CARBOHIDRATOS I PARTE

I. OBJETIVOS

Estudiar algunas propiedades físicas y químicas de algunos carbohidratos.

II. PRINCIPIOS TEORICOS

Los carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional que tienen adherido. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas son las grasas y, en menor medida, las proteínas.El término hidrato de carbono o carbohidrato es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales químicos. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero=1,2,3... según el número de átomos). De aquí el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula.Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.

Entre los generales se encuentran:MONOSACARIDOS: Son los glúcidos más elementales, constituidos por una sola molécula.DISACARIDOS: Es la combinación de 2 azúcares simples o monosacáridos. OLIGOSACARIDOS: Cadena corta de azúcares. Contienen hasta 10 moléculas de monosacáridos.POLISACARIDOS: Cadena compleja de azúcares. Contienen más de 10 moléculas de monosacáridos y hasta miles.SinónimosCarbohidratos o hidratos de carbono: ha habido intentos para sustituir el término de hidratos de carbono.

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Azúcares: este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa.

Ensayo de Molisch: Este ensayo es un ensayo para reconocimiento general de carbohidratos en el que los polisacáridos y disacáridos se hidrolizan con ácido sulfúrico concentrado hasta monosacáridos y se convierten en derivados del Furfural o 5-hidroximetil Furfural los cuales reaccionan con α-naftol formando un color púrpura violeta.Ensayo de Benedict: El ensayo de Benedict permite el reconocimiento de carbohidratos reductores, al igual que el reactivo de Fehling, el de Benedict contiene ion cúprico en medio alcalino que se reduce hasta óxido cuproso en presencia de azúcares con el hidroxilo hemiacetálico libre.Ensayo de Barfoed: Esta prueba permite diferenciar entre monosacáridos y disacáridos reductores, también contiene ion cúprico que se reduce hasta óxido cuproso más rápidamente con los monosacáridos que con los disacáridos.Ensayo con Lugol: El reactivo de Lugol que contiene una mezcla de yodo y yoduro, permite reconocer polisacáridos, particularmente el almidón por la formación de una coloración azúlvioleta intensa y el glicógeno y las dextrinas por formación de coloración roja.Ensayo de Seliwanoff: Este ensayo es específico para cetosas y se basa en la conversión de la cetosa en 5 hidro-metil-furfural y su posterior condensación con resorcinol formando así complejos coloreados.Reactivo de Fehling: El reactivo de Fehling, también conocido como Licor de Fehling, es una disolución descubierta por el químico alemán Hermann Von Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa en la orina. El ensayo con el licor de Fehling se funda en el poder reductor del grupo carbonilo de un aldehído. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre (II) en medio alcalino a óxido de cobre (I), que forma un precipitado de color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si un azúcar reduce el licor de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es un azúcar reductor. Se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores, y es útil para demostrar la presencia de glucosa en la orina, y también para detectar derivados de la glucosa como la sacarosa o la fructosa. Al reaccionar con monosacáridos, se torna verdoso; si lo hace con disacáridos, toma el color del ladrillo.

III. MATERIALES

Papel bond Espátula Tubos de ensayos

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Probeta 10 y 20 ml Goteros Pinza para tubos de ensayos Cocina eléctrica Vaso precipitado de 250 ml Malla de asbesto

REACTIVOS

Glucosa Fructuosa Sacarosa refinada Almidón Harina de trigo Azúcar sin refinar Agua destilada Etanol Alfa- naftol

Reactivo de Molisch Acido sulfúrico Nitrato de plata NaOH 5% y 10% NH 4OH 5% Fehling A Fehling B Reactivo de Seliwanoff Lugol HCl 10%

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PROPIEDADES FÍSICAS:

Propiedades organolépticas y solubilidad.

a) En pequeños pedazos de papel bond limpio, pusimos una pequeñas cantidades de: glucosa, fructuosa, sacarosa (refinada), almidón. Observamos y tomamos nota de su aspecto físico, color, olor y sabor.

b) De cada una de las muestras extraemos una pequeña porción y lo colocamos en tubos de ensayos pequeños, luego añadimos a cada uno 1,5 ml de agua destilada. Agitamos intentando su disolución.

c) Repetimos el paso b). pero poniendo nuevas porciones pequeñas de las muestras en otros tubos de ensayos, luego añadimos 1,5 ml de etanol.

