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Definición de biomolécula
Una biomolécula tiene varias definiciones diferentes, siendo su definición bastante vaga. En general, una biomolécula es una molécula que tiene algún tipo de importancia en uno o varios Procesos Biológicos.
Los Procesos Biológicos de los que hablamosvan desde la Respiración y la Fotosíntesis hasta la Digestión y la División Celular. Como puedes imaginar, la gama de procesos incluidos en esta definición puede ser muy amplia; sin embargo, sorprendentemente, la mayoría de estos procesos implican al mismo pequeño grupo de biomoléculas, ¡como veremos a continuación!
Lasprincipales biomoléculas implicadas en cualquier proceso metabólico pertenecen a la siguiente lista: Hidratos de Carbono, Proteínas, Ácidos Nucleicos y Lípidos. Aparte de esta lista, hay otras biomoléculas algo menos comunes que se encuentran en muchos organismos diferentes y que ayudan a llevar a cabo diversos procesos metabólicos; éstas son el ATP, el agua y diferentes minerales e iones. Cada una de estas biomoléculas desempeña un papel crucial. Veamos algunos ejemplos en la tabla siguiente.
| Biomolécula | Ejemplo de función |
| Hidratos de carbono | Los carbohidratos, como la glucosa, son esenciales en el proceso de Respiración de muchos organismos diferentes. |
| Proteínas | Las proteínas son necesarias para el crecimiento y la reparación del tejido muscular en los Animales. |
| Lípidos | Los lípidos desempeñan un papel importante en el aislamiento, la flotabilidad, la regulación de la temperatura y el suministro de energía en los Animales. |
| Ácidos nucleicos | Los ácidos nucleicos son esenciales como almacén de Información Genética en muchos organismos diferentes. |
| Minerales e iones | El magnesio es el componente iónico central de la clorofila en las Plantas, que permite la Fotosíntesis. |
| Agua | El agua actúa como medio de transporte en muchos organismos diferentes. |
| ATP | El ATP es un almacén de energía en muchos organismos diferentes. |
Análisis de biomoléculas en los alimentos
Podemos detectar muchasbiomoléculasdiferentes en los alimentos. Las principales moléculas que solemos analizar son las proteínas, las grasas (lípidos) y los hidratos de carbono (azúcares y almidón). Las pruebas que utilizamos para buscar la presencia de estos alimentos se llaman pruebas cualitativas.
Una pruebacualitativa nos indica si algo está presente o no. No nos indica lacantidad de una sustancia concreta que está presente.
Pensemos en las pruebas de llama en química. Un color determinado puede indicarnos si está presente un metal concreto (por ejemplo, una llama amarilla suele indicar que el metal presente es el sodio), pero no puede decirnos cuántos gramos de ese metal hay presentes. Del mismo modo, las pruebas que utilizamos para identificar la presencia de biomoléculas en los alimentos sólo nos indican si la molécula está presente o no, no cuántos gramos de la molécula hay presentes.
Lo contrario de una prueba cualitativa es una prueba cuantitativa. Una prueba cuantitativa nos indica la cantidad de una molécula presente, en lugar de decirnos simplemente si la molécula está presente o no.
Análisis de proteínas
Podemos comprobar la presencia deproteínas utilizando una solución de biuret. El biuret se presenta en dos soluciones, a menudo denominadas biuret A y biuret B. Estas dos soluciones son sulfato de cobre (II) e hidróxido potásico o hidróxido sódico. Cuando sumamos estas dos soluciones, obtenemos biuret A; a continuación, añadimos tartrato sódico potásico y tenemos biuret B.
Ahora que ya conocemos las soluciones de biuret, veamos el método para analizar las proteínas;
Añade 1 cm3 de solución de biuret A a la solución alimentaria
Mezcla los dos líquidos
Añade 1 cm3 de solución de biuret B y agita O añade 1 cm3 de solución de biuret B con cuidado por el lateral del tubo de ensayo para formar dos capas
Las pruebas cualitativas que estamos comentando pueden tener resultados positivos o negativos. Un resultadopositivo nos indica que la molécula que hemos analizado está presente en la solución. Un resultadonegativo nos indica que la moléculano está presente en la sustancia. Observa a continuación los resultados positivos y negativos de las pruebas de detección de proteínas con solución de biuret:
- Pruebapositiva - cambio de color de azul a morado o formación de un anillo morado entre las dos capas.
- Pruebanegativa: el color sigue siendo azul y no se forma ningún anillo morado.
Recuerda que cuando describas cambios de color debes incluir siempre la palabra desde. La solución cambia de x a y. ¡Tenemos que asegurarnos de que tenemos tanto el color anterior al cambio como el posterior para obtener la máxima puntuación en los exámenes!
Análisis de grasas/lípidos
Lostérminos grasas y lípidos suelen utilizarse indistintamente, por lo que la prueba de lípidos/grasas requerirá la misma prueba. Podemos utilizar dos pruebas para comprobar la presencia de lípidos/grasas en una sustancia. Las dos pruebas que podemos utilizar son
Prueba de Sudán III
Prueba de la emulsión
Veamos primero la prueba de Sudán III . Sudán III es un colorante que provoca un cambio de color en las grasas.
