Metabolismo de los carbohidratos

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Metabolismo de los carbohidratos

  1. 1. Metabolismo de los Carbohidratos UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA E.A.P AGROINDUSTRIAL GRUPO: “B” DOCENTE: Blgo.Mblgo. Eterio Alva Muñoz CÓDIGO: 0201212051 Alumno: CICLO:“IV” – VEGA VIERA JHONAS ABNER.
  2. 2. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS I. INTRODUCCION Una de las características más importantes de los microorganismos es la propiedad de crecer. Eventualmente la célula se divide y esa división significa duplicación ordenada de todos los elementos celulares, esta duplicación garantiza la transmisión de las características de una generación a otra. Para realizar un trabajo químico tan complicado los microrganismos necesitan captar del exterior sustancias químicas como los carbohidratos, proteínas, lípidos, etc., que necesariamente deben ser incorporados a los medios de cultivo. Como fuente de carbono los microorganismos pueden utilizar monosacáridos como glucosa, disacáridos como sacarosa, maltosa, etc. Y polisacáridos como almidón celulosa, etc. La capacidad de utilizar o no un determinado sustrato dependen de la presencia o no de las enzimas específicas que están gobernadas genéticamente. LA GLUCOSA La glucosa es un monosacárido que es utilizado por la mayoría de microorganismos, cuando es incorporado aun medio de cultivo puede ser metabolizada por diferentes vías metabólicas y derivar fácilmente en la producción de ácido y/o gas. La formación de ácido se puede evidenciar adicionando al medio un indicador de pH como el rojo de fenol que en alcalinidad es rojo y en acidez es amarillo. La observacion de gas puede ser observada mediante la acumulación de gas en tubos invertidos (campana de Durham) que son incorporados en los tubos con medio glucosado. EL ALMIDON El almidón es un polímero de glucosa y es usado como fuente de carbono por aquellos microorganismos que tienen capacidad de hidrolizarlos en sustancias simples y asimilables. Esta capacidad está gobernada genéticamente por la sintesis o no de amilasas que son enzimas producidas por ciertos microbios cuando crecen en presencia de almidón. Los microorganismos que producen amilasas y por consiguiente hidrolizan el almidón, se denominan almidón positivo y los que no tienen esa capacidad se denominan almidón negativo. Para determinar si un microorganismo es almidón positivo o negativo, se le siembra en un medio de cultivo como única fuente de carbono, y luego de la incubación se le adiciona yodo (bajo la forma de lugol). Cuando el almidón se combina con el yodo se colorea característicamente de azul. Por lo que un color azul indica presencia de Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 2
  3. 3. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL almidón (almidón negativo) y la aparición de zonas claras indica la ausencia de almidón (almidón positivo). II. OBJETIVOS Observar e interpretar las diferentes reacciones metabólicas de los microorganismos sobre la glucosa y el almidón incluidos en los medio de cultivo. Identificar y diferenciar los microrganismos que metabolizan la glucosa con formación de ácidos y/o gas. Identificar microorganismos que hidrolizan el almidón y diferenciarlos de aquellos que no hidrolizan. III. MATERIALES Y METODOS 3.1. MATERIAL Material biológico: Cultivos puros de Chirichi cola, Síguela spa, Pseudomonas spa, Saccharomycescerevisiae y Bacillussubtilis. Medio de cultivo: Caldo glucosado Agar almidón Material de vidrio Laminas portaobjetos Campana de Durham Placas Petri Tubos de ensayo 13x100mm Otros: Lugol Asa bacteriológica Mechero, otros. 3.2. Método (Procedimiento): DEGRADACION DE LA GLUCOSA Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 3
