Este es un tema sobre Carbohidratos, de Química Orgánica, el cual explica muchos temas nunca antes tratados, es una recopilación de mucha información de diversos medios, con el fin de que resulte más fácil hacerlo, organizarlo y tenerlo a la mano para una mejor percepción y sobre todo para un mayor entendimiento.
Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.
El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales como carbonilo e hidroxilo. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero ≥ 3). De aquí que el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se demostró que no lo eran. Además, los textos científicos anglosajones aún insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a pensar que este es su nombre correcto. Del mismo modo, en dietética, se usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos.
Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, animación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.
Monosacáridos: glucosa o fructosa Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc. Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.
Los carbohidratos simples son descompuestos rápidamente por el cuerpo para ser usados como energía y se encuentran en forma natural en alimentos como las frutas, la leche y sus derivados, al igual que en azúcares procesados y refinados como los dulces, el azúcar común, los almíbares y las gaseosas. La mayor parte de la ingesta de carbohidratos debe provenir de carbohidratos complejos (almidones) y azúcares naturales, en lugar de azúcares procesados o refinados.
Carbohidratos complejos
Los carbohidratos complejos son cadenas de tres o más moléculas de azúcar unidas entre sí sola. Las cadenas largas de moléculas de azúcar llamadas almidones sirven como una forma de almacenamiento de energía en las plantas y cuando comemos estos vegetales, el cuerpo descompone los hidratos de carbono para sus necesidades de energía.
Todos los carbohidratos se descomponen en glucosa para producir la molécula de energía ATP (trifosfato de adenosina). La eficiencia de este proceso depende también de muchas vitaminas y minerales. La mayoría de las fuentes naturales de carbohidratos complejos, tales
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como los enumerados en la tabla a continuación, también tienen muchas de las vitaminas y minerales necesarios para la producción de energía.
CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS
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1.MONOSACARIDOS
Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos, no se hidrolizan, es decir, no se descomponen en otros compuestos más simples. Poseen de tres a siete átomos de carbono 1 y su fórmula empírica es (C H 2O)n, donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), y terminan con el sufijo -osa. El principal monosacárido es la glucosa, la principal fuente de energía de las células.
Características
La cadena carbonada de los monosacáridos no está ramificada y todos los átomos de carbono menos uno contienen un grupo alcohol (-OH). El átomo de carbono restante tiene
unido un grupo carbonilo (C=O). Si este grupo carbonilo está en el extremo de la cadena se trata de un grupo aldehído (-CHO) y el monosacárido recibe el nombre de aldosa. Si el carbono carbonílico está en cualquier otra posición, se trata de una cetona (-CO-) y el monosacárido recibe el nombre de cetosa.
Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan positivo a la reacción conreactivo de Fehling, a la reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict.
Otras formas de decir que son reductores es decir que presentan equilibrio con la forma abierta, presentan mutarotación (cambio espontáneo entre las dos formas cicladas α (alfa) y β (beta)), o decir que forma osazonas.
Así para las aldosas de 3 a 6 átomos de carbono tenemos:
3 carbonos: triosas, hay una: D-Gliceraldehído.
4 carbonos: tetrosas, hay dos, según la posición del grupo carbonilo: D-Eritrosa y D-Treosa.
5 carbonos: pentosas, hay cuatro, según la posición del grupo carbonilo: D-Ribosa, D-Arabinosa, D-Xilosa, D-Lixosa.
6 carbonos: hexosas, hay ocho, según la posición del grupo carbonilo: D-Alosa, D-Altrosa, D-Glucosa, D-Manosa, D-Gulosa, D-Idosa, D-Galactosa, D-Talosa.
Las cetosas de 3 a 7 átomos de carbono son:
Triosas:hay una: Dihidroxiacetona.
Tetrosas: hay una: D-Eritrulosa.
Pentosas: hay dos, según la posición del grupo carbonilo: D-Ribulosa, D-Xilulosa.
Hexosas: hay cuatro según la posición del grupo carbonilo: D-Sicosa, D-Fructosa, D-Sorbosa, D-Tagatosa.
Al igual que los disacáridos, son dulces, solubles en agua (hidrosolubles) y cristalinos. Los más conocidos son la glucosa, la fructosa y la galactosa.
Estos azúcares constituyen las unidades monómeras de los hidratos de carbono para formar los polisacáridos.
Todos los monosacáridos simples tienen uno o más carbonos asimétricos, menos la dihidroxiacetona. El caso más sencillo, el del gliceraldehído, tiene un centro de asimetría, lo que origina dos conformaciones posibles: los isómeros D y L.
Para saber si es D o L podemos representar su fórmula en proyección de Fischer y considerar la configuración del penúltimo carbono (que es el carbono asimétrico más alejado del grupo funcional). La posición de su grupo OH a la derecha o a la izquierda determinará la serie D o L, respectivamente. Los isómeros D y L del gliceraldehído son imágenes especulares entre sí y, por tanto, se dice que son isómeros quirales, enantiómeros o enantiomorfos.
Representación de Fischer de las formas D y L de la glucosa. Ambas son simétricas respecto de un plano.
Todas las aldosas se consideran estructuralmente derivadas del D- y L- gliceraldehído. Análogamente, las cetosas se consideran estructuralmente derivadas de la D y L- eritrulosa. La casi totalidad de los monosacáridos presentes en la naturaleza pertenece a la serie D.
Cuando la molécula posee más de un carbono asimétrico aumenta el número de isómeros ópticos posibles. El número de isómeros ópticos posibles es 2n, siendo n el número de carbonos asimétricos. En este caso, no todos los isómeros ópticos son imágenes especulares entre sí y se pueden distinguir varios tipos de isómeros ópticos:
Dos monosacáridos que se diferencian en la configuración de uno solo de sus carbonos asimétricos. Por ejemplo la D-Glucosa y la D-Manosa sólo se diferencian en la configuración del hidroxilo en el C2
Anómeros: Dos monosacáridos ciclados que se diferencian sólo en el grupo -OH del carbono anomérico (el que en principio pertenece al grupo aldehído o cetona). Dan lugar a las configuraciones α y β.Por convenio alfa abajo y beta arriba del plano de proyección de Haworth.
Enantiómeros: Aquellos monosacáridos que tienen una estructura especular en el plano (D y L), por dextrógira y levógira respectivamente.
Diasteroisomeros: Monosacáridos que no son imágenes especulares entre sí.
La formación espontánea de un hemiacetal intramolecular supone que las hexosas y pentosas se van a encontrar habitualmente comoanillos de cinco o seis miembros.
Forma cíclica. Proyección de Hawordth
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La glucosa es compacta: no tiene un “agujero” en el centro. Además, a diferencia de los hidrocarburos aromáticos, no es plana. Note también la posición de los sustituyentes axiales y ecotoriales.
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2. OLIGOSACARIDOS
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Los oligosacáridos son polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos. La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces glicosídicos, un tipo concreto de enlace acetálico. Los más abundantes son los disacáridos, oligosacáridos formados por dos monosacáridos, iguales o distintos. Los disacáridos pueden seguir uniéndose a otros monosacáridos por medio de enlaces glicosídicos:
si el disacárido es reductor, se unirá a otros monosacáridos por medio del OH de su carbono anomérico o de cualquier OH alcohólico
si no es reductor, se unirá únicamente por medio de grupos OH alcohólicos
Así se forman los trisacáridos, tetrasacáridos, o en general,oligosacáridos. La cadena de oligosacáridos no tiene que ser necesariamente lineal, y de hecho, con mucha frecuencia se encuentran en la Naturaleza oligosacáridos y polisacáridos ramificados.
Se ha establecido arbitrariamente un límite de 20 unidades para definir a los oligosacáridos. Por encima de este valor se habla de polisacáridos.
Los oligosacáridos suelen estar unidos covalentemente a proteínas o a lípidos formando glicoproteínas yglicolípidos.
Los oligosacáridos pueden unirse a las proteínas de dos formas:
mediante un enlace N-glicosídico a un grupo amida de la cadena lateral del aminoácido asparagina
mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH de la cadena lateral de los aminoácidos serina o treonina.
