DROGAS CON CARBOHIDRATOS: CARBOHIDRATOS: DROGAS CON POLISACARIDOS HOMOGÉNEOS Y HETEROGÉNEOS. DRUG CARBOHYDRATE: DRUGS WITH HOMOGENEOUS AND HETEROGENEOUS POLYSACCHARIDES.
María Eugenia Quiñones Huayaney °; °Jeanett Montes Cjuno °; Boris Odelion Pichihua Pardo °; Jorge Luis Tolentino Chávez °; Ángel Córdova Córdova Mamani °; Bertha Jurado °° ° Estudiantes del 3er año de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM); °° Dr. Química farmacéutica de la Catedra de Farmacognosia. Farmacognosia. Junio del 2013. 201 3.
RESUMEN: Los polisacáridos homogéneos y heterogéneos son compuestos orgánicos de
gran importancia, presentes en todas las drogas en diferente proporción y cumplen funciones importantes como reserva o forman parte de estructuras. La presente práctica de laboratorio se realizó con la finalidad de conocer la importancia y los tipos de polisacáridos, así como también aprender a identificar y cuantificar la calidad de polisacáridos homogéneos y heterogéneos. Para los ensayos experimentales se usó diversos hidratos de carbono como la pectina de naranja, gomas, almidón, linaza, fibras constituidas por hidratos de carbono y polvo de agave.
Metodología. Se realizó un análisis cualitativo del almidón de papa, lana, algodón y yute poniendo a prueba su pureza e identidad (solubilidad, observación microscópica, etc) y reacciones de caracterización a muestras de pectinas, gomas y mucílagos. También se llevó a cabo un análisis cuantitativo en donde se evaluó el índice de absorción de agua, índice de solubilidad en agua y el poder de hinchamiento de la muestra de almidón y polvo de ágave. Resultado. Todos los análisis de identificación dieron positivo; con respecto al análisis cuantitativo se obtuvo alta solubilidad, baja absorción de agua y bajo poder de hinchamiento. Conclusiones. Las drogas evaluadas presentaron polisacáridos homogéneos y heterogéneos. El almidón y el polvo de Agave evidenciaron ser de poca calidad. cali dad. Palabras clave. Polisacáridos homogéneos, polisacáridos heterogéneos, análisis cualitativo, análisis cuantitativo, gomas, pectinas, mucílagos. ABSTRACT Homogenous and heterogeneous polysaccharides are organic compounds of great importance in all drugs present in different proportions and serve important functions as a reservation or are part of structures. This lab is performed in order to know the importance and types of polysaccharides, as well as learn to identify and quantify the quality of homogeneous and heterogeneous polysaccharides. For the experimental tests used various carbohydrates such as orange pectin, gums, starch, linaza, fibers consisting of carbohydrates and agave powder. Methodology. We performed a qualitative analysis of potato starch, wool, cotton and jute testing their purity and identity (solubility, microscopic observation, etc.) and sample characterization reactions of pectins, gums and mucilages. Also undertook a quantitative analysis which evaluated the rate of water absorption, rate of water solubility and the swelling power of the sample of powdered starch and agave. Result. All tested positive identification analysis, with regard to quantitative analysis was obtained high solubility, low water absorption and low swelling power. Conclusions. Drugs evaluated showed homogeneous and heterogeneous polysaccharides. Starch and Agave powder showed to be of poor quality. Keywords. Polysaccharides homogeneous, heterogeneous polysaccharides, qualitative analysis, quantitative analysis, gums, pectins, mucilages.
INTRODUCCIÓN:
Los hidratos de carbono son los componentes orgánicos más abundantes: constituyen las tres cuartas partes de la masa seca de todo el mundo vegetal. Anualmente se producen alrededor de 400000 millones de toneladas de azucares por fotosíntesis natural. Una parte se produce en los océanos, recalcando que este ecosistema recién se está estudiando con más énfasis. Otra parte muy extensa es la presencia de polisacáridos, que son polímeros de condensación de hidratos de carbono o azucares, estos polisacáridos realizan diversas e importantes funciones biológicas. Algunos de ellos son auténticos combustibles y almacenes de energía para los seres vivos. Los polisacáridos no solo se encuentra de manera homogénea sino que presentan variaciones en su estructura por lo cual se les denomina polisacáridos heterogéneos, y de esta forma se encuentran unidos a muchos péptidos y lípidos, formando paredes de bacterias (peptidoglucanos) y formando parte de la membrana celular (glicoproteínas). MARCO TEÓRICO: Polisacáridos heterogéneos o heteropolisacaridos:
Contienen un número elevado de dos o más tipos distintos de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosidicos.