  4. 4. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL A tres tubos conteniendo caldo glucosado colocar una campana de Durham invertida y sembrar por separado E. coli, Shiguellasp y Pseudomonassp. Incubar a 37 °C/24h. Observar la degradacion de la glucosa con la formación de ácido, mediante el viraje a amarillo del indicador rojo de fenol. Observar la degradación de la glucosa con la formacion de un gas mediante la acumulación de un gas en la campana de Durham. Anotar los resultados. DEGRADACION DEL ALMIDON A tres tubos conteniendo Agar almidón sembrar por puntura Bacillussubtillis y Saccharomycescerevisiae. Incubar a 37 °C/48h. Cumplido el tiempo de incubación, adicionar lugol a las placas. Dejar reposar unos minutos. Observar resultados y anotar. Degradación de la glucosa.  Encender el mechero y esterilizar el asa en la flama hasta que se ponga al rojo vivo. Dejar enfriar el asa para evitar la quema y destrucción de los microorganismos. Encender el mechero Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Esterilizar Página 4
  5. 5. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL  A tres tubos contenido caldo glucosado colocar una campana de Durham invertida y sembrar por separado E. coli, Shiguellasp y Pseudomonassp, quitar el tapón del tubo, flamear la boca e introducir el asa para tomar la muestra. Colocar la muestra en el centro del tubo. Sacamos la muestra del tubo. Flamear la boca del tubo de la muestra. Colocar la muestra en el centro del tubo  Incubar a 37° C por 24 horas  Observar la degradación de la glucosa con la formación de ácido, mediante viraje a amarillo de indicador rojo fenol. Prueba positiva (+): color amarillo Prueba positiva (+): Burbujas en campana de Prueba negativa (-): color rojo Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Durham Prueba negativa (-): Sin burbujas Página 5
  6. 6. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL  Observamos la degradación de la glucosa con formación de gas mediante la acumulación de gas en la campana de Durham. Antes Después Degradación del almidón.  Encender el mechero y esterilizar el asa en la flama hasta que se ponga al rojo vivo. Dejar enfriar el asa para evitar la quema y destrucción de los microorganismos. Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 6
  7. 7. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL  A tres tubos conteniendo agar almidón sembrar por puntura bacillussubtillis y saccharomycescerevisiae.  Incubar a 37°C por 48 horas  Cumplido el tiempo de incubación, adicionar lugol a las placas. Dejar reposar unos minutos. IV. RESULTADOS Almidón: Para determinar si un microorganismo es almidón positivo o negativo, se le siembra en un medio de cultivo como única fuente de carbono, y luego de la incubación se le adiciona yodo (bajo la forma de lugol). Cuando el almidón se combina con el yodo se colorea característicamente de azul. Por lo que un color azul indica presencia de almidón (almidón negativo) y la aparición de zonas claras indica la ausencia de almidón (almidón positivo). + Apariencia transparente alrededor de microorganismos - No hubo hidrólisis Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 7
  8. 8. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Inoculamos Presencia de almidón Sembramos en un medio de cultivo. Ausencia de almidón Luego de la incubación se le adiciona yodo (bajo la forma de lugol). Acción de metabolismo de grasas: Aquí podemos encontrar que experimentalmente para demostrar la actividad hidrolítica de las lipasas, se utiliza un agar tributirina. Este es un agar nutritivo suplementado con el triglicérido tributirina el cual sirve de sustrato. El mismo forma una emulsión que aparece el medio. Luego de la inoculación e incubación mostrará áreas claras alrededor de las colonias (lipólisis positiva), con esto podemos decir que el microorganismo es capaz de secretar lipasas. Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 8
  9. 9. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Glucosa: La formación de ácido se puede evidenciar adicionando al medio un indicador de pH como el rojo de fenol que en alcalinidad es rojo y en acidez es amarillo. La observacion de gas puede ser observada mediante la acumulación de gas en tubos invertidos (campana de Durham) que son incorporados en los tubos con medio glucosado. Rojo de fenol Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Incorporamos microorganismos Página 9
