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Carboidratos 19/09/2017 Priscila Aparecida Casciatori QUÍMICA DE ALIMENTOS PRÁTICA 3 – CARBOIDRATOS A) TESTE DE MOLISCH O teste de Molisch permite fazer a distinção entre um glicídio e outro tipo de composto. 1. Objetivos: Reconhecer os carboidratos através da pesquisa das funções orgânicas presentes em suas moléculas e das características por elas proporcionadas e evidenciar a presença de monossacarídeos nas amostras analisadas. 2. Princípios teóricos: Os monossacarídeos mais importantes são os formados por cinco ou seis átomos de carbono (pentoses e hexoses, respectivamente). Por serem moléculas muito ricas em grupamentos hidroxila (-OH), os monossacarídeos podem ser facilmente desidratados por ação de ácidos fortes concentrados, como o ácido sulfúrico (H2SO4). O ácido rompe facilmente as ligações glicosídicas presentes em moléculas de polissacarídeos, quebrando-os e fornecendo seus monossacarídeos. Esses, por sua vez, são desidratados e podemos ter como produto: o furfural, quando o monossacarídeo desidratado for uma pentose, e o hidroximetilfurfural (HMF), quando for uma hexose. Tanto o furfural quanto o HMF são substâncias incolores, impedindo que a reação seja visualizada. Para resolver esse problema, adiciona-se um composto fenólico ao meio (alfa-naftol, conhecido como reativo de Molisch). O fenol reage como os produtos incolores, e provoca o aparecimento de um anel de coloração lilás. 3. Procedimento experimental: Identificar os tubos de ensaio como glicose (tubo 1), frutose (tubo 2) e água destilada (tubo 3); Adicionar nos respectivos tubos de ensaio 20 gotas dos carboidratos, ou seja, no tubo 1 adicione 20 gotas de glicose e no tubo 2 adicione 20 gotas de frutose; Como controle dessa reação prepare um tubo substituindo a solução de carboidrato por água (tubo 3); Adicione 4 gotas da solução α-naftol a 10 % em álcool em cada tubo; Em seguida, adicione delicadamente 1 mL de ácido sulfúrico concentrado (FICA NA CAPELA) no fundo de cada tubo, com auxílio de uma pipeta. Não agite o tubo; Deixe-o em repouso por 5 minutos e em seguida observe a formação de 2 camadas: A camada superior é a solução de carboidrato e α-naftol e a inferior é a do ácido sulfúrico concentrado; Carboidratos 19/09/2017 Priscila Aparecida Casciatori Na interface das 2 camadas há o aparecimento de um anel de coloração violeta, indicando a presença de carboidrato na amostra. SEGURANÇA: Cuidado com o ácido sulfúrico, ele é altamente corrosivo! B) TESTE DE SELIWANOFF O teste de Seliwanoff é um teste que visa obter a distinção de açúcares redutores, aldoses e cetoses. 1. Objetivos: Reconhecer e classificar os carboidratos como aldoses e cetoses. 2. Princípios Teóricos: Este teste permite diferenciar aldoses de cetoses que, sob ação de ácidos fortes, são transformadas em derivados de furfural que se condensam com o resorcinol, presente no reativo de Seliwanoff formando um produto vermelho de composição incerta. A reação com cetoses é rápida e mais intensa pela maior facilidade de formação do derivado furfural. A reação que ocorre é a seguinte: Essa prática segue os mesmos princípios teóricos que embasam a reação de Molisch, onde há formação de furfural e hidroximetilfurfural (HMF). Como vimos, esses dois produtos, isoladamente, são incolores. Assim, adiciona-se um composto fenólico ao meio para que seja desenvolvida coloração visível (nesse caso, vermelha). A reação de Seliwanoff só diferencia-se da reação de Molisch nos reagentes utilizados: o ácido que causará a desidratação do carboidrato é o ácido clorídrico (HCl) e o fenol que reage com o furfural e HMF é o resorcinol. Esse teste permite diferenciar aldoses de cetoses porque a reação com a cetose é mais rápida e mais intensa. Isso porque a formação do furfural é mais fácil que a formação do hidroximetilfurfural. 