GRASAS Y ACEITES 1 – GRASAS Y ACEITES 1.1 – DEFINICIÓN. ESTRUCTURA ESTRUCTURA Una grasa es una mezcla de triglicéridos, estos son compuestos en los que cada uno de los tres grupos OH de la glicerina forma un éster con un ácido graso. Por lo tanto, desde el punto de vista químico, químico , las grasas son ésteres de la l a glicerina y ácidos grasos superiores. O
CH2 – O – C – R O
CH2 – O – C – R` O
CH2 – O – C – R” Los tres ácidos grasos que componen el triglicérido pueden ser iguales o dif erentes. Los ácidos grasos pueden ser saturados o insaturados, los que tienen más de un doble enlace se llaman poliinsaturados. Los triglicéridos que son sólidos o semisólidos a temperatura ambiente se llaman grasas. La mayor parte de las grasas se obtiene de animales y está formada sobre todo por triglicéridos largos compuestos por ácidos grasos que son saturados o que solo cuentan con un doble enlace. Las colas de los l os ácidos grasos saturados se ajustan bien entre sí y por ello los triglicéridos tienen puntos de fusión más altos, lo que los hace ser sólidos a temperatura ambiente. Los triglicéridos líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites. Provienen de productos vegetales como maíz, soja, aceitunas. Se componen principalmente de ácidos grasaos insaturados, por ello presentan puntos de fusión bajos y son líquidos a temperatura ambiente.
PORCENTAJE APROXIMADO DE ÁCIDOS GRASOS EN ALGUNAS GRASAS Y ACEITES COMUNES. Ácidos grasos saturados
Ácidos grasos insaturados
PF Láurico (ºC) 12 C
Mirístico 14 C
Palmítico 16 C
Esteárico 18C
Oleico 18 C
Linoleico 18 C
Linolénico 18 C
Manteca
30
---
1
28
12
48
6
---
Maíz
20
---
1
10
3
50
34
---
Oliva
6
---
---
7
2
84
5
---
Soja
-16
---
---
10
2
29
51
7
1.2 – ÁCIDOS GRASOS OMEGA Omega es un término que se usa para indicar la posición del primer enlace doble a partir del extremo metilo en un ácido graso insaturado. Por ejemplo el ácido linoleico es un ácido graso omega 6 porque el primer enlace doble se localiza después del sexto carbono y el ácido linolénico es un ácido omega 3 porque el primer enlace doble se localiza después del tercer carbono. Los mamíferos carecen de la enzima que introduce un enlace doble más allá del carbono 9, por consiguiente los ácidos linoleico y linolénico son ácidos grasos esenciales para los mamíferos, ya que no los pueden sintetizar, pero los requieren en las funciones normales del organismo, por lo que deben incluirse en las dietas. H3C
Ácido graso omega 6
HO O
ácido linoleico
H3C
Ácido graso omega 3
HO O ácido linolénico
1.3 – GRASAS TRANS En general, la configuración de las grasas y aceites naturales es “cis”, pero pueden aparecer ácidos grasos “trans” en los alimentos, las principales fuentes de grasas trans presentes en los alimentos son tres: •
• •
Se encuentran en pequeñas cantidades en la carne y productos lácteos enteros de animales rumiantes, como vacas y ovejas, generándose a causa de la acción de ciertas bacterias contenidas en su estómago. Sin embargo, esta situación no es la que preocupa a los especialistas. Se obtienen mediante calentamiento y cocción de aceites a altas temperaturas. Son producidas por proceso de hidrogenación industrial o solidificación de aceites para su uso en margarinas y grasas para pastelería.
Este último procedimiento tiene la finalidad de lograr la obtención de grasas vegetales sólidas que dan frescura y mejor textura a los alimentos industrializados; adicionalmente, permite que las grasas no se tornen rancias y con ello se incrementa la estabilidad del sabor y fecha de caducidad de productos como manteca vegetal, margarina, pan, pasteles, galletas y aderezos para ensalada. También se utilizan en la preparación de comida rápida, como hamburguesas, panchos y papas y pollo fritos. Antes del año 2000 se consideraba más saludable el consumo de margarina que de manteca de origen animal, porque el consumo de grasas saturadas provenientes de
alimentos de origen animal eleva los niveles de colesterol LDL (lipoproteína de baja densidad), que comúnmente se llama colesterol “malo” pues transporta mayor cantidad de colesterol en sangre y, en exceso, se acumula en las paredes de las arterias y las endurece. Además, disminuye el colesterol HDL (lipoproteína de alta densidad) comúnmente conocido como colesterol “bueno”, ya que ayuda a que el LDL no se acumule en exceso, recogiéndolo de las paredes de las arterias y llevándolo de vuelta a hígado para su metabolismo. Los niveles elevados de colesterol LDL y de HDL bajos, promueven cambios en las arterias y en el corazón, con consecuente desarrollo de enfermedades del corazón, infartos y derrames cerebrales. A partir del 2001, una gran cantidad de estudios reveló que tanto las grasas saturadas como las trans incrementan las concentraciones de colesterol ‘malo’ y reducen los niveles del ‘bueno’; en consecuencia, aumenta el riesgo de padecer enfermedades cardiacas. 2 – JABONES 2.1 – HIDRÓLISIS DE LAS GRASAS Las grasas, por ser ésteres, pueden ser hidolizadas, la hidrólisis alcalina produce glicerina y sales de ácidos carboxílicos: O O
CH2 – O – C – R
+-
CH2 – O – C – R` O
Na :O – C – R O
CH2 – O – H
O
ו
+ 3OHNa
CH2 – O - H ו
CH2 – O - H
+
+-
Na :O – C – R` O +-
Na :O – C – R”
CH2 – O – C – R” Cuando las sales de ácidos carboxílicos que se forman poseen de 10 a 18 carbonos se usan como jabones y la reacción es denominada reacción de saponificación. Un jabón es una mezcla de sales sódicas o potásicas, de ácidos de cadenas largas, formada por hidrólisis alcalina de una grasa sólida o líquida. Cada grasa se caracteriza por posser un índice de saponificación , que son los miligramos de hidróxido de potasio necesarios para saponificar un gramo de grasa.
