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Identificación de carbohidratos

carbohidratos bioquimica ractica

Carbohidratos y su clasificación. Pruebas de reconocimiento de glúcidos. 

Carbohidratos.

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno, cumpliendo funciones energéticas, de ahorro de proteínas, regulación del metabolismo de las grasas, estructurales, entre otras. 

Son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria en la dieta de los seres humanos, siendo la glucosa el carbohidrato más importante pues casi todo el carbohidrato de la dieta se absorbe en forma de glucosa que se ha formado de la hidrolisis del almidon y de los disacáridos. La glucosa también es el precursor para la síntesis de todos los otros carbohidratos del cuerpo.


Clasificación de los carbohidratos.

Los carbohidratos se clasifican en:

Monosacáridos.

Son los azúcares que no pueden hidrolizarse a carbohidratos más simples. Según el número de carbonos (3 - 7) pueden clasificarse en triosas, pentosas, hexosas y heptosas, mientras que segun posean un grupo aldehído o cetona se clasifican en aldosas y cetosas.

- Triosas: Son el carbohidrato más pequeño, existen dos triosas, el gliceraldehido y la dihidroxiacetona, siendo tautómeros entre si.

- Tetrosas: Tienen poca importancia en el humano.

- Pentosas: Las más importantes son la ribosa y la 2-desoxirribosa.  Forman un anillo de 1 oxígeno y 4 carbonos. Esta configuración se conoce como forma furanosica por su similitud con la furanosa.


- Hexosas: Las más importantes de las aldohexosas son la glucosa y la galactosa, siendo epímeros. Las hexosas forman anillos de 1 oxígeno y 5 carbonos, y dada su semejanza con el anillo de pirano reciben el nombre de piranosas. Por otro lado la cetohexosa mas importante es la fructosa la cual existe mayormente en forma furanosica y una pequeña porción en forma piranosica.

La glucosa, fructosa y ribosa son azúcares reductores.

Azúcar reductor

Pueden reducir iones Cu++ si su carbono anomérico posee un grupo hidroxilo libre. Estas azúcares pueden cambiar una forma de anillo a una  de cadena abierta. 


Isomerismo D y L 

Tiene que ver con la orientación del grupo OH en la representación de Fischer. Si el grupo OH unido al penúltimo carbono (carbono alcohol primario terminal) se encuentra a la derecha, el azúcar es el isómero D; cuando esta a la izquierda, es el isómero L. Casi todos los monosacáridos que se encuentran en mamíferos son azúcares D.

Es importante indicar que la designación D o L no guarda relación alguna con la isomería óptica.

Oligosacáridos.

Contiene 10 o más unidades de monosacáridos unidas entre si por enlaces glucosídicos, los más comunes en la naturaleza resultan de la unión de dos monosacáridos por lo que reciben el nombre de disacáridos.

Sacarosa: Es el azúcar de mesa, está formada por la unión de glucosa y fructosa. No reductor
Maltosa: Dímero de glucosa. Reductor.
Lactosa: beta-Galactosa y Beta-Glucosa. Reductor

Polisacáridos o glucanos.

Son polímeros de carbohidratos con más de 10 unidades de monosacáridos o de sus derivados. En algunos casos, el polímero está formado por un solo tipo de monómero, se le denomina homopolisacárido mientras que cuando participan 2 o mas monómeros, el polímero se denomina heteropolisacárido.

El almidón y el glucógeno son polímeros de glucosa de almacenamiento en vegetales y animales, respectivamente. El almidón es la principal fuente de energía en la dieta. 

Desde el punto de vista funcional los polisacáridos se pueden clasificar en:

- Polisacáridos nutricionales o de reserva: almidón ( amilosa y amilopectina) presente en casi todas las células vegetales, y el glucógeno en los animales el cual se deposita en el hígado y en el tejido muscular.

- Polisacáridos estructurales o de sostén: La celulosa en las plantas y mucopolisacáridos en los animales.