Los oligosacáridos se unen a los lípidos mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH del lípido. La figura izquierda de la tabla inferior muestra un oligosacárido unido a un fosfolípido. La unión y la estructura del oligosacárido son de tal manera que éste no presenta ningún grupo reductor libre. En la composición del oligosacárido suelen formar parte monosacáridos como: D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, N-acetil-D-glucosamina, N-acetil-D-galactosamina, ácido siálico y fucosa.
Estructura de un glicolípido La membrana plasmática
Los oligosacáridos que forman parte de los glicolípidos y glicoproteínas que se encuentran en la superficie externa de la membrana plasmática (figura derecha de la tabla superior) tienen una gran importancia en las funciones de reconocimiento en superficie.
Los oligosacáridos también cumplen funciones importantes cuando forman parte de las glicoproteínas solubles del citoplasma.
a. Disacáridos
Es una molécula formada por la unión de los monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico que puede ser:
Enlace monocarbonílico: carbono anomérico
1º monosacárido + carbono no anomérico del 2º monosacárido: OSIL..........OSA. Los disacáridos que poseen este tipo de enlace mantienen su poder reductor.
Enlace dicarbonílico: carbono anomérico 1º monosacárido + carbono anomérico 2º monosacárido: OSIL.........OSIDO. Los disacáridos que poseen este tipo de enlace no mantienen su poder reductor.
El carbono anomérico, es el carbono que tenía la función carbonilica y se convierte al ciclarse la molécula en asimétrico, denominándose carbono anomérico.Los principales disacáridos con interés biológico:
Maltosa: disacárido formado por dos moléculas de α-D-glucopiranosil, unidas mediante enlace (1→4). La Maltosa se encuentra libre en el grano germinado de la cebada. La cebada germinada artificial se utiliza para fabricar cerveza, y tostada y se emplea como sustitutivo del café, él la llamada Malta. En la industria se obtiene a partir de la hidrólisis, almidón y del glucógeno.
Celobiosa: Disacárido formado por 2 moléculas de β-D-glucopiraosa, unidos mediante enlace β(1→4). No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis de la celulosa.
Lactosa: Disacárido formado por 1 molécula de β-D-galactopiranosa y otra α-D- glucopiranosa unidas por medio de un enlace β(1→4). Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Dado que resulta muy difícil de fermentar, es estable, incluso dentro de organismos de sangre caliente.
Sacarosa: Disacárido formado por una molécula de α-D-glucopiranosa y otra β-D-fructofuranosa unidas por medio de un enlace α(1→2). Se encuentra en la caña de azúcar y
en la remolacha azucarera. El enlace se realiza entre el -OH de carbono anomérico del 1 monosacárido y el -OH del carbono anomérico del 2º monosacarido. Debido a ello es el único disacárido de los citados, que no tienen poder reductor sobre el licor de Fehling. La sacarosa es dextrógira, pero, si se hidroliza, la mezcla de α-D-glucosa y β-D-fructosa, que queda levógiras. Es lo que pasa en la miel debido a las enzimas (sacarosas) existente en la saliva de las abejas.
Isomaltosa: Disacárido formado por 2 moléculas de α-D-glucopiranosa, mediante enlace α(1→6). No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis de la aminopectina (componente del almidón) y del glucógeno. Proviene de los puntos de la ramificación α(1→6), de estos polisacáridos.
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3.POLISACARIDOS
Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.1
Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente medianteenlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuencia específica.
Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlaces glucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como en disacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en las cavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada porenzimas digestivas (hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que son específicas para determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidón, cuyos enlaces son del tipo llamado α(1→4), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces son de tipo β(1→4), aunque en los dos casos el monosacárido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacáridos, que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando así disacáridos y dejando que otras enzimas completen luego el trabajo.
En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua, ya que estos se forman por reacciones de condensación a partir de la unión de monosacáridos por enlaces del tipo covalente. Asimismo, en su ruptura por hidrólisis se agrega una molécula de agua para dividirlo en múltiples monosacáridos,2 por lo que en una cadena hecha de n monosacáridos, habrá n-1 enlaces glucosídicos. Partiendo de que la fórmula general, no sin excepciones, de los monosacáridos es
CxH2xOx
se deduce fácilmente que los polisacáridos responderán casi siempre a la fórmula general:
Los polisacáridos de reserva representan una forma de almacenar azúcares sin crear por ello un problema osmótico. La principal molécula proveedora de energía para las células de los seres vivos es la glucosa. Su almacenamiento como molécula libre, dado que es una molécula pequeña y muy soluble, daría lugar a severos problemas osmóticos y de viscosidad, incompatibles con la vida celular. Los organismos mantienen entonces solo mínimas cantidades, y muy controladas, de glucosa libre, prefiriendo almacenarla como polímero. La concentración osmótica depende del número de moléculas, y no de su masa, así que la célula puede, de esta forma, almacenar enormes cantidades sin problemas.Algunos ejemplos de polisacáridos de reserva pueden ser: el almidón y el glucógeno.
Es importante destacar que los polisacáridos de reserva no juegan el mismo papel en organismos inmóviles y pasivos, como plantas y hongos, que en los animales. Éstos no almacenan más que una pequeña cantidad de glucógeno, que sirve para asegurar un suministro permanente de glucosa disuelta. Para el almacenamiento a mayor escala de reservas, los animales recurren a las grasas, que son lípidos, porque éstas almacenan más del doble de energía por unidad de masa; y además, son líquidas en las células, lo que las
hace más compatibles con los movimientos del cuerpo. Un organismo humano almacena como glucógeno la energía necesaria para no más de seis horas, pero puede guardar como grasa la energía equivalente a las necesidades de varias semanas.
La mayoría de los polisacáridos de reserva son glucanos, es decir, polímeros de glucosa, más exactamente de su isómero de anillo hexagonal (glucopiranosa). Se trata sobre todo de glucanos α(1→4), representados en las plantas por el almidón y en los animalespor el glucógeno, con cadenas que se ramifican gracias a enlaces de tipo α(1→6). En numerosos grupos de protistas cumplen la misma función glucanos de tipo β(1→3).
Polisacáridos estructurales
Estructura de la celulosa.
Moléculas de glucosa encadenadas para formar celulosa.
Se trata de glúcidos que participan en la construcción de estructuras orgánicas. Los más importantes son los que constituyen la parte principal de la pared celular de plantas, hongos y otros organismo eucarióticos osmótrofos, es decir, que se alimentan por absorción de sustancias disueltas. Éstos no tienen otra manera más económica de sostener su cuerpo, que envolviendo a sus células con una pared flexible pero resistente, contra la que oponen la presión osmótica de la célula, logrando así una solución del tipo que en biología se llama esqueleto hidrostático.
La celulosa es el más importante de los polisacáridos estructurales. Es el principal componente de la pared celular en las plantas, y la más abundante de las biomoléculas que existen en el planeta. Es un glucano, es decir, un polímero de glucosa, con enlaces glucosídicos entre sus residuos de tipo β(1→4). Por la configuración espacial de los enlaces implicados, los residuos de glucosa quedan alineados de forma recta, no en helicoide, que es el caso de los glucanos α(1→4), del tipo del almidón. Ésta es la regla en cuanto a la conformación de todos los polisacáridos estructurales de las paredes. Esas cadenas rectas se enlazan transversalmente, por enlaces de hidrógeno, en haces de cadenas paralelas.
La quitina cumple un papel equivalente al de la celulosa, pero en los hongos, y además es la base del exoesqueleto de los artrópodos y otros animales emparentados. La quitina es un polímero de la N-acetil-2, D-glucosamina, un monosacárido aminado, que contiene por lo tanto nitrógeno. Siendo éste un elemento químico de difícil adquisición para los organismos autótrofos, que lo tienen que administrar con tacañería, la quitina queda reservada a heterótrofos como los hongos, que lo obtienen en abundancia.
