Universidade Federal do Vale do São Francisco Curso: Enfermagem (1º período) Módulo: Processo Saúde e Doença I Disciplina: Bioquímica
Carboidratos: Extração de Amido
Discentes: Albertino J. F. Neto, Carolina Frigo, Carolline Xavier, Larissa Simões Docente: Felipe Meira de Faria
Petrolina, Setembro – 2013 0
SÚMARIO 1- INTRODUÇÃO........................................................................................02 2- OBJETIVOS............................................................................................03 3- MATERIAL E METODOLOGIA..............................................................04 3.1 – MATERIAL.....................................................................................04 3.2 – METODOLOGIA............................................................................05 4- RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................12 5- CONCLUSÃO.........................................................................................17 6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................18 7- ANEXOS...................................................................................................19 7.1 – QUESTÕES PARA O RELATÓRIO................................................19
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1 – INTRODUÇÃO Carboidratos são moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio. Liberam muita energia durante o processo de oxidação sendo a principal fonte de energia dos seres vivos, fazendo parte também na formação de ácidos nucleicos e de estruturas das células. (GONÇALVES, 2013) São classificados em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos são os mais simples, possuem como fórmula geral (CH2O)n, sendo o “n” o número de átomos de carbono. A glicose é um exemplo de monossacarídeo extremamente importante para a nossa vida como fonte de energia. Os dissacarídeos são formados a partir da união de dois monossacarídeos, por uma ligação denominada glicosídica. Quando ocorre esse evento, há a liberação de uma molécula de água (desidratação). Sacarose, lactose e maltose são os dissacarídeos mais conhecidos. Os dissacarídeos são moléculas solúveis em água. Polissacarídeos é o resultado da união de vários monossacarídeos, sendo a celulose, amido e glicogênio os mais conhecidos e os de maior importância biológica. São formados por cadeias longas e podem apresentar moléculas de nitrogênio ou enxofre e são moléculas insolúveis em água. (ARAGUAIA, 2012). O amido é um polissacarídeo por ser formado pela união sucessiva de várias moléculas de α-glicose. Ele é formado por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina, que são constituídos de moléculas de α-glicose, mas são ligeiramente diferentes. A amilose corresponde a um polímero de cadeia normal com mais de 1000 moléculas de α-glicose unidas por meio de uma ligação α-1,4’- glicosídica e está presente na proporção de 20 a 30%. A amilopectina corresponde aos demais 70 a 80% do amido e é constituída por cadeias longas e ramificadas de unidades de α-glicose unidas entre a ligação α-1,4’- glicosídica. A ramificação é resultante das ligações cruzadas entre o carbono número 1 de uma unidade de glicose e o carbono número 6 de outra unidade (ligação α-1,6’- glicosídica). Devido à eliminação de água durante a condensação das moléculas de α-glicose na formação do amido ele pode ser considerado um polímero de condensação. (FOGAÇA, 2012). O amido está presente em raízes, frutos, tubérculos e sementes, tendo como função armazenar a energia coletada pela fotossíntese. Entre as principais fontes de amido na alimentação estão batatas, ervilhas, feijões, arroz, milho e farinha. A aula teve como proposta a extração do amido presente na batata, para posteriormente ser analisado em relação à ação da amilase salivar, da ação dessa enzima em soluções ácidas e a identificação do amido com a solução de Lugol.
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2 – OBJETIVOS OBJETIVOS GERAIS Caracterizar a estrutura do amido e sua forma de armazenagem. Identificar a influência de ambos na solubilização deste, bem como o efeito da temperatura. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Extrair o amido da batata. Confirmar a presença do amido com a solução de Lugol. Observar a ação da amilase salivar e a influência do pH sobre a mesma.
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3 – MATERIAL E METODOLOGIA 3.1 – MATERIAL
1 batata média; 1 faca; Algodão; Funil; Liquidificador; 2 béqueres de 200 mL (identificados como nº 1 e nº 2); 1 bastão de vidro; Água fervente e água fria (destilada); Pipeta; 4 tubos de ensaio (identificados como nº 1, 2, 3 e 4); Solução de Lugol; Ácido acético; Saliva.
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3.2 – METODOLOGIA Etapa 1 Seguindo as orientações do Prof. Felipe, iniciou-se o experimento descascando a batata, cortando-a em pequenos pedaços que foram transferidos para o liquidificador com 100 mL de água destilada. Depois de liquidificada, a solução foi transferida para o béquer identificado com o número 1, sem desprezo (figura 1).
