Carboidratos SOLUBILIDADE DOS AÇÚCARES E PESQUISA DE POLISSACARÍDEOS

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UNIDADE CENTRAL DE EDUCAÇÃO FAEM FACULDADE LTDA
FACULDADE EMPRESARIAL DE CHAPECÓ - UCEFF
Recredenciada pela Portaria nº 1.436, de 7 de outubro de 2011.
CURSO DE AGRONOMIA
Autorizado pela Portaria nº 917, de 27 de novembro de 2015.
Disciplina: Bioquímica
Professora: Fabiana Regina Grigolo Luczkievicz
Roteiro de Aula Prática - Carboidratos
SOLUBILIDADE DOS AÇÚCARES E PESQUISA DE POLISSACARÍDEOS
VANDRIGO BARETTA
GABRIELA MAY
Chapecó (SC), 24 Outubro de 2018.
1.0 Introdução
Os carboidratos desempenham funções estruturais e metabólicas, possuindo importância na produção de energia, como constituintes dos ácidos nucléicos (informação genética), como constituintes dos co-fatores (reações enzimáticas), componentes da parede celular de plantas e microrganismos e nas reservas nutricionais (MARVIAL, 2009).
Carboidratos são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou substâncias que liberam tais compostos por hidrólise. Existem outros tipos de carboidratos, que fazem parte da constituição dos alimentos, mas que apresentam estrutura química mais complexa, podendo ser digeríveis ou não. (SOUZA, 2009).
O termo carboidratos denota hidratos de carbono, designação oriunda da fórmula geral (CH2O) apresentada pela maioria dessas moléculas, sendo os compostos polihidroxido contendo um grupo aldeído, cetona, álcool ou ácido carboxílico e derivado. Podendo ser chamados de polihidroxialdeídos, polihidroxicetonas, polihidroxialcoóis ou polihidroxiácidos (GUTEMBERTG, 2006).
Os dois monossacarídeos mais abundantes na natureza são a glicose e a frutose, encontradas principalmente em açúcares de muitas frutas, como uva, maçã, laranja, pêssego etc. Nos seres humanos, o metabolismo da glicose é a principal forma de suprimento energético. A partir da glicose, uma série de intermediários metabólicos pode ser suprida, como esqueletos carbônicos de aminoácidos, nucleotídeos, ácidos graxos etc (SOLOMONS, 2005).
De acordo com Wilmo (2008), outra importante característica dos monossacarídeos é a presença de pelo menos um carbono assimétrico, fazendo com que eles ocorram em formas isoméricas oticamente ativas. Assim como os alcanos com quatro substituintes diferentes os carboidratos também possuem isomeria, ou seja, possuem compostos estereoquímicos, tendo as letras R e S são substituídas pela letra D e L, respectivamente, D proveniente de dextrogiro e L, de levogiro. Desta forma, os monossacarídeos apresentam estruturas nas quais seus grupos funcionais se organizam para obter a forma mais estável possível.
A solubilidade dos carboidratos depende da disponibilidade dos grupos hidroxila para formar ligações de hidrogênio com a água. Os monossacarídeos são mais solúveis, enquanto os polissacarídeos possuem baixa solubilidade devido ao grande número de ligações de hidrogênio intracadeias, o que reduz a interação com a água. 
 A aula prática teve como objetivo avaliar a solubilidade de diversos açúcares em diferentes solventes. Observar o comportamento das soluções de polissacarídeos após a hidrólise. Identificar a presença de polissacarídeos, obtendo informações sobre o tamanho e ramificação destas moléculas através da reação química com o iodo (lugol).
2.0 Materiais e reagentes 
 
5 pipetas de 3 mL Amido sólido
3 conta-gotas (pipetas de Pasteur) Glicose sólida
1 Bastão de vidro Sacarose sólida 
3 Béqueres de 50 mL Ácido clorídrico 1 mol/L
2 balões volumétricos de 100 mL Ácido sulfúrico 1 mol/L
1 Béquer de 200 mL Hidróxido de sódio 1 mol/L 
1 Estante para tubos de ensaio Solução de lugol
1 Bico de Bunsen com tela de amianto Água destilada
1 Balança analítica
1 Caneta 
3.0 Procedimento experimental 
 
3.1. Preparo das soluções 
3.1.1. Preparo da solução de amido 
a) Em um béquer, pesar 1 g de amido. Adicionar 10 mL de água e homogeneizar. 
b) Em um béquer de 200 mL, ferver 90 mL de água destilada. 
c) Transferir a solução de amido para o béquer contendo a água fervente. Parar a ebulição e deixar esfriar em repouso, para que os sólidos depositem no fundo do recipiente. 
d) Separar a fase sobrenadante por decantação. Esta será utilizada para as reações. Identificar como solução de amido 1%. 
 
