INFORME PRÁCTICA DE HIDRÓLISIS ENZIMATICA DEL
ALMIDÓN
11. INTRODUCCIÓN
Este trabajo se refiere a la hidrólisis enzimática del
almidón, la hidrólisis es la reacción en donde el agua actúa como principal
reactivo, el almidón es la reserva alimenticia de las plantas, pero las células
para la obtención de energía no pueden metabolizarlo, sino que es necesario que
lo degraden por hidrólisis hasta sus constituyentes monosacáridos o glucosas,
para que estos puedan metabolizarse en los caminos energéticos. Las células
llevan a cabo la hidrólisis a través de procesos enzimáticos.
22. OBJETIVOS
ü Observar
y explicar la hidrólisis enzimática del almidón en semillas de cereales en
diferentes etapas de la germinación.
ü Comprobar
y entender el papel que desempeñan diferentes enzimas asociadas a los
contenidos de almidón en semillas.
ü Asociar
los estados de hidrólisis de semillas cuando se encuentran almacenadas y los
problemas que se pueden presentar.
33. MATERIALES
ü Semillas
(frijol): sin germinar, pre – germinadas, germinadas
ü Agar
ü Almidón
ü Cajas de Petri
ü Vaso
de precipitados
ü Lugol
44. METODOLOGÍA
Se
coloco a germinar semillas de frijol con mínimo cinco días antes de la práctica,
otras 48 horas después y se preparo también semillas sin germinar (secas). Se coloco en baño de María un vaso de
precipitados con una solución de 100 ml de agua con 2 g de agar y
0.5 g de almidón y 0.2 g de cloruro de calcio, se agito constantemente la
solución hasta cuando esta tuviera la consistencia para generar un medio solido
(gel); luego se vació la mezcla en tres cajas de Petri en las que se dispuso
respectivamente las semillas sin germinar, en proceso de germinación y
germinadas. Se corto las semillas
longitudinalmente y se coloco las caras interna T en contacto con el medio,
para ello se hundieron suavemente sobre el medio, se taparon y se espero 24
horas para realizar la prueba de lugol, para ello se saco las semillas del
medio, se limpiaron y se adiciono a cada mitad solución de lugol.
55.
REVISIÓN
LITERARIA
La germinación es el proceso mediante el cual la semilla pasa de un
estado de reposo o latencia a un estado de actividad. (Botanical-online SL,
2013)
El agar-agar es
una sustancia presente en algunos vegetales marinos, extraído principalmente de
las algas rojas Gelidium. Por su alta capacidad
para absorber agua, se hincha al contacto con ésta y produce un mucílago
viscoso que al hervir forma una gelatina muy firme. (Pronagar,
2010) En su estado natural, el agar-agar se
presenta como un carbohidrato estructural de la pared celular de las algas
agarofitas, donde existe en la forma de sales de calcio o de una mixtura de
sales de calcio y magnesio. Es una mixtura compleja de polisacáridos compuesta
por dos fracciones principales: la agarosa, un polímero neutro, y la
agaropectina, un polímero con carga sulfatado. (Agar brasileiro, 2003)
Almidón: es
un polisacárido, el resultado de unir moléculas de glucosa formando largas
cadenas, aunque pueden aparecer otros constituyentes en cantidades
mínimas. (Gomez. 2003)
El lugol es una solución de yodo (1%) y
yoduro de potasio (2%) en agua destilada. Este reactivo reacciona con algunos
polisacáridos como los almidones, glucógeno y ciertas dextrinas, formando un
complejo de inclusión termolábil que se caracteriza por ser colorido, dando
color diferente según las ramificaciones que presente la molécula. (Academic,
2013)
Las enzimas son proteínas que ayudan a que las reacciones químicas
ocurran con mayor rapidez. Sin enzimas nuestros cuerpos se detendrían en seco.
