PRACTICA DE LABORATORIO No 1
RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS
RAFAEL ARLEY VIEDA
20131181034
MARIA DEL PILAR SANTACRUZ GIL
20131181017
BIOQUIMICA
DAYSI MARGOTH BELTRAN CEPEDA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JÓSE DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERIA SANITARIA
BOGOTÁ D.C
2014
RECONOCIMIENTO DE CARBOHIDRATOS
RESUMEN
Los carbohidratos son biomoléculas, que contienen es sus estructuras grupos funcionales como aldehídos o cetonas polihidroxilados. Los carbohidratos al contener grupos carbonilo e hidroxilo presentan propiedades y comportamiento químico típico de estos dos grupos funcionales, los carbohidratos se clasifican generalmente en monosacáridos y polisacáridos (simples y complejos), los monosacáridos son carbohidratos que no se pueden descomponer a compuestos más simples por medio de hidrolisis, estos a su vez se subdividen por el número de átomos de carbono y grupo que contengan en: aldosas (aldehído) y cetosas (cetona). Un polisacárido es un carbohidrato que al hidrolizarse da dos o más unidades de monosacáridos .Los monosacáridos presentan reacciones características de óxido-reducción como las reacciones con los reactivos de Tollens y Fehling, la formación de osazonas y la formación de furfurales.
Palabras claves: carbohidratos, propiedades químicas, clasificación, reacciones características.
ABSTRACT
Carbohydrates are biomolecules that contain functional groups are structures as polyhydroxy aldehydes or ketones. Carbohydrates to contain carbonyl and hydroxyl groups present typical chemical properties and behavior of these two functional groups, carbohydrates are generally classified into monosaccharides
and polysaccharides (simple and complex), monosaccharides are carbohydrates that can not be decomposed into simpler compounds by hydrolysis, these in turn are divided by the number of carbon atoms in the group containing aldoses (aldehyde) and ketoses (ketone); a polysaccharide is a carbohydrate which upon hydrolysis gives two or more monosaccharide units. The monosaccharides present characteristic reactions as redox reactions with reagents Tollens and Fehling, osazones formation and training of furfural.
Keywords: carbohydrates, chemical properties, classification, characteristic reactions.
OBJETIVOS
Objetivo general
Identificar mediante reacciones características el comportamiento químico de los carbohidratos, caracterizándolos en monosacáridos (aldosas o cetosas), en disacáridos o polisacáridos.
Objetivos específicos
Diferenciar mediante reacciones cualitativas los monosacáridos de los disacáridos y polisacáridos.
Reconocer y analizar las reacciones que se llevan en cada una de las pruebas de Molish, Azúcares reductores, Barfoed, Bial, Seliwanoff, Prueba del ácido músico, Formación de osazonas y Prueba de Wolhk en los carbohidratos.
Reconocer la capacidad oxido-reductora de los monosacáridos.
Identificar los carbohidratos en una muestra problema.
MARCO TEORICO
Los carbohidratos son polihidroxialdehídos, polihidrixicetonas o compuestos que por hidrolisis se convierten en aquéllos, un carbohidrato que no es hidrolizable a compuestos más simples, se denomina monosácarido. Un carbohidrato que por hidrólisis da dos moléculas de monosacárido se llama disacárido, mientras que el que da muchas moléculas de monosacárido por hidrólisis es un polisacárido.
Un monosacárido se puede clasificar más precisamente: si contiene un grupo aldehído se le conoce como aldosa; si contiene una función cetona es una cetosa. Según el número de átomos de carbono que contenga, se conoce el monosacárido como triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, y así sucesivamente.
Los carbohidratos que reducen los reactivos de Fehling (o Benedict) y Tollens, se conocen como azúcares reductores. Todos los monosacáridos, sean aldosas o cetosas, son azúcares reductores, como lo son también la mayoría de los disacáridos, siendo una excepción importante la sacarosa (azúcar de mesa común), la que no es reductora.
