Identificación de Carbohidratos: Pruebas de Laboratorio

Carbohidratos

También conocidos como azúcares, osas o sacáridos, son polihidroxialdehídos o polihidroxicetosas.

Monosacáridos

Contienen de 3 a 7 átomos de carbono.

• Ribosa: (5C, todos los OH a la derecha)
• Arabinosa: (5C) (C2 OH a la izquierda)
• Fructosa: (6C) (CH₂OH en C1 y C6, en C2 doble enlace y O a la derecha, C3 OH izquierda, C4 y C5 OH derecha)
• Manosa: (6C) (2,3 OH izquierda)
• Glucosa: (6C) (solo 3 a la izquierda)
• Galactosa: (6C) (3,4 OH izquierda)

Disacáridos

• Maltosa: (glucosa + glucosa alfa 1-4) enlace horizontal
• Sacarosa: (glucosa + fructosa alfa 1-2) enlace vertical
• Lactosa: (galactosa + glucosa beta 1-4) enlace transversal

Reacciones de Monosacáridos:

• Monosacárido + Ácido = Deshidratación (Hexosa → Hidroximetilfurfural, Pentosa → Furfural)
• Monosacárido + Alcohol = Isomerización intramolecular. En presencia de álcali diluido, los monosacáridos se isomerizan a temperatura ambiente con formación de un intermediario enólico, como en la interconversión de glucosa, manosa y fructosa. Al aumentar la concentración del álcali y/o la temperatura, la velocidad y el grado de isomerización aumentan, moviéndose el doble enlace del enodiol por la cadena, dando lugar a isómeros y posteriormente a la ruptura de enlaces C-C.

Oligosacáridos

Contienen de 3 a 10 monosacáridos.

Polisacáridos

• Almidón: Compuesto por miles de monosacáridos (amilopectina 80% y amilosa 20%, ambas compuestas por polímeros de glucosa).
• Amilosa: (1000 a 5000 unidades de D-glucosa alfa 1-4, cada vuelta de hélice abarca 6 unidades de glucosa).
• Amilopectina: (600 mil glucosas, alfa 1-4 pero con ramificaciones separadas por 10 unidades.

Estructuras cíclicas

• Furanosa: Anillo de 5 miembros.
• Piranosa: Anillo de 6 miembros.

Pruebas de Identificación de Carbohidratos

Prueba de Molisch

Prueba general para el reconocimiento de carbohidratos. Los polisacáridos y disacáridos se hidrolizan con H₂SO₄ hasta monosacáridos y se convierten en derivados de furfural o 5-hidroximetilfurfural, los cuales reaccionan con el alfa-naftol formando un anillo de color violeta. (Positivo para: glucosa, sacarosa, almidón).

Prueba de Fehling y Benedict

Para reconocer azúcares reductores. Estos azúcares son oxidados por el Cu²⁺ (sales de color azul) que se reduce a Cu⁺ formando un precipitado rojizo de Cu₂O. La reacción se lleva a cabo en medio alcalino con presencia de tartrato de Na y K como estabilizador del Cu²⁺, ya que de otro modo se formaría Cu(OH)₂ insoluble.

Reacción: SO₄Cu + 2NaOH → Cu(OH)₂ + SO₄Na₂ / 2Cu(OH)₂ + RCHO → RCOOH + Cu₂O + H₂O

Positivo para: glucosa. Negativo para: sacarosa (no es reductor porque las uniones glucosídicas bloquean las funciones aldehído), almidón (no reductor por las uniones glucosídicas de la amilosa y amilopectina que bloquean las funciones aldehído).

Prueba de Seliwanoff

Para el reconocimiento de cetosas (fructosa). Las cetosas sufren deshidratación en presencia de HCl concentrado, dando lugar a furfural (5-hidroximetilfurfural) que reacciona con resorcinol produciendo un color rojo cereza. (Positivo para: fructosa, sacarosa. Negativo para: almidón).

Prueba de Lugol

Para el reconocimiento de polisacáridos. El reactivo contiene yodo-ioduro, que en presencia de almidón produce un color azul violeta intenso. Con glucógeno y dextrinas, la coloración es rojiza. El diámetro interno de la hélice de amilosa permite alojar las moléculas de yodo.

Prueba de Barfoed

Para diferenciar monosacáridos de disacáridos reductores. La prueba se realiza en medio ácido, y la acción reductora se debe exclusivamente al grupo aldehído libre. Los disacáridos tienen un menor porcentaje de grupos aldehído libres que los monosacáridos, por lo que su acción es menos visible. El reactivo contiene ion cúprico (Cu²⁺) que se reduce a Cu₂O.

Positivo para: glucosa, sacarosa, maltosa, lactosa. Si precipita rojo entre 5-7 minutos, la prueba es positiva para monosacáridos reductores; si tarda entre 10-12 minutos, es positiva para disacáridos reductores.

Prueba de Anilina

Para la caracterización de pentosas. Se lleva a cabo en medio ácido. Por deshidratación y condensación con una amina aromática, se produce una coloración rojo brillante característica de la presencia de pentosas. (Positivo para: glucosa, xilosa, arabinosa, fructosa). La xilosa y la arabinosa dan positivo en las pruebas de Fehling y Anilina, pero negativo en la prueba de Seliwanoff y positivo en la prueba de álcali.

Esquema de Identificación

1. Prueba de Molisch: Si la muestra es incolora, no contiene carbohidratos. Si aparece un anillo violeta, se confirma la presencia de carbohidratos.
2. Prueba de Fehling o Benedict: Si la prueba es negativa (no hay cambio de color), indica que no hay grupos reductores libres y se debe continuar con la prueba de Lugol. Si la prueba es positiva (precipitado rojo ladrillo), se trata de un azúcar reductor y se debe continuar con la prueba de Seliwanoff.
3. Prueba de Lugol: Si la muestra se torna azul, se trata de almidón. Si se torna roja, se trata de glucógeno o dextrina. Si la prueba es negativa, se debe continuar con la prueba de Seliwanoff.
4. Prueba de Seliwanoff: Si la prueba es positiva (color naranja), indica la presencia de grupos reductores libres y se debe continuar con la prueba de Barfoed. Si la prueba es negativa, se debe descartar la presencia de sacarosa y continuar con la siguiente prueba.
5. Prueba de Barfoed: Si no se observa precipitado, la muestra no contiene azúcares reductores o se trata de sacarosa. Si precipita rojo ladrillo en 5-7 minutos, se trata de un monosacárido reductor y se debe realizar la prueba de Anilina. Si precipita rojo ladrillo en 10-12 minutos, se trata de un disacárido reductor.
6. Prueba de Anilina: Si la prueba es positiva (color rojo brillante), indica la presencia de pentosas. Si la prueba es negativa, se trata de hexosas. Se puede confirmar la presencia de fructosa con la prueba de Seliwanoff.