Otras funciones
La mayoría de las células de cualquier ser vivo suelen disponer este tipo de moléculas en su superficie celular. Por ello están involucrados en fenómenos de reconocimiento celular (ejemplo: Complejo Mayor de Histocompatibilidad), protección frente a condiciones adversas (Ejemplo: Cápsulas polisacarídicas en microorganismos) o adhesión a superficies (ejemplo: la formación de biofilmes o biopelículas, al actuar como una especie de pegamento).
Según la composición.
Se distinguen dos tipos de polisacáridos según su composición:
Homopolisacáridos: están formados por la repetición de un monosacárido.
Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacáridos). Algunos heteropolisacáridos participan junto a polipéptidos (cadenas de aminoácidos) de diversos polímeros mixtos llamados peptidoglucanos,mucopolisacáridos o proteoglucanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.
Se conoce con el término de lípidos al conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría de ellas biomoléculas, compuestas de carbono e hidrógeno, en menor medida de oxígeno y también por fósforo, azufre y nitrógeno y cuya principal característica resulta ser que son hidrofóbicas, es decir, insolubles al agua y sí plausibles de ser disueltas en sustancias orgánicas como el alcohol, la bencina, el benceno y el cloroformo.
Los lípidos, erróneamente llamados por algunos, grasas, ya que en realidad las grasas son un tipo de lípidos provenientes de los animales, cumplen diversas funciones en los seres vivos, entre las más importantes de reserva energética, estructural y la reguladora.
A través de la función de reserva energética, los triglicéridos les proporcionan a los animales una incalculable e importantísima fuente de energía. Respecto de la función de tipo estructural, la misma se materializa en la protección y consistencia que estos le brindan a los órganos, la protección mecánica de estructuras que ejercen o bien como aislantes térmicos de algunas estructuras.
La función reguladora, también conocida como hormonal o de comunicación celular se encargará de regular el metabolismo y lo concerniente a las funciones de reproducción y finalmente, la función relajante que ostentan los lípidos acumulándose en el tejido adiposo para luego formar tejidos grasosos los cuales aumentarán de peso en caso de haber un marcado comportamiento de sedentarismo, aumentando por consiguiente la concentración de la hormona TRL en la sangre.
Resulta muy común que sin demasiado conocimiento al respecto, se hable de los lípidos de una manera negativa casi demonizándolos, sin embargo, tal como decíamos más arriba cumplen funciones realmente elementales y decisivas a la hora de mejorar la calidad de vida de los individuos. Porque por ejemplo, los lípidos, nos permiten que tengamos una piel y un cabello con salud, aíslan a los órganos corporales contra el shock, mantienen
la temperatura corporal y contribuyen a que el funcionamiento celular sea óptimo y saludable.
Por esto mismo es que resulta una gran equivocación extirpar de las dietas las grasas, porque algunos ácidos grasos resultan ser nutrientes esenciales, ya que al no poder ser generados por el propio organismo, entonces, es necesario que sean consumidos en pequeñas cantidades para que realicen lo propio en nuestro organismo.
Los triglicéridos son una clase de lípidos que se forman por una molécula de glicerina. También conocidos como triacilgliceroles o triacilglicéridos, los triglicéridos forman parte de las grasas. La síntesis de los triglicéridos se realiza en el retículo endoplasmático de la mayoría de las células del organismo. El proceso es más activo, sin embargo, en el hígado (especialmente en los hepatocitos) y en el tejido adiposo. Dicha síntesis suele estar relacionada a la acción de segregar lipoproteínas de muy baja densidad.
El acaparamiento de triglicéridos en el hígado es patológico y se conoce como hígado graso o esteatosis hepática. El tejido adiposo, en cambio, acumula energía a través de los triglicéridos. Cuando dicho acaparamiento se vuelve patológico, se producen irregularidades metabólicas y se desarrolla la obesidad. La edad es un valor que, sin duda alguna, influye notablemente en el nivel de triglicéridos que posee una persona. No obstante, se establece que el nivel normal de este tipo de grasa debe estar en 150 mg/dL aunque ciertamente también ha quedado claramente determinado que cualquier individuo que sufra problemas cardíacos debe contar con un nivel de 100 mg/dL.
El incremento en el nivel de los triglicéridos que se hallan en la sangre, por otra parte, se conoce como hipertrigliceridemia. Este trastorno aumenta las posibilidades de sufrir un problema cardiovascular. La afección, de todos modos, no está necesariamente vinculada a los niveles de colesterol, ya que puede desarrollarse por conductas
alimentarias poco saludables o por razones genéticas.
Más exactamente, entre las causas más frecuentes que pueden dar lugar a que alguien tenga unos niveles demasiado elevados de esta citada clase de lípidos se encuentran las siguientes: un consumo excesivo de calorías, el sobrepeso, la propia herencia familiar, el consumo de ciertos medicamentos como los anticonceptivos o los diuréticos, y enfermedades tales como la diabetes o el hipotiroidismo.
Quien se encuentre, por tanto, con el hecho de que tiene un nivel de triglicéridos que supera los valores normales citados es importante que lleve a cabo un tratamiento médico, que será establecido por el profesional sanitario pertinente, y también que desarrolle una serie de cambios en su vida.
En concreto entre estos últimos estaría el acometer el adelgazamiento, el controlar su dieta alimentaria para reducir de manera palpable lo que es la ingesta de azúcares y carbohidratos, el disminuir igualmente lo que es la toma de productos con grasa saturada o total, y el eliminar o reducir al menos lo que es el consumo de alcohol.
De esta manera, realizando todos estos pasos, se conseguirá que disminuyen los niveles de triglicéridos pues en caso contrario se pueden sufrir diversas enfermedades de gravedad: ateroesclerosis, isquemia, infarto de miocardio…
Los triglicéridos cumplen con diversas funciones en el organismo. Se trata de la reserva de energía más importante en un animal (acumulándose en forma grasa) o en una planta (como aceite), generan calor metabólico y actúan como aislante térmico (lo cual es particularmente importante en animales como los osos polares).
En el caso de los seres humanos, los triglicéridos son transportados a través de las lipoproteínas (que los llevan desde el intestino hasta el hígado, y luego los distribuyen a las demás células del organismo), la albúmina sérica y los cuerpos cetónicos.
La saponificación es un proceso que produce jabón, por lo general a partir de grasas y la lejía. En términos técnicos, saponificación implica la hidrólisis de base de triglicéridos, que son ésteres de ácidos grasos, para formar la sal de sodio de un carboxilato. Además de jabón, tales procesos tradicionales de saponificación producen glicerol. "Sustancias saponificables" son aquellos que se pueden convertir en jabón.
Los aceites vegetales y las grasas animales son los principales materiales que se saponificables. Estos materiales grasientos, triésteres llamados triglicéridos, son mezclas de derivados de ácidos grasos diversos. Los triglicéridos se pueden convertir en jabón, ya sea en una sola o un proceso de dos pasos. En el proceso tradicional de un solo paso, el triglicérido se trata con una base fuerte, que acelera la disociación del enlace éster y libera la sal de ácido graso y glicerol. Este proceso es el principal método industrial para la producción de glicerol. Si es necesario, jabones pueden ser precipitados por salazón a cabo con cloruro de sodio saturado.
El valor de saponificación es la cantidad de base requerida para saponificar una muestra de grasa.
Para la fabricación de jabón, los triglicéridos están altamente purificado, pero saponificación incluye otra base de hidrólisis de los triglicéridos no purificado, por ejemplo, la conversión de la grasa de un cadáver en adipocira, a menudo llamado "tumba cera".
Este proceso es más común en donde la cantidad de tejido graso es alto, los agentes de descomposición están ausentes o presentes sólo minuciosamente.
JABONES
Los jabones son sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos, solubles en agua. Se fabrican a partir de grasas o aceites (que son mezclas
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de triacilgliceroles) o de sus ácidos grasos, mediante tratamiento con un álcali o base fuerte (hidróxido sódico, que dará jabones “duros”, o hidróxido potásico, que dará jabones “blandos” más adecuados para jabones líquidos y cremas de afeitar). Por sus características, los jabones son surfactantes aniónicos.