MATERIALES Y REACTIVOS
Una gradilla para tubos de ensayo
Tubos de ensayo (1= Blanco- Glucosa- y 2= Patrón-Fructosa)
Alfa Naftol 10%. Formula: C10H7O
Ácido sulfúrico concentrado. Formula : H2SO4
Solución de almidón. Formula: C6H10O5
Ácido clorhídrico. Formula: HCl
Reactivo de lugol. Formula: I2 (1%) en equilibrio con KI (2%) en agua destilada.
Galactosa 1%. Formula: C6H12O6
Reactivo de Benedict. Formula: CuSO4.5H2O/ CNa2O3/ CKNS
Sacarosa. Formula : C12H22O11
Fructosa. Formula: C6H12O6
Lactosa. Formula: C12H22O11
Reactivo de Fehling.
RESULTADOS
Tabla 1 Reconocimiento de Carbohidratos Prueba de Molish
PRUEBA DE MOLISH ( C10H7O/ H2SO4 )
Compuesto
Características
Resultado
Sacarosa
C12H22O11
Se observó la aparición de dos capas, la primera de color violeta y un precipitado de color rojo
Positivo
Fructosa
C6H12O6
Se observó la aparición de dos capas, la primera de color violeta, el precipitado de color rojo pero en mayor cantidad que la presentada por la sacarosa
Positivo
Tabla 2 Reconocimiento de Carbohidratos Prueba de Fehling
PRUEBA DE FEHLING
Compuesto
Característica
Resultado
Fructosa
C6H12O6
Precipitado rojo
Positivo
Sacarosa
C12H22O11
Precipitado rojo
Negativo
Tabla 3 Reconocimiento de carbohidratos prueba de lugol o yodo
PRUEBA DE LUGOL : I2 (1%) en equilibrio con KI (2%) en agua destilada
Compuesto
Característica
Resultado
Almidón
C6H10O5
Coloración café-rojiza oscura
Positivo
Tabla 4 Reconocimiento de carbohidratos reactivo de Tollens
PRUEBA CON EL REACTIVO DE TOLLENS
Compuesto
Características
Resultado
Fructosa
C6H12O6
Coloración rojiza
Positivo
Sacarosa
C12H22O11
se mantiene la coloración azul
Negativo
Tabla 5 Reconocimiento de carbohidratos – reactivo de Benedict
PRUEBA CON EL REACTIVO DE BENEDICT
Compuesto
Características
resultado
Sacarosa
C12H22O11
No se produjo ningún cambio de coloración
Negativo
Galactosa
C6H12O6
Se produjo un cambio de coloración del azul claro a rosado evidenciando el proceso de reducción
Positivo
Tabla 6 Reconocimiento de carbohidratos- prueba de Barfoed
PRUEBA DE BARFOED
Compuesto
Características
Resultado
Sacarosa
C12H22O11
Coloración azul
Negativo
Fructosa
C6H12O6
Coloración azul
Negativo
Tabla 7 Reconocimiento de carbohidratos- prueba de Seliwanoff
PRUEBA DE SELIWANOFF
Compuesto
Características
Resultado
Sacarosa
C12H22O11
Coloración rosada clara
Positivo
Fructosa
C6H12O6
Coloración rosada intensa
Positivo
Tabla 8 Reconocimiento de carbohidratos- prueba de Bial
PRUEBA DE BIAL
Compuesto
Características
Resultados
Sacarosa
C12H22O11
Coloración anaranjado claro
Negativo
Fructosa
C6H12O6
Coloración anaranjado oscuro
Negativo
Tabla 9 Reconocimiento de carbohidratos- prueba del Ácido Músico
PRUEBA DEL ÁCIDO MÚSICO
Compuesto
Características
Resultado
Galactosa
C6H12O6
Se forman los cristales
Positivo
Sacarosa
C12H22O11
No se forman cristales
Negativo
Tabla 10 Reconocimiento de carbohidratos- formación de osazonas
FORMACION DE OSAZONAS
Compuesto
Características
Resultado
Galactosa
C6H12O6
Coloración amarilla y cristales del mismo color
Positivo
Fructosa
C6H12O6
Coloración amarilla pero no aparecen cristales
Negativo
Tabla 11 Reconocimiento de carbohidratos- Prueba para disacáridos
PRUEBA PARA DISCARIDOS – SACAROSA
Tubo con
Características
Resultado
HCl
Coloración amarilla
Positivo
NaOH
Coloración ligera rosada
Negativo
H2O
Traslucido
Negativo
Tabla 12 Reconocimiento de carbohidratos- Prueba para disacáridos
PRUEBA DE WOLHK
Compuesto
Características
Resultado
Lactosa
C12H22O11
Ligera capa superior rojiza
Positiva
Fructosa
C6H12O6
Traslucido
Negativo
ANALISIS DE RESULTADOS
Ensayo
Prueba de Molisch
La reacción de la fructosa con el H2SO4 concentrado, forma un furfural o un derivado del furfural, que se reconoce con el alfa naftol por formación de un color purpura violeta, el H2SO4 concentrado descompone el carbohidrato presentándose una hidrolisis en los enlaces glucosidicos.
