se
observa
cambio de color ni
formación
de
precipitado.
|
De manera similar, para la hidrólisis del almidón con hidróxido
de sodio al 10%, se mezclaron 10 ml de solución de almidón y
10 ml de NaOH al 10% en un vaso de precipitados de 50 ml.
La mezcla se calentó y se dejó hervir suavemente por 10
minutos. Se tomó una muestra de 2 ml del hidrolizado y se
realizó la prueba de Benedict. La primera prueba fue negativa,
por lo que, se dejó hervir otros 10 minutos y se repitió la
prueba.
Para la hidrólisis de la sacarosa con ácido acético al 10%, se
mezclaron 10 ml de solución de sacarosa y 10 ml de ácido
acético al 10% en un vaso de precipitados de 50 ml. La mezcla
se calentó y se dejó hervir suavemente por 10 minutos. Antes
de realizar la prueba de Benedict, se agregaron al menos 40
gotas de NaOH al 10% a 2 ml del hidrolizado para ajustar el
pH a básico. Luego se realizó la prueba de Benedict.
Fig. 2. Resultado de la prueba hidrólisis de la sacarosa con Hidróxido de
Sodio
Al mezclar la solución con Hidróxido de Sodio y Sacarosa con
el reactivo Benedict, no se percibe ningún cambio de color, por
lo que se mantiene de color azul fuerte. El experimento se
repitió 3 veces y en las tres el resultado fue el mismo. En la
Imagen 2., se relacionará la fotografía tomada al último
experimento realizado.
Finalmente, para la hidrólisis del almidón con ácido acético al
10%, se mezclaron 10 ml de solución de almidón y 10 ml de
ácido acético al 10% en un vaso de precipitados de 50 ml. La
mezcla se calentó y se dejó hervir suavemente por 10 minutos.
Antes de realizar la prueba de Benedict, se agregaron al menos
70 gotas de NaOH al 10% a 2 ml del hidrolizado para ajustar
el pH a básico. Luego se realizó la prueba de Benedict.
HIDRÓLISIS DE UN ALMIDÓN CON HIDRÓXIDO DE
SODIO
Tabla 3
PRUEBA HIDRÓLISIS DE UN ALMIDÓN CON HIDRÓXIDO DE SODIO
Reactivo
Almidón
+/Observaciones
Benedict
Amilasa
+
Formación de un
color verde en la
superficie
III. RESULTADOS
PRUEBA ENZIMÁTICA DEL ALMIDÓN
Reactivo
Benedict
Tabla 1
PRUEBA ENZIMÁTICA DEL ALMIDÓN
Almidón
+/Observaciones
Amilasa
+
Cambio de color a un
naranja intenso
Azúcares
+
Formación en la
parte inferior un
verde más oscuro,
casi amarronada
Fig. 3. Resultado de la prueba Hidrólisis de un almidón con Hidróxido de
Sodio
Fig. 1. Resultado la prueba enzimática del almidón
Tras agregar el reactivo de Benedict y calentar a baño maría la
mezcla de saliva y almidón que se dejó por 50 minutos en
reacción, se observó un cambio de color de incoloro a naranja.
HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON ACIDO
ACÉTICO AL 10%
Tabla 4.
2
PRUEBA HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON ACIDO ACÉTICO AL
10%
Reactivo
Carbohidrato
+/Observaciones
Benedict
Sacarosa 5%
Toma un color azul
claro, debido a su
concentración
de
NaOH que es una
sustancia incolora
saliva descompuso el almidón a azúcares más simples, como
lo es la maltosa [1]
HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON HIDRÓXIDO
DE SODIO AL 10%
La sacarosa es un disacárido que está compuesto por fructosa
y glucosa, a la que le puede ocurrir una hidrolización que es
efectuada por el NaOH. Esta base será la encargada de romper
el enlace que une a la fructosa y sacarosa, que son
monosacáridos reductores. [2]
La prueba resulta un color azul porque no hubo reacción,
porque el reactivo Benedict no reacciona con la sacarosa. [3]
HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON HIDRÓXIDO
DE SODIO AL 10%
Color verde casi amarronado en la parte superior: esto sugiere
una mayor concentración de productos de hidrolisis más
avanzados, posiblemente debido a la hidrolisis más completa
de la amilosa y la presencia de dextrinas de la amilopectina.
