INFORME DE LABORATORIO: HETERÓSIDOS CIANOGENÉTICOS

INFORME DE LABORATORIO: HETERÓSIDOS CIANOGENÉTICOS

Marly Vanessa Giraldo S, mvgiraldos_1@uqvirtual.edu.co

[pic 2]

RESUMEN: Los heterósidos cianogénicos son una familia de compuestos que por hidrolisis producen un azúcar y una cianhidrína que a su vez libera ácido cianhídrico; la hidrolisis es mediada por enzimas que se encuentran en compartimientos celulares que, por aplastamiento, rotura del vegetal entran en contacto y ocurre la hidrolisis. En la presente practica se realizó el ensayo de picrato para conocer las reacciones básicas que permitan identificar glucósidos cianogénicos a partir de la yuca que contiene linamarósido, finalmente se detecta la presencia de ácido cianhídrico mediante papel impregnado y una coloración rojiza.

PALABRAS CLAVE: Heterósidos Cianogénicos, Yuca, Picrato, Ácido Cianhídrico.

ABSTRACT: 

Cyanogenic glycosides are a family of compounds that, by hydrolysis, produce a sugar and a cyanhydride that in turn releases hydrocyanic acid; the hydrolysis is mediated by enzymes that are found in cellular compartments that by crushing, break the vegetable come into contact and hydrolysis occurs. In the present practice, the picrate test was performed to know the basic reactions that allow the identification of cyanogenic glycosides from cassava containing linamaróside, finally the presence of hydrocyanic acid is detected by means of impregnated paper and a reddish coloration.

KEY WORDS: 

Cyanogenic Heterosides, Yuca, Picrate, Cyanhydric Acid.

Introducción

Entre los mecanismos de defensa contra predadores de los vegetales se encuentra la síntesis de sustancias potencialmente tóxicas. Entre ellas, algunos vegetales sintetizan glucósidos que liberan ácido cianhídrico por un proceso enzimático cuando se dañan mecánicamente. 
Los glucósidos cianogénicos tienen como estructura general un grupo nitrilo unido a un carbono que tiene unido a su vez un azúcar mediante un enlace glucosídico, y dos grupos distintos, que varían dependiendo de cuál sea el glucósido. En el caso de la mandioca, el glucósido cianogénico presente es la linamarina, con dos grupos metilo.

Los glucósidos cianogénicos se encuentran en muchos vegetales, aunque no siempre en las partes comestibles. En el caso de la mandioca, la linamarina, y otros glucósidos en proporciones menores, se encuentran en la raíz, que es la principal parte comestible, lo que hace necesario un procesado específico para eliminar su toxicidad.

Manihot esculenta, llamado comúnmente yuca, aipim, mandioca, guacamota, casabe o casava, es extensamente cultivado en América, África y Oceanía por sus raíces con almidones de alto valor alimentario. La yuca​ o mandioca es originaria del centro de América del Sur y desde entonces se ha cultivado en la mayor parte de las zonas tropicales y subtropicales del continente americano. También se introdujo con gran éxito en naciones africanas de similares condiciones climáticas, y aunque se estima que las variedades hoy conocidas son efecto de la selección artificial, hay variedades generadas por el aislamiento geográfico de la selva (casabe, que es altamente venenosa) al de los altiplanos (yuca, mínimamente venenosa).

La mandioca, yuca o cassava, Manihot esculenta, planta de la familia de las euforbiáceas originaria de Sudamérica, es un alimento básico para varios cientos de millones de personas en las regiones tropicales. Representa más del 30% de las calorías obtenidas en Africa y alrededor del 10% de las obtenidas en Sudamérica. También se cultiva, desde alrededor de 1950, en varias regiones de Asia. Aunque depende de las variedades (las llamadas "dulces" tienen concentraciones menores que las "amargas"), la mandioca contiene una cantidad suficiente de glucósidos cianogénicos (unos 100 miligramos por 100 gramos, como cifra promedio) como para resultar tóxica, especialmente si se consume de forma cotidiana y formando parte sustancial de la dieta. Por ello, la forma de procesado en los pueblos en los que se consume tradicionalmente incluye su detoxificación, con un conjunto de sistemas que aprovechan, de forma empíririca, la presencia del enzima linamarasa, una beta-D-glucosidas. 

