UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE CIENCIA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE BIOTECNOLOGIA
BIOQUÍMICA II
INFORME Nº4 E.A.P. DE BIOTECNOLOGÍA TEMA: Hidrolisis del almidón
AUTOR: Carlos Benjamín Honorio Briones CICLO: III DOCENTE: JESUS RUIZ BACA
NUEVO CHIMBOTE – PERÚ 2012
Introducción
El almidón es el polisacárido típico de reserva en vegetales. Se acumula en forma de gránulos dentro de la célula vegetal en el interior de los plastos. Similar a la celulosa, las moléculas de almidón son polímeros de glucosa unidos mediante enlaces glucosídicos α -1,4 y α-1,6 en oposición a los enlace glucosídicos β-1,4 de la celulosa. El almidón constituye la mayor parte de la dieta humana para la mayoría de la gente en el mundo, así como para otros animales. Proporciona unidades de glucosa, molécula base del metabolismo celular. Por este motivo, para utilizar el carbono y la energía almacenados en el almidón, el sistema digestivo humano, con la ayuda de las enzimas amilasas, primero debe romper el polímero a azucares asimilables más pequeños, que eventualmente queda convertido a unidades básicas de glucosa. Químicamente el almidón es un polisacárido homogéneo que esta formado por una mezcla de dos polisacáridos estructuralmente diferentes: amilosa y amilopectina. La amilosa es una molécula lineal compuesta por 250 a 300 unidades de α-D-glucopiranosa enlazadas por uniones 1-4. La amilopectina es ramificada, constituida por 1.000 a 3.000 unidades de glucosa conectadas por uniones 1-4 y 1-6 en los puntos de ramificación. Como una amplia variedad de organismos, incluyendo los seres humanos, pueden digerir el almidón, la alfa-amilasa es, obviamente, ampliamente sintetizado en la naturaleza, en oposición a celulasa. Por ejemplo, la saliva humana y la secreción pancreática contienen una gran cantidad de alfa-amilasa para la digestión del almidón. La especificidad del enlaces atacado por las αamilasas depende de las fuentes de las enzimas. En la práctica se realizará la digestión enzimática del almidón de laboratorio y natural utilizando α-amilasa, enzima presente en la boca y en el intestino, rompe uniones α-1,4, tiene un pH óptimo de 6,7 - 7, 2.
MATERIALES Y MÉTODOS.
Prueba de Lugol para detectar la presencia de almidón Se agregó 3ml de almidón al 1% en un tubo de ensayo I, luego se agregaron 4 gotas de reactivo de lugol y observó la coloración de la muestra. Se llevó al calor y se observó la coloración. Prueba de Lugol aplicada al almidón con saliva. Se agregó 3ml de almidón al 1% en un tubo de ensayo II, luego se agregó 1ml de saliva. Se llevó a baño maría a 37°C y se añadió finalmente 3 gotas de lugol y se observó la coloración. De manera similar se trabajó con el almidón de yuca. Se pesó 1,0 g de yuca y se masticó por 90 veces. Se vertió el masticado en un matraz. Se adicionó 100 ml de agua destilada. Se incubó a 37 °C por 15 minutos y se filtró a través de una gasa. Se extrajo el sobrenadante. Se vertió 0.5 ml en un tubo de ensayo III, y se añadió finalmente 3 gotas de lugol y se observó la coloración. Prueba de Fehling aplicada al almidón Se agregó 3ml de almidón al 1% en un tubo de ensayo IV, luego se agregó 2ml de reactivo de Fehling A+B y se observó si hubo reacción. Prueba de Fehling aplicada al almidón con saliva. Se agregó 3ml de almidón al 1% en un tubo de ensayo V, luego se agregó 1ml de saliva. Se llevó a baño maría a 37°C y se añadió finalmente 2ml de reactivo de Fehling A+B y se observó si hubo reacción. De manera similar se trabajó con el almidón de yuca. Se pesó 1,0 g de yuca y se masticó por 90 veces. Se vertió el masticado en un matraz. Se adicionó 100 ml de agua destilada. Se incubó a 37 °C por 15 minutos y se filtró a través de una gasa. Se extrajo el sobrenadante. Se vertió 1.0 ml en un tubo de ensayo VI, y se añadió finalmente 2ml de Fehling A+B y se observó la coloración.
Resultados
Tubo
Reacción
Observaciones
I
+
Color violeta
II
-
III
-
IV
-
V
+
VI
+
Color marrón. Hidrólisis parcial del almidón Color marrón. Hidrólisis parcial del almidón Color azul sin precipitado rojo. Color azul con precipitado rojo. Hidrólisis parcial del almidón Color azulado con precipitado rojo. Hidrólisis parcial del almidón
Fig 01. Tubo I, almidón con lugol, color violeta (izquierda) y transparente (derecha) cuando se lleva al calor.
Fig 02. Tubo II almidón con saliva y lugol (izquierda) y III almidón de yuca con saliva y lugol (derecha).
Fig 03. Tubo IV almidón con Fehling A+B
Fig 04. Tubo V de almidón con saliva y Fehling (izquierda) y tubo VI de almidón de yuca con saliva y Fehling (derecha)
Discusión.