Gomas: Una goma puede ser definida en sentido amplio, como cualquier polisacárido soluble en agua, que puede ser extraído a partir de vegetales terrestres o marinos, o de microorganismos, que poseen la capacidad, en solución, de incrementar la viscosidad y/ o de formar geles. Gomas vegetales de uso generalizado son las galactomanas de las semillas de guar y locuste (Ceratonia siliqua), los exudados como la goma arábica y el tragacanto, y las de las algas como las carragenanas y los alginatos
Goma locuste
FIGURA N°1 Goma locuste Goma guar Es obtenida del endospermo de la semilla de la planta guar Cyamopsis tetragonolobus, oriunda de la India y Pakistán. Se disuelve completamente en agua fría, produciendo alta viscosidad; sin embargo no gelifica, y su principal uso es como formador de cuerpo, estabilizante y ligador de agua (Dziezak, 1991).
Es un polisacárido neutro constituido de manosa y galactosa en la proporción de 4:1. Esta goma es extraída de las semillas de la Ceratonia siliqua, que es un árbol nativo de los países de la cuenca del Mediterráneo. Es insoluble en agua fría y soluble en agua caliente, siendo que su viscosidad máxima se alcanza cuando es calentada a 95ºC y después enfriada. Gelifica sólo cuando se mezcla con la goma xantana, y sus principales usos son como espesante, estabilizante de emulsiones, e inhibidor de la sinéresis en diversos productos: alimentos enlatados, salsas, sobremesas, gaseosas, quesos, helados y carnes procesadas.
FIGURA N°2 goma extraída de las semillas de la planta GUAR Goma carragenana Es un polímero sulfatado, constituido de unidades de galactosa y anhidrogalactosa, extraída de algas rojas donde destaca la Chondrus crispus, también conocida como "musgo irlandés". El extracto del "musgo irlandés", es usado hace casi 600 años en la
elaboración de alimentos, remedios y fertilizantes, en el municipio de Carragheen3 que da origen al nombre de esta goma. Otras importantes fuentes de carragenana son la Eucheuma spp. y Gigartina spp., que se encuentran en África Oriental, Filipinas y Japón. Existen tres grupos principales de goma carragenana, que se diferencian por su contenido y distribución de los grupos de ésteres sulfatados: iota, kappa y lambda. La carragenana es usada como gelificante, espesante, estabilizante, y emulsionante; siendo que por su capacidad de reacción con ciertas proteínas, es usada en pequeñas concentraciones (del orden de (0.01 a 0.03%) en la industria de los lácteos.
FIGURA N°4 Goma arábica Goma ghatti
FIGURA N°3 Algas marina que posee abundantes cantidades de carragenanos. Gomas exudadas por árboles: goma arábica, goma ghatti, goma karaya y goma tragacanto. Goma arábica O goma acácia, considerada la más vieja y la mejor conocida de las gomas, es la savia exudada de varias especies de árboles de la Acacia para prevenir el resecamiento de sus tejidos cuando son heridos. Químicamente la goma arábica es una sal neutra o levemente ácida de un polisacárido complejo que contiene iones calcio, magnesio y potasio en su molécula; y está formada por seis carbohidratos: galactosa, ramnosa, arabinopiranosa, arabinofuranosa, ácido glucourónico y ácido 4-ometilglucourónico La goma arábica se disuelve rápidamente en el agua fría o en agua caliente, y es la menos viscosa y más soluble de los hidrocoloides: es posible comparar sus soluciones con una concentración del orden de los 55% con otros hidrocoloides comunes de alta viscosidad en el orden del 5% de concentración.
O goma hindú es un exudado amorfo y translúcido del árbol del Anogeisssus latifolia de la familia Combretaceae oriunda de la India. Es un polisacárido complejo, soluble en agua, formado por arabinosa, galactosa, manosa, xilosa y ácido glucourónico. Está constituida de una fracción soluble y de una insoluble, pero gelificable. La goma en su conjunto, aun cuando no gelifique, se dispersa en agua fría o caliente formando un sol 4 coloidal debido a la fracción soluble, y su viscosidad máxima se manifiesta en un pH entre 5 y 7; siendo que de todas las gomas comerciales, la goma ghati es la que tiene la viscosidad y propiedades emulsionantes más próximas de la goma arábica. Las principales razones para escogerla son su habilidad para emulsionar, estabilizar, producir viscosidad y ligar agua.
