UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUÍMICA ING. QUÍMICA E ING. AGROINDUSTRIAL

Departamento Académico de Química OrgánicaLaboratorio de Bioquímica

INFORME N°2: Fermentación de la glucosa por levadura (Saccharomyces cereviceae)

PROFESOR: Juan Carlos Woolcott

ALUMNA: Falconi Agapito, Ofelia

FECHA: 27-11-13

2013

Fermentación de la glucosa por levadura 2013

INTRODUCCIÓN

Los carbohidratos, también llamados glúcidos son las biomoléculas más abundantes de la tierra. Cada año la fotosíntesis convierte más de 100.000 millones de toneladas de CO2 y H2O en la celulosa y otros productos vegetales. Ciertos glúcidos como el azúcar y el almidón son fundamentales en la dieta humana en la mayor parte del mundo y la oxidación de glúcidos es la principal ruta de obtención de energía en la mayoría de células no fotosintéticas.Los glúcidos son polihidroxialdehídos o cetonas, o bien sustancias cuya hidrólisis da lugar a estos compuestos.Existen tres clases principales de glúcidos: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. El monosacárido más abundante en la naturaleza es la D-glucosa de seis átomos de carbono, a veces llamada dextrosa.En este presente informe se darán los detalles y resultados del análisis al trabajar con el monosacárido glucosa y la acción de la levadura sobre él.

MARCO TEORICO

Los carbohidratos o sacáridos son componentes esencialmente de los organismos vivos, y son también la clase más abundante de las células biológicas en general, después de las proteínas. Los carbohidratos constituyen la mayor parte de la materia orgánica de la tierra a causa de sus variadas funciones en todos los seres vivos.No catalizan reacciones químicas complejas como lo hacen las proteínas, ni se replican por sí solos como los ácidos nucléicos. Así mismo no se construyen con “huellas” como lo hacen los ácidos nucléicos.La variación estructural innata de los carbohidratos es fundamental para su actividad biológica. Las posiciones aparentemente casuales de estos, en las proteínas y sobre la superficie de las células son la clave para muchos acontecimientos de reconocimiento entre las proteínas y entre las células.

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La estructura de los sacáridos se distinguen principalmente por la distribución de sus grupos hidroxilos (-OH). Esta pequeña diferencia estructural tiene un gran efecto en las propiedades bioquímicas, características organolépticas, y en las propiedades físicas como el punto de fusión, punto de ebullición y la rotación específica de la luz polarizada.

Clases de sacáridosLas unidades básicas de los carbohidratos se llaman monosacáridos. Además los monosacáridos pueden estar engarzados de una cantidad ilimitada de maneras para formar los polisacáridos.

Monosacáridos. Los monosacáridos son aldehídos y cetonas que se obtienen de polihidroxialcoholes de cadena lineal que contienen al menos 3 átomos de carbono. Se clasifican de acuerdo con la naturaleza química de su grupo carbonilo y del número de átomos de carbono.Los monosacáridos más pequeños, que presentan tres átomos de carbono, son triosas. Los que tienen cuatro, cinco, seis, siete, etc. Átomos de carbono son, respectivamente, tetrosas, pentosas, hexosas, heptosas, etc.

Un monosacárido puede cambiar con facilidad su conformación, porque los enlaces no se rompen en el proceso. El cambio de conformación entre las formas anoméricas α y β, que requieren la ruptura y la neoformación de en laces, como la epimerización, no se presentan bajo condiciones fisiológicas sin la enzima apropiada.

GlucosaLa glucosa es una aldohexosa y es el azúcar más predominante en las plantas y los animales. Se encuentra presente en la sangre.La glucosa es el principal monosacárido en la naturaleza que proporciona energía a las células de una amplia gama de organismos, que va desde la levadura hasta los más complejos como el ser humano. Esto hace que el transporte de este azúcar al interior de la célula constituya un proceso esencial para el metabolismo energético y en consecuencia, para los procesos que mantienen la vida.

La glucosa, libre o combinada, es el compuesto orgánico más abundante de la naturaleza. Es la fuente primaria de síntesis de energía de las células, mediante su oxidación catabólica, y es el componente principal de polímeros de importancia estructural como la celulosa y de polímeros de almacenamiento energético como el almidón y el glucógeno.

A partir de su estructura lineal, la D-glucosa sufre una ciclación hacia su forma hemiacetálica para dar sus formas furano y pirano (D-glucofuranosa y D-glucopiranosa) que a su vez presentan anómeros alfa y beta. Estos anómeros no presentan diferencias de composición estructural, pero si diferentes características físicas y químicas.