Supongamos que el peso de la grasa sea de A gramos y se requieran B mg de KOH para saponificarla. Calculamos el índice de saponificación como sigue: A g grasa 1 g grasa
B mg KOH X = B / A mg KOH (Indice de saponificación)
2.2 ACCIÓN LIMPIADORA DE LOS JABONES Una molécula de jabón está constituida por dos partes: -
Grupo hidrófilo: Grupo carboxilato que es polar y soluble en agua. Grupo hidrófobo: Grupo R – que no es polar y es insoluble en agua.
Ejemplos: CH3(CH2)14COO:- + Na palmitato de sodio
CH3(CH2)7 CH = CH (CH2)7 COO:- + K oleato de potasio
Al poseer estas dos fracciones, el jabón ejerce su acción limpiadora de la siguiente manera: -
En medio acuoso, las moléculas de jabón se congregan en micelas (similares a esferas), pudiendo contener cada una centenares de moléculas de jabón. Por la afinidad con el agua, los iones carboxilatos se ubican en la superficie de la micela, mientras que las cadenas hidrocarbonadas, que son hidrófobas, se reunen en el centro.
-
-
Los cationes Na+ están disueltos en el agua (ión – dipolo) y no participan de la acción del jabón. Las micelas se rechazan entre sí debido a las cargas negativas de los iones carboxilato de su superficie. Las sustancias no polares (grasas y aceites) que componen la suciedad, son afines a la acción hidrófoba del jabón (interior de la micela), lo que hace que se ubiquen en forma de gotitas en el interior de las micelas. Así el aceite o grasa, se separa de la superficie que se está limpiando.
2.3 – DESVENTAJAS DE LOS JABONES Los jabones forman sales insolubles con los iones calcio y magnesio, que están presentes en las aguas duras. Por esta razón el jabón en este tipo de aguas es menos efectivo como agente limpiador. Ejemplo: Ejemplo: 2 CH3(CH2)14COO:- Na+
jabón
(soluble en agua)
+
Ca ++
[ CH3(CH2)14COO:- ]2 Ca ++
ión en agua dura
+
Na+
sal de calcio (insoluble en agua)
3 – DETERGENTES 3.1 - ESTRUCTURA Igual que los jabones, los detergentes tienen una cadena saturada no polar muy larga (grupo alquilo) que es la fracción hidrófoba y, además, un extremo polar soluble en agua. Ejemplos: −
Sales de sulfatos ácidos alquílicos provenientes de alcoholes de 12 a 18 carbonos:
C11H23 CH2
HOSO3H –O-H H2O
11H23
CH2 –O-SO C 3H
hidrófoba NaOH C11H23 H2 –O-SO3 - +Na H2O hidrófila
Es conveniente que –R no sea muy ramificado porque impide la biodegradabilidad del detergente. La biodegradabilidad o degradación por acción de microorganismos es esencial para evitar la presencia de detergentes en masas de aguas naturales (ríos, lagos, etc.) o en plantas de tratamiento de agua (ej.: plantas potabilizadoras, plantas de tratamiento de líquidos cloacales o industriales). 3.2 – CLASIFICACIÓN DE LOS DETERGENTES Se los suele clasificar de acuerdo a las carácterísticas químicas: Detergentes Neutros Aniónicos Catiónicos
Características Sus moléculas son polares no iónicas El extremo polar tiene carga negativa El extremo polar tiene carga positiva
Ejemplo polialcoholes sales de ácidos sulfónicos sales de amonio cuaternario
3.3 – VENTAJAS DE LOS DETERGENTES −
La mayoría de los alquilbencenosulfonatos y alquilsulfatos metálicos son solubles en agua, por lo que se pueden usar sin inconvenientes en aguas duras.
−
Los alquilbencenosulfonatos y alquilsulfatos metálicos, que son sales de ácidos fuertes, dan soluciones neutras. Los jabones, por ser sales de ácidos débiles, dan soluciones ligeramente alcalinas.
Bibliografía:
1. Morrison R., Boyd R. - QUÍMICA ORGÁNICA – Editorial Addison-Wesley Iberoamericana. 2. Solomons T. - QUÍMICA ORGÁNICA – Editorial Limusa.