FACULDADES OSWALDO CRUZ
IDENTIFICAÇÃO E HIDRÓLISE DOS CARBOIDRATOS (Relatório número 01)
SÃO PAULO 2014
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Nome da Experiência: Identificação e Hidrólise dos Carboidratos Número da Experiência
01
Data da Realização da Experiência
11-18/03/2014
Nome:
Danyele Bertanha
Número:
15.12.161
Nome:
Fernando Rodrigues
Número:
15.12.085
Nome:
Gabriela Gandra
Número:
15.12.162
Nome:
Rodrigo Victorino
Número:
15.12.111
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1. INTRODUÇÃO
Os carboidratos ou hidratos de carbono são biomoléculas que possuem a fórmula mínima (CH2O)n. Classificam-se em monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos são classificados como aldoses (aldeídos) ou cetoses (cetonas) em função do grupo funcional que apresentam e, de acordo com o número de átomos de carbono, são também classificados como trioses, tetroses, pentoses, hexoses, etc. Dissacarídeos, trissacarídeos e oligossacarídeos são formados pela condensação de monossacarídeos, envolvendo a perda de água (ligação glicosídica). São alguns exemplos de carboidratos encontrados nos sistemas vivos: -D-ribose: É encontrada compondo ácidos nucléicos; -D-Glicose: Encontrado na forma livre em frutas e, na forma polimérica, em diversos vegetais e animais. É o açúcar que é transportado pelo sangue e empregado pelos tecidos como fonte de energia; -D-Frutose: Está no mel e nas frutas. É convertido em glicose no fígado. -D-Galactose: Obtido da hidrólise da lactose. Transforma-se em glicose no fígado; -Lactose: Dissacarídeo composto por galactose e glicose. Encontrado no leite; -Sacarose: Dissacarídeo constituído por frutose e glicose. Encontrado em frutas e no mel; -Amido: polímero de glicose. Encontrado principalmente em cereais e raízes. Sua hidrólise produz glicose. Tem função de reserva energética; -Glicogênio: Polímero de glicose, presente no fígado e músculos. É uma reserva de energia em animais. Sua hidrólise produz glicose.
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2. OBJETIVOS
Este experimento tem como objetivo identificar os carboidratos através de suas diferenças funcionais e estruturais:
-Açúcares redutores: Carboidratos que apresentam em sua estrutura molecular a hidroxila do carbono anomérico livre (não envolvida em ligações glicosídicas) são denominados açúcares redutores. Estes açúcares são capazes de reduzir íons de Cu 2+ estabilizados em solução por agentes complexantes (azul), formando um precipitado de óxido cuproso (cor laranja a vermelho tijolo). A coloração da solução final e/ou do precipitado dependerá apenas da concentração do carboidrato presente na solução. Os testes mais comuns para açúcares redutores são o de Fehling e o de Benedict.
-Reação com ácidos: Ácidos concentrados hidrolisam e desidratam carboidratos formando furfurais ou hidroximetilfurfurais, aldeídos derivados do furano. Na presença de derivados fenólicos ocorre a formação de complexos coloridos, permitindo a identificação qualitativa de monossacarídeos. A reação de Molish indica a presença de carboidratos em geral que formam furfurais (pentoses) ou hidroximetilfurfurais (hexoses) pela ação desidratante de ácidos concentrados (H 2SO4) na presença de α naftol. Já a reação de Seliwanoff (HCl + resorcinol) nos permite diferenciar cetoses de aldoses, já que as cetonas produzem furfurais mais rapidamente.
-Reação com Lugol: Esta reação é importante na determinação na identificação qualitativa de carboidratos. Os homopolissacarídeos, como o amido, apresentam uma estrutura tridimensional da cadeia glicosídica em forma de espiral. O átomo de iodo metálico presente no lugol se complexa com a cadeia de α-amilose, a partir de dois grupos hidroxilas e dois hidrogênios, encaixando-se perfeitamente dentro dessa espiral, provocando a formação da coloração azul característica de reação positiva. Em cadeias ramificadas, mas não helicoidais, há formação da coloração vermelha (glicogênio e dextrinas). O lugol também nos permite diferenciar glicose de frutose, já que o grupo aldeído reage mais rapidamente formando um sal.