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Levadura de panConocida desde la antigüedad, la levadura del pan, del vino y de la cerveza, Saccharomyces cerevisiae, se ha convertido en un organismo de estudio común en el laboratorio.La levadura Saccharomyces cerevisiae es probablemente el microorganismo más ampliamente utilizado por el hombre a través del tiempo; aunque no se tuviera, en un principio, conciencia plena de la participación del microorganismo en la elaboración de diversos alimentos como el pan o las bebidas alcohólicas (Aranda & Salgado, 2002). La levadura es utilizada como insumo.Diversos estudios han mostrado que la viabilidad y la vida de anaquel de S. cerevisiae están relacionadas en proporción directa con el contenido intracelular de trehalosa. La trehalosa es un dímero de glucosa caracterizado por un enlace glucosídico α-(1,1), que estabiliza estructuras proteicas del citoplasma por sustitución de moléculas de agua en la esfera de solvatación, confiriendo al microorganismo una cierta resistencia a la deshidratación durante el proceso de secado.

PARTE EXPERIMENTAL

1. Instrumental y reactivos . Solución de glucosa (1 g en 100 mL), reactivo de Benedict. Vasos de precipitados, probetas, pipetas, tubos de ensayo, vaguetas, gradilla,

termómetro, cocinilla, cronómetro, balanza2. Material. Levadura de pan seca activa.

3. Curso de la determinación.

a. En un vaso de precipitado de 25 mL se pipetea 10 mL de la solución de gluosa y se añade 0.3 g de levadura. Se mezcla perfectamente hasta que la mezcla sea homogénea. Se incuba a 37 °C. Luego se realiza una prueba de Benedict a dicha mezcla a los 30 min., y a la hora y media de incubación

b. Para verificar que la solución de glucosa es un azúcar reductor, se realiza una prueba de Benedict a la solución de glucosa.

c. Para verificar que la levadura no contiene la presencia de ningún azúcar reductor se realiza un blanco: se mezcla 0.3 g de levadura con 10 mL de agua destilada. Luego se efectúa una prueba de Benedict tomando 0.5 mL de esta solución de levadura.

Nota. La prueba de Benedict se efectúa de la siguiente manera: pipetear 0.5 mL de la solución problema en un tubo de ensayo. Añadir 1 mL de reactivo de Benedict y calentar a baño de agua hirviente durante 3 min.

InterpretaciónMuestra no fermentada: reacción de Benedict positiva (rojo ladrillo).Muestra fermentada: reacción de Benedict negativa (azul).

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DISCUSION DE RESULTADOS

La glucosa es un azúcar reductor. Los sacáridos que sostienen carbonos anómericos que no forman glucósidos se denominan azúcares reductores, debido a que el grupo aldehído libre que está en equilibrio con la forma cíclica del azúcar reduce los agentes oxidantes moderados, es decir es fácilmente oxidable. La identificación de un azúcar como reductor es la evidencia de que no es un glucósido.

Los monosacáridos pueden ser oxidados por agentes oxidantes relativamente suaves como los iones férrico (Fe3+) y cúprico (Cu2+). En estas reacciones el carbono carbonilo se oxida a ácido carboxílico. Esta propiedad es la base de la reacción de Fehling, un ensayo cualitativo que indica la presencia de azúcares reductores

Como resultado se obtiene un precipitado de color rojo ladrillo el cual se debe a la forma reducida del ión cúprico como Cu2O El medio alcalino facilita que el azúcar esté en forma lineal.Esta reacción también es positiva con la reacción de identificación del reactivo de Benedict, pues contiene al ión cúprico (Cu2+).

En la experiencia se toma una primera prueba de Benedict la cual da positiva, y se observo la coloración rojo ladrillo. Luego de una hora y media se vuelve a tomar otra prueba más, y esta dio negativa a Benedict con una coloración azul.La levadura, es la enzima que metaboliza a la glucosa. En el proceso de la fermentación la prueba de Benedict está determinada por cantidad de glucosa como reactante y la medida a la cual esta se va oxidando. Lo cual se observa luego de transcurrida la hora y media, a ese tiempo ya no se hay presencia de glucosa, de azúcar reductor, por eso la prueba da negativa.

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CONCLUSIONES

La prueba de Benedict es para identificar la presencia de azúcares reductores. Dando positiva con una coloración rojo ladrillo y negativa con una coloración azul.

Se comprobó que la levadura no contenía azúcares reductores y que efectivamente la glucosa es un azúcar reductor, esto se realizó tomando pruebas con Benedict para cada una.

La levadura actúa como enzima, es un organismo vivo que metaboliza a la glucosa .

BIBLIOGRAFIA

“ Principles of biochemistry”, Albert L. LehningerOmega, 1995

“Bioquímica”, Mary Campbell, Shawn O. Farell Cengage Learning Editores, 2006

“Biochemistry” Christopher K. Mathews, John Robert Christianson, Kensal Edward Van Holde McGraw-Hill Interamericana, 1998

Bioquimica/ Biochemistry,   Antonio Peña, Editorial Limusa, S.A, México

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