El polisacárido almidón se colorea de azul-violeta en presencia de yodo, debido no a una reacción química, sino a la fijación del yodo en la superficie de la molécula del almidón. Este resultado se observó en el tubo I, ya que la muestra era de almidón. Al llevarlo al mechero, la mezcla de lugol y almidón se torna transparente debido a que la fijación del yodo solo se da en frío. 1 (fig 01) El lugol o solución de Lugol es una disolución de yodo molecular I2 y yoduro potásico KI en agua destilada. El yoduro de potasio hace el yodo diatómico soluble en agua, debido a la formación de iones triyoduro I3. Se utiliza esta disolución como indicador en la prueba del yodo, que sirve para identificar polisacáridos como los almidones, glucógeno y ciertas dextrinas, formando un complejo de inclusión termolábil que se caracteriza por presentar distintos colores según las ramificaciones que presente la molécula. El Lugol no reacciona con azúcares simples como la glucosa o la fructosa.2 Por este motivo no reaccionó evidentemente al estar el almidón hidrolizado parcialmente por la α-amilasa. Aunque la amilasa actúa desdoblando el almidón hasta alfa dextrinas, y luego estas hasta maltosa (aunque predominan las alfa dextrinas), en cierto punto de la hidrólisis, se producen eritrodextrinas (llamadas así porque se tiñen de rojo si se usa lugol). 3 En este caso no se observó coloración rojiza, solo color marrón debido a que se ha hidrolizado el almidón en la muestra (fig 02). El reactivo de Fehling, es una solución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. El licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas: Sulfato cúprico cristalizado, 35 g; agua destilada, hasta 1.000 ml. Sal de Seignette (tartrato mixto de potasio y sodio), 150 g; solución de hidróxido de sodio al 40%, 3 g; agua, hasta 1.000 ml. Ambas se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar la precipitación del hidróxido de cobre (II).4 Como se mencionó antes, el almidón está formado por amilosa y amilopectina. La cadena de amilosa tiene un extremo no reductor y un extremo reductor. De 1
weblog.maimonides.edu/biologia/archives/TP1e.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Lugol 3 http://www.oocities.org/mvz_jmtz/pr8amil.html 4 http://es.wikipedia.org/wiki/Reactivo_de_Fehling 2
igual manera, la amilopectina tiene un extremo reductor y muchos extremos no reductores (Garrido, A. & Teijón, J., 2006). Cada molécula de almidón posee tantos extremos no reductores como ramas y un solo extremo reductor, lo que explica que estos polisacáridos carezcan de poder reductor. 5 Esto se evidencia en el tubo IV (Fig 03) en el que el almidón no muestra cambio de color al ser añadido el reactivo de Fehling A+B. Sin embargo tanto el almidón como el glucógeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por la acción de las enzimas amilasas. La amilasa es una enzima que actúa en los procesos de digestión de carbohidratos, específicamente actúa sobre el almidón, es una enzima glucolítica, su función es hidrolizar los enlaces glucosídicos del tipo alfa 1,4 de la fracción amilosa de la molécula de almidón. La alfa-amilasa cataliza la hidrólisis de la cadena lineal (amilosa) y la ramificada (amilopectina) del almidón, rompiendo enlaces 1,4 interiores (endoamilasa) para formar una mezcla de dextrinas. Polisacaridos, Proteinas , Lípidos
Amilasas o ptilianas
Proteasas,
Lipasas
e tidasas
Monosacáridos, aminoácidos, acidos grasos
Fig 02. Flujograma de la digestión enzimatica. Por ello se la conoce como enzima dextrinogénica (mezcla de amilodextrina, eritrodextrina, acrodextrina y maltodextrina) con poca producción de maltosa. La maltosa presenta en su estructura el OH hemiacetálico por lo que es un azúcar reductor, por este motivo la prueba da positiva (fig 04), aunque el almidón no se hidroliza totalmente. 6 5 6
http://www.bionova.org.es/biocast/tema07.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Maltosa
Conclusión - El almidón no presenta poder reductor - La prueba de lugol determina la presencia de almidón. - La prueba del lugol es una prueba física. - La α-amilasa inicia la degradación del almidón en la boca a maltosas y dextrinas. - La prueba de Fehling reconoce azucares reductores.
Cuestionario 1. ¿Cuáles son los productos obtenidos como resultado de la digestión enzimática del almidón? Glucosas. 2. ¿Qué otro proceso puede usarse para degradar el almidón? Hidrolisis ácido o básica.
Referencias Bibliograficas 1.
2. 3. 4.
5. 6.
7.
Test para la deteccion de almidón. Disponible en : weblog.maimonides.edu/biologia/archives/TP1e.pdf Consultado13-05-12 Lugol. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Lugol Consultado 13-05-12 Enzimas: Hidrólisis del Almidón por la amilasa salival. Disponible en: http://www.oocities.org/mvz_jmtz/pr8amil.html Consultado: 13-05-12 Reactivo de Fehling. Disponible en : http://es.wikipedia.org/wiki/Reactivo_de_Fehling Consultado: 13-05-12 Garrido, A & Teijón, J. 2006. Fundamentos de Bioquímica Estructural. 2da edición. Editorial Tébar, S. L., Madrid. 326- 327. Tema 7: Glúcidos. Disponible en: http://www.bionova.org.es/biocast/tema07.htm Consultado: 13-05.12 Maltosa. Disponible en: ttp://es.wikipedia.org/wiki/Maltosa Consultado: 13-05-12