Pruebas de reconocimiento de glúcidos (cualitativas)

A continuación una lista de 6 pruebas bioquímicas que utilizadas en conjunto permiten identificar el carbohidrato contenido en una muestra problema.

Reacción de Molisch (general).

Es la prueba más general que se utiliza para el reconocimiento de carbohidratos. En un medio ácido fuerte las pentosas producen furfural mientras que las hexosas producen hidroximetilfurfural compuestos que al reaccionar con el alfa-naftol dan un color intenso.

La presencia de carbohidratos se evidencia por la aparición de un anillo rojo violeta en la interfase de los líquidos.

Composición del reactivo:  alfa-naftol al 5 % en etanol de 96°

Método experimental para la reacción de Molisch
1. Disponer de 4 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Glucosa - 1 mL 
- Tubo 2: Sacarosa - 1 mL 
- Tubo 3: Almidón - 1 mL 
- Tubo 4: Solución problema (Muestra X) - 1 mL

2. Agregar 3 gotas del reactivo de Molisch a cada tubo.
3. Agregar 1 mL de H2SO4 (ácido sulfúrico) concentrado dejándolo caer lentamente por la pared del tubo, no mezclar.
4. Observar la formación del anillo.


prueba de molisch bioquímica identificación de carbohidratos


Reacción de Seliwanoff (cetosas).

Se utilizan ácidos minerales en caliente para deshidratar el  las cetosas que forman derivados furfuricos los cuales condensan con la resorcina originando un compuesto de color rojo (la intensidad del color varía según la cantidad de azúcar presente). La fructosa es positiva a esta prueba mientras que la sacarosa es negativa excepto cuando se realiza hidrólisis ácida.

Composición del reactivo: Resorcina (1,3-dihidroxibenceno) y HCl al 0,5%.


Método experimental para la reacción de Seliwanoff
1. Disponer de 4 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Fructosa - 1 mL 
- Tubo 2: Sacarosa - 1 mL 
- Tubo 3: Xilosa - 1 mL 
- Tubo 4: Solución problema (Muestra X) - 1 mL

2. Agregar 3 mL del reactivo de Seliwanoff a cada tubo.

3. Mezclar bien y calentar simultáneamente por 5 minutos. 
4. Observar el cambio de color y continuar calentando hasta los 10 minutos.


prueba de seliwanoff bioquímica identificación de carbohidratos


Reacción de Bial (pentosas).

Busca la deshidratación de las pentosas para la formación de furfural el cual se condensa con el orcinol. El compuesto se vuelve verde-azul.

Composición del reactivo: Orcinol, Cloruro férrico al 10% y HCl concentrado.


Método experimental para la reacción de Bial
1. Disponer de 4 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Fructosa - 1 mL 
- Tubo 2: Xilosa - 1 mL 
- Tubo 3: Glucosa - 1 mL 
- Tubo 4: Solución problema (Muestra X) - 1 mL

2. Agregar 2 mL del reactivo de Bial a cada tubo.
3. Agregar 3 gotas de FeCl3 a cada tubo.
4. Calentar simultáneamente en agua hirviendo por 5 minutos.
5. Observar el cambio de color.


Reacción de Benedict (poder reductor).

Identifica azúcares reductores. Se basa en la reducción de Cu2+ a Cu+ (ion cuproso) en medio alcalino. Se forma un precipitado rojo ladrillo.


Sensibilidad: Si se torna amarillo se interpreta como una escasa cantidad de glúcido y se expresa mediante una (+), si toma color verde (++), verde pardo (+++) , si toma color rojo ladrillo (++++).

Composición del reactivo: Sulfato de cobre, citrato de sodio y carbonato sódico.


