Propiedades Bioquímicas y Reconocimiento de Glúcidos y Lípidos

Glúcidos (Hidratos de Carbono o Azúcares)

Definición y Fuentes

Los glúcidos, también llamados hidratos de carbono o azúcares, son biomoléculas fundamentales. Son uno de los productos primarios de la fotosíntesis en las plantas, que los utilizan como componentes estructurales (ej. celulosa) o como reservas de energía (ej. almidón).

Incorporamos glúcidos a nuestra dieta principalmente a través de:

• Productos vegetales:
  • Fibra (celulosa)
  • Almidón (presente en tubérculos, cereales, legumbres)
  • Azúcares simples (fructosa en frutas, sacarosa en azúcar de caña o remolacha)
• Productos animales: Principalmente como glucógeno, la forma de reserva energética acumulada en el hígado y los músculos.

Función

• Energía: Los azúcares complejos (polisacáridos como el almidón) y disacáridos son transformados en monosacáridos (como la glucosa) durante la digestión. La glucosa es la principal fuente de energía para el mantenimiento celular, el funcionamiento del organismo y la actividad física.
• Reserva: El glucógeno en animales y el almidón en plantas actúan como reservas energéticas.
• Estructural: La celulosa forma la pared celular de las plantas; la quitina forma el exoesqueleto de los artrópodos.
• Fibra dietética: Aunque no se digiere, la fibra (principalmente celulosa) es crucial para favorecer el tránsito intestinal.

Ejemplos de alimentos ricos en glúcidos: pan, arroz, patatas, pasta, frutas, legumbres, dulces, helados.

Nota sobre la ingesta: Se recomienda una ingesta diaria adecuada de glúcidos para cubrir las necesidades energéticas, especialmente del cerebro. Las recomendaciones específicas varían, pero generalmente se aconseja que no desciendan por debajo de ciertos umbrales (ej., 100-130 g/día) para asegurar funciones vitales.

Reconocimiento de Glúcidos (Pruebas Cualitativas)

Estas pruebas permiten identificar la presencia de ciertos tipos de glúcidos, basándose principalmente en la capacidad reductora de algunos de ellos.

Reactivo de Fehling

Fundamento

Permite determinar si un glúcido posee poder reductor. Esta propiedad se debe a la presencia de un grupo carbonilo (aldehído o cetona capaz de tautomerizar a aldehído) que, en medio básico y caliente, puede reducir el ion Cobre(II) (Cu²⁺, azul) a Óxido de Cobre(I) (Cu₂O, rojo ladrillo), mientras el glúcido se oxida a un ácido carboxílico (-COOH).

Reactivos

• Fehling A (FA): Disolución de Sulfato de Cobre(II) (CuSO₄) en agua (H₂O). Proporciona los iones Cu²⁺.
• Fehling B (FB): Disolución acuosa de Tartrato de Sodio y Potasio (sal de Rochelle) e Hidróxido de Sodio (NaOH) o de Potasio (KOH). Proporciona el medio básico y estabiliza los iones Cu²⁺.

Procedimiento

1. Mezclar volúmenes iguales de Fehling A y Fehling B en un tubo de ensayo (ej. 10 gotas de FA + 10 gotas de FB). La mezcla debe ser azul transparente.
2. Añadir la disolución del glúcido a investigar (ej. 20 gotas de disolución de glucosa).
3. Calentar suavemente a la llama de un mechero, sin que llegue a hervir.

Resultados Esperados

• Positivo (+): La disolución vira de azul a un precipitado de color rojo ladrillo (Cu₂O). Indica la presencia de un azúcar reductor (la mayoría de los monosacáridos como glucosa, fructosa, galactosa; y disacáridos como lactosa, maltosa).
• Negativo (-): La disolución permanece azul. Indica la ausencia de un azúcar reductor (ej. sacarosa, polisacáridos como el almidón).

Comprobación Ejemplo:

• FA + FB + Glucosa → Positivo (cambia a rojo ladrillo)
• FA + FB + Almidón → Negativo (permanece azul)
• FA + FB + Sacarosa → Negativo (permanece azul)

Reactivo de Benedict

Fundamento

Similar al de Fehling, detecta azúcares reductores en medio básico. Utiliza Citrato de Sodio como agente complejante y Carbonato de Sodio para crear el medio básico. Es más estable que el reactivo de Fehling.

Reactivo

Disolución única que contiene: Sulfato de Cobre(II) (CuSO₄), Citrato de Sodio (Na₃C₆H₅O₇) y Carbonato de Sodio (Na₂CO₃).

Procedimiento

1. Verter en un tubo de ensayo una cantidad del reactivo de Benedict (ej. 20 gotas).
2. Añadir una cantidad similar de la disolución del glúcido a investigar (ej. 20 gotas de disolución de glucosa).
3. Calentar en baño maría o directamente a la llama (sin hervir) durante unos minutos.

Resultados Esperados

Reacción análoga a la de Fehling:

• Positivo (+): Cambio de color de azul a verde, amarillo, naranja o rojo ladrillo (precipitado de Cu₂O), dependiendo de la concentración del azúcar reductor.
• Negativo (-): La disolución permanece azul.

Ejemplo: Repetir con disolución de Almidón (Negativo) o Glucosa (Positivo).

Reactivo de Tollens (Prueba del Espejo de Plata)

Fundamento

Detecta principalmente la presencia de aldehídos. Los azúcares con un grupo aldehído libre (aldosas) o cetonas que pueden isomerizarse a aldehídos (cetosas como la fructosa en medio básico) reducen el ion Plata(I) (Ag⁺) del reactivo (complejo diamina-plata(I)) a Plata metálica (Ag⁰), que se deposita en las paredes del tubo formando un característico espejo de plata.