Goma karaya Es un exudado seco del árbol Sterculia producido en el norte y centro de la India, es un polisacárido complejo parcialmente acetilado, constituido de una cadena principal de unidades de ácido Dgalactourónico, L-ramnosa y D-galactosa, de cadenas laterales de ácido Dglucourónico. Lo que caracteriza esta goma es su baja solubilidad en el agua y su fuerte
adherencia cuando es usada en elevadas concentraciones. Es una de las menos solubles entre las gomas exudadas, no disuelve pero absorbe agua y produce un sol coloidal viscoso. Las dispersiones de la goma karaya tienen una viscosidad mayor cuando son preparadas con agua fría, aun cuando la ebullición aumenta la solubilidad de la goma y reduce su viscosidad de forma permanente. Similarmente, la viscosidad es reducida por la adición de algunos electrolitos fuertes o de pH extremos.
extraídos de plantas y produce soles coloidales viscosos con textura similar a geles blandos. Es soluble en agua fría, estable al calor y al ácido (debajo de pH 2) y muy emulsionante.
Valores alcalinos del pH transforman el sol karaya en una pasta pegajosa. Debido a su propiedad de ligar agua, la goma karaya, es usada en concentraciones bajas, típicamente del orden de 0.2 a 0.4%, en la preparación de helados, con la finalidad de prevenir la formación de grandes cristales de hielo y la pérdida de agua libre.
FIGURA N°6 Planta Tragacanto Pectinas
FIGURA N°5 Karaya
Procesado de Goma
Goma tragacanto Es un exudado producido por algunas especies de un arbusto del género Astragalus, una leguminosa perenne oriunda del Asia menor y de las regiones montañosas y semidesérticas del Irán, Siria y Turquía.
Funcionan como agentes gelificantes espesantes en una gran variedad de productos. Las pectinas comerciales son galactouranoglicanos con varios contenidos de grupos éster metilo; mientras que las pectinas comerciales se encuentran en las paredes celulares y capas intercelulares de todas las plantas terrestres y son moléculas más complejas que se convierten en productos comerciales vía la extracción ácida. Existen dos tipos de pectinas que dependen de su grado de metilación: LM y HM.
Está formada de una mezcla de polisacáridos: el ácido tragacántico, insoluble en agua y responsable por la propiedad absorbente de agua de la goma, y la arabinogalactana que es un polímero soluble en agua y responde por la solubilidad de la goma. La goma tragacanto produce la más alta viscosidad de todos los hidrocoloides
FIGURA N°7
Albedo de la naranja
PARTE EXPERIMENTAL: A. POLISACÁRIDOS HOMOGÉNEOS 1. ALMIDÓN I. OBTENCIÓN DE ALMIDÓN
ALMIDÓN DE PAPA
•
Pesar 100 g de papa pelada
Rallar
•
Rallar con suficiente agua
•
Sedimentar
Dejar sedimentar y lavar por decantación varias veces
Someter a 60°C por 20 minutos.
•
Secar II.
ANÁLISIS CUALITATIVO
Almidón de papa
Identificación
Pureza
Solubilidad
Solución de yodo
Observación microscópica
Determinación de cloro
Acidéz
5mg de MP + 0.5 mL agua caliente 5mg de MP + 0.5 mL agua fría
5mg de MP + gotas de R. yodo 2.5%
colocar en porta objetos
5mg de MP + I gota de KI 40 %
5mg de MP humectada + II gotas de solución fenolftaleína
Soluble en agua caliente,insoluble en agua fria
Complejo azul, desaparece por calor y reaparece por enfriamiento.
Corpúsculos incoloros, presentan estrías claras y oscuras.
Coloración parda azul
Coloración azulvioleta (neutro), coloración rojo vinosa (ácido)
–
–
III.
ANÁLISIS CUANTITATIVO
Baño de agua y centrifugar
Pesar
Medir volumen
A 60°C, 30 min. Agitar a los 10min. Centrifugar a T° ambiente, 4900 RPM durante 30 minutos.
•
Un tubo seco de cenrifuga a 60°C En el tubo, 125g de almidón
•
•
Agregar agua (60°C), agitar 2 min.
