Relatório de Bioquímica - Lipídios

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA - UFU
FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA – FEELT
16ª TURMA DE ENGENHARIA BIOMÉDICA
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA
	
Ana Laura Faria Shimamoto
Ana Luiza Cavalcante
Gabrielle Macedo Pereira
Nathan Cassiolato Silva
Relatório 2: Lipídios – Reconhecimento de suas propriedades físicas e químicas.
Uberlândia, 06 de Fevereiro de 2015
INTRODUÇÃO
Características físicas dos ácidos graxos e solubilidade em água
Os lipídios biológicos são um grupo de compostos quimicamente diferentes entre si, mas tem na insolubilidade em água uma característica definidora e comum a todos. As funções biológicas dos lipídios são tão diferentes quanto as suas características químicas. As gorduras e os óleos são as principais formas de armazenamento de energia em muitos organismos. Os fosfolipídios e os esteróis são elementos estruturais de grande importância em membranas biológicas. Outros lipídios, embora em pequenas quantidades, desempenham funções cruciais no organismo.
As gorduras e óleos são derivados de ácidos graxos. Por sua vez, estes são derivados de hidrocarbonetos. Sendo assim, são ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarbonetos, variando de 4 a 36 átomos de carbono. Em alguns ácidos graxos, a cadeia é não-ramificada e totalmente saturada (sem ligações duplas entre carbonos); em outros a cadeia a contém duas ou mais ligações duplas. Poucos contêm anéis com três átomos de carbono ou grupos hidroxila ou ramificações do grupo metila. Na localização das insaturações (ligações duplas) também ocorre um padrão; na maioria dos ácidos graxos, monoinsaturados, a ligação dupla está entre o carbono 9 e o carbono 10, já as outras ligações duplas dos ácidos graxos poliinsaturados em geral são entre os carbonos 12 e 15. Em quase todos os ácidos graxos de ocorrência natural as ligações duplas estão na configuração cis. 
As propriedades físicas dos ácidos graxos e dos compostos que os contém são determinadas em grande parte pelo comprimento e grau da insaturação da cadeia de hidrocarbonetos. Esta cadeia é responsável pela pequena solubilidade dos ácidos graxos em água. Quanto maior a cadeia carbônica de um ácido graxo e menor o número de ligações duplas, menor é a sua solubilidade em água. O grupo do ácido carboxílico é polar e é o responsável pela discreta solubilidade em água exibida pelos ácidos graxos de cadeia curta.
O comprimento e o grau de insaturação da cadeia carbônica também influenciam fortemente na temperatura de fusão de um ácido graxo. Em temperatura ambiente os ácidos graxos saturados e com cadeia entre 12 e 24 carbonos exibem consistência de cera, já os ácidos insaturados com o mesmo tamanho da cadeia são líquidos oleosos. Essa diferença se deve aos diferentes graus de justa-posição entre as moléculas de ácidos graxos. Nos compostos saturados, a livre rotação ao redor de cada ligação carbono-carbono confere grande flexibilidade à cadeia hidrocarbonada; a conformação mais estável é aquela totalmente estendida e, nela, a interferência estérica entre os átomos vizinhos é minimizada. Nos ácidos graxos insaturados, uma ligação dupla na forma cis provoca uma dobradura na cadeia de hidrocarbonetos. Os ácidos graxos com uma ou mais dobraduras não podem justapor-se tão estreitamente quanto o que ocorre nos saturados. As interações entre as cadeias são mais fracas. Assim, a temperatura utilizada para desorganizar estas cadeias que estão ordenadas pobremente é menor (menor temperatura de fusão) que a utilizada nas cadeias saturadas. 
Saponificação de triglicerídeos
Dentre os lípides mais abundantes na natureza encontramos os óleos e as gorduras. Essas substâncias são formadas a partir da associação de uma molécula de glicerol com três unidades de ácidos graxos. Por esse motivo, os óleos e as gorduras são ésteres de glicerol ou, ainda, triglicerídeos e triacilglicerídeos.
          Se os triglicerídeos são formados por ácido graxos, é fácil concluir que o processo inverso, a hidrólise, de um triglicerídeo origina uma mistura de ácidos graxos. A hidrólise do óleo de soja, por exemplo, fornece uma mistura de diferentes ácidos graxos:
	Ácido Graxo
	Porcentagem (%)
	ácido mirístico
	0,1
	ácido palmítico
	10,5
	ácido esteárico
	3,2
	ácido oléico
	22,3
	ácido linoléico
	54,5
	ácido linolênico
	8,3
	ácido araquídico
	0,2
	ácido eicosanóico
	0,9
	