  10. 10. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Antes Observamos la degradación de la glucosa V. Después CUESTIONARIO 1. ¿Todos los microbios usan glucosa? No todos los microbios usan glucosa, por ejemplo los Los azúcares más comúnmente utilizados por las levaduras durante su crecimiento son la glucosa y la fructosa, que contienen 6 átomos de carbono. Sin embargo, existen otros compuestos con mayor o menor número de átomos de carbono y que son de interés en algunas industrias. Estos azúcares diferentes pueden a su vez ser metabolizados por algunas levaduras. Por ejemplo, la levadura Candidautilis, la cual se emplea en la industria alimentaria, puede crecer metabolizando azúcares de cinco átomos de carbono (pentosas); esto permite que crezcan en un producto colateral de la industria del papel que es precisamente un azúcar de cinco átomos de carbono. 2. ¿Qué sucedería si no se adiciona el indicador al caldo glucosado? No podríamos medir la concentración de iones hidrogeno (H+), también es Utilizado para observar productos intermediaros en caldo glucosado.Mide la producción de acetoina.Alfa naftol: extrae acetoina.KOH: forma un diacilo, formando un anillo de color rosa. Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 10
  11. 11. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL El caldo glucosado funciona como Indicador: Mostrando un color rojo de metilo (mide concentración de iones H+) En medio ácido y mostrando en medio alcalino un color amarillo. 3. ¿Qué son amilasas? o Las amilasas son aquellas enzimas con función de romper los polisacáridos como el almidón en su componente más pequeño que es el monosacárido (ejemplo la glucosa) o La amilasa es un enzima que tiene la función de digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples. o La amilasa, denominada también sacarosa o ptialina, es un enzima hidrolasa que tiene la función de catalizar la reacción de hidrólisis de los enlaces 1-4 del componente α-Amilasa al digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples. 4. ¿Por qué algunos microorganismos no hidrolizan almidón? Algunos microorganismos no hidrolizan el almidón, es porque no son tan resistentes a la sustancia agregada en nuestro caso el LUGOL y en algunos casos por ser negativas, como es el caso de EscherichiaColi no reaccionó con la sustancia agregada (lugor) y por ser gram negativo, son susceptible a este tipo de solución, por lo tanto no hidrolizó. Sucede todo lo contrario con bacillussubtillis fue resistente al colorante o sustancia y pudo hidrolizar al almidón formándose un halo transparente alrededor del almidón. VI. DISCUSIONES: Pedro Garcianos dice: Los hidratos de carbono más interesantes desde el punto de vista taxonómicos son: pentosas (xilosa, arabinosa, ramnosa), hexosas (glucosa, galactosa, fructosa, manosa), disacáridos (sacarosa, lactosa, maltosa, trehalosa), trisacáridos (rafinosa), polialcoholes (glicerol, manitol, dulcitol, sorbitol), polímeros (almidón, inulina), glucósidos (salicina esculina). Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 11
  12. 12. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Los carbohidratos de la ración proporcionan más del 50% de la energía necesaria para el trabajo metabólico, el crecimiento, la reparación, la secreción, la absorción, la excreción y el trabajo mecánico. El metabolismo de CHOs incluye las reacciones que experimentan los CHOs de orígenes alimentarios o los formados a partir de compuestos diferentes a los CHOs. La oxidación de este tipo de glúcidos proporciona energía, se almacenan como glucógeno, sirven para la síntesis de aminoácidos no esenciales y ante el exceso de CHOs se favorece la síntesis de ácidos grasos. Gluconeogénesis es el proceso de formación de carbohidratos a partir de ácidos grasos y proteínas, en lugar de hacerlo de carbohidratos. Intervienen, además del piruvato, otros sustratos como aminoácidos y glicerol. Se realiza en el citosol de las células hepáticas y en él intervienen las enzimas glucosa-6fosfatasa, fructosa 1,6-bifosfatasa y fosfoenolpiruvatocarboxicinasa, en lugar de hexocinasa, fosfofructocinasa y piruvatocinasa, respectivamente, que son estas últimas las enzimas que intervienen en la glucolisis. Según Roberto Alarcón–2001: Las bacterias son capaces de metabolizar la mayoría de los carbohidratos, ya sea por oxidación o por fermentación, originando una serie de productos intermedios que permiten diferenciar diversas especies; el metabolismo provoca una acidicacion del medio que se pone manifiesto por el viraje de un indicador de pH. A veces, la acidificación se acompaña de producción de gas que aparece formando burbujas y resquebrajamiento en los medios sólidos, o puede recogerse en una campana de Durham en los medios líquidos. VII. BIBLIOGRAFIA http://biosb2.blogspot.com/2009/11/identificacion-de-amilasas.html Aspectos básicos de bioquímica clínica - Jacobo Díaz Portillo, María Teresa Fernández del Barrio, Fernando Paredes Salido http://www.monografias.com/trabajos15/microorganismos/microorganismo s.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/Amilasa Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 12