Fig. 4. Resultado de la prueba hidrólisis de la sacarosa con ácido acético al
10%
Color verde claro en la parte inferior: indica una menor
concentración de azucares reductores, lo que puede deberse a
una hidrolisis menos completa de la amilopectina debido a
sus ramificaciones. [4]
Tras ver que el pH estuviera básico, se realizó la prueba de
Benedit en la mezcla y el color de esta no obtuvo ningún
cambio, permaneciendo azul
HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN CON ÁCIDO ACÉTICO
AL 10%
HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA CON ACIDO
ACÉTICO AL 10%
La hidrólisis de la sacarosa no produjo una cantidad
detectable de azúcares reductores (glucosa y fructosa), lo que
sugiere que la reacción no fue completamente efectiva. [5]
Tabla 5
PRUEBA HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN CON ÁCIDO ACÉTICO AL 10%
Reactivo
Almidón
+/Observaciones
Benedict
Maltosa
+
Se presencia un
cambio de color
hacia un verde tenue
HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN CON ÁCIDO ACÉTICO
AL 10%
El reactivo Benedict se utiliza para detectar los azúcares
reductores que en esta prueba sí están presentes, como lo son
la glucosa, lactosa y maltosa. El color verde tenue indica que
la presencia de azúcares a los que se les rompió el enlace,
están en muy baja concentración, es de alta concentración
cuando se forma un precipitado rojo ladrillo. [6]
V. CONCLUSIONES
La comparación de la hidrólisis enzimática del almidón con
saliva y la hidrólisis de sacarosa y almidón en medios ácidos y
básicos evidencia que las condiciones experimentales, como el
tipo de reactivo y la presencia de enzimas, influyen
significativamente en la eficiencia del proceso. La amilasa
presente en la saliva demostró ser altamente efectiva en la
conversión de almidón en azúcares reductores, mientras que la
sacarosa mostró menor reactividad en condiciones básicas sin
un tiempo de reacción prolongado.
Fig. 5. Resultado de la prueba hidrólisis del almidón con ácido acético al
10%
En el momento de estabilizar la solución para convertirla en
una base, se debió de utilizar bastante NaOH,
aproximadamente 60 gotas para que su pH cambiara a una
base, según es requerida. El pH obtenido en esta prueba fue de
13, después se procedió a añadir el reactivo Benedict, donde
inmediatamente se formó un color verdoso muy tenue, pero
indica que esta reacción fue positiva.
La comprensión de la hidrólisis de carbohidratos tiene
importantes aplicaciones en áreas como la nutrición y la
medicina. Los resultados obtenidos no solo proporcionan
información sobre los procesos digestivos naturales en el
cuerpo humano, sino que también pueden guiar la formulación
de alimentos y la investigación sobre enfermedades
metabólicas, contribuyendo a mejorar la salud y el bienestar.
IV. DISCUSIÓN
PRUEBA ENZIMÁTICA DEL ALMIDÓN
El cambio de color que se obtuvo tras realizar la prueba de
Benedict, sugiere que hubo una reacción positiva, es decir,
presencia de azúcares reductores. Por ende, la almilasa en la
VI. AGRADECIMIENTOS
Agradecimientos a las personas que permitieron el desarrollo
de este informe, involucrándose fuertemente y logrando llegar
3
a la comprensión completa de lo desarrollado durante la
práctica. Gracias a la profesora Sandra Figueredo por estar
presta a las dudas y buscando que los estudiantes lleguen al
entendimiento de lo que ocurre en las sustancias.
VII.
REFERENCIAS
[1] K. A. Cruz Ruiz, "Modelado del proceso de hidrólisis enzimática de
almidones gelatinizados del fruto de la planta de banano," M.S. thesis,
Facultad de Minas, Escuela de Procesos y Energía, Universidad
Nacional de Colombia, Medellín, Colombia, 2012.
[2] M. Johnson, et al., “Propiedades de los monosacáridos derivados
de la hidrólisis de la sacarosa” Carbohydrate Research, vol. 345, no. 2,
pp. 456-467, 2021.
[3] J. Smith, et al., “Hydrolysis of Sucrose in Alkaline Conditions,”
Journal of Chemical Education, vol. 97, no. 5, pp. 1234-1240, 2020.
[4] Mollinedo Patzi, M. A., & Benavides Calderón, G. L. (2014).
Carbohidratos. Revista de Actualización Clínica Investiga, 41.
Recuperado de Revistas Bolivianas
[5] Lehninger, A. L., Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Principios de
la Bioquímica
[6] O. I. Peñaranda Contreras, J. E. Perilla Perilla, y N. A. Algecira
Enciso, “Revisión de la modificación química del almidón con ácidos
orgánicos,” Ing. Investig., vol. 28, no. 3, pp. 14-27, Sep. 2008.
[Online].Disponible: SciELO
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