otras sustancias de interés biológico

OTRAS SUSTANCIAS DE INTERÉS BIOLÓGICO
GLÚCIDOS, HIDRATOS DE CARBONO O AZÚCARES
Son los materiales más abundantes en la mayoría de las plantas. Se obtienen en las plantas a partir de la
fotosíntesis:
fotosíntesis
Energía solar + 6CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6O2
Los animales realizan el proceso contrario para obtener energía. Ejemplos de glúcidos:
Glucosa (C6H12O6) llamada azúcar de uva
Fructosa (C6H12O6) llamada azúcar de fruta
Sacarosa (C12H22O11) llamada azúcar de caña.
Las moléculas sencillas pueden unirse, con separación de agua, para dar lugar a otras más complejas.
También es posible el proceso inverso: las moléculas complejas se pueden descomponer al recuperar el agua
que se desprende en su formación (hidrólisis). Estas hidrólisis se llevan a cabo con la participación de enzimas
adecuadas. Almidón, glucógeno y celulosa son polímeros de elevada masa molecular.
sacarosa + H2O
glucosa + fructosa
almidón + (n-1)H2O
n glucosa
Los glúcidos se puede clasificar en monosacáridos (moléculas simples no hidrolizables, por ejemplo la
glucosa), disacáridos (por hidrólisis dan dos moléculas de monosacraridos, por ejemplo la sacarosa) y
polisacáridos (almidón, celulosa, etc.).
Los monosacaridos tienen un grupo aldehído o cetona y varios grupos alcohol. Se clasifican pues en
aldosas (glucosa) y cetosas (fructosa). Según el número de carbonos pueden ser biosas, triosas, tetrosas,
pentosas, hexosas. Los más importantes son las pentosas (ribosa) y las hexosas (glucosa, fructosa).
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
(aldosa)
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH
(cetosa)
La presencia de carbonos asimétricos en las moléculas de monosacáridos implica la existencia de
numerosos isómeros ópticos.
La celulosa es la sustencia orgánica más abundante en la Tierra. Los tallos jóvenes son casi
exclusivamente celulósicos. Por hidrólisis se descompone (como el almidón y el glucógeno) dando glucosa. Las
cadenas son muy largas (más de 10000 moléculas de glucosa). El hombre no tiene las enzimas necesarias para
llevar a cabo la hidrólisis de la celulosa por lo que no puede alimentarse con este polisacárido.
LÍPIDOS
Son compuestos formados por C,H y O. Son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos
(éter, benceno, etc.). Los lípidos más importantes son las grasas y los lipoides.
GRASAS
Son los ésteres de la glicerina (propanotriol) con diferentes ácidos grasos superiores con un número de
átomos de carbono comprendido generalmente entre 12 y 24. Si son sólidas se llaman mantecas o sebos
(manteca de cerdo, mantequilla, manteca de cacao, etc.). Las grasas líquidas se denominan aceites (aceite de
oliva, girasol, etc.). En la hidrólisis de las grasas siempre aparecen la glicerina y diversos ácidos como:
CH3-(CH2)12-COOH
ác. palmítico
CH3-(CH2)16-COOH
ác. esteárico
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
ác. oléico
CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
ác. linoleico
La reacción de hidrólisis es del tipo:
CH2OH
R-COO-CH2
│
│
R-COO-CH + 3 H2O
3 R-COOH
+
CHOH
│
│
R-COO-CH2
CH2OH
Los ácidos de las grasas naturales tienen siempre un número par de átomos de carbono ya que en los
procesos de formación y descomposición en los seres vivos siempre se unen y se separan los átomos de carbono
de dos en dos. En las grasas sintéticas se pueden encontrar átomos de carbono impares.
Cuando los ácidos contienen dobles enlaces (ácidos no saturados) las grasas son más blandas y funden
más fácilmente. Los dobles enlaces no permiten que se aproximen mucho las moléculas. El aceite de oliva
contiene hasta un 80% de ácido oleico (no saturado) por lo que es líquido a temperatura ambiente. La industria
transforma aceites vegetales y de pescado en mantecas mediante la hidrogenación de los enlaces dobles de los
ácidos no saturados.
Saponificación de las grasas
Se pueden saponificar las grasas con una disolución de NaOH. Se obtienen las sales alcalinas de los
ácidos grasos y glicerina. Las sales alcalinas son los jabones.
CH3-(CH2)16-COO-CH2
CH2OH
│
CH3-(CH2)16-COO-CH + 3 NaOH
│
3 CH3-(CH2)16-COONa + CHOH
│
│
CH3-(CH2)16-COO-CH2
CH2OH
También se pueden obtener jabones saponificando con agua y neutralizando los ácidos grasos con
Na2CO3
2 R-COOH + Na2CO3
2 R-COONa + CO2 + H2O
Los jabones irritan la piel y los ojos debido a que su reacción es fuertemente alcalina. Además no
actúan bien en aguas ácidas ni en aguas duras donde precipitan las sales de calcio y magnesio. Para solucionar
estos problemas se fabrican los detergentes.
Los detergentes son sales sódicas de ésteres del ácido sulfúrico con alcoholes superiores o ácidos
sulfónicos
NaOH
R-CH2OH + HO-SO3H
R-CH2-O-SO3H
(ésteres)
R-CH2-O-SO3Na
NaOH
R-H + HO-SO3H
R-SO3H
R-SO3Na
(ácido sulfónico)
Un ejemplo de detergente es el p-dodecilbencensulfonato de sodio
CH3-(CH2)11-C6H4-SO3Na
Los detergentes son bases muy débiles y además sus sales de Ca y Mg son solubles. Algunos resisten el
ataque de lsa bacterias (no son biodegradables) y contaminan las aguas formando grandes cantidades de
espumas.
LIPOIDES
Son sustancias de aspecto parecido a las grasas que se encuentran abundantemente en el cerbro, en la
yema de huevo y en muchas plantas. Forman parte de la membrana plasmática de las células. Los más
importantes son:
Esterinas. Como el colesterol y la ergosterina de la que deriva la vitamina D
Fosfátidos. Como la lecitina de la yema de huevo.
Carotinoides. Como la carotina que es un pigmento presente en el tomate, zanahoria del que deriva la
vitamina A.