•
•
•
Secar y pesar Decantar el sobrenadante (inmediatament e) medir volumen Medir 10ml de sobrenadante y colocar en vaso de precipitados de 250ml (previamente pesado)
•
• •
Secar en horno (70°C, 24 h) Pesar el tubo con el gel Pesar el vaso de precipitados con los insolubles
•
•
•
2. CELULOSA: I.
ANÁLISIS CUALITATIVO
MUESTRA PROBLEMA: Fibras de algodón, yute y lana
REACCIONES DE CARACTERIZACION DE CELULOSA Solubilidad Procedimiento Reacción positiva Fibras + gotas de H2SO4 al 80% Soluble Fibras + gotas de H2SO4 al 60% Insoluble Fibras + gotas de acetona Insoluble Ignición Procedimiento Reacción positiva Sobre una cápsula de porcelana colocar el algodón Ceniza blanca, poco olor y humo (algodón) o lana y calentar a la llama directa y observar Ceniza negra, mucho olor y humo (lana) Yodo en ácido sulfúrico Procedimiento Reacción positiva Fibras + embeber la fibra con gotas de lugol, dejar Coloración azul(algodón) secar + gotas de H2SO4 al 80% Floroglucinol Procedimiento Reacción positiva Fibras + cristales de Floroglucinol + gotas de HCl Fibra teñida de rojo (yute) cc Fibra no teñida (algodón) KOH 5% Procedimiento Reacción positiva Fibras + gotas de KOH 5% Insoluble (algodón y yute) , soluble (rayón)
B. POLISCARIDOS HETEROGENEOS A. PECTINAS: Obtención de albedo de fruto cítrico (naranja). Proceso: 1. Pesar 10g de albedo (parte blanca de la cascara de naranja). 2. Desecar en la estufa a 150°C por 15 min. 3. Purificar la corteza desecada añadiendo 10ml de alcohol etílico. 4. El residuo purificado agregarle 10ml de HCl al 10% Y calentarlo hasta ebullición por 15min.
REACCIONES DE CARACTERIZACION DE PECTINAS NaOH 0.5 mL de MP + 0.5 mL NaOH 3N reactivo M.P.
Ba(OH)2 10% 0.5 mL de MP + 0.5 mL Ba (OH)2 10% 0.5 mL de MP + 2.5 mL alcohol 2mL de MP + 1mL KOH 2%, ebullir y enfriar + HCl diluido + ebullir y enfriar
B. GOMAS: REACCIONES DE CARACTERIZACION DE LAS GOMAS
GOMA
REACCIONES Solubilidad y PH 0.5g muestra + agua hasta solubilizar
KARAYA ( D- galacturónico, L- ramnosa y D- galactosa)
Medio acido 0.5g muestra +10mL agua , ebullir por 5min +1mL DE HCl cc y hervir ´x10min Extender en porta objetos goma al 2%. Observar al microscópico 0,5g MP +gts de R .Yodo 2,5%. Extender en porta objetos Goma al 4% y observar al microscopio
TRAGANTO ( D- galacturónico, D- galactosa, Arabinosa y Xilanosa)
0.5g MP + gts de R.yodo 2.5% 1ml de goma al 10%+ subacetato de plomo. 0.5g MP + 1mL de HCL diluido llevar a BM por 15 min. Neutralizar con NAOH. Realizar reacción para azúcar reductor.
ARÁBICA (Arabina, sal de calcio, acido arábigo, lactosa, arabinosa y oxidasas).
1mL de goma al 2% +subacetato de plomo. 1mL de goma al 10 % +subacetato de plomo. 0.5 g MP + gts de R. Yodo 2.5% 0.5g MP+ gts de R. FeCl3
C. ANALISIS GENERALES DE GOMAS: ANALISIS GENERAL 1 g de MP + 1mL de alcohol
SOLUBILIDAD
OBSERVACIÓN EN EL MICROSCOPIO
0.5 g de MP + 2mL de agua destilada
D. MUCILAGOS: Obtención de mucilagos de la semilla de linaza
PROCESO: 1. Pesar 10g de semillas de linaza. 2. Agregar 50ml de agua destilada y someter a ebullición por 15min.
REACCIONES DE CARACTERIZACIÓN DE MUCÍLAGOS ACETATO DE PLOMO (NEUTRO) ACETATO DE PLOMO (BÁSICO) ACIDO TÁNICO 0.5ml de MP + Gotas de cada reactivo ETANOL ÁCIDO OXALICO (10%) LUGOL E. ANALISIS CUANTITATIVO: Droga: polvo de Agave. I.
INDICE DE HINCHAMIENTO: A.
Pesar 1g de muestra en una probeta. Medir el volumen ocupado por las fibras (ml) .
B.
Añadir 5ml (volumen exacto) de agua destilada y agitar por 5min, dejar en reposo y medir el volumen final.
II.
CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA: A.
Pesar 0.5g de muestra, adicionar 10ml de agua destilada, agitar por 10min luego dejar reposar por 24 horas.