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3. REAGENTES
Solução de sacarose 0,1 M Solução de amido 0,5% Solução de glicose 0,1 M Solução de edulcorante 0,5% Algodão Solução de frutose 0,1 M Solução de lactose 0,1 M Solução de açúcar comum 1% Reagente de Molish Reagente de Lugol Reagente de Seliwanoff Reagente de Benedict H2SO4(conc.) e H2SO4 0,1 M HCl(conc.) e HCl 0,1 M
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4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1.
Identificação dos Carboidratos
4.1.1. Reação com Reagente de Molish
Foram preparados 6 tubos de ensaio contendo aproximadamente 1 mL de: a) H2O b) Glicose 0,1 M c) Sacarose 0,1 M d) Amido 0,5% e) Edulcorante 0,5% f) Algodão + H2O Em cada um dos tubos foi adicionado 4 gotas de reagente de Molish, seguido de agitação. A seguir foi adicionado vagarosamente 1 mL de H 2SO4(conc.) em cada um dos tubos, observando as possíveis alterações.
4.1.2. Reação com Iodo
Foram preparados cinco tubos de ensaio contendo 1 mL das seguintes substâncias: a) Água b) Glicose 0,1 M c) Sacarose 0,1 M d) Amido 0,5% e) Algodão + água
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Em cada um dos tubos foi acrescido 5 gotas de Reagente de Lugol e observadas as possíveis alterações. O tubo (d) foi moderadamente aquecido e, observado antes, durante e depois de tal aquecimento.
4.1.3. Reação com Seliwanoff
Foram dispostos quatro tubos de ensaio contendo aproximadamente 3 mL de Reagente de Seliwanoff acrescidos de 5 gotas das seguintes substâncias: a) Água b) Frutose 0,1 M c) Glicose 0,1 M d) Sacarose 0,1 M Os tubos de ensaio foram colocados em banho-maria e observados sucessivamente, durante 10 minutos.
4.1.4. Reação do Açúcar Redutor – Reação de Benedict
Em oito tubos de ensaio foram adicionados cerca de 1 mL das seguintes substâncias: a) Água b) Glicose 0,1 M c) Frutose 0,1 M d) Sacarose 0,1 M e) Amido 0,5% f) Lactose 0,1 M g) Açúcar comum 1% h) Edulcorante 0,5%
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Em cada um dos tubos foi acrescido 1 mL de Reativo de Benedict, seguido de aproximadamente 5 minutos de aquecimento em banho-maria fervente. Foram observadas as possíveis alterações.
4.2.
Hidrólise de Carboidratos
4.2.1. Hidrólise de Dissacarídeo
Foram adicionados a um tubo de ensaio (A) 1 mL de sacarose 0,1 M + 4 mL de H2SO4 0,1 M. Após agitação foi retirada uma alíquota de 1 mL, neutralizada com solução de NaOH e, identificada em um tubo de ensaio como T0. O tubo de ensaio (A) foi colocado em banho-maria fervente, e após 10 minutos foi retirada alíquota de 1 mL, neutralizada com NaOH e, identificada como T10. Foram adicionados aos tubos, T0 e T10, 1 mL de Reagente de Benedict, os quais sofreram agitação e foram colocados na sequência novamente no banho-maria fervente. Foram observadas as possíveis alterações nos tubos T0 e T10.
4.2.2. Hidrólise de Polissacarídeo
Em um erlenmeyer foram adicionados 10 mL de solução de amido 0,5%, acrescido de 5 gotas de HCl (conc.). Após breve agitação foram retiradas duas alíquotas de 1 mL, rotuladas como T0B e T0L; a amostra T0B foi neutralizada para posterior análise com Benedict. O erlenmeyer foi aquecido diretamente no bico de Bünsen, com suporte da tela de amianto, mantendo-se a fervura controlada. Após 10 minutos de fervura foram retiradas duas alíquotas de 1 mL cada, rotuladas como T10B e T10L respectivamente, tendo a amostra T10B sofrido neutralização posterior. Após o resfriamento dos tubos, foram adicionados 4 gotas de Lugol aos tubos T0L e T10L e, aos tubos T0B e T10B foram adicionados 1 mL de Reativo de Benedict, estes dois últimos foram transferidos novamente para o banho-maria fervente. Foram realizadas as devidas observações quanto as possíveis modificações.
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1.
