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AULA 01 – CARACTERIZAÇÃO DE CARBOIDRATOS Título: Caracterização de Carboidratos Objetivo: Ao final da pratica, o aluno devera ser capaz de executar testes para o reconhecimento de carboidratos. Introdução: As biomoléculas mais abundantes da face da Terra são os carboidratos, cada ano a fotossíntese converte mais de 100 bilhões de toneladas de CO2 e H2O em celulose e outros produtos vegetais. Certos carboidratos são a base da dieta na maior parte do mundo e a oxidação dos carboidratos é a principal via metabólica fornecedora de energia na maioria das células não-fotossintéticas. Os carboidratos são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou substâncias que liberam estes compostos por hidrólise. Muitos carboidratos, mas não todos, têm fórmulas empíricas (CH2O)n, alguns também contêm nitrogênio, fósforo ou enxofre. Os carboidratos estão divididos em três classes principais, de acordo com o seu tamanho: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos consistem de uma única unidade de poliidroxialdeído ou cetona, o mais abundante na natureza é o açúcar com seis átomos de carbono na molécula, a D-glicose, também chamado de dextrose. Os oligossacarídeos são compostos por cadeias curtas de unidade monossacarídicas, ou resíduos, unidos entre si por ligações características, chamadas ligações glicosídicas. Os mais abundantes são os dissacarídeos, formados por duas unidades de monossacarídeos. A sacarose é o representante típico dessa classe. Polímeros que contêm mais de 20 unidades de monossacarídeos são os polissacarídeos e podem ter cadeias contendo centenas ou milhares de unidades monossacarídicas. Matérias e reagentes: Tubos de ensaio Pipetas graduadas Pipetas Pasteur plástica Béqueres Bico de Bunsen Banho-maria Copos plásticos Bastão de vidro Espátula Proveta Solução de glicose 1% Solução de sacarose 1% Solução de maltose 1% Solução de amido 1% Solução de Lugol (iodo a 5% em iodeto de potássio a 10%) Reagente de Benedict (solução contendo citrato de sódio a 17,3%, carbonato de sódio anidro a 10% e sulfato cúprico penta-hidratado a 1,73%). Leite, mel, amido de milho, açúcar comum, adoçante, batata crua macerada 10%. Procedimento experimental: Teste de Benedict: Pipetou-se 1 mL da solução contendo carboidrato de cada amostra desconhecida (leite, mel, amido de milho, açúcar comum, adoçante) em um tubo de ensaio Preparou-se um tubo-controle negativo com 1 mL de H2O; Preparou-se um tubo-controle positivo com1 mL da glicose; Adicionou-se a cada tubo 1,5 mL de Benedict; Aqueceram-se todos os tubos juntos em banho-maria fervente por 5 min. Observou-se a formação do precipitado vermelho-tijolo; Foram anotados todos os resultados do teste numa tabela (poderá ser observada nos resultados e discussões). Teste de Iodo para Detecção de Amido: Pipetou-se 1 mL da solução contendo carboidrato de cada amostra desconhecida (leite, mel, amido de milho, açúcar comum, adoçante) em um tubo de ensaio Preparou-se um tubo-controle negativo com 1 mL de H2O; Preparou-se um tubo-controle positivo com 1 mL de amido padrão; Adicionou-se a cada tubo de ensaio uma gota de Lugol e observou-se o aparecimento da cor azul; Foram anotados todos os resultados do teste numa tabela (poderá ser observada nos resultados e discussões). Aqueceu-se apenas o tubo com a solução de amido/iodo e observaram-se os resultados; Esperaram os tubos se resfriarem e observou-se novamente. Resultados e Discussões: Teste de Benedict: AMOSTRAS RESULTADOS IDENTIFICAÇÃO Controle negativo Após a adição do reagente de Benedict a água se tornou azul, por conta do sulfato cúprico. Depois de colocado no banho-maria a solução continuou com a mesma coloração. Água Controle positivo Com a adição do reagente Benedict, a solução de amido se tornou azul. Após o banho-maria a solução continuou com a mesma cor, por conta da solução de amido estar contaminada. Solução de amido 1% Positivo Quando se adicionou a solução de Benedict a coloração mudou para azul. Após o aquecimento no banho-maria, a mesma solução se tornou vermelha. Maltose 1% Negativo A solução continuou azul antes e após o aquecimento. Sacarose (açúcar comum) 1% Positivo Com a adição do reagente de Benedict a solução tornou-se uma coloração de verde azulado. Após ser submetida ao aquecimento, a solução tornou-se laranja. Mel Positivo Foi adicionado reagente de Benedict ao tubo de ensaio, fazendo com que a coloração da solução torna-se azul. Logo depois do aquecimento no banho-maria a mesma solução tornou-se vermelha. Adoçante Positivo Com a adição do reagente de Benedict, a solução tomou-se uma coloração azulada. Após o banho-maria a mesma solução se tornou amarela. Leite Positivo Quando se adicionou o reagente de Benedict a solução se tornou azulada. Após o banho-maria a mesma solução tornou-se verde. Solução de batata crua macerada 10% Positivo Com a adição do reagente de Benedict a solução se tornou azul, logo após o banho-maria a mesma solução tornou-se vermelha. Glicose Uma vez que a água não é um açúcar redutor, a coloração inicial se mantem azul. Nas amostras com açúcares que apresentaram alteração de cor, a glicose (monossacarídeo), reage positivamente frente à redução dos íons cobre. O aquecimento do açúcar redutor em presença de íons Cu(II) e OH- reduz o cobre a Cu(I) e o açúcar é oxidado, havendo a formação de precipitado de Cu2O que varia de cor de acordo com a concentração do açúcar. Para os dissacarídeos promoverem a formação do