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REAÇÕES EM CARBOIDRATOS Eduardo Santos Matheus Spagiari Ricardo Cavalheiro Departamento de Ciências dos Alimentos, Instituto de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av Bento Gonçalves nº 9500, CEP 91540-000, Porto Alegre-RS, Brasil. Porto Alegre, 16 de Agosto de 2013. ________________________________________________________________________________________________ Objetivo Este trabalho tem por objetivo verificar a hidrólise ácida de um polissacarídeo e quantificar açúcares redutores utilizando uma reação de coloração. ________________________________________________________________________________________________ Introdução � O amido é um polissacarídeo com cerca de 1.400 resíduos de glicose. Funciona como substância de reserva para muitas plantas, entre as quais a mais conhecida é a batata. O amido é produzido em grande quantidade nas folhas dos vegetais como forma de armazenar temporariamente os produtos da fotossíntese. Como reserva permanente de alimento para a planta, o amido ocorre nas sementes, bem como na medula, nos raios medulares e no córtex de caules e raizes de plantas perenes e outras. O amido constitui de 50% a 65% do peso das sementes de cereais secos, e até 80% da substância seca dos tubérculos. O amido ocorre em grânulos (ou grãos) que têm estrias típicas. Estas, aliadas ao tamanho e à forma dos grânulos, são mais ou menos específicas de cada espécie de planta, e podem servir de meio de identificação microscópica da origem botânica do amido. O amido é um homopolisacarídeo não-redutor formado basicamente por moléculas de glicose unidas por ligações α-1,4 (amilose e amilopectina) e α-1,6 (amilopectina). Entre as peculiaridades deste polissacarídeo, está à diferença entre as estruturas que o formam, a amilose além de possuir estrutura linear, é mais hidrossolúvel que a amilopectina, a qual apresenta estrutura altamente ramificada, tornando-se capaz a separação destes componentes após aquecimento. O amido é altamente empregado no ramo industrial para o tratamento de varicela, fonte de glicose, preparação de colas, preparação de gomas utilizadas em lavanderia e fabricação de papel e tecidos, xaropes e adoçantes, fabricação de heptamido, álcool etílico e para a liberação de fármacos. Desta forma, quando uma solução de amido é tratada com ácido à quente, ocorrem sucessivas hidrólises até que suas moléculas sejam transformadas totalmente em glicose. Durante esse processo, são encontrados como produtos intermediários dextrinas e oligossacarídeos. Para comprovação da hidrólise ácida do amido, utiliza-se como teste a mudança de coloração da solução durante o processo. Sendo utilizado como reagente a solução de Ácido 3,5-Dinitrosalicílico, conhecido como método DNS para determinação de açucares redutores (glicose). Procedimento Experimental Materiais e Reagentes Solução Padrão de Amido 1% (1g/100 mL) Solução Padrão de Glicose 0,2% (2mg/mL) Solução de DNS (3,5-dinitrosalicilato) Ácido clorídrico concentrado (capela) Tubos de ensaio Pipetas graduada Banho-maria Espectrofotômetro UV-Vis Hidrólise do Amido Colocou-se 10 mL de solução padrão de amido em um tubo de ensaio e levou-se ao banho-maria fervente, deixando por 5 minutos; após adicionou-se ao tubo, 0,4 mL de ácido clorídrico concentrado (na capela) e misturou-se rapidamente. Retira-se uma alíquota de 0,2 mL para um tubo de ensaio para o teste de açúcares redutores. Este é o tempo zero da reação. O tubo voltou ao banho fervente. O procedimento de retirada de alíquotas do tubo de ensaio deve ser feito nos tempos 5, 10, 20 e 40 minutos. Sempre que os tempos forem completados, deve ser retirada uma alíquota de 0,2 mL e recolocar no banho-maria o tubo de ensaio. Realizar o teste de açúcares redutores em cada uma das alíquotas coletadas, conforme o teste de açúcares redutores. Teste de Açúcares