Hidrólise ácida do amido, extração do DNA do morango e reação de saponificação: práticas experimentais

Hidrólise ácida do amido, extração do DNA do morango e reação de saponificação: práticas experimentais

Alexandra Petry1, Cristine De Pretto1, Kelly Cristina Caetano1, Vinicius Pinheiro Fernandes1

1Graduandos em Engenharia Química – disciplina de Bioquímica das Fermentações, UNISUL

Resumo

As biomoléculas são vitais para os seres vivos e também possuem aplicações nas mais diversas áreas do setor produtivo. O amido atua como reservatório de energia das plantas e também como fonte de energia para os humanos. Para que os humanos absorvam o amido, este é hidrolisado por enzimas no trato digestivo. Já para fins industriais, pode-se fazer a hidrólise tanto química quanto enzimática para, por exemplo, a produção de xaropes comestíveis ou produção de etanol. O DNA é um composto que possui todas as informações genéticas de um ser vivo. Ele é responsável por coordenar o desenvolvimento, funcionamento e transmissão das características hereditárias dos organismos vivos. Os lipídios, por sua vez, podem atuar como fonte de reserva energética e proteção térmica nos seres vivos. Podem também serem utilizados industrialmente para a produção de sabão. Assim, este trabalho teve como objetivo observar e analisar alguns processos envolvendo estas biomoléculas. O amido foi hidrolisado com ácido clorídrico e a evolução da hidrólise foi observada por meio da análise com lugol e DNS. Com o lugol, foi possível observar o desaparecimento do amido e com o DNS a formação de açúcares redutores. O DNA do morango foi extraído, após este ter sido macerado, com uma solução extratora contendo detergente e cloreto de sódio. Posteriormente, o extrato foi filtrado e etanol gelado foi adicionado ao tubo de ensaio que continha o extrato. Foi possível então se observar o DNA como uma nuvem esbranquiçada presente logo acima da fronteira entre o meio aquoso do extrato e da solução alcoólica. Finalmente, sabão foi produzido a partir da reação de saponificação do óleo de soja com hidróxido de potássio. Para tanto, hidróxido de potássio foi misturado ao óleo de soja e a mistura foi levada a banho Maria por cinco minutos. Posteriormente, observou-se as propriedades do sabão, por meio de teste de espuma e emulsificação. Também se observou a precipitação deste com cloreto de cálcio. A partir destas práticas, pôde-se conhecer alguns dos processos, análise e aplicações dessas biomoléculas.

Palavras-chave: Amido. DNA. Extração. Hidrólise. Saponificação.

1 Introdução

As biomoléculas têm importância indescritível nos processos biológicos e também nos industriais. Os carboidratos, os ácidos nucléicos e os lipídios são exemplos de biomoléculas (NELSON; COX, 2013).

A glicose constitui uma importante fonte de energia em praticamente todas as formas de vida. Entretanto, as moléculas de glicose livre não podem ser armazenadas, visto que, se estiver presente em altas concentrações, a glicose perturbará o equilíbrio osmótico da célula, com a consequência potencial de morte celular. A solução é armazenar a glicose como unidades em um grande polímero, que não é osmoticamente ativo. O reservatório nutricional nas plantas é o homopolímero amido, do qual existem duas formas. A amilose, o tipo não ramificado de amido, é constituída de resíduos de glicose com ligação α-1,4. A amilopectina, a forma ramificada, tem cerca de uma ligação α-1,6 para cada 30 ligações α-1,4, de modo semelhante ao glicogênio, exceto por seu menor grau de ramificação. Mais da metade dos carboidratos ingeridos pelos seres humanos consiste em amido encontrado no trigo, nas batatas e no arroz (BERG; TYMOCKO; STRYER, 2014, p. 330).

Os amidos podem ser provenientes de partes subterrâneas de vegetais, como as raízes e os tubérculos, os quais são denominados de féculas, ou de partes aéreas de vegetais, como as leguminosas e os cereais, que são chamados de amidos. As características físico-químicas e morfológicas de um amido determinam suas propriedades coloidais e que vão definir sua aplicação tecnológica (BRINQUES, 2015, p.60).

As enzimas exercem sua atividade máxima em uma faixa muito estreita de pH. Os aminoácidos presentes no sítio ativo e nas moléculas das enzimas apresentam grupos ionizáveis, responsáveis pela ligação da enzima com o substrato e pela manutenção da estrutura proteica, respectivamente. Variações no pH e consequentemente na concentração de H+ alteram as características dos aminoácidos pela protonação ou desprotonação, modificando as ligações enzima-substrato e alterando a conformação da enzima. Com isso, a atividade enzimática é alterada. Além disso, grandes variações no pH provocam a desnaturação proteica, promovendo a perda da atividade. O pH ideal para a máxima atividade enzimática varia de acordo com a enzima (BELLÉ; SANDRI, 2014, p.55).

O ácido dinitrossalicílico, em meio alcalino, é reduzido por compostos que apresentam grupamento redutor livre, como é o caso dos açúcares redutores. A reação de redução do DNS pelo açúcar redutor, e a consequente formação do ácido aldônico, resulta em uma coloração vermelha característica (BRUNO, 2014, p.125).

Moléculas de alto peso molecular (como a amilose e a amilopectina) podem sofrer reações de complexação, com formação de compostos coloridos. Um exemplo importante é a complexação da amilose e da amilopectina com o iodo, resultando em complexo azul e vermelho-violáceo, respectivamente. O complexo de coloração azul intensa é resultado da oclusão (aprisionamento) do iodo nas cadeias lineares da amilose, enquanto que a amilopectina por não apresentar estrutura helicoidal, devido à presença das ramificações, a interação com o iodo será menor, e a coloração menos intensa. O resultado final da complexão do amido com o iodo é a formação de um complexo de cor azul intensa (RIBEIRO, 2017).

A informação no DNA, está codificada em uma sequência linear (unidimensional) de unidades de nucleotídeos, mas a expressão dessa informação resulta em uma célula tridimensional. Essa mudança de uma para três dimensões ocorre em duas fases. Uma sequência linear de desoxirribonucleotídeos no DNA codifica (por meio do RNA intermediário) a produção de uma proteína com uma sequência linear de aminoácidos. A proteína dobra-se sobre si mesma numa forma tridimensional particular, ditada por sua sequência de aminoácidos e estabilizada por interações não-covalentes. A estrutura tridimensional precisa (conformação nativa) é crucial para a função da proteína, quer como catalisadora quer