Este tipo de reacción es de adicción nucleofilica y de tipo SN1, en el cual el H2SO4 concentrado presenta una hidrolisis de los enlaces glucosidicos y con el alfa naftol se precipitan para dar una coloración violeta que es el positivo para los hidratos de carbono.
Ilustración 1. Reacción del Monómero con el H2SO4 concentrado
Ilustración 2 Reacción del derivado furfural con el Alfa naftol
Reactivo de Benedict
En este ensayo se identifican los azucares reductores, todos los monómeros contienen en sus extremos funciones químicas (Aldehídos y Cetonas) que pueden reducir otras sustancias.
En la reacción con el reactivo de Benedict, la galactosa al ser una aldosa reduce el complejo cúprico, desapareciendo el color azul intenso, por un color rojo ladrillo que el cual es positivo para este ensayo.
La sacarosa es la unión por los dos extremos reductores de la glucosa y la fructosa, por lo consiguiente no podrá efectuar esta reducción del ion cúprico.
Ilustración 3 Reacción de la glucosa con el Reactivo de Benedict
Reactivo de Fehling
En presencia de agentes oxidantes, iones metálicos como el Cu+2, los monosacáridos presentan varias reacciones de oxidación. Presentándose un cambio de coloración a rojo ladrillo indicando la presencia de un azúcar reductor, Para el ensayo con la sacarosa al ser esta la unión de los extremos nucleofilicos de la glucosa y la fructosa no posee iones libres para formar la reacción de reducción.
Ilustración 4 Reacción de los Carbohidratos con el Reactivo de Fehling
Reactivo de Tollens
El ensayo con el reactivo de Tollens es una reacción de oxidación, en la cual se identifica a las aldosas, ya que las cetosas no reaccionan. En la reacción el reactivo de Tollens se oxida totalmente, y genera el espejo de plata, ya que el ion de plata se reduce a plata elemental. Sin embargo la fructosa si reduce el reactivo de Tollens, esto se debe a que la fructosa se isomeriza fácilmente en una mezcla de aldosas (glucosa y manosa) en una disolución básica por una serie de desplazamiento tautomericos ceto-enol1.
Ilustración 5 Reacción de los Carbohidratos con el Reactivo de Tollens
Prueba de Barfoed
El reactivo de Barfoed es una prueba para distinguir entre monosacáridos y disacáridos, en nuestro ensayo el resultado no fue representativo ya que la sacarosa que trabajamos no era la indicada, para esta prueba.
Teóricamente la velocidad de reacción al reducir el ion Cu+2 , por parte del monómero debe ser más rápida que la del disacárido, Esta reacción está limitada al tamaño de la molécula, siendo la reacción de los monómeros mucho más rápida que los disacáridos
Ilustración 6 Reacción de los Carbohidratos con el Reactivo de Barfoed
Prueba de lugol
El yodo se introduce en las espiras de la molécula del almidona, por lo cual este toma una coloración oscura. El almidón es coloreado de azul en presencia de Lugol, debido a una adsorción o fijación del I-3sobre las unidades de glucosa de la amilosa.