B.
Centrifugar a 3000 rpm. Durante 10min, retirar el sobrenadante y pesar el sedimento
(g).
RESULTADOS: A. POLISACÁRIDOS HOMOGÉNEOS 1. Análisis cualitativo ALMIDÓN
MUESTRA PROBLEMA:
Almidón de papa
NOTA: negativo (-), positivo trazas (+), considerable (++), abundante (++) REACCIONES MOLISH ANTRONA SOLUBILIDAD SOLUCIÓN DE YODO 2,5% OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA DETERMINACIÓN DE CLORO
RESULTADOS +++ +++ EN AGUA CALIENTE: ++ EN AGUA FRÍA: +++ +++ : gran cantidad de corpúsculos incoloros ++
ACIDÉZ
++ , Coloración rojo vinoso: ácido 2. Análisis cuantitativo:
MUESTRA: Almidón de papa
DATOS
CÁLCULOS
ÍNDICE DE ABSORCIÓN Beaker seco: 47,7 g DE AGUA Beaker tratado: 47,75 g ÍNDICE DE Tubo seco: 6,35 g SOLUBILIDAD EN Tubo con muestra: AGUA 6,95 g Gel: 0,6 g Solubles: 0,05 g PODER DE Volumen extraído: HINCHAMIENTO 14,6mL
RESULTADOS
IAA = Peso del gel (g) / Peso muestra (g) bs ISA = Peso solubles (g) x V x 10 / Peso muestra (g) bs
IAA = 0.92
ISA = 11.25
PH= Peso del gel (g)/ Peso (muestra (g) bs Peso solubles (g))
PH = 1
–
3. Análisis cualitativo de a celulosa: MUESTRA PROBLEMA: Lana, algodón y yute REACCIONES SOLUBILIDAD
H2SO4 al 80%
H2SO4 al 60% acetona IGNICIÓN
YODO EN ÁCIDO SULFÚRICO FLOROGLUCINOL
RESULTADOS Lana: insoluble Yute: insoluble Algodón: soluble Algodón: insoluble Yute: insoluble Algodón: insoluble Yute: insoluble Algodón: ceniza blanca, poco olor y humo blanco Lana: ceniza negra, olor desagradable y humo blanco Algodón: coloración azul oscuro Yute: fibra teñida de color rojo Algodón: fibra no teñida Algodón: insoluble Yute. insoluble
KOH 5%
B. POLISACÁRIDOS HOMOGÉNEOS A. PECTINAS: REACCIONES DE CARACTERIZACION DE PECTINAS PECTINA OBSERVACIÓN CANTIDAD
M.P.
Precipitado amarillo
+++
Precipitado blanco
+++
Formación del gel incoloro
+++
Precipitado gelatinoso, blanco y floculento.
+++
B. GOMAS:
REACCIONES DE CARACTERIZACION DE LAS GOMAS GOMA
OBSERVACIÓN
MEDICIÓN
PH= 3 Coloración rojiza
KARAYA
++
Se observa fragmentos celulares pardos Ausencia de coloración
++ -
Ausencia de fragmentos celulares TRAGANTO
ARÁBICA
-
Coloración azul oscuro que indica la presencia de almidón. Precipitado blanco que indica la presencia de gomas
+++ +++
Coloración roja que indica la presencia de azucares reductores
++
Precipitado blanco.
++
Ausencia de precipitado blanco.
-
Ausencia de coloración.
-
No hay cambio de color
-
C. ANALISIS GENERALES DE GOMAS:
PRUEBA SOLUBILIDAD OBSERVACIÓN EN EL MICROSCOPIO
ANALISIS GENERAL OBSERVACIÓN
MEDICIÓN
Insoluble Observación al microscopio Fragmentos celulares
+++ +++
D. MUCILAGOS: REACCIONES DE CARACTERIZACIÓN DE MUCÍLAGOS REACTIVO OBSERVACIÓN
Gelatinoso, incoloro parecido a una delgada membrana Acetato de plomo (básico) Gelatinoso, Blanco Ácido tánico Gelatinoso, en menor cantidad Etanol No genera precipitado Solo se observa la disolución de la Ácido oxálico (10%) muestra Lugol Se tiñe de azul Acetato de plomo (neutro)
M-P +
MEDICIÓN ++ ++ + + +++
E. ANALISIS CUANTITATIVO: I.
INDICE DE HINCHAMIENTO:
MUESTRA: POLVO DE AGAVE INDICE DE HINCHAMIENTO (IH)
II.