Muchas formulaciones detergentes liquidas y en polvo para máquina de lavar contienen sales alcalinas de ácidos grasos, es decir jabones cuyo papel es reducir la espuma. Los jabones en barra o en escamas contienen un alto porcentaje de tales productos. Los jabones tienen excelentes propiedades limpiadoras, son seguros y fácilmente biodegradables; sin embargo son muy sensibles a los cationes divalentes, especialmente el calcio con el cual producen sales insolubles en agua.
Los agentes dispersantes de jabones de calcio (Lime soap dispersing agents o LSDA) son surfactantes aniónicos o anfóteros que se comicelizan con los jabones para formar soluciones que no producen precipitado en agua dura. Entre los agentes dispersantes de jabones de calcio se encuentran los alfa-sulfo-esteres de ácido grasos que son de los productos menos costosos, aunque con eficiencia relativamente moderada. Otros compuestos del mismo tipo son los alquilgliceril ester sulfonatos (AGES): R-CH (SO3Na)-COO-CH3 con R = C16-18.
La gran mayoría de los agentes dispersantes de jabones de calcio con buena eficiencia son surfactantes anfóteros con un grupo amina o amida grasa. Las betainas, en las cuales el grupo
Aníónico es un carboxilato, son menos efectivas que las taurinas (grupo SO3-) o los compuestos polietoxilados.
Se obtiene excepcionales propiedades dispersantes cuando se introduce un grupo amidoamina en un surfactante anfótero.
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El proceso de fabricación de los jabones a partir de triacilgliceroles es la saponificación:
La segunda posibilidad para la fabricación de jabones es la neutralización de ácidos grasos con álcali. Para ello, primero hay que hidrolizar las grasas y aceites empleando corrientes a alta presión que separan los ácidos grasos de la glicerina o glicerol. Después se purifican los ácidos grasos por destilación y ya se pueden neutralizar con el álcali para dar el jabón.
La dureza del agua se debe a la presencia de sales minerales, principalmente de calcio y magnesio, pero también de hierro y manganeso. Estas sales minerales reaccionan con los jabones para dar precipitados insolubles; por eso la eficacia limpiadora de los jabones se reduce con la dureza del agua. Otro problema que tienen los jabones es que la baja acidez de los ácidos grasos hace que sus sales con metales alcalinos sean ligeramente básicas (pH = 8-9) y cuando el pH de una disolución jabonosa baja debido a la presencia de contaminantes acídicos, los ácidos grasos precipitan.
DETERGENTES.
Los detergentes son productos limpiadores más eficaces que los jabones porque contienen mezclas de surfactantes que les permiten trabajar en distintas condiciones; por eso son menos sensibles a la dureza del agua que los jabones.
La mayor parte de los surfactantes que contienen los detergentes se han desarrollado a partir de productos petroquímicos, derivados del petróleo, y oleoquímicos, a partir
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de distintos aceites y grasas. Las cadenas hidrocarbonadas derivadas de grasas, aceites o petróleo constituyen la parte hidrófoba de la molécula de surfactante, mientras que compuestos como trióxido de azufre, ácido sulfúrico u óxido de etileno se utilizan para constituir la parte hidrófila de esa molécula. La tendencia actual de apartarnos de los derivados del petróleo, que son materiales no renovables, y de favorecer el uso de materiales "más naturales" ha hecho que se potencie para su uso como detergentes el desarrollo de surfactantes derivados de los oleoquímicos y también de glúcidos, p.ej. los poliglucósidos de alquilo.
Aparte de los surfactantes, los detergentes incorporan otras sustancias como:
Agentes coadyuvantes: polifosfatos, silicatos o carbonatos, para ablandar el agua; perboratos, para blanquear manchas resistentes.
Agentes auxiliares: sulfato de sodio y carboximetilcelulosa, que favorecen la eliminación del polvo; enzimas, para eliminar restos orgánicos; sustancias fluorescentes, para contrarrestar la tendencia al amarilleamiento del color blanco; estabilizadores de espuma; perfumes y colorantes.
Agentes anti (re)deposición
Los agentes anti (re)deposición más utilizados son la carboximetil celulosa (CMC), y otros derivados noiónicos de la celulosa.
Se usan también comercialmente la polivinil pirolidona, los polivinil alcoholes, y otros copolímeros entre moléculas de este tipo.
Agentes espumantes y no espumantes
La producción de espuma no tiene nada que ver con el poder detergente. Sin embargo el consumidor tiene siempre la impresión de que si no hay espuma no hay buena detergencia. Este malentendido está a menudo mantenido y acentuado por la publicidad de los propios fabricantes de detergentes. En consecuencia muchos productos para el lavado a mano producen una abundante espuma.
Debe notarse sin embargo que en ciertas aplicaciones como el lavado a máquina tanto de ropa como de loza, una producción notable de espuma es un inconveniente; para estas aplicaciones se han desarrollado las formulaciones baja-espuma.
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Los agentes espumantes más utilizados son el lauril sulfato (aniónico), y los surfactantes noiónicos nitrogenados como óxido de aminas, alcanol amidas, aminas y amidas etoxiladas:
También se usan compuestos complejos como alcanolamidas o monoglicéridos sulfatados.
En los detergentes de baja espuma se usan principalmente jabones, pero también sulfonatos de parafinas, copolímeros bloques de óxido de etileno y óxido de propileno, polietoxi esteres de ácidos grasos, glicoles acetilénicos etoxilados y esteres de etilen glicol o de glicerol.
Agentes suavizadores
La necesidad de agentes suavizadores surgió del abandono de los jabones para los detergentes sintéticos. Después de un lavado con jabón quedaba siempre sobre las fibras un residuo de jabón de calcio precipitado que actuaba como suavizador. Después de un lavado con detergentes sintéticos del tipo alquilbenceno sulfonatos formulados con secuestradores, el textil seco presenta una superficie cuyo contacto no es siempre agradable sobre la piel, especialmente si se trata de fibras naturales. Esta sensación de falta de suavidad proviene del hecho de que el textil es demasiado limpio, al igual del cabello después de un lavado con un champú muy detergente.
El resíduo de surfactante sintético adsorbido tiende a aumentar la carga eléctrica estática de las fibras y la ausencia de sustancias con acción lubricante vuelve el textil relativamente rígido ya que las fibras no pueden deslizar una sobre otra. El papel de los agentes suavizadores es contrarestar estos fenómenos, los cuales se aplican también a los acondicionadores para cabello.
De una parte se debe reducir la carga estática remanente y de otra parte se debe depositar una sustancia con acción lubricante.
Muchos surfactantes catiónicos producen estos efectos, pero son incompatibles con los surfactantes aniónicos utilizados en las formulaciones. Por lo tanto deben usarse en un baño separado, o en máquinas de lavar, durante el ciclo de enjuague. Los mejores suavizadores de este tipo son los alquil amonios cuaternarios y las sales de imidazolinio.
Sin embargo la introducción de un agente suavizador en el ciclo de enjuague complica la Cuaderno FIRP S332A 6 Detergentes operación de lavado, y la tendencia actual es introducir el suavizador en la formulación detergente. Se debe por lo tanto utilizar un surfactante con cierto carácter catiónico para que se adsorba en las fibras, pero compatible con los
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surfactantes aniónicos del tipo ABS o LAS. Se usan para este propósito varios surfactantes noiónicos que poseen un grupo nitrogenado, tales como las aminas etoxiladas, imidazolas etoxiladas, óxidos de aminas cuaternarias con uno o dos grupos hidroxi-etilos, y por otra parte algunos surfactantes anfóteros, particularmente los que contienen un grupo amido-amina (y que son también dispersantes de jabones de calcio).
Agentes blanqueadores
La blancura de los textiles lavados es quizás la propiedad más importante para el consumidor. Desde milenarios se sabe que el sol produce un efecto blanqueador, y hace más de 500 años que se empezó a usar sustancias naturales (leche agria, arcillas alcalinas) para blanquear los textiles. Sin embargo, es solamente al final del siglo XVIII que se inició la carrera de los agentes blanqueadores con el descubrimiento del cloro por Scheele y del hipoclorito de sodio por Berthollet. Un empresario parisino de nombre Javelle comercializó el descubrimiento de Berthollet (solución de potasa cáustica clorada) que se volvió desde entonces el "eau de Javel" (agua de Javel), llamada comúnmente, pero equivocadamente, lejía o cloro.