  13. 13. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL METABOLISMO DE LOS LIPIDOS I. INTRODUCCION Las grasas son esteres del glicerol y los ácidos grasos. Los microbios utilizan grasas solamente después de la hidrólisis del enlace ester, y las enzimas extracelulares llamadas lipasas son responsables de la reacción. El resultado final son la formación de glicerol y ácidos grasos. Las lipasas no son muy específicas y atacan a grasas que tienen ácidos grasos de diferentes longitudes de cadena. Los fosfolipidos son hidrolizados por enzimas que especificas, que son denominadas fosfolipasas, dándoles diferentes designaciones por medio de letras dependiendo de que el enlace ester se rompa. El resultado de la acción de las lipasas es la liberación de ácidos grasos y glicerol y todas estas sustancias pueden ser atacadas aeróbica o anaeróbicamente por varios microorganismos organotróficos. Los ácidos grasos se oxidan por un procesos llamado Beta oxidación, en el que dos carbonos del acido grasos se separan en un tiempo dado. En las eucariotas las enzimas se encuentran en los mitocondrias, en tanto que en las procariotas son citoplasmáticas. La Coenzima A activa primero el ácido graso; la oxidación da como resultado la liberación del acetil CoA y la formación de un ácido graso corto de dos carbonos. El proceso de Beta oxidación se repite y se libera otra molécula de acetil CoA, se efectúan dos reacciones más por separadas de deshidrogenación, la primera los electrones se transfieren al flavin – adenosina dinucleotido (FAD), en tanto que la segunda se transfieren a NAD. La mayor parte de acidos grasos tienen un número par de carbonos y su oxidación total solo produce Acetil CoA. La Acetil CoA formada se oxida por la vía del ciclo de ATC o se convierte en hexosa y otros constituyentes celulares por la vía del ciclo del glioxilato. La oxidación de los acidos grasos no progresa adecuadamente hasta que se disponga del acidooxalacetico (derivado principalmente del metabolismo de los carbohidratos), para que se condense con el Acetil CoA, formada apartir de lsoacidos grasos. Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 13
  14. 14. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL II. OBJETIVOS Observar halos de hidrólisis tributirina por acción microbiana. Distinguir diversas acciones microbianas frente a lípidos en los medios de cultivo. III. MATERIALES Y METODOS 3.1. MATERIAL Material Biológico:  Muestras de caspa y pelos de cuero cabelludo. Medio de cultivo:  Agar tributirina Material de vidrio:  Placas Petri Otros  Asa bacteriológica  Mechero, otros. Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 14
  15. 15. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL 3.2. METODO (PROCEDIEMINTOS)  Tomar una muestra de caspa y pelos de cuero cabelludo y hacer la siembra en el medio de Agar tributirina.  Llevar a incubar a 37ºC/24hrs.  Hacer las lecturas. En el caso de Agar tributirina indicar los halos de hidrólisis. Añadir muestras de caspa y cuero cabelludo Añadimos Bacillus y E. Coli Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Esterilizamos el asa bacteriológica para realizar el sembrado. Sembramos por puntura Página 15
  16. 16. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL IV. RESULTADOS Acción de metabolismo de grasas: Aquí podemos encontrar que experimentalmente para demostrar la actividad hidrolítica de las lipasas, se utiliza un agar tributirina. Este es un agar nutritivo suplementado con el triglicérido tributirina el cual sirve de sustrato. El mismo forma una emulsión que aparece el medio. Luego de la inoculación e incubación mostrará áreas claras alrededor de las colonias (lipólisis positiva), con esto podemos decir que el microorganismo es capaz de secretar lipasas. Experimentalmente para demostrar la actividad hidrolítica de las lipasas. Utilizando un agar tributirina Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 16