CÁLCULOS Volumen inicial = 1,5ml Volumen final = 5,5ml Peso de la muestra = 1g (IH) =
RESULTADOS
(IH) =
(IH) = 4ml/g
CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA:
MUESTRA: POLVO DE AGAVE CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRA)
CÁLCULOS Peso inicial = 0.5g Peso final = 0.8g (IH) =
RESULTADOS
(CRA) =
(CRA) = 60%
DISCUSIONES:
Según la ley de Le Chatellier, un proceso endotérmico es favorecido por el aumento de temperatura. Siendo la solubilidad del almidón un proceso endotérmico, este se solubilizó solo en agua caliente (1). El almidón se colorea de azul con el yodo por que se forma un compuesto de inclusión del yodo en el interior de las hélices de la amilosa. Esta inclusión es reversible y está condicionada por la temperatura (2). Los gránulos de almidón son insolubles en agua por la presencia de amilopectina y lo que le da calidad si se encuentra en mayor cantidad (3). El pH para la extracción de la pectina debe ser acido en el rango de 2 a 2,2; en la práctica se usó el HCl al 10% para acidificar, sin embargo si no se tiene los valores exactos de pH, el resultado final puede ser una solución demasiado acida lo cual ocasionaría inconvenientes con el poder gelificante de la pectina (4). Las pectinas son insolubles en alcohol, esto se debe a su baja polaridad, debido a que posee una cadena larga de carbonos, las pectinas también precipitan cuando se les agrega metales por ejemplo el bario, aluminio, etc. La goma karaya tiene un carácter acido, debido a sus cadenas laterales de ácido D-glucoronico, posee baja solubilidad, se puede observar que no hay reacción de la goma con el yodo debido a que en esta goma no hay almidones, sin embargo existen fragmentos celulares. La goma tragacanto posee cantidades considerables de almidon en su composición, sin embargo no se puede evidenciar fragmentos celulares. La goma arábica no posee olor ni compuestos volátiles, por tal motivo cuando el FeCl3 reacciona con la goma las reacciones me dan negativas, debido a la ausencia de fenoles.
Los mucilagos son menos viscosos que las gomas, precipitan con metales pesados, sin embargo estos mucilagos no son insolubles en alcohol. Para hacer el desarrollo del índice de hinchamiento, es necesario tener habitaciones cerradas, debido a que el alga de Agave tiene mucha afinidad por el agua del medio ambiente, lo cual nos daría datos erróneos. CONCLUSIONES:
La papa es uno de los tubérculos con mayor concentración de almidón, dicha calidad varía en forma inversa a la solubilidad en agua y en forma directa al índice de hinchamiento y absorción de agua. La solubilidad de la celulosa es diferente para cada droga, siendo mayor frente a ácidos concentrados. Los polisacáridos heterogéneos poseen cadenas muy largas debido a esto muchos de ellos en solución tienen un carácter viscosante. Los polisacáridos tienden a retener agua, debido a su estructura y a sus radicales hidroxilos REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
1. FACTORES QUE DEPENDEN DEL MEDIO DE DISOLUCION. Recuperado de: http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/cide01 /cap1/1-3-1.html 2. Observación y/o tinción de los granos de almidón de la patata con Lugol. recuperado de:https://docs.google.com/document/d/1moer32qbkgqpzcniqkzhc1eyb5ld1elyhaozkjqv-s/edit 3. Almidones en los alimentos. Recuperado de: http://www.uco.es/master_nutricion/nb/Vaclavik/almidones.pdf 4. Cruz Armenta José. Obtención de la pectina a partir de la cascara de naranja, Instituto Tecnológico Superior de Teziutlán.
CUESTIONARIO 1.- Proponga la metodología para el análisis fisicoquímico y estructural de un polisacárido homogéneo y heterogéneo. Indique un ejemplo de aplicación para cada metodología.