Reactivo

Disolución amoniacal de Nitrato de Plata (AgNO₃). Se prepara usualmente añadiendo amoníaco (NH₃) o Hidróxido de Amonio (NH₄OH) a una disolución de AgNO₃ hasta que el precipitado inicial de óxido de plata se redisuelve.

Procedimiento

1. Añadir a un tubo de ensayo limpio una cantidad del reactivo de Tollens (ej. 20 gotas).
2. Añadir unas gotas de la disolución del glúcido a investigar.
3. Calentar suavemente en un baño maría (sin agitar) durante unos minutos.

Resultados Esperados

• Positivo (+): Formación de un depósito de plata metálica (Ag) en las paredes del tubo (espejo de plata) o un precipitado negro de plata finamente dividida. Indica la presencia de un aldehído o un azúcar reductor capaz de actuar como tal en estas condiciones.
• Negativo (-): No se observa formación de plata metálica.

Ejemplo: Glucosa + Tollens → Positivo (formación de espejo de plata).

Prueba de Lugol (Yodo)

Fundamento

Esta prueba es específica para la detección de almidón. El almidón es una mezcla de dos polisacáridos: amilosa (lineal, 10-20%) y amilopectina (ramificada, 80-90%). La amilosa forma una estructura helicoidal en la que pueden alojarse las moléculas de yodo (I₂) presentes en el reactivo de Lugol, formando un complejo de adsorción de color azul-violeta intenso. La amilopectina da un color más rojizo-pardo. Esta interacción solo ocurre en frío; el calentamiento rompe la estructura helicoidal y el color desaparece, reapareciendo al enfriar.

Reactivo

Lugol: Disolución de Yodo (I₂) y Yoduro de Potasio (KI) en agua.

Procedimiento

1. Poner en un tubo de ensayo una cantidad de la disolución a investigar (ej. 40 gotas de disolución de almidón).
2. Añadir 1-2 gotas de Lugol.
3. Observar el color resultante.
4. Opcional: Calentar suavemente el tubo a la llama. Observar si el color desaparece.
5. Opcional: Dejar enfriar. Observar si el color reaparece.
6. Repetir con otras disoluciones (ej. glucosa) como control negativo.

Resultados Esperados

• Positivo (Almidón): Aparición de un color azul-violeta o negro azulado intenso en frío. El color desaparece al calentar y reaparece al enfriar.
• Negativo (Glucosa, otros azúcares simples, sacarosa): La disolución adquiere el color pardo-amarillento propio del Lugol, sin desarrollar el color azul característico.

Observaciones Ejemplo:

• Disolución de Almidón + Lugol → Color azul-negro (Positivo). Al calentar, se vuelve transparente/amarillento; al enfriar, recupera el color azul-negro.
• Disolución de Glucosa + Lugol → Color amarillento/pardo (Negativo).

Lípidos

Definición y Fuentes

Los lípidos son un grupo heterogéneo de biomoléculas orgánicas, insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos (como éter, cloroformo). Incluyen grasas, aceites, ceras, fosfolípidos, esteroides (como el colesterol), etc.

• En los vegetales, predominan los aceites (lípidos insaturados, líquidos a temperatura ambiente).
• En los animales, predominan las grasas (lípidos saturados, sólidos o semisólidos a temperatura ambiente).

Se fabrican en los organismos, a menudo a partir de los excedentes de glúcidos, y se almacenan principalmente en el tejido adiposo.

Fuentes dietéticas: Aceites vegetales, mantequilla, margarina, frutos secos, semillas, aguacate, carnes grasas, pescado azul, yema de huevo.

Función

• Reserva energética: Son la principal forma de almacenamiento de energía a largo plazo. Su contenido calórico es muy elevado (aproximadamente 9 kcal/g), más del doble que el de los glúcidos o proteínas.
• Estructural: Forman parte fundamental de las membranas celulares (fosfolípidos, colesterol).
• Protección y Aislamiento: Las capas de grasa protegen órganos vitales y aíslan térmicamente al cuerpo. Las ceras proporcionan capas protectoras en la superficie de hojas, frutos y piel de animales.
• Reguladora: Algunas vitaminas (A, D, E, K) son liposolubles y ciertas hormonas (esteroideas) son de naturaleza lipídica.

Debido a su mayor estabilidad molecular comparada con los glúcidos, son más difíciles de movilizar como fuente de energía rápida. El consumo elevado de ciertos tipos de grasas (saturadas, trans) se asocia con enfermedades cardiovasculares, mientras que otras (insaturadas) se consideran más saludables. La conveniencia de su consumo depende del tipo y cantidad de lípidos ingeridos.

Conceptos Básicos de Disoluciones

Para preparar las disoluciones usadas en los experimentos anteriores y en química en general, se usan diferentes formas de expresar la concentración:

• Molaridad (M): Expresa la cantidad de sustancia (moles) de soluto por unidad de volumen de disolución.

  Fórmula: M = (nº de moles de soluto) / (Volumen de disolución en Litros)

  Relacionado con la densidad (d): d = masa (m) / volumen (V)

• Molalidad (m): Expresa la cantidad de sustancia (moles) de soluto por unidad de masa de disolvente.

  Fórmula: m = (nº de moles de soluto) / (Masa de disolvente en kg)

• Porcentaje en masa (% m/m): Expresa la masa de soluto (en gramos) por cada 100 gramos de disolución.

  Fórmula: % masa = [Masa de soluto (g) / Masa de la disolución (g)] * 100