  17. 17. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL V. CUESTIONARIO 1. ¿A qué se debe la transferencia del halo de hidrolisis en el agar tributirina? Para determinar la transferencia de los halos de hidrolisis hay que hacer pruebas cuantitativas demostradas la actividad amilolítica de los aislamientos por la cantidad de azúcares reductores liberados. Se inocula aprox. 10 ml de cada cultivo en placas de agar tributirina, Después se incuban a 37°C durante 2 a 4 días, y se observa la formación de un halo transparente alrededor de su crecimiento debido a la presencia de lipasas que hidrolizan el gliseriltributirato del medio. Se mide en milímetros los diámetros de los halos que aparecieron alrededor de las gotas de cultivo depositadas. En general, la actividad amilolítica fue mayor en el cuarto día del cultivo. Se destacan los rendimientos de los aislamientos provenientes de humanos (202, 205 y 208) y el 315 de origen vegetal 2. ¿Se podra aislar organismos lipolíticos del medio ambiental? ¿Dónde y por qué? Para aislar los organismos lipoliticos, tenemos que procesar y analizar la determinación de los parámetros fisicoquímicos del producto inicial y final que donde o el ambiente que se ba realizar. Como sabemos para preparar a los ORGANISMOS LIPOLITICOS debemos conocer que tiene un diluyentediluciones 10-1 y 10-2. Depositar 0,1mL sobre una placa de medio de Sierra modificado o agar tributirina y extender con una varilla en L. Incubar a 30°C durante 48 horas. Contar las colonias rodeadas de un halo azul oscuro en el primer medio o las que tienen halo claro en el segundo, y multiplicar por el factor de dilución correspondiente. MEDIO DE SIERRA MODIFICADO. Peptona 10 g, cloruro de sodio 5 g, cloruro de calcio 0,1 g, extracto de carne 3 g, citrato ferroso 0,2 g, agar 15 g, agua 1 litro. Esterilizar a 120ºC durante 20 minutos. Enfriar a 50ºC, agregar asépticamente 5 mL solución de azul victoria B (0,1 g en 150 mL agua estéril) y 1 mL de tween 80 (9). AGAR TRIBUTIRINA. Peptona 5 g, extracto de levadura 3 g, tributirina 10 g, agar 15 g, agua 1 litro, pH 7,5. Esterilizar a 115ºC durante 15 minutos. Agitar para emulsionar y volcar en cajas de Petri estériles (10). Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 17
  18. 18. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL VI. DISCUSIÓN Según Pedro García: Los lípidos no constituyen cuantitativamente un elemento nutritivo de importancia para las bacterias; solo unas pocas especies pueden metabolizar algunos de ellos por contener lipasas, lectinas u otras enzimas. 1. Investigación de la lipasa Se lleva acabo sobre cultivo por un agar enriquecido con tween 80. La existencia de lipasa se traduce como la aparición de un halo opaco alrededor de las colonias a causa de la precipitación de los ácidos grasos. Como fase previa a la hidrólisis enzimática es necesario un pretratamiento que haga accesible la biomasa lignocelulósica al ataque enzimático. En este trabajo se ha utilizado un pretratamiento de explosión por vapor para facilitar la hidrólisis enzimática. Los lípidos son componentes de alto peso molecular. La degradación de éstos se lleva a cabo por enzimas extracelulares (las lipasas), que clivan los puentes éster adicionando una molécula de agua para formar glicerol y ácidos grasos. VII. BIBLIOGRAFÍA: http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ciencias/tesis102.pdf http://revistas.javeriana.edu.co/index.php/scientarium/rt/printerFriendly /1646/html http://www.monografias.com/trabajos15/microorganismos/microorganismo s.shtml http://books.google.com.pe/books?id=4N8qVKckrUUC&pg=PA117&dq=hidrol isis+enzimatica+de+lipidos+en+medios+de+cultivo+microbiologia&hl=es&sa=X &ei=O96CUuXfO9WrsASv6YCgDw&ved=0CCwQ6AEwAA#v=onepage&q=hid rolisis%20enzimatica%20de%20lipidos%20en%20medios%20de%20cultivo %20microbiologia&f=false Universidad Nacional Del Santa E.A.P: Ingeniería Agroindustrial Página 18

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