precipitado, eles precisam da presença de uma extremidade redutora, o que não ocorre com a sacarose. O açúcar de cana é um dissacarídeo de glicose e frutose e não possui átomos de carbono anomérico livres, pois esses estão ligados entre si e, consequentemente, não podem sofrer oxidação. O amido, um polímero de glicose, também é um açúcar não redutor, não devendo apresentar a formação de precipitado. Contudo, devido ao aquecimento, supõe-se que houve a hidrólise da molécula pelo calor, produzindo monossacarídeos e positivando a reação de Benedict. Teste de Iodo para detecção de amido: AMOSTRAS RESULTADOS IDENTIFICAÇÃO Controle negativo Após a adição de Lugol na água, obteve-se uma coloração marrom, causada pelo Iodo. 1 mL de Água Controle positivo Com a adição do Lugol na solução de amido, a mesma tomou-se uma coloração azul marinho. 1 mL de solução de amido Negativo Houve alteração na cor da solução por conta da coloração do Iodo, porem não houve reação. 1 mL de glicose Negativo Houve alteração na cor da solução por conta da coloração do Iodo, porem não houve reação. 1 mL de maltose Negativo Houve alteração na cor da solução por conta da coloração do Lugol, porem não houve reação. 1 mL de sacarose Negativo Houve alteração na cor da solução por conta da coloração do Lugol, porem não houve reação. 1 mL de mel Negativo Houve alteração na cor da solução por conta da coloração do Lugol, porem não houve reação. 1 mL de adoçante Negativo Houve alteração na cor da solução por conta da coloração do Lugol, porem não houve reação. 1 mL de leite Negativo Nesta etapa era esperado que o teste fosse positivo, ou seja, toma-se uma coloração azul, já que a batata possui amido. A solução tomou uma coloração marrom idêntica a das etapas acima, o que pode ter influenciado foi que a solução de agua de batata ficou em repouso isso fez com que o amido contido ali se depositasse no fundo do Béquer. 1 mL de água de batata Se houver amido no alimento, a coloração da solução de iodo no alimento irá variar do azul ao preto, pois o I2 reage com o amido, formando uma estrutura complexa que possui essas cores. É bem visível a coloração azul intensa que se forma no tubo após a adição do Lugol, porem quando é aquecido, se torna uma solução translúcida, pois este se dissocia. Quando resfriadoem água corrente, retorna a sua cor azul intensa devido as cadeias helicoidais da amilose prenderem o iodo, já na amilopectina isso não ocorre pois tem uma cadeia ramificada. Questões: Em que princípio baseia-se o Teste de Benedict? R: Baseada na redução de íons Cu2+ a Cu+ com formação de um precipitado vermelho ou amarelo. Qual a função do sulfato cúprico no Teste de Benedict? R: Detectar a presença de açúcares e açúcares redutores, nos quais se incluem glicose, galactose, lactose, maltose e manose. Explique as diferenças nos resultados do Teste de Benedict para maltose e sacarose. R: Como a maltose é um açúcar redutor, os íons Cu2+ do reagente de Benedict foram reduzidos para Cu+, fazendo com que a coloração tornasse vermelha-tijolo. Já com a sacarose foi um processo diferente, após o banho-maria ele continuou da cor do reagente de Benedict (azul), isto indica que ela não é um açúcar redutor. Explique como o amido interage com o iodo e como ocorrem as mudanças de coloração, observadas na prática. R: O amido é formado pela combinação da amilose com a amilopectina. A amilose forma um complexo azul com o iodo, e a amilopectina um complexo vermelho. Após identificar os carboidratos de cada amostra no teste de iodo para detecção de amido, justifique os resultados obtidos. R: resposta acima. 7. Qual a classificação, fonte\classificação e função dos carboidratos listados a seguir: Nome Classificação Fonte\Localização Função Ribose Monossacarídeos Parede celular de fungos e insetos. Aldeído Desoxiribose Monossacarídeos Na raiz de Rauwolfia serpentina, entre outras fontes vegetais. Aldeído Lactose Oligossacarídeos Todos os mamíferos produzem uma enzima que tem essa função a lactase. Dissacarídeo Sacarose Oligossacarídeos Encontrada em diversas plantas, principalmente na beterraba e na cana-de-açúcar. Dissacarídeo Quitina Polissacarídeos Ocorre naturalmente em diversos organismos, sendo o principal componente da parede celular dos fungos e do exoesqueleto dos artrópodes. Polímero de cadeia longa de N-acetilglicosamina. Peptídeoglicano Polissacarídeos Presente na parede celular de procariontes. Formado por dois tipos de açúcares (o ácido N-acetilmurâmico e a N-acetilglucosamina) e alguns aminoácidos. Amido Polissacarídeos Encontrada nos vegetais e nos fungos Polímero Celulose Polissacarídeos Componente da parede celular Polímero Glicogênio Polissacarídeos Encontradas nos animais (fígado e músculos). função primordial de manutenção da glicemia. Conclusão: A partir dos experimentos realizados concluiu-se o Teste de Iodo são para identificação de carboidratos. E o Teste de Benedict, é utilizado na identificação de açúcares redutores. E que para identificarmos se é açúcares redutores ou carboidrato, devemos utilizar reagentes específicos para isso. Bibliografia: ATKINS, P; JONES, L. Princípios de química; questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto alegre: Bookman, 2006. WILMO, 2008. E. F. J. Carboidratos: estruturas, propriedades e funções. Química nova na escola: Conceitos científicos em destaque. N° 29, Agosto 2008. MARVIAL, L. O. Bioquímica de carboidratos. Rio de Janeiro: UERJ. 2009.
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