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4.5.4.1. Preguntas sobre actividad enzimática

Laboratorio virtual: influencia de la temperatura y el pH en la acción de la amilasa salival sobre el almidón

La digestión de los alimentos comienza cuando introducimos el alimento en la boca. Por un lado, la digestión mecánica, en la que los dientes y la lengua transforman el alimento en trozos más pequeños y, por otro, la digestión química producida por la saliva segregada por las glándulas salivales.

La saliva tiene una enzima llamada amilasa salival que hidroliza el almidón rompiendo los enlaces α(1→4), obteniéndo moléculas de glucosa y maltosa como productos finales. La digestión del almidón se completa en el intestino delgado con la acción de la amilasa pancreática.

El lugol es una disolución de yodo molecular I2 y yoduro potásico KI en agua destilada que, además de como desinfectante y antiséptico, también se utiliza para detectar la presencia de almidón en alimentos.

Si el alimento contiene almidón, la muestra adquiere un azul violeta muy oscuro. Si no contiene almidón, el color es amarillento. La acción de la amilasa salival hace que desaparezca el almidón y que se descomponga en maltosas y glucosas, que no reaccionarán al lugol.

La enzima amilasa es de naturaleza proteica, por lo que su actividad enzimática dependerá de algunos factores como son la temperatura y el PH la temperatura.

  • La temperatura óptima de actividad de amilasa salival oscila entre 32 ºC y 37 ºC, desactivándose a temperaturas más bajas y desnaturalizánse a temperaturas más altas.
  • El pH óptimo para la acción de la amilasa salival está entre 6 y 7, disminuyendo la velocidad de reacción según se van desnaturalizando las proteínas por encima y por debajo de ese rango.

Ahora lo vamos a comprobar en el laboratorio virtual.

Biología : Amrita Online Lab (olabs.edu.in)

En este simulador podemos ver cómo se desarrolla la actividad enzimática de la amilasa salival según varía la temperatura y el pH. Son dos pruebas distintas que podemos seleccionar en el cuadro de la izquierda.

Disponemos de los siguientes materiales:

  • Solución de saliva.
  • Solución de almidón.
  • Termómetro que indica la temperatura de un vaso con agua.
  • Gotero.
  • Varios tubos de ensayo con lugol (solución de yodo).

Tarea a realizar:

Echa unas gotas de solución de saliva a la solución con almidón. Después, coge con el gotero unas gotas de almidón (con saliva) y deposítala en el tubo de ensayo con lugol A. Después repite lo mismo echando gotas a los distintos tubos de ensayo.

Según avanza el tiempo verás que la amilasa va hidrolizando el almidón y en los tubos de ensayo la reacción del yodo (lugo), que al principio daba positivo el almidón (azul violeta) después dará negativo. 

Repite esta operación anotando los resultados cómo varía según la temperatura (5 ºC, 37 ºC y 70 ºC) y el pH (5, 6.8 y 8), observando las condiciones en las que la acción enzimática se desarrolla con mayor eficacia.

¿A qué conclusiones has llegado?

Cuestión de reflexión

Cataluña, Septiembre de 2000, incidencias, pregunta 4B

La amilasa salival es una enzima capaz de hidrolizar el almidón. En la tabla se muestran los resultados obtenidos en un estudio del efecto de la temperatura sobre la acción de la amilasa salival. Para ello, se incuba almidón con amilasa salival durante el tiempo indicado (minutos). En cada caso, se pone de manifiesto la presencia de almidón por reacción con lugol, indicándose con el signo +. 

Minutos
-10ºC
10ºC
20ºC
30ºC
40ºC
50ºC
60ºC
0
+
+
+
+
+
+
+
2
+
+
+
+
-
+
+
4
+
+
+
-
-
+
+
6
+
+
+
-
-
+
+
8
+
+
+
-
-
+
+
10
+
+
+
-
-
+
+
12
+
+
-
-
-
+
+
14
+
+
-
-
-
+
+
16
+
+
-
-
-
+
+
18
+
+
-
-
-
+
+
20
+
-
-
-
-
+
+

1) Da una interpretación biológica de los resultados: Dibuje un gráfico que indique cómo se relaciona la actividad enzimática con la temperatura y explique qué es la temperatura óptima de una enzima.

2) Interprete los resultados del tubo mantenido a -10ºC. ¿Qué tienen que ver estos resultados con el uso de los congeladores para evitar la descomposición de los alimentos?
 

Cuestión de reflexión

Cataluña, Junio de 2001, pregunta 4a

En varios tubos de ensayo colocamos la misma cantidad de un sustrato (S) y la misma cantidad de una enzima (E) que es capaz de transformar este sustrato en un producto (P). En los diversos tubos, sin embargo, la acidez (pH) es diferente. Incubamos todos los tubos a 37ºC durante 10 minutos y medimos la actividad enzimática por la cantidad de producto aparecido (milimoles) por unidad de tiempo (minutos). Los resultados se recogen en la tabla siguiente:

Acidez
(pH)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Actividad enzimática
(milimol/minuto)
4
32
65
79
67
41
16
2
1
0

1) (1 punto)

a) Represente los resultados en un gráfico.

b) Explique las causas de los resultados de este experimento. ¿En qué orgánulo de la célula cree que puede actuar esta enzima?


2) (1 punto)

a) ¿Cuáles son las variables independiente y dependiente de este experimento?

b) En este experimento se controla el pH pero también se controlan otros factores: [S], [E], temperatura, tiempo... ¿Por qué hay que hacerlo?.

Cuestión de reflexión

Cataluña, Septiembre de 2001, ejercicio 2A

En una investigación que pretendía estudiar cómo la temperatura afecta la ruptura del almidón por acción de la enzima alfa-amilasa (presente en la saliva), se siguieron los siguientes pasos:

a) Preparación de 5 disoluciones de almidón (todas con la misma concentración) y 5 disoluciones de alfa-amilasa (la concentración de alfa-amilasa también era la misma en cada disolución).

b) Incubación de cada una de las 5 disoluciones de almidón y alfa-amilasa a diferentes temperaturas (25, 30, 35, 40, 45 ºC).

c) Ajuste del pH de las disoluciones para que fuera el mismo en todos los casos.

d) Mezcla de cada disolución de almidón con la correspondiente (misma temperatura) de alfa-amilasa.

e) Valoración de la hidrólisis: a intervalos de 2 minutos, durante un período de 12 minutos, se extraía una gota de la mezcla y se depositaba en unas tiras de papel de filtro sobre una gota de lugol para identificar la presencia de almidón.

El dibujo muestra los resultados que se obtuvieron.

  1. (1 punto)
    1. A partir de los resultados obtenidos, indiquen a qué temperatura o temperaturas se produce la ruptura del almidón más rápidamente y el tiempo que tarda en aparecer el resultado negativo.
    2. Interpretad los resultados del experimento.

  1. (1 punto) Identifique, en este experimento, cuáles pueden considerarse las variables independiente y dependiente. ¿Por qué creen que se vigiló que la concentración de almidón y la concentración de alfa-amilasa y el pH fueran los mismos en todas las disoluciones?

  2. (1 punto) En un experimento análogo se investigó la influencia de la acidez (pH) sobre la actividad de la alfa-amilasa. El gráfico siguiente muestra los resultados obtenidos. Interpreta la información que suministra el gráfico.

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