El Sudán III es un colorante diazo soluble en grasa. Está estructuralmente relacionado con el azobenceno. No es necesario que conozcas la fórmula estructural de Sudán III (ni de las otras soluciones utilizadas como prueba).
Así es como realizamos la prueba;
Añadecantidades iguales del alimento en cuestión y agua a un tubo de ensayo
Añade unas gotas de solución deSudán III al tubo de ensayo
Agita el tubo de ensayo
Un Sudán III positivo dará lugar a una capa teñida de rojo en la superficie del agua.
Un Sudán III negativo hará que no se forme ninguna capa teñida de rojo.
Veamos ahora la prueba de la emulsión:
Tritura el alimento en cuestión y añádelo a un tubo de ensayo
Añade etanol al tubo de ensayo
Saca el líquido del tubo de ensayo y viértelo en un segundo tubo de ensayo que contenga agua
Una prueba de emulsión positiva hace que aparezca una emulsión blanca en el segundo tubo de ensayo.
Una prueba de emulsión negativa hace que no se forme ninguna emulsión. En su lugar, queda una solución incolora.
Una emulsión es una mezcla de dos líquidos que suelen ser inmiscibles. Cuando los líquidos son inmiscibles, no se mezclan.
Recuerda que, al hablar de la formación de una emulsión, todavía tenemos que incluir la palabrade. Se trata de un cambio de color de una solución incolora a una emulsión blanca.
Al hablar de cambios de color, debemos evitar utilizar la palabra "claro". Claro no es un color, sino que describe colores. En lugar de utilizar la palabra claro, debemos utilizar "incoloro".
Prueba de la biomolécula del azúcar reductor
Los azúcares son hidratos de carbono. Podemos tener dos tipos diferentes de azúcares, reductores o no reductores. Las pruebas que utilizamos para comprobar la presencia de azúcares reductores y no reductores son ligeramente diferentes, y tambiéntenemos una prueba completamente distinta para elalmidón. Veamos cada una de estas pruebas y averigüemos cuándo necesitamos utilizar cada una.
Azúcar reductor
Un azúcar reductor actúa como agente reductor. Esto significa que reduce otros compuestos.
Recuerda que una reacción de reducción consiste en la ganancia de electrones, la pérdida de oxígeno o la ganancia de hidrógeno. Como agentes reductores, estos azúcares se oxidan.
Algunos ejemplos de azúcares reductores son
glucosa
fructosa
lactosa
maltosa
Para comprobar la presencia de azúcares reductores, utilizamos la solución de Benedict. La solución de Benedict es una mezcla compleja de carbonato sódico, citrato sódico y sulfato de cobre (II) pentahidratado.
Una vez más, ¡no necesitas saber esto para los exámenes!
Veamos cómo utilizar la solución de Benedict para comprobar la presencia de azúcares reductores;
Añade la solución de Benedict a la sustancia en cuestión.
Calienta la solución al baño maría
Una prueba positiva de azúcares reductores con la solución de Benedict muestra un cambio de color con el tiempo. Esto incluye un cambio de color verde, amarillo, naranja, rojo o marrón, según la cantidad de glucosa presente. Si observamos el cambio de color general, la solución pasa de azul a rojo ladrillo. Si hay suficiente azúcar reductor, se forma un precipitado rojo ladrillo (ppt).
Un precipitado es una suspensión de partículas en un líquido que se forma cuando una sustancia disuelta reacciona para formar una sustancia insoluble. A veces podemos disolver un precipitado añadiendo disolvente adicional.
En la prueba de Benedict, la formación de un precipitado depende de la cantidad de azúcar reductor presente. Esto hace que la prueba sea semicuantitativa, porque cuanto más azúcar reductor haya, mayor será la probabilidad de que se forme un predicado rojo ladrillo (rojo/marrón).
Debemos utilizar un baño de agua cuando analicemos los azúcares reductores utilizando la solución de Benedict. Recuerda formularlo como "calentar" la solución en un baño de agua, en lugar de simplemente añadir la solución a un baño de agua, ya que esto demuestra al examinador que comprendes la necesidad de calentar la solución.
Los baños de agua son el método elegido en este caso porque nos permiten mantener una temperatura específica, especialmente con el uso de un termómetro, mejor de lo que lo haría un mechero Bunsen.
Azúcar no reductor
Los azúcares no reductores no reducen otros compuestos/sustancias. Ejemplos de azúcares no reductores son;
Sacarosa
Trehalosa
Veamos cómo podemos comprobar la presencia de azúcares no reductores;
Añade ácido clorhídrico (HCl)diluido a la sustancia en cuestión
Caliéntalo en un baño maría hasta el punto de ebullición
Neutraliza la solución con hidrogenocarbonato sódico
Utilizando un indicador adecuado (como el papel tornasol), identifica cuándo se ha neutralizado la solución y añade más hidrogenocarbonato sódico, ya que las condiciones deben ser alcalinas para que funcione la prueba de Benedict.