En términos bioquímicos, la ruptura de la compartimentalización por el raspado y triturado en mortero permite que el enzima beta-glucosidasa descomponga por hidrólisis la linamarina, produciendo glucosa y la cianohidrina de la acetona. Esta última se transforma por la acción de una hidroxinitriloliasa, también presente, o por descomposición espontánea, en ácido cianhídrico y acetona, que se eliminan en el líquido extraído por prensado. El cianhídrico que queda atrapado se elimina a su vez por lavado o por calentamiento, ya que es soluble en agua y volátil. Un eventual procesado posterior por fermentación, al bajar el pH, favorecería también su eliminación. En el caso de las hojas, que se utilizan en algunas zonas de áfrica como fuente de proteínas, se utiliza una fermentación en medio alcalino como forma de detoxificación. El almidón de mandioca, obtenido lavando la raiz molida, recibe el nombre de tapioca, y no contienen cianuro. 
 El cianuro es una substancia muy tóxica, ya que se une al enzima citocromo C oxidasa y paraliza la respiración celular. Una dosis de entre 30 y 210 mg de CNH puede causar la muerte de una persona adulta. Además, la ingestión continua de esta substancia, en la utilización de la mandioca como alimento básico sin procesarla adecuadamente, puede tener consecuencias muy graves para la salud. El "konzo" es una enfermedad causada por la intoxicación crónica por cianuro que afecta a los niños y mujeres en edad fértil. Se produce bruscamente, y causa la parálisis y deformación irreversible de las piernas. Esta enfermedad se conoce desde 1936, y periódicamente se producen epidemias locales, motivadas principalmente por hambrunas y guerras (últimamente en Zaire, y antes en Mozambique) que obligan a la población a comer lo que puede, sin poderse preocupar de su procesado. Otro tipo de intoxicación crónica por cianuro es la "neuropatía atáxica tropical", "TAN" en sus siglas en inglés", que afecta sobre todo a personas mayores de 50 años. 

 [pic 3] [pic 4]

Metodología[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25][pic 26]

[pic 27][pic 28]

Resultados y análisis

Al termino de las 24 horas de reacción, se obtuvieron dos coloraciones distintas para la cascara y el fruto de la yuca, tal como se observa en la figura 2. El ácido pícrico y su base conjugada, el anión picrato, ha sido usado como un reactivo con características de cierto valor en aplicaciones analíticas, lo cual ha permitido desarrollar métodos de laboratorio de detección y cuantificación de muchas sustancias.

[pic 29][pic 30]

Figura 2. Prueba positiva para heterósidos cianogénicos

La identificación del ácido cianhídrico se realizó con una solución de picrato impregnada en un papel filtro y posteriormente se realiza la comparación de las coloraciones obtenidas y la concentración aproximada de HCN.

[pic 31] [pic 32]

Figura 3. Escala de colores para determinar el contenido aproximado de HCN

Esta reacción toma lugar con un cambio de color que va desde el amarillo, correspondiente al ácido pícrico o el picrato de sodio, a una coloración roja, correspondiente al complejo formados a partir de interacciones no covalentes entre una molécula dadora y otra aceptora, denominados generalmente complejos de transferencia de carga o de adición. Teniendo en cuenta la figura 3, el contenido de ácido cianhídrico de la cascara de yuca esta entre 60 y 85 ppm valores superiores a los del fruto que se encuentra entre 25 y 40 ppm

Conclusiones

• Se realizó la Identificación de ácido cianhídrico presente en la yuca mediante una solución de picrato en la cual se pudo determinar la concentración aproximada de dicho acido presente tanto en el fruto como en la cascara.
• La cascara de yuca tiene mayor contenido de ácido cianhídrico (60-85 ppm) que el fruto (25-40 ppm) sin embargo, se sigue considerando una concentración elevada para el consumo consecutivo, por esto se recomienda recurrir a métodos de desintoxicación de la yuca si esta es muy frecuente en la dieta.

Cuestionario

1. Entre los mecanismos de defensa contra depredadores de los vegetales,

se encuentra la síntesis de sustancias potencialmente tóxicas. Explique

algunas de ellas

La respuesta de defensa se manifiesta en dos niveles. Ambos se inician, directa o indirectamente, con la percepción de un PAMP por un PRR (o el producto de un gen específico de un patógeno y su receptor correspondiente en la planta en las interacciones del tipo genpor-gen). El primer nivel de respuesta es local, implica la síntesis de fitoalexinas y puede o no incorporar el elemento apoptótico de “respuesta hipersensible”. Los efectos posteriores son sistémicos, se manifiestan a distancia y vienen instados por la señalización secundaria producida por las células apoptóticas o células que han activado genes defensivos. Las respuestas secundarias preparan a tejidos y órganos para defenderse de un proceso infectivo. Tales reacciones comprenden una elevación de los niveles de toxinas defensivas constitutivas, de receptores de patógenos y de reforzamiento estructural de paredes celulares en tejidos. El proceso determina un cambio substancial en el perfil metabólico de las células activa das, con su repercusión consiguiente en la menor productividad de la planta.

...