3.1.2.Preparo da solução de glicose
 a) Em um béquer, pesar 2 g de D-glicose. Adicionar pequena quantidade de água destilada, suficiente para dissolução do sólido.
 b) Transferir para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume até o menisco com água destilada. Identificar como solução de glicose 2%. 
 
3.1.3. Preparo da solução de sacarose 
a) Em um béquer, pesar 2 g de sacarose. Adicionar pequena quantidade de água destilada, suficiente para dissolução do sólido. 
b) Transferir para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume até o menisco com água destilada. Identificar como solução de sacarose 2%. 
 
4.2. Solubilidade dos açúcares 
 
a) Separar e identificar nove tubos de ensaio. 
b) Em cada tubo de ensaio, adicionar pequena quantidade (o suficiente para cobrir o fundo o tubo) das seguintes substâncias: 
· Tubos A: Glicose sólida. 
· Tubos B: Sacarose sólida
· Tubos C: Amido sólido 
c) Separar um tubo de cada tipo de carboidrato e, em cada um deles, adicionar 1 mL de água destilada. Agitar e observar os resultados. 
d) Separar um tubo de cada tipo de carboidrato e, em cada um deles, adicionar 1 mL de água destilada fervente. Agitar e observar os resultados. 
e) Separar um tubo de cada tipo de carboidrato e, em cada um deles, adicionar 1 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L quente. Agitar e observar os resultados. 
 