A continuación, realiza la prueba de Benedict con normalidad.
Puedes ver esta prueba completa en nuestra sección "azúcares reductores".
Si se produce un cambio de color del precipitado azul al rojo ladrillo, hay un azúcar no reductor.
Las reacciones de neutralización producen sal y agua. La producción de agua en estas reacciones es la razón del nombre de la reacción. El agua tiene un pH de alrededor de 7, que describimos como neutro. Estas reacciones tienen lugar cuando mezclamos un ácido y una base.
Si sabemos que nuestra sustancia es azúcar, pero no estamos seguros de si se trata de un azúcar reductor o no reductor, podemos realizar simplemente la prueba de Benedict para determinar qué tipo de azúcar está presente. Si el azúcar provoca un cambio de color con el Benedict sin añadir carbonato ácido de sodio o ácido clorhídrico diluido, se trata de un azúcar reductor. Si sólo cambia de color tras la adición de estas sustancias, se trata de unazúcar no reductor.
Almidón
El almidón es otro tipo de hidrato de carbono, como los azúcares reductores y no reductores de los que ya hemos hablado. Sin embargo, utilizamos una solución diferente para analizar el almidón, ya que éste es un azúcar demasiado complejo y grande.
Los hidratos de carbono pueden ser monosacáridos, disacáridos o polisacáridos.
Los polisacáridos son azúcares grandes y complejos, mientras que los monosacáridos y los disacáridos son azúcares pequeños y simples. La solución de Benedict sólo funciona para azúcares pequeños, como los monosacáridos y algunos disacáridos. Tenemos que utilizar pruebas diferentes para azúcarescomplejos más grandes, como los polisacáridos y algunos disacáridos. Por ejemplo, el almidón es un polisacárido, por lo que tenemos que utilizar yodo.
Como hemos mencionado en la inmersión anterior, tenemos que utilizar yodo para analizar el almidón. Veamos cómo utilizar el yodo para analizar el almidón;
Añade la sustancia en cuestión a una solución (por ejemplo, patatas)
Añade gotas de yodo al alimento en cuestión
Un resultado positivo para el almidón dará lugar a un cambio de color de amarillo/marrón a azul/negro.
Un resultado negativo sigue siendo amarillo/marrón, sin que se observe ningún cambio de color.
Cuando hablemos de los colores observados en los cambios de color de las distintas reacciones, verás muchos guiones (-) y barras inclinadas (/). ¿Cuál es la diferencia? Una barra oblicua indica que podemos o bien o bien.
En el caso de amarillo/marrón, podríamos ver amarillo o marrón y escribir cualquiera de los dos en la respuesta de un examen. También podríamos escribiramarillo/marrón como respuesta. En cambio, lapresencia de un guión describe el color. Así, la prueba de la llama del cobre se describe como azul-verde. Aquí no podemos elegir azul o verde como respuesta; tenemos que escribirverde-azul o azul-verde, ya que describen el color.
Pruebas de biomoléculas en el laboratorio
Cuando buscamos biomoléculas en el laboratorio, por ejemplo, cuando buscamos estas moléculas en las prácticas escolares, debemos tomar algunasprecauciones de seguridad. Veamos algunas de las precauciones que debemos tomar y por qué debemos tomarlas.
Losirritantes pueden provocar picores si entran en contacto con nuestra piel.
Las sustancias químicascorrosivas pueden dañar o destruir otras sustancias si entran en contacto con ellas.
Las sustanciasinflamables prenden fuego rápidamente.
Veamosalgunas de las sustancias comentadas anteriormente, los riesgos potenciales de utilizarlas y cómo podemos reducir esos riesgos en la medida de lo posible para realizar una prueba debiomoléculas segura en el laboratorio.
Tabla que muestra los riesgos y precauciones asociados a diferentes pruebas alimentarias:
| Solución | Riesgo | Precauciones |
Solución de Benedict | Irritante | Evitar el contacto con la piel y los ojos; llevar gafas protectoras |
Solución de yodo | Irritante | Evitar el contacto con la piel y los ojos; llevar gafas protectoras |
Solución de biuret | La solución de biuret A es corrosiva, y el biuret B es irritante | Evita el contacto con la piel y los ojos; lleva gafas de seguridad |
Solución de Sudán III | Inflamable | No mantener cerca de una llama encendida |
Solución de etanol (emulsión) | Inflamable | No mantener cerca de una llama encendida |
Cuando veas las precauciones y riesgos anteriores, trata de recordar las biomoléculas para las que se utiliza cada una de las soluciones, ¡y trata de recordar los resultados de una prueba positiva y negativa!
Pruebas de biomoléculas - Puntos clave a tener en cuenta
- Podemos analizar proteínas, grasas (lípidos) e hidratos de carbono (azúcares reductores y no reductores; almidón).
- Cada una de estas pruebas provoca cambios de color cuando son positivas.
- Describimos estas pruebas como cualitativas, ya que sólo nos muestran la presencia de una molécula específica, no la cantidad de la molécula.
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