Hay actualmente en el mercado dos tipos de agentes blanqueadores para textiles, ambos con propiedades oxidantes: los hipo haluros, esencialmente el hipoclorito de sodio, y las sales inorgánicas per oxigenadas, principalmente el perborato de sodio.
Los agentes blanqueadores oxidantes deben ser intrínsecamente inestables para cumplir con su función, que consiste en oxidar, es decir en ganar electrones. De manera paradójica deben ser lo más estables posible cuando están almacenados solo o en la mezcla detergente, e inestables cuando están en el baño de lavado.
Las propiedades generales de los blanqueadores son los siguientes: 1) Un aumento de temperatura aumenta la velocidad de descomposición; 2) Ciertos metales pesados a nivel de traza catalizan la descomposición; 3) La actividad blanqueadora aumenta con la concentración pero no linealmente; 4) El pH tiene un efecto importante; un pH ácido acelera la descomposición del hipoclorito, mientras que se requiere un pH alcalino para acelerar la descomposición de las sales inorgánicas per oxigenadas.
El hipoclorito se descompone por dos vías, de las cuales solo la segunda produce el efecto oxidante de interés.
Via del clorato 3 NaOCl → 2 NaCl + NaClO3
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Via del oxígeno 2 NaOCl → 2 NaCl + O2
El hipoclorito es un agente blanqueador más activo, más agresivo que el perborato. Es particularmente eficiente al oxidar el sucio proteico, y en general todas las sustancias que contienen nitrógeno. Posee una acción blanqueadora aún a baja temperatura, y adicionalmente es un efectivo bactericida. Por su acción sobre las sustancias nitrogenadas no se puede conservar en forma de polvo o de líquido en formulaciones detergentes que contengan sales de amonio, aminas, amidas etc... Es decir numerosos componentes generalmente utilizados. Por eso se prefiere usar como un ingrediente aparte, que se conserva en solución acuosa separada y se añade al baño detergente en el momento.
Las sales inorgánicas peroxigenadas que se utilizan como blanqueadores son las siguientes, principalmente la primera.
Perborato de sodio tetrahidrato Na BO3 - 4 H2O Carbonato de sodio peroxihidrato 2 Na2CO3 - 3 H2O2 Peroximonosulfato de potasio KHSO5
Trabajan a pH alcalino; para lavado en frio se puede acelerar su descomposición con la adición de peróxidos orgánicos como el ácido peracético o perácidos más largos. El perborato y semejantes exhiben una acción blanqueadora menos agresiva que el hipoclorito, y son sólidos compatibles con la gran mayoría de los componentes de los detergentes en polvo.
Mejoradores ópticos fluorescentes
Ciertos colorantes orgánicos poli aromáticos pueden absorber la luz ultravioleta y reemitir una luz visible azulada mediante el proceso conocido como fluorescencia. A la luz del sol, añaden un tono azulado que compensa el tono amarillento del textil y mejora la blancura o la profundidad de los colores. Son los granitos azules de ciertos polvos de lavar. En alumbrado con luz exclusivamente ultra-violeta (luz negra) producen una fluorescencia muy notable.
La figura 3 indica la formula desarrollada de algunos de estos agentes fluorescentes.
Según que están destinados a adsorberse sobre fibras hidrofílicas (algodón) o hidrófobas (poliéster) poseen grupos polares más o menos importantes.
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Se ha podido desarrollar hoy en día agentes fluorescentes solubles en agua que resisten al hipoclorito u otros blanqueadores. Dicha resistencia se debe a que los átomos de nitrógenos de tales sustancias están presentes en estructuras altamente aromáticas de tipo benzo-triazole o benzo-furano.
Algunos mejoradores ópticos fluorescentes Cuaderno FIRP S332A 8 Detergentes
Enzimas
Los surfactantes con actividad biológica contienen enzimas tales como esperasa, savinasa o alcalasa. Estas enzimas son proteasas capaces de degradar rápidamente manchas de proteinas en un medio de pH alcalino y a temperatura de hasta 60°C. Su actividad permite la utilización de un medio detergente en frio, particularmente en detergentes líquido, para remojado a temperatura ambiente.
Perfumes
En detergentes de uso doméstico, particularmente para lavaplatos y desinfectantes, se incorporan perfumes, la mayoría de los cuales son terpenos, es decir sustancias cuyo esqueleto está compuesto de con 2, 3 o más unidades del isopreno (2 metil-butadieno).
Hasta los años 60, el aceite de terebentina o trementina, que se obtiene de la resina del pino o como subproducto del pulpado de la madera, era una de las fuentes principales de materia prima para perfumes; contiene los monoterpenos bicíclicos alfa y beta-pinenos, los
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cuales se transforman fácilmente en una variedad de derivados oxigenados con fragancia particular. La esencia de citronela y la esencia de eucalipto contienen también varios terpenos odoríferos. Los más utilizados son los siguientes.
• Hidroxicitronelal (olor de lirio)
• Geraniol (olor de geranio)
• Citronelal (olor de limón)
• Citronelol (olor de rosa)
• Linalol (olor de lavanda)
• Mentol (olor de menta fuerte)
Desde hace unos veinte años se han encontrado métodos de síntesis a partir de materias primas petroleras tales como etileno, isobutileno e isopreno. Las vías sintéticas son en general menos costosas que las purificaciones y conversiones de los productos naturales, aunque produzcan sustancias más puras, lo que en el campo de los perfumes puede ser un inconveniente al resultar en fragancias que carecen de la sutileza de las naturales. Hoy en día los productos sintéticos han desplazado los productos naturales del mercado de gran consumo (detergentes y jabones ordinarios).
Otros componentes
Las formulaciones detergentes pueden contener también otras sustancias, dependiendo del uso final del producto.
Los hidrótropos son sustancias muy hidrofílicas destinadas a mejorar la solubilización del surfactante en formulaciones líquidas. Los hidrótropos no tienen en si-mismos propiedades surfactantes pero actúan como cosolubilizadores a alta concentración. Los más utilizados son los sulfonatos de tolueno, etil-benceno y xileno.
Ciertos agentes anticorrosión se añaden a las formulaciones detergentes para proteger las partes metálicas de los artefactos de lavar. En general se usa el silicato de sodio que posee además un papel secundario como mejorador. Cuaderno FIRP S332A 9 Detergentes
Ciertas formulas desinfectantes contienen bactericidas, los cuales pueden ser surfactantes anfóteros que actúan también como dispersantes de jabones de calcio, o catiónicos que además producen un efecto suavizador por sus propiedades antiestáticas.
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Los desinfectantes pueden también contener productos clorados bactericidas y sustancias con propiedades desodorantes.
Ciertos polvos para fregar y raspar contienen abrasivos como polvo de piedra pomez, talco o arcillas.
Algunos perfumes usados en detergentes y jabones, y sus precursores terpénicos.
Producción de detergente en polvo
Los detergentes en polvo contienen materiales disponibles en forma sólida (fosfatos, carbonato, silicato, sulfato...) y sustancias que o bien están en forma de pasta como los ABS o
LAS neutralizados, o bien en forma de líquido viscoso (ABS no neutralizados, jabones, surfactantes noiónicos) o en solución (colorante, mejoradores ópticos, perfumes).
El problema de fabricación de los detergentes en polvo es mezclar íntimamente todos los ingredientes hasta obtener un sólido que contenga sólo 10% de agua.
El polvo detergente no debe contener polvillo, pero ser inmediatamente soluble en agua, además de poseer una baja densidad (300-500 Kg/m3) por razones comerciales relativas al tamaño del empaque. La presentación más clásica es la de partículas pequeñas (0,5 - 2 mm) y porosas.