(Genetic Science Learning Center, 2013)
66. RESULTADOS
La
primera imagen muestra las semillas con lugol después de 24 horas de estar
sumergidas en el gel de agar, el lugol no reaccionó pues este estaba defectuoso,
en cambio en la segunda imagen se muestra las semillas que reaccionaron por la
acción de un nuevo lugol. Se observa que las semillas secas son las que más reaccionaron,
a diferencia de las pre-germinadas y las germinadas que reaccionaron en menor
proporción. El lugol reacciona con las semillas porque
estas tienen almidón, las semillas tienen adentro el embrión y el almidón es
la reserva alimentaria para que el embrión se desarrolle, hasta que sea una
planta y pueda hacer fotosíntesis y fabrique su propio alimento. Las semillas
secas tienen más almidón que las pre-germinadas y las germinadas porque estas
últimas han utilizado esta fuente energética para hacer su desarrollo.
Las
reservas almacenadas en el endospermo son degradadas por una gran cantidad de
enzimas hidroliticas y los azucares, aminoácidos y otros productos
solubilizados son transportados al embrión en crecimiento. Las dos enzimas
responsables de la hidrólisis del almidón son la
y la
amilasa. La
amilasa hidroliza el
almidón desde los extremos, dando lugar a la maltosa, un disacárido. La
maltasa, posteriormente, convierte la maltosa en glucosa. La
amilasa se secreta al
endorpermo amiláceo de las semillas de cereales por dos tejidos, el cotiledón y
la capa de aleurona. (Fisiología vegetal, 2006)
77. CONCLUSIONES
ü Las células no pueden metabolizar el almidón es por eso que
necesitan enzimas para que catalice la hidrolisis y este pueda ser
metabolizado.
ü Las semillas secas van a tener un alto porcentaje de almidón
a diferencia de las semillas germinadas,
porque las semillas germinadas han tenido que consumir el almidón de la semilla
para poderse desarrollar.
ü Se
tiene que prevenir que la humedad relativa no
sobrepase la indicada para cada producto porque al tener un alto nivel de humedad
atraerán hongos, enfermedades y plagas que dañaran lo que ha sido almacenado.
88. CUESTIONARIO
a)
Estime
el área que reacciona con lugol en cada uno de los grupos de semillas y
explique por qué sucede
R/
|
Semilla
|
% Área
|
|
Sin germinar
|
90
|
|
Pre-germinadas
|
80
|
|
Germinadas
|
60
|
Las semillas secas tienen
más almidón que las pre-germinadas y germinadas porque estas últimas han
utilizado esta fuente energética para hacer su desarrollo.
b)
establezca
la estructura molecular de la amilosa y la amilopectina
R/
c)
Realice
las reacciones de desdoblamiento a nivel enzimático para cada clase de almidón.
R/
La α-amilasa desdobla las
macromoléculas de la amilosa y la amilopectina, de las cuales se compone el
almidón, en unidades de 6-7moleculas de Glucosa. Con mas tiempo de exposición
esa enzima logra desdoblar a estos oligosacaridos llevándolos a maltosa, punto
en el que la enzima maltasa se encarga de desdoblar esta molécula hasta Glucosa.