ALMIDÓN:
Distribución del tamaño del gránulo: El 99 por ciento de los gránulos de almidón deben pasar a través de un tamiz de malla 100 o el 95 por ciento pasar a través de un tamiz de malla 140 (106 µm). Contenido de materia seca: El contenido de materia seca de los almidones debe estar entre 87-90 por ciento. Pulpa: Un almidón de buena calidad no debe exceder 0,3 por ciento de pulpa. Densidad aparente: El almidón debe tener una densidad promedio de 1,560 g/mL. Temperatura de gelatinización: El valor de la temperatura de gelatinización en almidones de yuca varía entre 57,5-70 °C. Índice de absorción de agua, índice de solubilidad y poder de hinchamiento: El índice de absorción de agua en el almidón de yuca varía entre 0,82 y 15,52 g gel/g muestra; el índice de solubilidad en agua entre 0,27-12,32 por ciento y el poder de hinchamiento entre 0,79 y 15,45. Contenido de almidón: El contenido de almidón generalmente se encuentra en el rango 92-96 por ciento. La pureza del almidón está dada por el contenido de almidón; valores bajos son indicativos de un proceso de extracción ineficiente. Azúcares reductores: En el almidón no debe haber presencia de azúcares reductores. Acidez titulable y pH: El valor del pH en un almidón nativo debe estar entre 6,0-6,5. La acidez titulable debe estar entre 2,2 × 10-3 y 5 × 10-3 meq de ácido láctico/g de almidón. Contenido de cenizas: En general, el contenido de cenizas en el almidón no debe exceder de 0,12 por ciento.
2.- Describa el proceso de producción de gomas, pectinas y mucílagos a nivel industrial. Goma Arábica: La goma arábiga se obtiene de varias especies de acacia, fundamentalmente de Acacia senegal que es el árbol del que se ha obtenido tradicionalmente. La goma arábiga aparece como un exudado protector sobre heridas y grietas de la corteza de los árboles. Normalmente se efectúan series de cortes a los árboles en explotación, para obtener una mayor cantidad de resina.
Tras efectuar estos cortes, la resina aparece en cantidad suficiente para ser recogida entre 3 y 6 semanas después, formando excrecencias redondeades que pueden alcanzar un diámetro de hasta 10 cm, y que se endurecen al aire. Un árbol suele producir entre 1 y 5 kg de goma arábica al año durante la estación seca, de octubre a junio. La goma se recoge y se clasifica por color y pureza, valorándose más la de colores más claros. La mayoría de la producción de goma arábiga, hasta el 70% del total mundial en algunos años, procede de Sudán, donde tanto el árbol ( Acacia senegal ) como la goma reciben el nombre de “hashab”. Sin embargo, la producción en este país parece estar en
declive. Chad y Nigeria producen cantidades menores, aunque crecientes, de goma arábiga, y Senegal, Mali, Mauritania y Niger producen cantidades casi insignificantes en porporción. Un problema de la goma arábiga es la irregularidad de suministros y precios. En 1985, una sequía en Sudán hizo que el precio de la goma arábiga se multiplicara por 6, incentivando la búsqueda de sustitutos.
Goma tragacanto: La goma tragacanto es el exudado seco de la corteza del Astragalusgummifer, o de otras Astragalusgummifer especies asiáticas de Astragalus. Conocida desde la antigüedad y sus primeras referencias se deben a Theophrastus y es conocida como cuerno de cabra quizás por su apariencia a estos. Es un arbusto pequeño de tipo perenne dándose más bien en lugares secos del Asia Menor y en regiones montañosas y áridas del medio este. La goma exuda espontáneamente de cortes hechos a los troncos. El exudado es en forma de tiras u hojuelas las cuales se hacen quebradizas al secarse. Las fechas de recolección se extienden desde Mayo hasta Septiembre para las tiras y desde Agosto hasta Noviembre para las hojuelas. Después de la recolección la goma es clasificada a mano en varios grados.
Goma Karaya: La goma karaya procede de árboles de la especie Sterculiaurens, también originarios de la India. Consiste en una cadena principal formada por ácido galacturónico, L-ramnosa y galactosa, con algunas cadenas laterales de ácido glucurónico. Se parece mucho a la goma tragacanto, por lo que se ha utilizado a pequeña escala para sustituirla, o para adulterarla, desde principios del siglo XX. Es muy poco soluble en agua, en frío realmente en su mayoría solamente absorbe el agua hinchándose, y es muy pegajosa a concentraciones elevadas. En agua hirviendo, aumenta su solubilidad, pero se reduce la viscosidad, que no se recupera totalmente al enfriar. El mucílago de linaza es un material semejante a una goma, está asociado a la cáscara del grano y está constituido por polisacáridos ácidos y neutros. Las condiciones óptimas para la extracción de la goma son: agua entre 85 y 90 ºC a pH 6,5 a 7,0 y con una
relación agua: semilla de 13:1. La suspensión se liofiliza o se seca por atomización, obteniéndose rendimientos de 13 a 14 %. La goma de linaza tiene buena capacidad espumante, estabilidad, resistencia a la presencia de sales y viscosidad estable en un amplio rango de pH. En el proceso a escala industrial de las pectinas, se pueden observar las siguientes etapas:
Acondicionamiento: la materia prima se lava, blanquea, seca y tritura para pasar a la siguiente etapa. Extracción: consiste en una hidrólisis ácida que hace que la protopectina pase a su forma soluble. Aquí se debe tomar en cuenta la relación materia prima/agua, pH y la temperatura y tiempo de extracción dependiendo de la materia prima. Filtración: mediante centrífugas, se elimina el bagazo o material extraído para que quede solo el líquido con las sustancias pécticas. Recuperación: Se pueden eliminar ciertos sólidos de las pectinas y se puede concentrar hasta un 20% de sólidos solubles. También se puede recuperar por diferentes tipos de precipitaciones, como la precipitación con alcoholes (etanol), acetonas, compuestos orgánicas o con sales metálicas. Molienda: Aquí se le ajusta el tamaño adecuado a la partícula de pectina con el propósito de obtener mejor solubilidad (apróx. 25 mm.) Normalización: Se hace con el propósito de obtener pectinas con grado de gelificación uniforme, agregando azúcar como diluyente de ser necesario para evitar que las pectinas forme grumos con los líquidos. Se desea llegar al grado deseado para la venta (grado 5). Empacado: Las pectinas se empacan en bolsas de polietileno listas para ser vendidas al público.