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Hoy en día existen tres métodos para llegar a tal tipo de producto. El primero consiste en mezclar todos los ingredientes en una suspensión pastosa (slurry) que contiene 30% de agua y Cuaderno FIRP S332A 10 Detergentes luego secar por atomización (spray drying) en una corriente de gases calientes. Es el método más utilizado ya que permite una perfecta homogeneización. Sin embargo el costo energético del secado y el hecho de que ciertas sustancias como los blanqueadores, las enzimas e inclusos ciertos surfactantes, no son estables al calor, han impulsado el desarrollo de dos otros procesos: la neutralización en seco y el mezclado y aglomeración de sólidos. Sin embargo ninguno de estos dos últimos métodos ha logrado todavía suplantar el primero.
Secado por atomización (Spray drying)
La primera etapa del proceso es la fabricación de una suspensión pastosa (slurry) que contiene del orden de 30% de agua. La Figura 5 indica el esquema de un proceso de fabricación continua del slurry.
Los sólidos están descargados de sus tolvas de almacenamiento por un sistema de dosificación (peso) automática en una línea transportadora de tipo tornillo sin fin, la cual juega también el papel de pre mezclador.
En cuanto a la línea de ingredientes líquidos, es esencialmente semejante, con bombas dosificadoras a la salida de cada tanque.
Ambas corrientes entran en un mezclador, el cual es un dispersor de alta velocidad cuyo propósito es eliminar cualquier aglomerado y homogeneizar el slurry. El slurry pasa luego a un tanque de maduración en el cual "envejece" durante un tiempo de residencia del orden de 20 minutos. El envejecimiento permite la hidratación de ciertas sustancias, una mejor homogeneización y unas características reológicas estables.
Al salir del madurador, el slurry pasa a través de una bomba homogeneizadora y de un sistema de filtros. Luego se envía a un sistema de bombeo de alta presión (100 atm) que alimenta los atomizadores de la torre de secado.
En ciertos casos puede ser ventajoso manejar los ácidos sulfónicos y los ácidos grasos en lugar de los sulfonatos o de los jabones, los cuales son netamente más viscosos. En tales casos se neutralizan los ácidos a la entrada del mezclador con dos líneas de líquidos, una que contiene los ácidos orgánicos y las otras que contiene una solución acuosa de hidróxido
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de sodio. Existen numerosas variaciones según los requerimientos de bombeo, agitación y el desprendimiento del calor de reacción.
El slurry está bombeado a alta presión a través de orificios atomizadores de aproximadamente 3 mm de diámetro en la parte superior de la torre de secado. Existen en general dos o más sistemas de atomización, cada uno con un dispositivo de inyección de vapor para su limpieza. Esto permite garantizar un funcionamiento continuo de la planta.
En el dispositivo a co-corriente de la Figura 6, los gases calientes (300°C) proviniendo de un quemador de gasoleo entran por la parte superior de la torre. Es indispensable que las gotas de slurry no entren en contacto con las paredes, por eso la torre es en general ancha (3-10 m de diámetro). Como siempre existe una pequeña fracción de las gotas que adhieren a las paredes, la torre está provista con un sistema raspador para la limpieza.
El tiempo de contacto varía según los casos entre 10 y 30 segundos. La altura de la torre varía entre 15 y 30 m.
El dispositivo de la Figura 6 es a co-corriente descendiente. Puede usarse también este tipo de aparato a contracorriente, con la entrada de gases calientes en la parte baja y la salida en la parte alta.
PODER DETERGENTE
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El detergente es una sustancia tensioactiva y anfipática que tiene la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo.
La palabra inglesa equivalente es detergent. El término alemán empleado es tensid, que parece más preciso, ya que hace referencia directa a sus propiedades físico-química. En medicina se entiende por deterger, limpiar una úlcera o herida, y se denominan detersorios las sustancias que se emplean para ello. Esto implica que puedan calificarse como detergentes sustancias tan dispares como la saliva, el jabón o la gasolina dependiendo de sobre qué superficies sean empleadas, ya que cuando limpian tienen un efecto detergente. También se podría definir que detergente es cualquier sustancia que tiene propiedades de disolver a otra sustancia incorporando la sustancia disuelta en la sustancia detergente inicial.
La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno sustituido, denominados sulfonatos de alquilbenceno lineales (LAS). Otros son compuestos de alquilbenceno sulfatos de cadena ramificada (ABS), que se degradan más lentamente que los LAS.
Hasta 1970 un detergente típico de lavandería de gran potencia contenía 50% de tripolifosfato de sodio (fosfato) y sólo un 18% de LAS. Como se mencionó anteriormente es el LAS el que tiene la acción detergente, y desde entonces algunos fabricantes han reducido el porcentaje de fosfatos.
En la vida diaria se entiende por detergentes únicamente a las sustancias que disuelven las grasas o la materia orgánica gracias a su tensoactividad.
Este término pasó del lenguaje industrial al lenguaje doméstico para referirse a ellos en contraposición con el jabón. Pero en realidad, el jabón es un detergente más.
Aunque los jabones comparten estas propiedades, los jabones no son considerados en la práctica como detergentes. Los jabones deben su tensoactividad a la propiedad de sus moléculas de tener una parte hidrófila (a su vez lipófoba) y otra lipófila (a su vez hidrófoba) (v.gr. molécula anfifílica) y poder emulsionar la suciedad insoluble en agua.
En el jabón, esta propiedad se obtiene al hidrolizar un ácido graso de cadena larga con una sal alcalina, frecuentemente de sodio o de calcio. Este proceso se denomina saponificación. El extremo de la molécula que contiene al ácido graso es lipófilo, y el que contiene al átomo alcalino es hidrófilo. Ésta fue básicamente la única sustancia tensoactiva utilizada a nivel doméstico hasta mediados del siglo XX. Cuando aparecieron las lavadoras automáticas se
creó una demanda progresiva de sustancias más activas y que se comportasen mejor en aguas duras, (más ricas en calcio), ya que éstas aumentaban la hidrosolubilidad del jabón, con lo que era arrastrado antes, disminuyendo el tiempo de contacto entre el mismo y la ropa. Esto se sumó a la escasez de jabón que se había producido durante la Segunda Guerra Mundial. Aparecieron en el mercado doméstico productos detergentes de origen industrial que fueron incluyendo mezclas de tensoactivos con otras sustancias, (coadyuvantes, como los polifosfatos, silicatos, carbonatos y perboratos, y agentes auxiliares que incluyen entre otros enzimas, sustancias fluorescentes, extabilizadores de espuma, colorantes y perfumes). Los primeros detergentes de este tipo, derivados del benceno, se utilizaron ampliamente en los años 40 y 50, pero no eran solubles ni biodegradables, lo que los hacía ecológicamente dañinos. Una segunda generación de detergentes, los alquilsulfonatos lineales, resultan menos tóxicos al ser biodegradables.
El primer detergente (jabonoso) se fabricó en Alemania en 1906, y consistía en una mezcla de jabón tradicional al que se añadió perborato y silicato sódicos. Se denominó con las tres primeras letras de cada añadido, Persil.
Detergentes ácidos
Los detergentes ácidos son recomendados para limpiar superficies de cemento o materiales pétreos, pues recuperan la apariencia estética de fachadas y muros, disminuyendo los tiempos de limpieza.
Estos productos ofrecen las siguientes ventajas:
Limpia rápidamente. Mejora la apariencia y adherencia de las superficies. No mancha.
Aplicación de detergentes
Humedecer la superficie antes de aplicar.
La aplicación se debe hacer con brocha o rodillo, el producto se debe aplicar sin diluir o bien diluir en una proporción de 1l de detergente por 3 de agua.
Después de aplicar espere de 8 a 12 minutos a que el producto penetre en la superficie.
Cepille la superficie, con un cepillo de cerdas plásticas o metálicas, dependiendo de la dureza de los residuos, hasta retirarlos por completo.
Una vez que ha eliminado todos los residuos, enjuague la superficie con agua y jabón hasta eliminar por completo el detergente ácido y neutralizar la superficie.