Figura 01 – Batata sendo transferida para o liquidificador com a água destilada e posteriormente, sendo transferida para o béquer 1 já liquidificada.
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Logo após, a solução de batata foi filtrada diretamente para o béquer 2. Para a filtração, utilizou-se um funil e algodão (figura 2).
Figura 2 – Solução de batata sendo filtrada e transferida para o béquer 2.
Logo depois que a solução foi filtrada, esperou-se 10 minutos para a solução “descansar” e então ocorrer à separação do sobrenadante do precipitado. O sobrenadante foi desprezado, ficando apenas o precipitado (figura 3).
Figura 3 – O precipitado da solução de batata no béquer 2.
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Após isso, mediu-se 50 mL de água fria na proveta e essa água foi transferida para o béquer 2, que continha a solução decantada. Agitou-se essa solução até formar uma solução opalescente (figura 4).
Figura 4 – A solução precipitada no béquer 2 e logo após a adição de água fria, a solução opalescente.
Em seguida, para finalizar a parte 1, adicionou-se 150 mL de água quente nessa mesma solução (figura 5).
Figura 5 – Béquer 1 contendo 150 mL de água quente e béquer 2 com a solução precipitada de batata, 50 mL de água fria e 150 mL de água quente.
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Etapa 2 Seguindo as orientações do professor Felipe, iniciou-se a etapa 2 da aula separando 4 tubos de ensaio numerados de 1 à 4 (figura 6).
Figura 6 – Tubos de ensaio numerados de 1 à 4.
Em seguida, adicionou-se soluções nos tubos de ensaio. Foi adicionado 2 mL de água nos tubos 1, 2 e 3; 2 mL de saliva nos tubos 2 e 4 e 2 mL de extrato de batata nos tubos 3 e 4. Importante ressaltar que essa solução extrato de batata foi à mesma usada na parte 1 da aula, logo após que a solução foi filtrada.
Figura 7 – Adicionando solução extrato de batatas nos tubos 3 e 4.
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Figura 8 – Água sendo adicionada aos tubos 1, 2 e 3.
Figura 9 – Saliva sendo adicionada aos tubos 2 e 4.
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Figura 10 – Tubos de ensaio após a adição das soluções.
Após a adição das soluções nos tubos de ensaio, aguardou-se 30 minutos para o repouso das mesmas. Após os 30 minutos, adicionou-se 4 gotas de solução de Lugol em cada tubo de ensaio e agitou-se as soluções (figura 11).
Figura 11 – Tubos de ensaio após a adição de solução de Lugol.
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Posteriormente, adicionou-se 5 gotas de Ácido Acético em cada tubo de ensaio e foi feita a agitação dos tubos para assim, finalizar a etapa 2 da aula (figura 12).
Figura 12 – Adição de Ácido Acético aos tubos de ensaio e a agitação dos tubos.
Figura 13 – Tubos de ensaio contendo solução + ácido acético e a visível diferença entre eles.
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4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES Etapa 1 Após a batata ser liquidificada com 100 mL de água a solução de batata resultante foi filtrada para o béquer e deixada em repouso por 10 minutos. Passado o tempo determinado foi possível observar uma substância que se acomodou no fundo do béquer. Por ser um polissacarídeo o amido é insolúvel em água e o tempo de espera foi o necessário para que ele sofresse decantação. Em seguida o sobrenadante da solução foi retirado cuidadosamente para que o amido que estava no fundo do béquer 2 não fosse derramado. Em seguida foi adicionado nesse mesmo béquer, 50 mL de água em temperatura ambiente, resultando em uma solução de cor turva (Figura 14).
Figura 14 – Adição de agua em temperatura ambiente ao béquer 2 originando uma solução turva.
Em seguida adicionou-se no béquer 2, 150mL de água quente. Quando o amido entra em contato com a água quente, a água penetra nos grânulos do amido fazendo com que eles inchem mudando a sua estrutura. Quando há muita água quente os grânulos podem arrebentar adquirindo uma dispersão viscosa, obtendo uma forma gelatinosa (Figura 15). Uma explicação plausível para a não gelatinização do amido é que no béquer 2 não tinha amido suficiente para originar esse processo. A solução obtida mudou de consistência, tornando-se mais turva, porém não ficou viscosa como um gel (Figura 16).
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Figura 15 – Processo de gelatinização do amido através do contato com água quente.
Figura 16 – Adição de água quente ao béquer 2 resultando numa solução de cor turva.