3. Señale y describa las fuentes animales de polisacáridos y su aplicación en la industria farmacéutica.
Glucógeno: Polisacárido que se encuentra en animales. Es la forma de depósito de los carbohidratos en los organismos, principalmente en hígado y músculos. Sus fuentes principales son carnes y pescados.
Quitina :es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos,
del
resistente exoesqueleto de
los
artrópodos
(arácnidos, crustáceos e insectos) y algunos órganos de otros animales (quetas de anélidos, perisarco decnidarios).
Heparina:Es obtenido de tejidos de bovinos y porcinos de la que es comúnmente de grado farmacéutico heparina extraída, la heparina también se ha extraído y caracterizado a partir de especies como ballena, langosta, almeja, camarón.
Dextranos: son polisacáridos producidos por microorganismos. Es también un polisacárido de glucosa pero presenta diferencias respecto a los otros en el tipo de enlaces entre las unidades de monosacárido y en la ramificación.
Se utiliza en:
Tratamiento de aguas: Quitina-Quitosano y sus derivados actúan como quelantes de metales de transición y contaminantes ambientales (PCBs), como removedores de iones metálicos (Hg, Cd, Pb, Ag y Ni), como floculantes coagulantes y precipitantes de proteínas, aminoácidos, tintes, colorantes, algas, aceites, metales radioactivos (U y Co), partículas en suspensión y pesticidas
Industria alimentaria
Como aditivos en los alimentos: Por sus propiedades como espesantes, gelificantes y emulsificantes se utilizan como mejoradores de la textura, ya que fijan agua y grasa. Envoltura y recubrimiento protector de alimentos.
Cosmética. Son varias sus aplicaciones por sus propiedades humectantes (cremas de manos, lociones de baño), abrasivas (limpieza de la piel), su polaridad positiva (fijación de los productos a piel y pelo) y no alergenicidad. Se emplea con éxito como matriz apropiada para otros ingredientes, en el cuidado bucal (pasta de dientes y colutorios bucales) y en el tratamiento para la celulitis (patentado).
Protectores mecánicos de mucosas y piel irritada.
Laxantes mecánicos, saciantes, anorexígenos.
Espesantes, aglutinantes (industria).
4.- ¿Qué es la quitina y el quitosano? Cite aplicaciones industriales Quitina: La quitina es un polisacárido que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, constituyendo el segundo polímero más abundante después de la celulosa. Está constituida por moléculas de N-acetil-D-glucosamina, y forma parte del caparazón de crustáceos, moluscos, insectos y otros seres vivos, defendiéndolos del contacto con el medio externo. Quitosano: La quitosano es el derivado principal de la quitina, que puede ser obtenido mediante un proceso químico sencillo de desacetilación. Bajo este término se agrupa una familia de co-polímeros con diferencias en el número de unidades desacetiladas y en el peso molecular. 5. Explique la importancia de los polisacáridos obtenidos en algas marinas y su proceso de obtención a escala industrial.
Las algas marinas sintetizan polisacáridos en cantidades considerables constituyendo un recurso renovable de importancia. Un número limitado de algas rojas y pardas se explota para la producción de ficocoloides de aplicación industrial. Se ha encontrado que algunos polisacáridos sulfatados de algas marinas poseen interesantes propiedades biológicas como actividad anticoagulante, antitumoral y antiviral.