Existen detergentes para diferentes usos por ejemplo para lavar pisos, loza, muebles, etc. algunos de ellos son:
Antibacterial: Su propósito es la protección de todo tipo de piel contra las bacterias causantes del mal olor y/o algunas enfermedades comunes.
Lavaplatos: Esta es multiusos, se puede utilizar para limpiar mesas, frascos y fregaderos. Impregne una esponja doble uso húmeda con una pequeña cantidad de crema lavaplatos, haga espuma y frote la superficie del objeto. Enjuague con abundante agua.
Detergente en polvo: Responde a las necesidades de lavado moderno de los textiles. Disolver una cantidad pequeña en agua, hasta obtener espuma
Multiusos: Usado en todo tipo de superficies; útil para remover todo tipo de suciedad y grasas leves de pisos, ventanas, autos, ropa, trastes etc.
Precauciones
No exceda la dosificación recomendada y no deje el detergente ácido sin neutralizar por mucho tiempo, ya que la superficie se puede deteriorar.
No utilice el producto para limpiar superficies de metal o acero como: cimbras, tubería metálica, acero de refuerzo, etc. ya que el producto podría corroerlas.
No mezclar con lavandina
Diferencia entre jabón y detergente
La principal diferencia se encuentra en los grupos polares, en los jabones es el grupo carboxilato (O=C-O-Na) en cambio en los detergentes es el grupo SO3 Na. El detergente es disolvente GH8 mientras el jabón es IJ45 para además hacerlo de una forma corrosiva.
Detergentes para ropa
Se pueden clasificar en tres grupos:
Detergentes en polvo Detergentes líquidos
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Detergentes en pastillas
Durante muchos años los detergentes en polvo han ocupado la mayor parte del mercado de los detergentes textiles, si bien la categoría de los detergentes líquidos está creciendo cada vez más.
Los consumidores utilizamos temperaturas de lavado cada vez menores, bien para proteger los tejidos y los colores, bien para ahorrar energía y proteger el ambiente.
Por este motivo durante las últimas décadas los fabricantes de detergentes se han visto forzados a modificar severamente la composición de sus productos. Han respondido a estos cambios añadiendo a sus productos enzimas, agentes oxidantes y fosfonatos.
Cabe destacar que algunas personas lo llaman impropiamente jabón en polvo.
Los detergentes líquidos por su parte son cada vez mejor aceptados entre los consumidores. Estos detergentes suelen tener una efectividad inferior a la de sus homólogos en polvo. Esto se debe a la dificultad para incorporar en ellos ingredientes como las zeolitas, los fosfatos y ciertos agentes blanqueantes. Los fabricantes intentan compensar estos problemas técnicos aumentando la concentración de tensioactivos en la fórmula. En los últimos años se está produciendo un proceso de concentración de los ingredientes en las formulaciones de los detergentes líquidos. Un estudio reciente ha demostrado que los detergentes concentrados tienen una eficacia similar a la de sus homólogos convencionales, siendo los concentrados más respetuosos con el medio ambiente.
A pesar de llevar varios años en el mercado europeo los detergentes en pastillas no han conseguido una cuota de mercado significativa. La mayor ventaja de estos detergentes es su comodidad de uso: se dosifican con facilidad, ocupan poco y es fácil saber cuántas dosis quedan. Uno de los requisitos para formular un detergente en pastillas es que se desintegre rápido al contacto con el agua de lavado. Para ello los fabricantes suelen añadir ingredientes efervescentes, dispersantes o sales de disolución rápida.
IV. ESTEROIDES
Los esteroides son un tipo de compuestos orgánicos derivados del núcleo del pentanohidrofenanteno o esterano que se compone de vitaminas y hormonas formando cuatro anillos fusionados, tres con seis átomos y uno con cinco; posee en total 17 átomos de
carbono. En los esteroides esta estructura básica se modifica por adición de diversos grupos funcionales, como carbonilos e hidroxilos (hidrófilos) o cadenas hidrocarbonadas (hidrófobas). Ciclopentanoperhidrofenantreno.
El núcleo de esteroide es bastante rígido con una estructura prácticamente plana. Las sustancias derivadas de este núcleo poseen grupos metilo (-CH3) en las posiciones 10 y 13 que representan los carbonos 18 y 19, así como un carbonilo o un hidroxilo en el carbono 3; generalmente existe también una cadena hidrocarbonada lateral en el carbono 17; la longitud de dicha cadena y la presencia de metilos, hidroxilos o carbonilos determina las diferentes estructuras de estas sustancias.
Características
Las hormonas esteroides tienen en común que:
Se sintetizan a partir del colesterol.
Son hormonas lipofílicas que atraviesan libremente la membrana plasmática, se unen a un receptor citoplasmático, y este complejo receptor-hormona tiene su lugar de acción en el ADN del núcleo celular, activando genes o modulando la transcripción del ADN.
Entre los esteroides se pueden destacar los esteroles.
Funciones
En los mamíferos, como el ser humano, cumplen importantes funciones:
Reguladora: Algunos regulan los niveles de sal y la secreción de bilis.
Estructural: El colesterol es un esteroide que forma parte de la estructura de las membranas de las células junto con los fosfolípidos. Además, a partir del colesterol se sintetizan los demás esteroides.
Hormonal: Las hormonas esteroides son:
Corticoides: glucocorticoides y mineralocorticoides. Existen múltiples fármacos con actividad corticoide, como la prednisona.
Hormonas sexuales masculinas: son los andrógenos, como la testosterona y sus derivados, los anabolizantes androgénicos esteroides (AE); estos últimos llamados simplemente esteroides.
Todos ellos son derivados de los esteroides, por ende es de suma importancia en el ser humano.
CERAS ESENCIALES
Las ceras son ésteres de ácidos grasos con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. . Por ejemplo la cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales las podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel, plumas, cutícula, etc. En los vegetales, las ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la suberina, que evitan la pérdida de agua por evaporación.
A semejanza de las grasas, las ceras naturales son mezcla de diferentes ésteres, generalmente sólidas a temperatura ambiente. Las ceras se encuentran ampliamente distribuídas tanto en plantas como en animales, actuando como agentes protectores. Por ejemplo, la cera se encuentra presente dentro de la cutícula de las hojas y frutos, ayudando a minimizar la perdida de agua por transpiración; mientras que en los animales, las plumas y lana están protegidas del agua, dada la naturaleza hidrofóbica de la cubierta cerosa de las mismas. Entre las ceras de origen animal que mejor se conocen, figura la lanolina (obtenida
a partir de lana), cera de abejas (una secreción de insectos) y el espermaceti, obtenido a partir del esperma de ballena.
En algunos animales acuáticos, las ceras a menudo reemplazan a los triglicéridos. Por ejemplo, en algunas ballenas y en algunos crustáceos, como el copépodo Calanus sp, los ésteres de cera representan el principal componente de los depósitos grasos. A pesar de que las ceras no son hidrolizadas por animales terrestres y por ende no tienen un valor nutricional real, ciertos animales acuáticos, como peces marinos (p. ej. sardinas, arenque, salmón) son capaces d fraccionar los ésteres de las ceras, dejándolas disponibles para la digestión. Sin embargo dado, que la fracción de ácidos grasos de estas ceras generalmente está saturada; así como a la deficiencia en AGPI de cadena larga, probablemente las ceras únicamente funcionen como fuentes energéticas, más bien que para propósitos estructurales.
Funciones de las ceras
Por su punto de fusión elevado, que hace que sean sólidas a temperatura ambiente, y por su insolubilidad en agua las ceras cumplen funciones de protección, aislamiento y lubricación.
En las plantas recubren la superficie de tallos, hojas y frutos, evitando la evaporación excesiva del agua y protegiendo contra los ataques de insectos y parásitos.
En ciertos animales existen glándulas que secretan ceras que ayudan a mantener flexibles, a lubricar y a proteger del agua el pelo, la piel y las plumas (lípidos de la cutícula de insectos, lanolina de las ovejas, lípidos de la glándula uropigial de aves). Las abejas utilizan la cera para construir sus panales. Una función muy particular corresponde a las ceras del espermaceti del cachalote, que contribuyen a la flotabilidad y a la ecolocalización.
