Prévia do material em texto
Departamento de Química Escola de Ciências, Universidade do Minho Laboratórios de Química – Licenciatura em Bioquímica 13 TP 4 - Determinação dos níveis de açúcares redutores de produtos alimentares 1. Introdução Os hidratos de carbono constituem a maior parte da matéria orgânica à superfície da Terra. São aldeídos ou cetonas com vários grupos hidroxilo e podem servir como reserva de energia, combustível ou ainda intermediários nos diferentes processos metabólicos. O amido das plantas e o glicogénio dos animais são polissacarídeos que podem ser rapidamente hidrolisados. As unidades de glucose resultantes deste processo constituem um combustível primário, dando origem a dióxido de carbono, água e a energia sob a forma de moléculas de ATP (adenosina trifosfato). Outros polissacarídeos podem ser elementos estruturais das paredes celulares das bactérias e plantas, ou ainda, do exosqueleto dos artrópodes. De facto, a celulose, constituinte principal da parede celular das células vegetais, é o composto orgânico mais abundante da biosfera. É importante não esquecer que a esta classe de compostos pertencem moléculas como os monossacarídeos ribose e desoxirribose sem as quais não seria possível sintetizar o RNA ou o DNA (respetivamente) que são as moléculas responsáveis pela informação genética. Os hidratos de carbono podem, ainda, estar ligados a proteínas ou a lípidos. Este grupo de compostos é designado por compostos glicoconjugados e participa numa enorme variedade de fenómenos celulares incluindo o crescimento, a adesão celular e até os processos de endocitose. Os monossacarídeos são os hidratos de carbono mais simples e podem ser representados pela fórmula empírica (CH2O)n, em que n varia geralmente entre 3 e 9. Dentro deste grupo temos as pentoses (penta de n=5 e ose sufixo de monossacarídeo), pertencendo a este grupo a ribose e a desoxirribose atrás referidas, e as hexoses (n=6), que constituem a maior parte dos monossacarídeos da natureza. As cadeias destes compostos ciclizam facilmente em solução aquosa dando origem a piranoses ou furanoses, conforme o número de carbonos e o grupo funcional (aldeído ou cetona). Figura 1 – Equilíbrios entre as formas fechadas e aberta da D-frutose Departamento de Química Escola de Ciências, Universidade do Minho Laboratórios de Química – Licenciatura em Bioquímica 14 Figura 2 – Equilíbrios entre as formas fechadas e aberta da D-glucose Os dissacarídeos são hidratos de carbono constituídos por duas unidades monossacarídeas, os trissacarídeos três, etc. Quando o número de unidades monossacarídeas é muito elevado (centenas ou mesmo milhares) os compostos são chamados polissacarídeos. A este último grupo pertencem compostos como o amido, o glicogénio e a celulose. Os monossacarídeos, vulgarmente chamados açúcares, são substâncias redutoras, bem como a maioria dos dissacarídeos. A sacarose (açúcar comum) constitui uma notável exceção pois é um dissacarídeo (uma unidade de glucose e outra de frutose) não redutor. Neste trabalho vamos usar o ácido 3,5-dinitro-salicílico (DNS) que forma um produto de redução de cor vermelho-acastanhado, quando aquecido na presença de açúcares redutores. Figura 3 – Redução do DNS Apesar de ocorrerem reações secundárias que tornam a química deste teste complicada, o DNS tem sido utilizado para a determinação dos níveis de açúcar no sangue, de substâncias redutoras na urina e para a determinação do número de grupos redutores terminais, produzidos na hidrólise do amido. A medição da intensidade da cor desenvolvida a 540 nm pela redução do DNS vai ser utilizada para determinar os níveis de açúcares redutores em diferentes produtos alimentares. Departamento de Química Escola de Ciências, Universidade