La ß-amilasa puede desdoblar las moléculas de amilosa y
amilopectina pero solo a partir de los extremos no reductores de estas
moléculas. Cada vez son escindidas dos unidades de glucosa en forma de maltosa,
punto en el que la maltasa entra en juego. Las moléculas de amilasa son
desdobladas de esta forma pero las de amilopectina son solo desdobladas en un
50% ya que la enzima no puede desdoblar las ramificaciones propias de esta
macromolécula, se hace necesaria entonces la intervención de la a-amilasa para
desdoblarla por completo. (Universidad Nacional, 2013)
d)
Averigüe
como es la proporción de los contenidos de almidón mínimo en tres tipos de
cereales
R/
|
Cereales y Granos
|
Almidón (g)
|
|
Granero (de trigo)
|
23
|
|
Harina de maíz
|
92
|
|
La harina de avena, en bruto
|
64.9
|
|
Sago, en bruto
|
94
|
|
Harina de centeno, toda
|
75.9
|
|
Harina de soya
|
12.3
|
|
La harina de trigo, marrón
|
66.8
|
|
La harina de trigo, blanco
|
76
|
|
El arroz integral
|
80
|
|
Tapioca, en bruto
|
95
|
e)
explique
qué puede pasar con semillas para siembra y para granos almacenados cuando la humedad relativa aumenta
bruscamente y no se controla a tiempo
R/ Las semillas y granos que están en un medio con alta humedad relativa
atraerán hongos, enfermedades y plagas que dañaran las semillas y granos. Y al
no controlar el tiempo de almacenamiento deterioraran el producto porque no
todas las semillas y granos pueden resistir a grandes periodos de
almacenamiento.
f) Que son las aflatoxinas, cuando se presentan
en los lugares de almacenamiento de granos y semillas y que riesgos representan
para la salud de animales y del hombre
R/ Las aflatoxinas son un grupo de microtoxinas,
producidas principalmente por algunas especies de Aspergillus (A. flavus, A.
parasiticus y A. nominus). Estos hongos son capaces de desarrollarse en gran
variedad de sustratos, pudiendo contaminar los alimentos cuando éstos son
cultivados, procesados, transformados o almacenados en condiciones adecuadas que
favorezcan su desarrollo (VIGILA, 2000).
En esta etapa de almacenamiento es donde justamente se presenta el
mayor problema con las Aflatoxinas,
ya sea en las estibas de bolsones y en las celdas de almacenamiento a granel.
Este problema puede producirse por la falta de prelimpieza y/o por el
almacenamiento de granos y semillas humedas. Pero, también, puede ser el efecto
de la condensación de humedad en los estratos superiores de las estibas, silos
o trojes cuando son tapados herméticamente con lonas impermeables. Esa
condensación ocurre porque el maní húmedo, aún con el 9%, y expuesto durante
algunos días de sol en el invierno alcanza a evaporar algo de humedad que se
concentra en la parte superior de la lona. Luego, durante la noche, la
temperatura disminuye y esa pequeña cantidad de vapor de agua se condensa y
precipita sobre las bolsas superiores, dando el ambiente adecuado para el
desarrollo de Aflatoxinas.
(PRECOP, 2011).
Estas toxinas resultan tóxicas para el organismo humano y algunas
de ellas muy dañinas. Especialmente nefastas resultan las aflatoxinas que son
los productos desecho que elaboran principalmente los hongos del genero
Aspergillius, sustancias que han demostrado ser muy nocivas para la salud,
tanto en personas como animales, por sus efectos toxicos sobre el sistema
nervioso e inmunológico y por el papel que desempeñan en el desarrollo del
cáncer del hígado. (Botanical online, 20013)
99. BIBLIOGRAFÍA
ü Fisiologia
vegetal Volumen 2, Lincoln Taiz y Eduardo Zeiger (2006)
ü Chocholatisimo
(2013) http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000051/lecciones/cap02/anexo_22.htm
ü DEPARTAMENTO SANIDAD ALIMENTARIA DEL PAIS VASCO. VIGILA (2000) Micotoxinas: Aflatoxinas. http://www.euskadi.net/r33-2288/es/contenidos/informacion/sanidad_alimentaria/es_1247/adjuntos/vigila9511.pdf.
ü Proyecto de Eficiencia de Cosecha, Poscosecha de Granos y Forrajes, y Valor Agregado en Origen PRECOP (2011) http://www.cosechaypostcosecha.org/data/articulos/calidad/aflatoxinasmani.asp
ü
Genetic
Science Learning Center (2013) http://learn.genetics.utah.edu/es/units/activities/extraction/enzyme.html
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