Etapa 2 Para a etapa 2 foram utilizados 4 tubos de ensaios onde foram adicionados em cada tubo algumas soluções (Tabela 1). A mistura dessas soluções alterou a coloração das substâncias presentes no tubo 3 e no tubo 4 (Figura 17). Tabela 1 – Quantidade soluções em cada tubo Tubo de Ensaio Água Destilada Solução de Batata 1 2 mL 2 2 mL 3 2 mL 2 mL 4 2 mL
Saliva 2 mL 2 mL
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Figura 17 – Resultado da mistura de soluções.
No tubo 2 a adição de água destilada a solução de saliva, resultou numa solução de saliva mais diluída. No tubo 3 a adição de água destilada a solução de batata filtrada resultou numa solução de batata mais diluída. No tubo 4 a adição de solução de saliva à solução de batata, resultou na interação da amilase salivar com a solução de batata, rompendo as ligações glicosídicas α- 1,4 originando uma mistura de maltose, amilopectina e glicose. Ela rompe também as ligações α-1,4 da amilopectina, originando uma mistura de polissacarídeos denominados dextrinas. Em seguida foram adicionados em cada tubo, 4 gotas de Lugol, resultando na mudança de coloração de todos os tubos (Figura 18).
Figura 18 – A adição de lugol nos tubos resultou numa mudança de coloração das soluções.
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O Lugol é uma substância de iodeto de potássio e iodo elementar em água destilada. O Lugol pode ser utilizado para identificação de amido, isso acontece porque o aprisionamento do iodo dá-se no interior da hélice formada pela amilose. Como a amilopectina não apresenta estrutura helicoidal, devido à presença das ramificações, a interação com o iodo será menor e a sua coloração menos intensa. O tubo 1 por conter só água destilada, adquiriu a coloração do lugol resultando numa solução de Lugol diluída. O tubo 2 por conter água destilada e saliva fez com que o Lugol ficasse depositado no fundo do tubo. O tubo 3 adquiriu uma coloração marrom-escuro porque não tinha amilose suficiente para interação do iodo com a sua estrutura helicoidal que originaria uma cor azul. No tubo 4 o Lugol não interagiu com o amido presente na solução de batata porque com a adição da saliva, as enzimas amilases romperam as estruturas do amido originando carboidratos menores. Impossibilitando o aprisionamento do iodo na estrutura helicoidal da amilose, não resultando numa coloração azul. Mas, resultando na coloração, marrom-claro. Por ultimo foram adicionados 5 gotas de ácido acético em cada tubo de ensaio resultando em um ambiente parecido ao do estômago onde o pH também é baixo (Figura 19).
Figura 19 – Soluções após a adição de ácido acético.
A diferença é que no estomago o ácido presente é o ácido clorídrico HCl. A adição de ácido acético nos tubos resultou da seguinte forma: no tubo 1 e 3 não houve mudança na coloração, no tubo 2 e 4 o acido acético inativou as amilases que estavam presentes na saliva presente nesses tubos. Isso acontece porque valores baixos ou altos de pH podem causar desnaturação proteica considerável e consequentemente a inativação enzimática.
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A amílase salivar apenas atua em situações de pH próximo da neutralidade, motivo pelo qual o pH da boca varia entre os 6 e os 7,4. Foi notada a mudança de coloração com o marcador de amido, Lugol, apenas quando depois de terminada a aula a equipe despejava o conteúdo dos tubos e do béquer na pia. Depois que o amido do béquer que se encontrava decantado foi despejado na pia entrou em contato com a solução do tubo 3 que continha água, a solução de batata, Lugol e ácido acético, foi então observada a coloração azul. A presença do ácido acético não interferiu na coloração pelo Lugol, pois o tubo não cotinha a saliva.
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5 – CONCLUSÃO Conclui-se então que, através dos métodos utilizados os objetivos propostos foram alcançados. O amido é um polissacarídeo de origem vegetal que tem como função o armazenamento da energia coletada pela fotossíntese. Ele é formado por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina, que são constituídos de moléculas de α-glicose. Estão presente em raízes, frutos, tubérculos e sementes. O exemplo usado na aula, a batata, é rica em amido, tem teor de amilose variando entre 20 a 25% de sua massa. Para a identificação do amido utiliza-se a solução de Lugol, uma substância de iodeto de potássio e iodo elementar em água destilada. Se o amido estiver presente nos compostos testados, estes se tonarão pretos ou azuis escuros quando o iodo de Lugol for aplicado. Quando em contato com a amilase salivar o amido sofre ação dessa enzima e é reduzido a monossacarídeos ou dissacarídeos impossibilitando assim a ação do Lugol, caso observado na aula, pois não foi possível visualizar as cores características da reação lugol/amido. A amilase salivar tem um pH ótimo de funcionamento em torno de 7, como toda enzima quando em pH inferior ou superior ao seu ela se desnatura mudando a sua conformação e consequentemente perdendo a sua função, o que foi perceptível quando adicionado o ácido acético aos tubos, que simulavam a ação do ácido clorídrico no estômago. A temperatura também influi na atuação das enzimas, porém, nesse experimento foi abordado a temperatura em relação à solubilização do amido, que é mais eficiente em água quente do que em água fria. A água quente pode penetrar nos grânulos do amido e mudar a sua estrutura, alterando assim a textura da solução água/amido. Com o tempo esses grânulos podem arrebentar e obter uma forma gelatinosa.