Método experimental para la reacción de Benedict
1. Disponer de 4 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Glucosa - 1 mL 
- Tubo 2: Maltosa - 1 mL 
- Tubo 3: Sacarosa - 1 mL 
- Tubo 4: Solución problema (Muestra X) - 1 mL

2. Agregar 3 mL del reactivo de Benedict a cada tubo.
3. Calentar simultáneamente en agua hirviendo por 5 minutos.
4. Observar el cambio de color.


prueba de benedict bioquímica identificacion de carbohidratos


Método experimental para la sensibilidad del Benedict
Es un ejercicio para evidenciar que tan sensible es el reactivo de Benedict frente a distintas concentraciones de un mismo azúcar reductor (glucosa).

1. Disponer de 3 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Glucosa 0,01 M - 1 mL 
- Tubo 2: Glucosa 0,10 M - 1 mL 
- Tubo 3: Glucosa 1,00 M - 1 mL 

2. Agregar 3 mL del reactivo de Benedict a cada tubo.
3. Calentar simultáneamente en agua hirviendo por 5 minutos.
4. Observar el cambio de color.


prueba de sensibilidad del reactivo benedict bioquímica



Reacción de Barfoed (diferenciación de mono y disacáridos).

Permite diferenciar los azúcares monosacáridos de los disacáridos según el tiempo que tardan en formar el precipitado rojo ladrillo.

0 - 5 minutos: Monosacáridos
5 - 30 minutos: Disacáridos


Esta es la única reacción de reducción que puede ser positiva con la sacarosa (azúcar no reductor) ya que puede ser hidrolizada originando glucosa y fructosa.

Reactivo: Acetato de cobre y ácido acético glacial.


Método experimental para la reacción de Molisch
1. Disponer de 4 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Glucosa - 1 mL 
- Tubo 2: Sacarosa - 1 mL 
- Tubo 3: Maltosa - 1 mL 
- Tubo 4: Solución problema (Muestra X) - 1 mL

2. Agregar 3 mL gotas del reactivo de Barfoed a cada tubo.
3. Mezclar muy bien y calentar simultáneamente en agua hirviente hasta la aparición del precipitado rojo. Tomar el tiempo en el que aparece el precipitado.


prueba de barfoed bioquímica identificación de carbohidratos




Prueba de lugol (polisacáridos).

Se utiliza lugol (solución de yodo) la cual se introduce en la estructura de la molécula cambiando sus propiedades físicas (absorción de luz) cambiando el color de la solución. Por ejemplo: 

Almidón Violeta - Azul intenso.

Glucógeno: Rojo caoba.


Los monosacáridos y disacáridos no dan coloración por lo que la prueba es exclusiva para la detección de polisacáridos.

Al hidrolizarse el almidón en carbohidratos más sencillos se pierde la coloración, es por esto que la prueba de lugol se utiliza ampliamente como indicador del final de la hidrólisis.

Composición del reactivo: Yodo + Yoduro de potasio.

Método experimental para la prueba de Lugol
1. Disponer de 4 tubos de ensayo y prepararlos de la siguiente manera: 
- Tubo 1: Almidón - 1 mL 
- Tubo 2: Solución problema (Muestra X) - 1 mL 
- Tubo 3: Glucogeno - 1 mL 
- Tubo 4:  Glucosa - 1 mL

2. Agregar 3 gotas de Lugol a cada tubo.

4. Observar el cambio de color.


prueba de lugol bioquímica identificación de carbohidratos
No se disponía de glucógeno por eso no se monto el tubo 3.



Fuentes:
Principios de Bioquímica. Lehninger, A. 5ta. Edición.
Bioquímica Mathews, Christopher. 4ta Edición.
Bioquímica del Harper-Murray R, Mayes P, Granner D, Rodswel V. 29 Edición.
- Wikipedia: GlúcidoAzúcar reductor - Prueba del yodo
- Identificacion de azucares
- Laboratorios bioquímica: Molisch - Seliwanoff - Benedict - Barfoed
Guia de trabajos practicos "Bioquimica general"Profesores del Departamento de Bioquímica de la escuela de ciencias biomédicas y tecnológicas de la Universidad de Carabobo. Marzo 2013.



Comentarios

  1. muy bien me sirvió como guía rápida en un momento de emergencia en mi centro de trabajo

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