do Minho Laboratórios de Química – Licenciatura em Bioquímica 15 2. Material Copo de 25 mL 17 Tubos de ensaio 15 tubos de Falcon Espátula Banho de aquecimento Pipeta graduada de 5 mL Copo de 25 mL Pinça de madeira Micropipeta P1000 Balão volumétrico de 25 mL Suporte p/ tubos de ensaio Funil pequeno Pipeta volumétrica de 5 mL Proveta de 50 mL Copo de 250 mL Cuvete de espectrofotómetro 3. Reagentes Sacarose Amostra de produtos alimentares Glucose Papel indicador Ácido sulfúrico 1,5 M Solução de DNS (ácido 3,5-dinitro-salicílico) Hidróxido de sódio 10% 4. Procedimento experimental Hidrólise da Sacarose • Pese cerca de 200 mg de sacarose num copo pequeno e dissolva em cerca de 5 mL de água destilada. o Transfira esta solução, quantitativamente, para um balão volumétrico de 25 mL; para isso lave o copo com duas ou três pequenas porções de água destilada e transfira-as igualmente para o balão. o Perfaça os 25 mL por adição de água até à marca e rotule como "sol. inicial de sacarose". • Transfira exatamente 5 mL da solução obtida para um tubo de ensaio e adicione 1 mL de ácido sulfúrico 1,5 M; coloque o tubo num banho de água em ebulição durante 15 min. o Arrefeça o tubo com água corrente e adicione cuidadosamente 2 mL de NaOH 10% e confirme a neutralidade da solução. o Transfira o conteúdo do tubo, quantitativamente, para um balão volumétrico de 25 mL e perfaça o volume com água destilada e rotule como "sacarose hidrolisada". Preparação da amostra a analisar • Pese cerca de 80 mg do material a analisar e reduza-o a um pó fino num almofariz. • Pese para um vidro de relógio cerca de 50 mg do produto pulverizado e registe o peso até ao décimo do miligrama e transfira para um tubo de ensaio. • Adicione 10 mL de ácido sulfúrico 1,5 M e aqueça num banho de água em ebulição durante 20 minutos. • Arrefeça com água corrente e adicione cuidadosamente 12 mL de NaOH 10%. Departamento de Química Escola de Ciências, Universidade do Minho Laboratórios de Química – Licenciatura em Bioquímica 16 • Aqueça ligeiramente o tubo contendo o hidrolisado e, enquanto quente, transfira o conteúdo para uma proveta de 50 mL. o Lave o tubo com água destilada quente as vezes necessárias para que o material seja todo transferido. o Adicione água destilada até ao volume de 50 mL e rotule como “Amostra”. Construção da curva de calibração e análise das amostras • Prepare 25 mL de uma solução padrão de glucose com concentração de 2000 μg/mL . • Prepare 15 tubos de ensaio de acordo com o que consta na tabela (quantidades em mL). Tubo 1 2 3 4 5 6 7* 8* 9* Sol. padrão de glucose — 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 — — — Sol. hidrolizada de sacarose — — — — — — 0,5 — — Sol. inicial de sacarose — — — — — — — 1,0 — Amostra — — — — — — — — 1,0 Água 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 2,5 2,0 2,0 DNS 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 * Triplicado: A, B, C • Homogeneíze o conteúdo usando um vortex e aqueça os tubos em banho de água em ebulição durante exatamente 5 min; ao fim deste tempo retire os tubos para um segundo suporte e introduza- o numa tina com água fria. • Transfira 1 mL da solução do tubo 1 para um tubo de Falcon contendo 4 mL de água e homogeneíze no vortex. • Proceda do mesmo modo com os restantes tubos. • Leia a absorvância de todas as soluções, a 540 nm, utilizando a solução 1 como branco. 5. Questionário 1- Trace a reta padrão de Absorvância em função da [glucose] usando os resultados obtidos com a solução padrão de glucose. 2- Determine a concentração de açúcares redutores nas duas soluções de sacarose e na amostra analisada. 3- Compare os resultados obtidos com os valores esperados, incluindo uma comparação com a informação nutricional da amostra analisada.