3. Procedimento experimental: Em 3 tubos coloque 2 gotas das seguintes soluções (1 tubo para cada): glicose, frutose e água; Adicione 10 gotas da solução resorcinol a 0,05 % em HCL 6N; Aqueça em banho-maria durante 10 minutos; A coloração vermelho-cereja indica a presença de cetoses; Aldoses reagem mais lentamente com o resorcinol originando um produto de coloração alaranjada. SEGURANÇA: Cuidado com a solução ácida de resorcinol, o ácido é corrosivo e o resorcinol é irritante às mucosas. Cuidado com queimaduras com a água quente do banho- maria! Carboidratos 19/09/2017 Priscila Aparecida Casciatori C) REAÇÃO COM SAIS DE PRATA Conhecido como teste do espelho de prata, é um teste para detecção de açúcares redutores. Procedimento experimental: Em 2 tubos de ensaio adicione 20 gotas de carboidratos (1 tubo para a glicose e outro para a sacarose); Adicione em cada tubo 10 gotas de AgNO3 0,1 mol L -1 e 5 gotas de NH4OH concentrado (ESTE FICA NA CAPELA); Aqueça em banho-maria por 5 minutos e observe os resultados; SEGURANÇA: O nitrato de prata é cáustico e irritante, e o hidróxido de amônio é tóxico! D) TESTE DE BENEDICT 1. Objetivos: Caracterizar a presença de açúcares redutores através da reação de Benedict em soluções de carboidrato. 2. Princípios Teóricos: Se observamos com mais atenção as moléculas apresentadas na figura abaixo, veremos que alguns carboidratos possuem um grupamento -OH (hidroxila) livre no carbono 1 de suas estruturas, enquanto outros não. Carboidratos que apresentam em sua estrutura molecular a hidroxila do carbono anomérico livre (não envolvida em ligações glicosídicas) são denominadas açúcares redutores. Estes açúcares são capazes de reduzir íons cúpricos (Cu 2+ ) estabilizados em solução por agentes complexantes (azul) formando um precipitado de óxido cuproso (cor laranja a vermelho tijolo). A coloração da solução final e/ou do precipitado dependerão apenas da concentração do carboidrato presente na solução. O teste mais comum para açucares redutores é o de Benedict. A reação abaixo esquematiza o princípio da prova de Benedict, baseada na redução de íons Cu 2+ a Cu + , com formação de um precipitado vermelho ou amarelo: Carboidratos 19/09/2017 Priscila Aparecida Casciatori OBS: a reação é feita em meio básico porque, nessa condição, a porcentagem de enedióis é maior. A reação que ocorre é a seguinte: Ausência de composto redutor: Presença de composto redutor: Nessa reação, o aparecimento de um precipitado de coloração vermelho-tijolo indica que os íons Cu 2+ do reagente de Benedict foram reduzidos a Cu + , indicando a presença de um açúcar redutor. 3. Procedimento Experimental: Em 2 tubos de ensaio adicione 20 gotas de reagente de Benedict; Adicione 4 gotas da solução de carboidrato (um tubo para glicose e outro para a sacarose); Coloque os tubos em banho-maria por 5 minutos e observe os resultados. E) TESTE DE IODO 1. Objetivos: Obter informações sobre o tamanho e grau de ramificação da molécula de carboidrato através da reação com o iodo. 2. Princípios Teóricos: Essa reação é importante na determinação e identificação qualitativa de carboidratos. Os homopolissacarídeos, como o amido, apresentam uma estrutura tridimensional da cadeia glicosídica em forma de espiral. O átomo de iodo metálico se complexacom a cadeia de α-amilose, a partir de dois grupos hidroxilas e dois hidrogênios, encaixando-se perfeitamente dentro dessa espiral, provocando a formação azul característica de reação positiva. 