4.3. Pesquisa de polissacarídeos 
 
a) Separar e identificar cinco tubos de ensaio.
b) No primeiro tubo (A), adicionar 2 mL de água destilada. 
c) No segundo tubo (B), adicionar 2 mL de solução de amido 1%.
d) No terceiro tubo (C), adicionar 2 mL de solução de glicose 2%. 
e) No quarto tubo (D), adicionar 2 mL de solução de sacarose 2%. 
f) Em cada um dos tubos de ensaio, adicionar 5 gotas de solução de lugol. 
g) Observar as alterações de cor e anotar os resultados. 
h) Adicionar em cada tubo, 5 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) 1 mol/L. Observar e anotar os resultados. 
i) Adicionar em cada tubo, 5 gotas de ácido clorídrico (HCl) 1 mol/L. Observar e anotar os resultados. 
j) No quinto tubo (E), adicionar 2 mL de solução de amido 1% e acrescentar 2 mL de ácido sulfúrico 1 mol/L quente. Agitar. Adicionar 5 gotas de solução de lugol. Observar e anotar as alterações de cor, comparando-as com o tubo B.
5.0 Resultados e Discussões
Preparo das soluções em três etapas: solução de amido sendo um polissacarídeo; solução de glicose sendo um monossacarídeo e solução de sacarose sendo um dissacarídeo. Utilizou-se 9 tubos de ensaio, onde em cada um foi adicionado uma pequena quantidade das seguintes substâncias: Tubos A: Glicose sólida; Tubos B: Sacarose sólida; Tubos C: Amido sólido.
Na prática das solubilidade dos açúcares contendo água destilada observou-se as seguintes reações: (Anexo 01; Figura 01).
Tubo A e B: solubilizou totalmente sendo que o tubo C: não solubilizou.
Solubilidade contendo água destilada fervente observou-se: (Anexo 01; Figura 02)
Tubo A e B: solubilizou totalmente sendo que o tubo C mesmo com a água quente ele não solubilizou mas ficou com aspecto gelatinoso.
Solubilidade contendo ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L quente observou-se: (Anexo 01; Figura 03).
Tubo A e B: solubilizou totalmente sendo que o tubo C não solubilizou.
A solubilidade dos carboidratos depende da disponibilidade dos grupos hidroxila para formar ligações de hidrogênio com a água. No caso dos polissacarídeos (amido), a solubilidade é muito baixa devido à grande quantidade de ligações de hidrogênio intracadeias, fato que minimiza a interação com a água. A solubilização só é obtida por meio da hidrólise ácida.No entanto, mesmo após aquecimento com ácido, observa-se uma turvação devido à formação de dextrinas limites, isto é, estruturas que não podem ser mais hidrolisadas. Por outro lado, açúcares menores, como os monossacarídeos (glicose e frutose) e os dissacarídeos (sacarose), encerram maior interação com a água, fator que determina a alta solubilidade. (FRANCISCO JR., W.E,2008).
No experimento com polissacarídeo utilizou-se 5 tubos de ensaio, sendo que em cada um dos tubos de ensaios foram adicionados 5 gotas de solução de lugol, com as respectivas soluções: sendo que no Tubo A contendo água destilada houve alteração de cor amarelo-escuro e uma leve precipitação. No tubo B solução de amido houve alteração de cor azul-marinho. No tubo C solução de amido houve alteração de cor amarelo-claro. No tubo D solução de sacarose houve alteração de cor amarelo-laranja. (Anexo 01; Figura 04). 
O lugol, por se tratar de uma solução de iodo, reage com moléculas de alto peso molecular (como a amilose e a amilopectina), fazendo com que essas sofram reações de complexação, com formação de compostos coloridos, resultando em complexo azul. A coloração verificada no tubo B contendo amido será predominantemente azul em função da amilose, que diferentemente da amilopectina, possui uma conformação helicoidal que aprisiona o iodo, interagindo melhor com esse, garantindo, assim, maior intensidade da coloração azulada e menor intensidade ao composto da amilopectina (NEVES; V. A e SOUZA, K. A. F., 2010).
Com a adição de hidróxido de sódio (NaOH) todos os tubos ficaram com a coloração incolor que demostra a capacidade do NaOH de ocultar a solução de iodo presente na amilose. (Anexo 01; Figura 05).
Com a adição de ácido clorídrico (HCl) voltou a coloração normal como no experimento com o lugol. (Anexo 01; Figura 06).
Tubo E o ácido diluído mesmo hidrolisado, ainda formou coloração azul, pois ainda tinha amido.
No tubo E 2 foi adicionado as solução de amido e ácido sulfúrico quente e lugol onde observou- se que o iodo não reagiu mais porque não teve mais amido, por tanto não formou complexo, ácido forte concentrado hidrólise o amido. (Anexo01; Figura 07)
O amido é um carboidrato, sendo polímero da glicose. Sua formação é constituída por duas macromoléculas: amilose e amilopectina. Sendo que a amilose é formada por unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas α-1,4, originando uma cadeia linear. Por outro lado, a amilopectina é formada por unidades de glicose unidas em α-1,4 e também por ligações α-1,6, resultando assim uma estrutura ramificada (DENARDI & SILVA, 2009). 
Hidrólise é a decomposição pela água; mas a água, por si mesma, sem outra ajuda, não pode realizar uma hidrólise completa. Para isso, é necessário operar em temperaturas e pressões elevadas. Para que a reação seja rápida e completa é sempre indispensável um agente acelerador, qualquer que seja o mecanismo da reação. A hidrólise do amido faz com que a cadeia fique menor, devido à quebra das ligações. Apesar de maior dificuldade de obtenção de açúcares redutores pela hidrólise ácida em relação à hidrólise enzimática, esta apresenta menores custos de processo. (BARCZA, 2016).
Os dois fatores que determinam o desenvolvimento de coloração quando o iodo interage com os polissacarídeos são o comprimento e a ramificação da cadeia sacarídea. A coloração é desenvolvida devido ao aprisionamento do iodo no interior da cadeia de amilose. Na presença do amido e de íons iodeto (lˉ), as moléculas de iodo formam cadeias de l6 que se alocam no centro da hélice formada pela amilose contida no amido. A formação desse complexo amilose-I6 é responsável pela cor azul intensa, engendrada, por sua vez, a partir da absorção de luz na região do visível das cadeias de I6 presentes dentro da hélice da amilose. Quanto maior a ramificação da cadeia, menos intensa será a coloração desenvolvida, visto que a interação entre o iodo e a cadeia será menor. Os complexos iodo-glicogênio ou iodo dextrina, por exemplo, apresentam cor avermelhada, menos intensa do que a cor azul do complexo iodo-amido. Tal diferença é justamente devido ao tamanho da cadeia e a ramificação. O glicogênio apresenta maior quantidade de ramificações do que o amido. Por sua vez, as dextrinas consistem de cadeias menores. Assim, no caso do amido, a coloração é mais intensa pelo fato de a cadeia de amilose ser maior, comparada às dextrinas, e menos ramificada do que o glicogênio. (HARRIS, 2001).
6.0 Conclusão
	Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza. São moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas: Fonte de energia, reserva de energia, estrutural, matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas. 
	Estes são subdivididos em quatro grupos conforme a quantidade de carbonos constituintes da cadeia, sendo o monossacarídeo os quais são os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes. Os dissacarídeos são carboidratos ditos Glicosídeos, pois são formados a partir da ligação de 2 monossacarídeos através de ligações especiais denominadas Ligações Glicosídicas. E os polissacarídeos são os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas.
	Ao submeter-se os carboidratos a condição de diluição, percebe-se que ao se aumentar a quantidade de ligações glicosídicas diminui a capacidade de diluição do mesmo, pois os íons hidroxilas livres para formar a interação com a água são reduzidos, assim dificultando a sua diluição. 
7.0 Referências Bibliográficas
FRANCISCO JR., W.E. Carboidratos: Estrutura, Propriedades e Funções. São Carlos: UFSCar, 2008
DENARDIN, C C.; SILVA, L P. Estrutura dos grânulos de amido e sua relação com propriedades Físico-químicas. Cienc. Rural, Santa Maria, v. 39, n. 3, p. 945-954, 2009.
BARCZA, M. V. Hidrólise, Escola de Engenharia de Lorena USP. Disponível em: 
http://www.dequi.eel.usp.br/barcza/Hidrolise.pdf acesso: 12/10/2018 As 14:28
SOUZA, K. A. F. D.; NEVES, V. A. Pesquisa de polissacarídeos: reação com o iodo. Disponível: 
http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_ch/teste_amido.htm. Acesso: 12/10/2018 As 16:10
HARRIS, D.C. Análise química quantitativa. Trad. C.A.S Riehl e A.W.S Guarino. 
5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001
MARVIAL, L. O. Bioquímica de carboidratos. Rio de Janeiro: UERJ. 2009
GUTEMBERGT, H. T. Química orgânica. São Paulo: Loyola, 2006.
 