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CARBOHIDRATOS COLOR

ESTADO FISICO

SABORSOLUBILIDAD

AGUA ETANOLGlucosa Blanco sólido dulce + +Fructosa Crema sólido dulce + +Sacarosa Incoloro sólido dulce + +Almidón blanco sólido No dulce - -

PROPIEDADES QUÍMICAS:

Reacción general: Reacción Molisch.

El ácido sulfúrico deshidrata a los carbohidratos para dar Furfural o sus derivados, los cuales reaccionan con el alfa-naftol y dan un complejo coloreado rojo-violeta.

a) Se marcaron 5 tubos de ensayo pequeños como : A, B, C, D , E. Añadimos a cada uno 1 ml de solución al 1 % de: glucosa, fructosa, sacarosa, almidón y agua destilada ( este último como testigo).

b) Luego a cada uno de los tubos se añadió 2 ml del reactivo de Molisch. Después agitamos

c) Inclinando los tubos se vertió por las paredes 10 gotas de ácido sulfúrico concentrado a los 5 tubos.

RESULTADOS.

Todas las muestras dan reacción positiva, hubo cierta uniformidad que se manifiesta como un anillo de color rojo-violeta.

El reactivo de Molisch reconoce generalmente a carbohidratos en el que los polisacáridos y disacáridos se hidrolizan con ácido sulfúrico concentrado hasta monosacáridos y se convierten en derivados del Furfural o 5-hidroximetil Furfural los cuales reaccionan con α-naftol formando un color púrpura violeta.

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REACCIONES ESPECÍFICAS:

ACCION REDUCTORA.- Al igual que los aldehídos, las aldosas reducen al reactivo de Tollens y Fehling.

Reacción de Tollens.a) Se marcaron 4 tubos de ensayo pequeños como: A, B, C, D. Se puso a

cada uno de los tubos unas 10 gotas de nitrato de plata, al cual se agregó unas gotas de NaOH al 5 % hasta la formación de un precipitado, luego se añadió dos gotas de NH4OH al 5 % hasta la disolución del precipitado (así hemos preparado el reactivo de Tollens).

b) A cada uno de los tubos añadimos 2 ml de soluciones de: glucosa, fructosa, sacarosa y almidón preparados al 1 %.

c) Luego agitamos bien los tubos de ensayo y cogiendo con una pinza se los llevó a baño María y se los calentó por 15 minutos.

RESULTADOS. La glucosa y la fructosa dieron prueba positiva dando la formación

del espejo de plata en uno más nítido que en el otro. los monosacáridos la reacción es de inmediato

En la sacarosa y el almidón la reacción es negativa ya que romper los enlaces glicosidicos por eso están tomando tiempo.

El reactivo de Tollens identifica aldosas y Cetosas por ello en ambos casos dan prueba positiva, en las Cetosas no tienen formilo sino carbonilo.

Reacción de Fehling.

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a) Se marcaron 5 tubos de ensayo como: A, B, C, D, E. Al que se le añadió a cada tubo 0,5 ml de la solución de Fehling A más 0,5 ml de la solución de Fehling B. Agitamos suavemente y se tomó nota.

b) Después se agregó a cada uno de los tubos 1 ml de las soluciones al 1 % de: glucosa, fructosa, sacarosa, almidón y agua destilada (testigo).

c) Seguidamente procedimos a introducir los tubos en un vaso de agua hirviente. Observamos los cambios de color y se tomó nota.

RESULTADOS

Con la glucosa y fructosa dieron prueba positiva por la presencia del precipitado de color rojo ladrillo, ya que ambos reducen al Fehling, con más intensidad es la fructuosa.

Con la sacarosa siguió con el color azul Prusia y el almidón con un color verde la reacción es negativa, ya que les fue imposible romper los enlaces, no redujeron al Fehling, no son reductores.

No nos sirve para diferenciar aldosas y Cetosas.

OTRAS REACCIONES:

Caracterización de Cetosas: Reacción de Seliwanoff.Por acción del ácido clorhídrico del reactivo, se obtienen furfurales, los cuales reaccionan con el resorcinol dando un compuesto coloreado.

a) En un tubo de ensayo mediano se colocó 1 ml del reactivo de Seliwanoff, luego se le agregó 2 ml de solución al 1 % de fructosa (una cetosa).Cogiendo el tubo con una pinza se llevó a baño María, se calentó, se observó y tomo nota.