Redutores Em cada tubo com 0,2 mL da amostra (5 tubos) adicionou-se 1,3 mL de água destilada e 1,0 mL de reativo DNS. Aqueceu-se em banho-maria fervente por 5 minutos, após resfriado, adicionou-se 7,5 mL de água destilada. Ler em espectrofotômetro a 540 nm. Calculou-se a concentração de açúcar em cada caso utilizando a equação da curva padrão, conforme a curva padrão de glicose. Curva Padrão de Glicose Organizaram-se cinco tubos de ensaio e identificou-se; e consequentemente adicionou-se os reagentes conforme a tabela 1. Tabela 1: Curva padrão de glicose TUBO SOLUÇÃO PADRÃO ÁGUA DESTILADA Branco - 1,5 mL 1 0,2 mL 1,3 mL 2 0,5 mL 1,0 mL 3 0,8 mL 0,7mL 4 1,0 mL 0,5 mL Adicionou-se 1,0 mL do reativo DNS em cada tubo sob aquecimento em banho-maria fervente por 5 minutos. Resfriaram-se os tubos e adicionou-se 7,5 mL de água destilada em cada tubo. Ler a 540 nm e anotar os resultados dos valores das absorbâncias e posteriormente construir graficamente a curva padrão e determinar a equação da reta. Resultados Os resultados obtidos da curva padrão de glicose estão descritos a seguir na tabela 2. Tabela 2: Absorbâncias da curva padrão TUBO Abs (540 nm) Branco - 1 0,254 2 0,465 3 0,731 4 0,965 Com esses respectivos valores o gráfico de absorbância x massa de glicose pode ser feito. Gráfico 1: curva padrão de glicose Com a criação da curva padrão podemos calcular o valor de massa obtido na etapa 2.2.1, para o amido, visto que a reação de quebra do amido é a conversão em unidades de glicose, com isso, a obtenção da massa de glicose pode ser via equação da reta, construída na etapa 2.2.3. A tabela 3 demonstra os valores de absorbância e massa para a hidrólise do amido em decorrência do tempo de aquecimento. Tabela 3: Hidrólise do amido em função do tempo Tempo (min) 0 5 10 20 40 Abs (540 nm) 0,011 0,140 0,267 0,313 0,617 mg de açúcar redutor 0,027 0,254 0,530 0,630 1,291 Consequentemente podemos construir o gráfico de mg de glicose x tempo de hidrólise. Gráfico 2: mg de glicose x tempo de hidrólise O amido é decomposto por reações de hidrólise em carboidratos menores, nesse caso a glicose, entretanto um fator interferente nessa reação é a energia de ativação necessária para que ocorra a hidrólise. Essa energia pode ser ultrapassada por duas vias, uma das quais é a utilização de enzimas como as do grupo amilase, ou por via de ingestão de energia, por aquecimento. No caso do experimento utilizamos o fornecimento de calor, para que essas ligações pudessem ser quebradas e consequentemente ocorresse a formação de moléculas de glicose, entretanto um fator observado e importante para o acompanhamento da reação e o tempo e o quanto de calor fornecido ao meio, onde no experimento foi utilizada somente uma temperatura para todo o tempo de reação, e quatro tempos de aquecimento para averiguar a taxa de formação de glicose. Foi comprovado que com o aumento do tempo de reação, a massa de glicose aumenta no meio, pois a maior quebra das ligações α dos compostos e formação de glicose, entretanto essa taxa só poderá ser adquirida, com um tempo de processo alto, para que todo o calor fornecido possa ser utilizado para que consiga obter a energia necessária. Conclusões Com a utilização da técnica da hidrólise do amido foi possível demonstrar que o amido pode ser hidrolisado e obtido como produto final da hidrólise, obtendo-se a glicose. Sendo a glicose um açúcar redutor, que ao passo em que a hidrólise acontece ocorre a diminuição da quantidade de amido ao mesmo tempo (proporcional) que a glicose é formada. Outro fator comprovado pelo experimento é que com o aumento da temperatura e com um intervalo de tempo maior, a hidrólise possui uma eficácia melhor em relação a tempos menores. Referências REMIÃO, J. O. R. et al. Bioquímica: guia de aulas práticas. Versão online, Porto Alegre, EDI-PUCRS,2003.
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