En el zooplancton polar, las ceras son la principal forma de reserva energética.
Las ceras se han usado mucho industrialmente, en aplicaciones farmacéuticas, cosméticas o en otras industrias. Dentro de la más ustilizadas están la cera de abejas, la cera carnauba y el aceite de jojoba.
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CARACTERISTICAS.
Cera liposoluble: formada de resinas naturales de pino y aceites derivados de productos naturales de bajo punto de fusión y que resulta semisólida a temperatura ambiente.
• Fácilmente licuables debido a su bajo punto de fusión ya sea en calentador de botes de cera o en la pistola aplicadora de Roll-on.
• Contiene colofonia de pura gema lo cual le aporta mayor adherencia al vello, mayor elasticidad y mayor suavidad de arranque.
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• Requiere de bandas depilatorias: es decir, la cera extendida sobre la piel debe ser retirada por medio de bandas (Art. Nº 6055 230 750).
• Sistema muy higiénico: ya que se trata de cera desechable, de un solo uso.
PRESENTACION
• Cera en bote 400ml.: debe ser calentada por medio de un calentador especial y aplicada con una espátula.
• Roll-On 100ml. de tipo Standard Universal: de fácil aplicación por medio de pisto la aplicadora, que determina el correcto flujo de cera de manera homogénea y constante. Válido para ser aplicado sobre todas las partes del cuerpo.
ACEITES ESENCIALES
Los aceites esenciales son mezclas de varias sustancias químicas biosintetizadas por las plantas, que dan el aroma característico a algunas flores, árboles, frutos, hierbas, especias, semillas y a ciertos extractos de origen animal (almizcle, civeta, ámbar gris). Se trata de productos químicos intensamente aromáticos, no grasos (por lo que no se enrancian), volátiles por naturaleza (se evaporan rápidamente) y livianos (poco densos). Son insolubles en agua, levemente solubles en vinagre y solubles en alcohol, grasas, ceras y aceites vegetales. Se oxidan por exposición al aire. Se han extraído más de 150 tipos, cada uno con su aroma propio y «virtudes curativas únicas». Proceden de plantas tan comunes como el perejil y tan exquisitas como el jazmín. Para que den lo mejor de sí, deben proceder de ingredientes naturales brutos y quedar lo más puro posible.
El término esencias o aceites esenciales se aplica a las sustancias sintéticas similares preparadas a partir del alquitrán de hulla y a las sustancias semisintéticas preparadas a partir de los aceites naturales esenciales. El término aceites esenciales puros se utiliza para resaltar la diferencia entre los aceites naturales y los sintéticos.
Los aceites esenciales son característicos de los magnoliales, los laurales, los austrobaileyales y los piperales, y también de algunas familias no emparentadas con estos órdenes, como Myrtaceae, Rutaceae, las familias de apiales, Lamiaceae, Verbenaceae y Asteraceae.
Están presentes en distintas partes de la planta: en las flores (como en el caso de la lavanda, el jazmín y la rosa) en todo el árbol (como sucede con el eucaliptus) en las hojas (la cidronela) en la madera (el sándalo) en la raíz (el vetiver)
en la resina que exudan (el incienso, la mirra y el benjuí) en la cáscara de los frutos (el limón, la naranja y la bergamota)
Dentro de los tejidos vegetativos, se encuentran en células esféricas o diferentes cavidades o canales en el parénquima, y cuando dan el olor a las flores, se encuentran en las glándulas odoríferas, desde donde son liberados.
NOMENCLATURA
Se denominan con el mismo nombre de la planta de origen: aceite esencial de lavanda, aceite esencial de limón, etc.
De algunas plantas se extrae más de un aceite esencial, en cuyo caso el nombre varía. Por ejemplo, de las flores del naranjo se extraen: por destilación, el nerolí o azahar; por destilación de los frutos recién formados, el petitgrain, y de la cáscara o corteza de los frutos, el aceite esencial de naranjo.
En algunos casos es necesario recurrir a la nomenclatura botánica para evitar confusiones. Por ejemplo, el aceite esencial de palo de rosa proviene de la planta Aniba rosaeodora, que no tiene ningún parentesco con la rosa de jardín que conocemos.
Los aceites esenciales son muy inestables: volátiles, frágiles, y alterables con la luz. Para obtenerlos de la fuente natural, se utilizan principalmente dos métodos:
Destilación en corriente de vapor (o por arrastre de vapor).
Extracción, que puede ser por presión en frío (exprimiendo sin calentar), por enfleurage, entre otros. También se pueden extraer aceites esenciales mediante su disolución en aceites vegetales (almendra, durazno, maní, oliva, sapuyul).
Son muy concentrados, por lo que sólo se necesitan pequeñas cantidades para lograr el efecto deseado (del orden de los miligramos).
También se pueden sintetizar en forma artificial, que es la manera más habitual de obtenerlos, debido a que la gran demanda de estos productos no llega a ser abastecida por las fuentes naturales.
ESTRUCTURA QUIMICA
Están formados principalmente por terpenoides volátiles, formados por unidades de isopreno unidas en estructuras de 10 carbonos (monoterpenoides) y 15 carbonos (sesquiterpenoides). Las sustancias responsables del olor suelen poseer en su estructura química grupos funcionales característicos: aldehídos, cetonas, ésteres, etc.
Cada aceite lo integran por lo menos 100 compuestos químicos diferentes, clasificados como aldehídos, fenoles, óxidos, ésteres, cetonas, alcoholes y terpenos. También puede haber muchos compuestos aún por identificar.
Estructura molecular del isopreno, la unidad química de losterpenoides, compuesto principal de los aceites esenciales.
El uso principal de los aceites esenciales es en perfumería. Los fenoles y terpenos de los aceites esenciales, los fabrican las plantas para defenderse de los animales herbívoros.
Actúan como mensajeros químicos. Los aceites esenciales se mezclan con los naturales de la piel reforzando la nota de fondo, motivo por el cual cada piel le confiere a un mismo perfume un aroma particular y diferente.
El clima también influye: en el más cálido o húmedo se evaporan con más facilidad las notas altas, por lo que se acentúan las de fondo, motivo por el cual las fragancias nos parecen más intensas en verano. En contacto con la epidermis, los perfumes, sufren alteraciones a los 30 minutos siguientes (nota alta) y otra al cabo de algunas horas (las notas media y baja).
También ha sido tradicionalmente utilizados en botánica sistemática para establecer parentescos entre plantas, al principio en forma indirecta (utilizando el olor como carácter), luego en su forma química.
También se les está utilizando como conservadores para alimentos, especialmente cárnicos. Por sus propiedades insecticidas y acaricidas que poseen algunos aceites, se los produce con fines de controlar algunas plagas de manera ecológica.
Otro uso es en la terapia alternativa denominada aromaterapia. Por ejemplo, el aceite de lavanda se usa para las heridas y quemaduras, y el aceite de jazmín se utiliza como relajante.
Al aceite de lavanda se usa en aromaterapia para las heridas y quemaduras.
Es importante señalar que la mayor parte de los aceites esenciales no pueden aplicarse en su estado puro directamente sobre la piel, ya que son altamente concentrados y pueden quemar la piel.
Antes de aplicarlos es necesario diluirlos en otros aceites, conocidos como aceites bases, o en agua.
Preferentemente los aceites esenciales no deben de ser ingeridos. No deben entrar en contacto con los ojos. En caso de hacerlo deben de lavarse los
ojos con abundante agua, evitando tallarse con las manos. Deben de usarse con moderación en mujeres embarazadas y niños. No confundir los aceites esenciales con los aceites sintéticos, su calidad es muy
inferior a los aceites esenciales y si son aplicados en la piel causan quemaduras y alergias.
CONSERVACION
Los aceites esenciales siempre deben de estar protegidos de la luz y mantenerse en las botellas de vidrio herméticamente cerradas, de preferencia botellas de color azul, ya que este color es específico para los aceites esenciales.
QUÍMICA ORGANICA 53
BIOMOLECUALAS
BIBLIOGRAFIA
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