	
         
 Uma maneira de conseguir a quebra da molécula do triglicerídeo em seus ácidos graxos é através do tratamento com soluções alcalinas concentradas a quente. Essa reação tem como resultado a liberação do glicerol e formação de sais de ácidos graxos, originados pela incorporação do sódio à molécula de ácido graxo. Esses sais são os sabões e a reação, que é denominada Saponificação, é a via de fabricação dos sabões encontrados comercialmente. Um exemplo esquemático de sabão é o que pode ser formado a partir da hidrólise do tripalmitil-glicerol, um dos constituintes do óleo de soja:
          
          O exemplo acima demonstra a formação de um sal de sódio. Os sabões constituídos por sais de sódio (Na+) e de potássio (K+) são solúveis. Em contrapartida, os sais de cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+), formados a partir da reação do lipídeo com Ca(OH)2 e Mg(OH)2, respectivamente, são insolúveis e precipitam. A precipitação é muito útil no processo de purificação dos sabões e também pode ser feita por adição de ácido forte (como o HCl) ou NaCl.
Se observarmos bem molécula de um sabão, veremos que ela é constituída por duas porções que apresentam características distintas:
	 
          Por ser formada por íons, a extremidade carboxílica do sabão é altamente polar e, assim, tende a se dissolver em água. Podemos dizer que essa porção da molécula possui caráter hidrofílico. Em contrapartida, a longa cadeia carbônica apresenta acentuado caráter apolar, sendo denominada porção hidrofóbica da molécula. A essas moléculas, que apresentam caráter hidrofílico e hidrofóbico, polar e apolar, ao mesmo tempo, dá-se o nome de anfipáticas.
          Quando entra em contato com a água, as porções hidrofóbicas de moléculas de lipídio assumem uma conformação que as protege do contato com as moléculas de água. A essa conformação dá-se o nome de micela. As moléculas que apresentam caráter anfipático – como a do sabão - então, podem interagir simultaneamente com a água e com substâncias de caráter hidrofóbico, como as gorduras e os óleos.
A saponificação baseia-se então na adição de uma base forte ao sistema contendo triglicerídeos. Assim, se pudermos determinar a quantidade de base necessária para saponificar todo o conteúdo lipídico de uma amostra.
O sabão possui propriedade de limpeza dado ao fato de que apresenta tanto afinidade pela água quanto pelo óleo – supracitadamente. Quando um sabão é adicionado a um líquido e forma com as unidades estruturais desse líquido, ligações eficazes, cai a tensão entre as unidades estruturais desse líquido, formando espuma, como no caso da adição de sabão na água. Dizemos, por isso, que o sabão é tensoativo, ou seja, diminuem a tensão superficial de um líquido fazendo com que ela "molhe melhor" as superfícies.
MATERIAIS E MÉTODOS
REAGENTES
Ácido Acético (C2:0)
Ácido oléico (C18:1)
Ácido Esteárico(C18:0)
Óleo de Soja
Solução alcoólica de NaOH
SolNaCl saturado
HCl 2M
Solução de lugol
Amido 2%
 METODOLOGIA
Características físicas dos ácidos graxos e solubilidade em água: Reservar 3 tubos de ensaio para o experimento. Em todos os tubos de ensaio, adicionar 1mL de água e em cada um, respectivamente, adicionar 5 gotas de Ácido acético, 5 gotas de Ácido oléico e alguns fragmentos de Ácido esteárico e agitar. Logo após, anotar as alterações de estado físico, odor e solubilidade de cada um dos elementos em seus tubos.
Saponificação de Triacilgliceróis: Em um tubo de ensaio, adicionar 20 gotas de óleo de soja e 2mL de NaOH em solução alcoólica. Logo após, ferver em Banho Maria até obter-seuma mistura homogênea. Acrescentar 3mL de água, agitar e observar a formação de espuma. Anotar os resultados.