WILMO, 2008. E. F. J. Carboidratos: estruturas, propriedades e funções. Química nova na escola: Conceitos científicos em destaque. N° 29, Agosto 2008.
8.0 Anexos
Figura1
	
Figura 2
	
	
	 3 soluções contendo Glicose sólida, Sacarose sólida e Amido sólido sendo adicionado 1 mL de água destilada.
	3 soluções contendo Glicose sólida, Sacarose sólida e Amido sólido sendo adicionado 1 mL de água destilada fervente
Figura 3							
	
	3 soluções contendo Glicose sólida, Sacarose sólida e Amido sólido sendo adicionado 1 mL. Ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L quente.
	
	
				
	
	
	4 soluções contendo agua destilada, amido, glicose, sacarose, sendo adicionados 5 gotas de solução de lugol.
	4 soluções contendo agua destilada, amido, glicose, sacarose, sendo adicionados 5 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) 1 mol/L.
	Figura 4						Figura 5
Figura 6						Figura 7
	
	
	4 soluções contendo agua destilada, amido, glicose, sacarose, sendo adicionados 5 gotas de ácido clorídrico (HCl) 1 mol/L.
	Foi adicionado 2 mL de solução de amido 1% e acrescentou 2 mL de ácido sulfúrico 1 mol/L quente e agitado. Em seguida adicionado 5 gotas de solução de lugol. Observou alterações de cor, comparando-as com o tubo B.