Prueba de Seliwanoff
Tanto las aldosas como las cetosas en presencia de ácidos minerales y en un medio caliente sufren procesos de deshidratación, lo cual da como producto un anillo pentagonal de furfural o hidroximetilfurfural, según sea el monosacárido pentosa o hexosa, los furfurales se condensas dando una coloración roja. Las cetosas se deshidratan más rápido que las aldosas, lo cual permite diferenciarlos. En la prueba de Seliwanoff la fructosa al ser una cetohexosa da un resultado positivo, en cuanto a la sacarosa esta al contener fructosa da también positivo si se deja correr el tiempo adecuado para que se efectué la hidrolisis acida en donde la sacarosa libera fructosa.
Ilustración 7. Reacción de las cetohexosas con el reactivo de Seliwanoff
Prueba de Bial
Esta prueba se basa en la formación de furfural, al hacer reaccionar pentosas con HCl y posteriormente con orcinol. El furfural es un aldehído electrofilico, en presencia de ácido, adiciona fenoles (con pérdida de agua) produciendo sustancias altamente coloreadas, las pentosas originan una coloración azul-verde. En la prueba de Bial no se contó con la ribosa, procedimos a realizar la prueba con fructosa y sacarosa. Tanto la fructosa como la sacarosa al no ser pentosas no dan una coloración positiva, sin embargo las hexosas al reaccionar con el reactivo de Bial originan una coloración verde, café o café-rojiza, razón por lo cual en la fructosa se observó una coloración café –rojiza oscura y en la sacarosa una coloración similar pero clara. Para la pentosas la reacción es:
Ilustración 8. Reacción de las pentosas con reactivo de Bial
Prueba del ácido músico
La prueba de ácido músico permite identificar la galactosa. El HNO3 oxida tanto al grupo aldehído como al alcohólico primario para formar ácidos dicarboxilico, el ácido músico insoluble se forma gracias a la oxidación de la galactosa, este ácido dicarboxilico al ser insoluble precipita en forma de cristales.
Ilustración 9. Reacción de la galactosa con HNO3
Formación de osazonas
Las aldosas y las cetosas al poseer un grupo aldehído y cetona respectivamente pueden reaccionar con la fenilhidrazina para formar fenilhidrazonas, si se utiliza un exceso de fenildidrazina se forma una osazona que contiene dos residuos de fenilhidrazina por molécula, mientras que una tercera molécula del reactivo se convierte en anilina y amoniaco1. La osazona formada por la galactosa (aldosa) es insoluble y se presenta en forma de cristales amarillos.
Ilustración 9 . Formación de osazonas
Prueba para disacáridos
Sacarosa
Prueba de Wolhk
La sacarosa es un disacárido que carece de poder reductor, esto se debe a que no posee en la molécula un grupo aldehído o cetona en forma de hemiacetálitica, el HCl hidroliza la sacarosa dando lugar a la glucosa y la fructosa, sus monosacáridos integrantes. Al aplicar la prueba de Benedict y la de Seliwanoff estas dan positivo. La hidrolisis acida de su enlace glicosidico permite que sus mono sacáridos glucosa y fructosa (azucares reductores) reaccionen con el reactivo de Benedict, por otro lado la glucosa y la fructosa en la prueba de Seliwanoff también arroja un resultado positivo, a causa de las razones anteriormente expuestas (ver prueba de Seliwanoff).
La prueba de Wolhk permite identificar la lactosa. Lactosa es un azúcar reductor, forma una osazona y existe en formas alfa y beta que mutarrotan., se toma como resultado positivo la aparición de una coloración rojiza; en nuestra muestra de lactosa se observó una ligera capa superior rojiza mientras que en nuestro blanco no hubo ningún cambio.
CUESTIONARIO
¿Qué diferencia existe entre azucares reductores y no reductores?
Los azucares reductores poseen un grupo carbonilo libre, lo cual les permite reducirse, en cambio en los
azucares no reductores el grupo carbonilo se encuentra combinado en unión glicosidica, haciendo que estos carezcan de capacidad reductora.
¿cómo puede justificar el hecho de que la glucosa, al igual que la fructosa de prueba positiva para azucares reductores?
Tanto la glucosa como la fructosa son considerados azucares reductores, es decir se oxidan fácilmente con oxidantes suaves, los dos poseen carbonos libres en forma de hemiacetales otorgándoles la capacidad de reducir.