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b) Después repetimos la misma reacción con solución de glucosa y almidón.

RESULTADOS.

o El reactivo de Seliwanoff sirve para diferenciar Cetosas.o La reacción dio positiva para la fructosa (cetosa), esta prueba es

específica para azucares con grupo funcional cetónico. dando la fructuosa un cambio de color a anaranjado oscuro.

HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA Y DEL ALMIDON

Hidrólisis de la sacarosa.

a) Se codificaron 3 tubos de ensayo medianos como: A, B, C. seguidamente se colocó en cada tubo 3 ml de solución de sacarosa al 1 %. Al tubo A se añadió 1,5 ml de HCl al 10 %, al tubo B, 2 ml de solución de NaOH al 10 % y al tubo C, 2 ml de solución de agua destilada.

b) Cogiendo el tubo con una pinza se lo llevó a baño María durante 5 minutos, luego realizamos el ensayo con licor Fehling (1,5 ml de A Y 1,5 ml de B).

RESULTADOS

En medio ácido la reacción fue positiva, cambió a un color anaranjado, en medio básico la reacción fue negativa, no ha podido romper el enlace.

Frente a un ácido ha roto su enlace glicosidico 1α 4’ ha formado sus dos monómeros , por lo tanto da reacción positiva ante el Fehling.

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V. CONCLUSIONES

Todos los monosacáridos y disacáridos a excepción de la sacarosa son reductores.

La glucosa es un monosacárido. La sacarosa es un disacárido y el almidón es un polisacárido.

Al reaccionar con el H2SO4 los disacáridos y polisacáridos se hidrolizan. Pudiéndose identificar los monosacáridos que los componen.

VI. CUESTIONARIO

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Escriba las ecuaciones químicas que corresponden a cada una de las experiencias de las propiedades químicas estudiadas.

Reacción de Molisch

Reacción de Tollens

Reacción de Fehling

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Reacción de hidrólisis ácida de la sacarosa

¿Por qué se dice que la reacción de Molisch es furfurólica?

Porque en la reacción el ácido sulfúrico cataliza la hidrólisis de los enlaces glucosídicos de la muestra y la deshidratación a furfural (en las pentosas) o hidroximetilfurfural (en las hexosas). Estos furfurales se condensan con el alfa naftol del reactivo de Molisch dando un producto coloreado.

¿Qué propiedades se demostraron con las reacciones de Tollens y Fehling?

Reactivo de Tollens

Reactivo de Fehling

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Reacción de Seliwanoff

¿Cómo se diferencia aldosas de cetosas y pentosas de hexosas?

Se diferencian en su grupo funcional:

-Aldosa: Tiene Grupo aldehído: COH

-Cetosa: Tiene Grupo ceto: C=O (el carbono y el oxígeno están unidos por un doble enlace)

Tanto pentosas como hexosas son monosacáridos que solo varían en el número de átomos de carbono en su estructura.

- Pentosa: C5H1005

- Hexosa: C6H12O6

¿Cuáles son sus observaciones de la hidrólisis de la sacarosa y del almidón?La sacarosa es un disacárido que no posee carbonos anoméricos libres por lo que carece de poder reductor y la reacción con el licor de Fehling es negativa, tal y como ha quedado demostrado en el experimento. Sin embargo, en presencia de HCl y en caliente, la sacarosa se hidroliza, es decir, incorpora una molécula de agua y se descompone en los monosacáridos que la forman, glucosa y fructosa, que sí son reductores. La prueba de que se ha verificado la hidrólisis se realiza con el licor de Fehling y, si el resultado es positivo, aparecerá un precipitado rojo ladrillo.

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Escriba la fórmula de un disacárido no reductor que por hidrólisis origine dos moles de glucosa.

VII. BIBLIOGRAFÍA

o http://www.eufic.org/upl/1/es/doc/carbohydrates_es.pdfo http://webdelprofesor.ula.ve/farmacia/ablan/materias/Ciencia%20de

%20alimentos/carbohidratos.pdfo Guía de prácticas: CARBOHIDRATOS I-PARTE.

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