Propriedades dos sabões: Utilizar o sabão do experimento diluído 5 vezes. Em três tubos de ensaio, adicionar 1mL do sabão diluído em cada um dos três tubos. Em um tubo adicionar 1mL de HCl 2M, em outro adicionar 1mL de NaCl saturado e no último tubo de ensaio, adicionar 1mL de água. Agitar e observar as propriedades.
RESULTADOS
Características físicas dos ácidos graxos e solubilidade da água: 
Após constante agitação de cada tubo obteve-se os seguintes resultados:
No tubo 1 houve uma satisfatória solubilidade, tornando a solução final com o aspecto incolor e sem cheiro aparente.
No tubo 2, observou-se que não houve praticamente solubilidade nenhuma. A solução final se tornou heterogênea, inodora e bifásica, com o ácido ocupando a parte superior do tubo de ensaio, e a água a inferior.
Por fim, no tubo 3, os fragmentos de ácido esteárico não foram solubilizadas pela água. Os cristais de ácido se encontraram na forma sólida na parte superior da solução aquosa, formando também uma mistura heterogênea e imiscível, sem cheiro aparente.
Saponificação de Triacilgliceróis:
No tubo, formou-se prontamente uma mistura homogênea, endurecida de coloração amarelada. Após o banho maria, a mistura tornou-se líquida, porém ainda homogênea.
Propriedades dos sabões: 
No tubo 1 a solução se tornou mais evidentemente bifásica, apresentando a parte superior com coloração alaranjada e a parte inferior, esbranquiçada e opaca.
No tubo 2, também observou-se uma formação bifásica, com formação de um sobrenadante com espuma, porém o líquido inferior tornou-se translúcido e alaranjado.
No tubo 3 não observou-se alterações. A cor tornou-se mais clara, devido à diluição.
DISCUSSÃO
Características físicas dos ácidos graxos e solubilidade da água: 
No tubo 1, as misturas se tornaram homogêneas pelo fato de ambos serem líquidos miscíveis e polares.
No tubo 2 e 3, as soluções não se misturaram com uma visível heterogeneidade devido ao fato de o ácido oléico e o ácido esteárico se apresentam como soluções apolares, (são ácidos graxos derivados de óleos e lipídeos, estando presente, respectivamente, no azeite de oliva e carnes bovinas e suínas, por exemplo) com uma cadeia de hidrocarbonetos extensa e que não pôde realizar ligações de hidrogênio com as moléculas de água.
Figura 1: 
Estrutura química
 do ácido oléico demonstrando
 sua extensa cadeia de hidrocarbonetos
 insaturada (18:1)
.
Figura 2: Estrutura química do ácido esteárico demonstrando sua extensa cadeia de hidrocarbonetos saturados
 (18:0)
.
Saponificação de Triacilgliceróis:
No experimento, adicionou e agitou as gotas de óleo de soja e o NaOH no tubo de ensaio, com isso a solução formou cristais sólidos. Depois a solução foi colocada em banho maria em uma temperatura relativamente alta, e nessas condições ouve a quebra da molécula do triacilglicerol, liberando o glicerol e formando sais de acido graxos, após isso o foi adicionado água que se misturou com a solução e formou espumas originados pela incorporação do sódio à molécula de ácido graxo. Essa solução formada é mais conhecida como sabão
Propriedades dos sabões: 
	A solução de sabão misturado com HCl resultou na recuperação do ácido graxo. Houve uma reação de neutralização entre o sabão e o HCl que levou a formação de um ácido carboxílico de cadeia longa com o NaCl formou-se um sal solúvel em água.
BIBLIOGRAFIA
LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 2000. 839p.
http://www.marilia.unesp.br/Home/Instituicao/Docentes/FlaviaGoulart/lipidios.pdf
http://desenvolvimentovirtual.com/bioq/InfOnline1/mat_imp/modulo1_vol3_bioquimica.pdf