Consulte las estructuras en forma abierta o cerrada de los siguientes azucares y consulte de donde se extraen o en donde abundan y para que se emplean cada una de ellas:
Manosa
Forma abierta Forma cerrada
La manosa se encuentra en las gomas vegetales y es constituyente de muchas proteínas.
Galactosa
La galactosa es sintetizada por las glándulas mamarias para producir lactosa, que es un disacárido formado por la unión de glucosa y galactosa, por tanto el mayor aporte de galactosa en la nutrición proviene de la ingesta de lactosa de la leche. Es un monosacárido que se obtiene en el intestino, por medio de la acción de la enzima lactasa. se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético, forma parte de los glucolípidos y glucoproteínas de las membranas celulares de las células sobre todo de las neuronas
c) Lactosa
Está presente en todas las leches de los mamíferos. La lactosa representa una fuente energética de fácil utilización y favorece la absorción de calcio y magnesio.
Fructosa
Se encuentra en los vegetales, las frutas, la miel, la hidrolisis del azúcar de caña y de la inulina. El hígado la almacena en forma de glucógeno también es convertida en glucosa y utilizada por el organismo.
Almidón
Es un homopolisacárido de reserva energética predominante en las plantas, constituido por la unión de grandes cantidades de monómeros de glucosa.El almidón se encuentra en los amiloplastos de las células vegetales, sobre todo en las semillas, las raíces y los tallos, incluidos los tubérculos.
Sacarosa
Abundante en la frutas y vegetales, es usado por la abejas para hacer miel, es usada como edulcorante, fuente de energía y conservante.
maltosa
Se encuentra en la cerveza, en los granos de cebada, se puede obtener por hidrolisis de almidón y glucógeno. Se usa como edulcorante y en jarabes.
Ribosa
La fuente principal de la ribosa son los ácidos nucleicos, es vital para los elementos estructurales de los ácidos nucleicos y de las coenzimas como ATO, NAD+, NADP+, flavoproteinas, intermediario en la via de las pentosas.
CONCLUSIONES
Los carbohidratos al poseer en su estructura aldehídos o cetonas, presentan un comportamiento químico ligado a los grupos funcionales de estos, como por ejemplo la capacidad de oxidarse con agentes oxidantes suaves como el reactivo de fehling o de Tollens o la capacidad de formar osazonas, además esta clase de reacciones permiten diferenciar monosacáridos de disacáridos como la sacarosa.
Los monosacáridos se diferencia de los disacáridos (sacarosa) por su poder reductor, poder que es otorgado por el carbono libre que posee, los monosacáridos a su vez se subdividen en aldosas y cetosas, y en pentosas o hexosas, estos fueron identificados y diferenciados mediante la prueba de Tollens, de Seliwanoff y de Bial, en las que se evidencio la velocidad de deshidratación de las aldosas y cetosas, y la formación de furfural o hidroximetil furfural, según provenga una pentosa o hexosa.
La sacarosa al hidrolizarse libera a sus monosacáridos constituyentes: la glucosa y la fructosa, debido a esto la sacarosa presento resultados positivos en la prueba para disacáridos y en la prueba de Seliwanoff.
BIBLIOGRAFIA
1. Morrison, J.Boyd, R. (1976). Química orgánica: Bioquímica. Estados Unidos
2. Morales. (2005)Reconocimiento de los monosacáridos, disacáridos y de los polisacáridos, Universidad Nacional del Callao, Lima-Perú
J. Ernesto Luquet. (2010). Bioquímica: Carbohidratos, San Juan de Pasto
3. Teijón, J.Garrido, A, Villaverde, C. Blanco, M. Mendoza, C. Ramirez, J. (2005). Fundamentos de Bioquímica Estructural: Hidratos de Carbono. México, D.F.
4. Brown, L.Bursten, M. (2009). Química, La ciencia central: Carbohidratos. México, D.F.
5. Wade L.G. (2004). Química Orgánica. Madrid, España: Pearson Educación S.A.
6. McMurry, John. Quimica organica. (2008) .CengageLearning Editores, S.A.