3. Procedimento Experimental: Em 2 tubos de ensaio adicione 20 gotas de carboidratos (1 tubo para o amido 1 % e outro para a sacarose); Carboidratos 19/09/2017 Priscila Aparecida Casciatori Adicione em cada tubo 2 gotas de iodo e observe o resultado. O aparecimento de cor azul ou avermelhada indica a presença de polissacarídeos, como amido ou glicogênio; Efeito da temperatura: Pegue o tubo que contém amido (cor azul escura) e agite por alguns segundo na água do banho-maria. O que aconteceu? Depois resfrie o tubo em água da torneira. O que aconteceu agora? Efeito do pH: Na sequência adicione a um segundo tubo contendo amido e iodo, um pouco de NAOH 1 mol L -1 . Observe o que aconteceu. Depois adicione HCl 1 mol L -1 . O que aconteceu agora? SEGURANÇA: O iodo pode irritar a pele. Cuidado com queimaduras com o ácido, a base e a água quente do banho-maria! F) HIDRÓLISE ÁCIDA DE POLISSACARÍDEOS 1. Materiais: Solução de amido solúvel a 2 %; HCl concentrado; Solução de iodo; Solução de glicose; Lentilhas de NaOH; Reagente de Benedict; Tubos de ensaio e estante. 2. Procedimento Experimental: Em um tubo de ensaio adicione 5 mL da solução de amido a 2 % e 2 mL de HCl (capela). Agite bem; Coloque o tubo de ensaio em banho-maria e retire amostras de 1 mL nos tempos de 1, 2, 5, 10 e 20 minutos, fazendo o teste de iodo para cada amostra (1 gota de iodo em cada tubo); Quando sumir a cor azul, indica que já houve a hidrólise total do amido; Neutralize o material restante no tubo no banho-maria com algumas lentilhas de NaOH (verifique com papel de tornassol); Em três tubos de ensaio, faça o teste de Benedict, no tubo 1 com amido hidrolisado; no tubo 2 amido não hidrolisado 1 % e no tubo 3 glicose. Compare os resultados. QUESTÕES: 1) Qual o princípio da reação de Molisch e o que acontece quando a mesma é aplicada a um monossacarídeo? 2) Na reação de Benedict carbonos anoméricos são susceptíveis de oxidação por vários agentes oxidantes contendo íons cúpricos isso devido a presença de quais grupos livres? 3) O princípio que é utilizado na reação de Benedict foi por muito tempo um método que permitia analisar açúcares a níveis sanguíneos contribuindo para determinação do diabetes melitos. Explique o princípio que é utilizado na reação de Benedict que permite a análise dos açúcares? Carboidratos 19/09/2017 Priscila Aparecida Casciatori 4) Qual reação que permite diferenciar aldoses e cetoses? 5) Considerando que na presente aula prática foram utilizadas soluções de alguns carboidratos, especifique qual a composição química desta classe de moléculas orgânicas. 6) Os carboidratos mais simples são denominados monossacarídeos e são classificados em aldoses ou cetoses. Conceitue e dê exemplos de aldoses e cetoses. 7) Represente a fórmula aberta da glicose e da frutose e verifique se tais carboidratos são isômeros constitucionais. Justifique sua resposta. 8) Considerando os carboidratos utilizados na aula prática, especifique qual deles deve ser classificado como dissacarídeo e qual deve ser classificado como polissacarídeo. 9) Explique o conceito aplicado na reação dos carboidratos com sais de prata. 10) O que são açúcares redutores? Qual o comportamento dos mesmos em contato com o reagente de Benedict? Entre os carboidratos empregados nos ensaios realizados, quais podem ser classificados como açúcares redutores? Justifique sua resposta. Explique o comportamento de tais carboidratos, frente ao reagente de Benedict, baseando-se na estrutura química dos mesmos. 11) Qual é o produto da (a) oxidação e (b) redução da glicose?
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