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6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GONÇALVES, Fabiana. Amido. Disponível em: Acesso em 16 set. 2013. ARAGUAIA, Mariana. Carboidratos. Disponível em: Acesso em 16 set. 2013. FOGAÇA, Jennifer. Amido. Disponível em: Acesso em 16 set. 2013. LORENA, Susana. Ácido Acético. Disponível em: Acesso em 16 set. 2013. HENDRICKS, Cl. Para que serve o teste do Lugol? Disponível em Acesso em 16 set. 2013. NEVES, Valdir e SOUZA, Karina. Experimentos de Bioquímica. Disponível em: Acesso em 17 set. 2013. In Infopédia. Amilase Salivar. Disponível Acesso em 17 set. 2013.
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7 – ANEXOS 7.1 – QUESTÕES PARA O RELATÓRIO 1) Desenhe a estrutura do amido e descreva sua importância biológica. 2) Qual o produto resultante da hidrólise de um polissacarídeo como o amido? 3) O amido é homo ou polissacarídeo? Explique. 4) Explique os motivos para a precipitação e a solubilização do amido em água com a variação de temperatura. Correlacione tal propriedade com a estrutura do amido. RESOLUÇÃO: 1)
Desenho da estrutura do amido sendo (a) amilose, (b) amilopectina.
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O amido é um polissacarídeo, encontrado na forma de grãos, produzido pelos vegetais nas suas sementes, caules e raízes e é utilizado tanto como reserva energética, como fonte de energia no vegetal. Ele está presente em boa parte das nossas refeições, em alimentos como batatas, trigo, milho, arroz e mandioca, sendo assim, um importante carboidrato da dieta humana. Assumindo uma considerável importância em relação ao fornecimento de energia imediata para a célula. 2) Ao sofrer hidrolise através das enzimas amilases, o amido é reduzido em carboidratos menores. Essas enzimas estão presentes tanto na saliva como no suco pancreático. A enzima α-amilase (α-1,4-glicano hidrolase) rompe as ligações glicosídicas α-1,4 da amilose originando uma mistura de maltose, amilopectina e glicose. Ela rompe também as ligações α-1,4 da amilopectina, originando uma mistura de polissacarídeos denominados dextrinas. A enzima β-amilase (β-1,4-glicano maltohidralase) rompe as ligações α-1,4 dos polissacarídeos resultantes da hidrólise da amilopectina, originando maltose pura. 3) O amido é um homopolissacarídeo. O amido é um polímero resultante da combinação de dois polissacarídeos, a amilose e a amilopectina. A amilose é uma molécula formada por resíduos de glicose. Estes formam um polímero linear constituído de 250 a 300 resíduos de D-glicopiranose, ligados por pontes glicosídicas α(1-4), que tendem a assumir um arranjo helicoidal. A amilopectina é uma macromolécula, menos hidrossolúvel que a amilose, constituída de aproximadamente 1400 resíduos de α-glicose, ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, ocorrendo também ligações α-1,6, que dão a ela uma estrutura ramificada. A amilopectina constitui, aproximadamente, 70% a 80% dos polissacarídeos existentes no grão de amido, enquanto a amilose constitui de 20% a 30%. 4) O amido é composto por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina, sendo que a amilopectina é insolúvel em água. Devido a isso quando em contato com a água o amido é parcialmente dissolvido e com o passar do tempo ele sofre decantação e se acomoda no fundo do recipiente em que se encontra. O amido extraído da batata é mais solúvel em água quente do que em água fria, pois com o aumento da temperatura a estrutura cristalina do amido é rompida devido ao relaxamento de pontes de hidrogênio e as moléculas de água passam a interagir melhor com os grupos hidroxilas da amilose e da amilopectina.
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