Identificação dos carboidratos
5.1.1. Reação com Reagente de Molish
Substância
Resultado
Água
Negativo
Glicose
Positivo
Sacarose
Positivo
Amido
Positivo
Edulcorante
Negativo
Algodão + água
Positivo
Na reação de Molish o ácido sulfúrico concentrado promove a hidrólise e a desidratação dos compostos, os monossacarídeos então dão origem ao Furfural e, este reage com o alfa-naftol produzindo um complexo violeta. Por este teste é possível identificar açúcares no geral (mono, di e polissacarídeos). Experimentalmente obtemos que a glicose, sacarose, amido e algodão são carboidratos, contrariamente à água e ao edulcorante (que não apresentaram alteração de cor), informações que conferem com a literatura.
5.1.2. Reação com Iodo
Substância
Resultado
Água
Negativo
Glicose
Negativo
10
Sacarose
Negativo
Amido
Positivo
Algodão + água
Negativo
O teste feito com iodo é específico para amido, resultando em cor. Experimentalmente obtemos positivo apenas para o amido, confirmando que as demais substâncias não são amido, logo não possuem estrutura helicoidal de reserva.
5.1.3. Reação de Seliwanoff
Substância
Resultado
Água
Negativo
Frutose
Positivo
Glicose
Negativo
Sacarose
Positivo
A reação de Seliwanoff identifica cetoses, a partir da coloração vermelha, vinda da reação de separação de aldoses e cetoses promovida pelo ácido concentrado, e seguida de reação do furfural formado com o resorcionol. Este teste nos forneceu resultado positivo para frutose e sacarose, indicando que essas duas substâncias contêm em suas composições grupos funcionais cetoses, o que se mantém fiel à literatura.
5.1.4. Reação de Benedict
Substância
Resultado
Água
Negativo
Glicose
Positivo
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Frutose
Positivo
Sacarose
Negativo
Amido
Negativo
Lactose
Positivo
Açúcar comum
Negativo
Edulcorante
Negativo
A reação de Benedict nos permite identificar se o açúcar é ou não redutor, ou seja, se possui grupamento glicosídico livre, os quais são capazes de reduzir íons Cu 2+, que origina o óxido cuproso (precipitado vermelho), indicador de reação positiva. Experimentalmente obtemos que são açúcares redutores a glicose, lactose e frutose, o que pode ser confirmado na literatura.
5.2. Hidrólise de Carboidratos
5.2.1. Hidrólise de dissacarídeo
Sacarose
Resultado
T0
Negativo
T10
Positivo
O tubo T0 com resultado negativo e, o tubo T10 com resultado positivo, indicanos que a hidrólise só ocorreu com o aquecimento da amostra, uma vez que não foi utilizado ácido concentrado.
5.2.2. Hidrólise de polissacarídeo
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Benedict
Resultado
Lugol
Resultado
T0B
Negativo
T0L
Positivo
T10B
Positivo
T10L
Negativo
Na hidrólise do amido foi utilizado primeiramente o teste de Benedict, que indica açúcares redutores (a hidroxila glicosídica livre nos indica que as ligações entre os monossacarídeos foram quebradas). Os resultados foram negativos antes do aquecimento (T0B), pois foi utilizado ácido diluído, o qual sozinho não é capaz de hidrolisar as moléculas do carboidrato. Após o aquecimento (T10B), o teste de Benedict foi positivo, indicando que ocorreu a hidrólise das moléculas. Paralelamente foi realizado teste com Lugol, nos dando resultados opostos, positivo antes do aquecimento e, negativo enquanto aquecido. O lugol indica a presença de estruturas helicoidais, presentes no amido, pelo teste foi demonstrado que essas estruturas estavam intactas antes do aquecimento, nos fornecendo a coloração azul típica, e com o aquecimento, foi descaracterizada a estrutura dando negativo para o teste.
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6.
CONCLUSÃO
A partir dos experimentos realizados, pode-se constatar a organização dos carboidratos, como identificá-las, bem como as etapas do processo de hidrólise em alguns oligossacarídeos e polissacarídeos. Mostrou-se também como suas propriedades podem variar de acordo com o meio reacional, como distinguir uma aldose de uma cetose, como se comporta um carboidrato redutor e um nãoredutor. Concluindo-se assim, que essa prática foi de suma importância para a assimilação e complemento dos assuntos aprendidos nas aulas teóricas.
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7.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CISTERNAS, J.R.; VARGA, J. e MONTE, O. Fundamentos de Bioquímica Experimental. 2ª ed. São Paulo: Editora Atheneu, 2001.
LEHNINGER Bioquímica. 4 ed. Sarvier, 2006.
