Hemicelulosas de maderas

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RESUMEN

Los monosacáridos son polihidroxialdehídos
o polihidroxicetonas quirales que por hidrólisis no
conducen a la formación de azucares sencillos, se
clasifican en dependencia del número de átomos de
carbono y la
posición del grupo
carbonilo en la molécula; los mismos son caracterizados
por la presencia de un grupo carbonilo y al menos dos grupos
hidroxilos. Los monosacáridos se agrupan en dos series D y
L en dependencia de la posición que ocupa el último
centro estereogénico en la molécula.

Presentan reacciones debidas a la presencia de los
grupos presentes y reacciones debidas a la interacción de ambos grupos. Los
monosacáridos de 5 y 6 átomos de carbono se
encuentran distribuidos en la naturaleza y
se representan mediante su estructura
lineal en equilibrio con
la estructura hemiacetálica correspondiente, la estructura
cíclica presupone la presencia de dos formas
anómeras alfa y beta, los cuales exhiben el
fenómeno de la mutarrotación.

Las pentosas se encuentran generalmente en la naturaleza
en forma furanósica, la cual resulta de la reacción
intramolecular del carbono carbonílico con los grupos
hidroxilos del carbono 4 de las aldosas, o del carbono 5 de las
cetosas, formando anillos de 5 átomos (anillo
furanósico) mientras que cuando se produce la
reacción entre los grupos carbonilos con los grupos
hidroxilos del carbono5 de las aldosas y del carbono 6 de las
cetosas se encuentran en forma piranósica (
conformación silla C1 )

. Es necesario destacar que la D-fructosa se encuentra
en forma furanósica y es una cetohexosa.

Las proyecciones de Fischer son muy útiles para
denotar los centros estereogénicos, las estructuras
cíclicas de Haworth nos dan una idea más exacta de
la estructura de los monosacáridos, sin embargo las
conformaciones sillas son las representaciones más
adecuadas, debido a que todos los átomos de carbono se
encuentran en un mismo plano.

Muchas de las reacciones de los monosacáridos son
conocidas de capítulos anteriores, de las reacciones de
los aldehídos y cetonas, entonces los grupos hidroxilos de
los carbohidratos
originan éteres y ésteres. El grupo carbonilo se
reduce originando polialcoholes, la oxidación propicia la
formación de ácidos
aldónicos, aldáricos y aldurónicos y muchas
otras reacciones que pueden ser encontradas en textos
básicos de Química
Orgánica.

Los monosacáridos se encuentran en forma libre en
el reino vegetal, y constituyen las unidades básicas y
monoméricas de los oligosacáridos y
polisacáridos, intervienen en el metabolismo
celular vegetal y animal cumpliendo funciones
biológicas importantes.

Los oligosacáridos son un grupo de compuestos
abundantes en la naturaleza, abarcan de 2 a 9 unidadades de
monosacáridos, aunque algunos autores consideran que
pueden contener más de 9 unidades, los disacáridos
son los más abundantes, los cuales se distinguen dos
grupos: los disacáridos reductores y los no reductores, su
diferencia está en que los primeros reaccionan con
reactivos oxidantes, producen osazonas y exhiben el
fenómeno de la mutarrotación, los demás no
producen este tipo de reacción.

Los disacáridos reductores son la maltosa,
lactosa y celobiosa, mientras que la sacarosa es no reductor, no
presentan reacciones de oxidación, no presentan
mutarrotación, ni forman osazonas. La hidrólisis
conduce a la formación de monosacáridos, los
enlaces glicosídicos del tipo alfa son hirolizados con
enzimas maltasas;
mientras que los beta glicosídicos se hidrolizan en
presencia de enzimas denominadas emulsinas. Son compuestos de
gran importancia biológica algunos de ellos como la
sacarosa contenidos en la sabia de los árboles, otros como la celobiosa unidad
estructural de la celulosa.

La celulosa es un homopolisacárido, formado
sólo por unidades de D-(+)-glucosa
enlazadas entre sí por enlaces glicosídico β
1-4, lo cual le confiere la posibilidad de que las cadenas de
celulosa se alarguen, la rigidez de estas cadenas esta dada por
las interacciones por puentes de hidrógeno intracadenales. Las cadenas de
celulosas se unen mediante interacciones por puentes de hidrogeno
intercadenales para formar las micelas que a su vez originan
microfibrillas y macrofibrillas formando posteriormente las
fibras.

La celulosa se clasifica en diferentes tipos
según su solubilidad en NaOH 17,5%, y se clasifica en
dependencia de las dimensiones de la célula
unitaria o microcristalita. Sus propiedades físicas la
distinguen del resto de los polisacáridos, su alta masa
molecular, y su insolubilidad en los solventes orgánicos
usuales. La celulosa es biopolímero natural formado por
efecto de la fotosíntesis, constituye el 50 % en peso
del fuste de los árboles y el material de que dispone
el hombre para
la obtención de diferentes tipos de papeles y cartones,
fibras sintéticas, ácidos orgánicos,
alcoholes de
diferente naturaleza levaduras, nylon, películas
fotográficas y diversos productos para
la industria.

Las hemicelulosas se encuentran entre el 15 y el 30 % de
masa de la madera seca,
siendo hetereopolisacáridos, constituidos por pentosas y
hexosas. Los pentosanos son más abundantes en las MFC,
mientras que lo hexosanos presentan mayor abundancia en MFL: Son
polisacáridos de baja masa molecular asociados a las
celulosas en el tejido vegetal, pueden ser componentes
estructurales o no de la pared celular. Su hidrólisis
conduce a unidades relativamente bajas de azúcares o
monosacáridos, los más comunes son D xilosa,
L-arabinosa, D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, ácido
glucurónico, 4-O-metil glucurónico, ácido
D-galacturónico. Entre los constituyentes más raros
está la L-ramnosa, L-fucosa y varios azúcares
metilados neutros.

Las maderas de fibra larga (MFL) presentan mayores
contenidos de hexosanos con mayor abundancia de glucomananos y
galactoglucomananos y menores proporciones de arabinoxilanos. Las
maderas de fibra corta (MFC) presentan mayores contenidos totales
de hemicelulosas, de 20 a 35 % siendo más abundantes los
arabinoxilanos acetilados, aunque se encuentra glucomananos y
galactoglucomananos.

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