Se forman por la combinación del alcohol
glicerol o propanotriol (comúnmente llamado glicerina)
con ciertos ácidos, llamados ácidos
grasos.Las grasas y los aceites son ésteres (un
alcohol
más un ácido). Como el alcohol
que los forma es el glicerol, se los llama también
glicéridos. La numeración de la cadena se hace
a partir del grupo
carboxilo.- ¿Cuál es la composición y
estructura
de las grasas y los aceites?Estos compuestos tienen, en general, una cadena
hidrocarbonada larga, variable entre 12 y 26 átomos de
carbono,
en uno de cuyos extremos se encuentra el grupo
ácido o carboxilo.La cadena hidrocarbonada puede ser saturada, es
decir, tener enlaces simples entre sus carbonos, o bien
presentar uno o más dobles enlaces.En las grasas de reserva de los animales
existen sobre todo los ácidos de 16 y 18 átomos
de carbono.Además de la nomenclatura
que les corresponde oficialmente (terminación oico),
son conocidos por otros nombres que han sido derivados casi
siempre de su origen.Esto sucede, por ejemplo, con el ácido de 16
átomos de carbono,
denominado hexadecanoico, que habitualmente se conoce como
ácido palmítico por ser el principal componente
del aceite de palma. Su fórmula molecular es
C16H32O2.Otro ácido graso importante es el
ácido octadecanoico o esteárico. Su nombre se
debe a que es el más abundante en el sebo
animal.Además de estos ácidos saturados,
tiene importancia el ácido oleico, con 18 carbonos; su
característica es la existencia de un
doble enlace entre los carbonos nueve y diez. El ácido
linoleico tiene igualmente 18 átomos de carbono,
con dos dobles enlaces entre los carbonos 9 y 10 y entre los
12 y 13. - ¿A qué se llama ácidos
grasos?El glicerol tiene tres grupos OH.
Por lo tanto, se puede combinar hasta con tres ácidos
grasos iguales o diferentes para constituir una gran variedad
de grasas. Las grasas se nombran según las reglas de
nomenclatura
de un éster cualquiera. Es una reacción
reversible, es decir, un proceso
que se cumple en las dos direcciones. Por un lado, se forma
la grasa; pero algunas moléculas de esta pueden
reaccionar con el agua
produciendo la reacción inversa en la que se regeneran
el glicerol y el ácido graso. En las grasas naturales
predominan los ésteres, en los que intervienen tres
ácidos grasos iguales o diferentes. Se los denomina
triglicéridos.La grasa es un glicérido. El estado
sólido se debe a que predominan los ácidos
grasos saturados (sólidos). Además de los
glicéridos existen ácidos grasos libres y un
residuo formado por compuestos de estructura
compleja, llamados esteroles, y también vitamina E,
denominada tocoferol. Esta última sustancia,
además de su actividad como vitamina, es un
antioxidante natural que protege la grasa de la acción
del aire. - ¿Cómo se forma una grasa?
Son sustancias insolubles en agua y
menos densas que ella. En cambio, se
disuelven en otros disolventes tales como la nafta, el
éter, el benceno, el tetracloruro de carbono,
el cloroformo.Las grasas pueden descomponerse, dando nuevamente el
glicerol y los ácidos grasos que las constituyen, en
una reacción inversa a la de su formación. Como
esta descomposición es producida por el agua,
el fenómeno se llama hidrólisis. Se realiza con
vapor de agua a
presión, en autoclaves y utilizando catalizadores. En
los seres vivos, la hidrólisis se activa por el
concurso de enzimas
llamadas lipasas. - ¿Cuáles son las propiedades más
importantes de una grasa?Esta importante reacción descompone las
sustancias grasas cuando se las hierve con una
solución de un hidróxido fuerte, como el de
sodio o el de potasio.El fenómeno es comparable a la
hidrólisis pero, en lugar de quedar libres los
ácidos, se convierten en las sales del metal del
hidróxido empleado. Estas sales son los
jabones.Como los ácidos predominantes en las grasas
son el palmítico, el esteárico y el oleico, se
formaran mezclas de
palmitatos, estearatos y oleatos de sodio o de potasio, que
son los que componen la mayor parte de los jabones. Las
reacciones de saponificación no son
reversibles. - ¿Qué significa
saponificación?Las sustancias grasas sufren, por la acción
del aire,
el agua y
las bacterias,
fenómenos complejos de descomposición llamados
de rancidez o enranciamiento.Ocurren reacciones de hidrólisis lentas,
catalizadas por enzimas,
que dan lugar a la formación de aldehídos y
cetones. El oxígeno del aire ataca a
los dobles enlaces y, en un proceso
progresivo, termina por romper la cadena de carbonos
produciendo compuestos de mal olor. En la manteca, esta
alteración provoca la aparición del
ácido butírico o butanoico, causante del sabor
y del olor que toma esta sustancia cuando se
altera. - ¿A qué se debe la rancidez de una
grasa? - ¿Cómo se clasifican las sustancias
grasas? Explicar cada una de ellas.
Las sustancias grasas se clasifican en grasas y aceites.
Teniendo en cuenta su origen, pueden ser animales o
vegetales.
- Grasas animales, como
el sebo extraído del tejido adiposo de bovinos y ovinos,
grasa de cerdo, la manteca, etc. - Aceites animales, entre
los que se encuentran los provenientes de peces como
sardinas y salmones, del hígado del tiburón y del
bacalao, o de mamíferos marinos como el delfín o
la ballena; de las patas de vacunos, equinos y ovinos se
extraen también aceites usados como lubricantes e
impermeabilizantes. - Aceites vegetales, el grupo
más numeroso; por sus usos pueden ser clasificados en
alimenticios, como los de girasol, algodón, maní,
soja, oliva,
uva, maíz y no alimenticios, como los de lino, coco y
tung.
- Explicar la elaboración del aceite de
semillas.
Podemos dividir su fabricación en las siguientes
etapas:
- Tratamientos preliminares de la materia
prima. - Extracción del aceite.
- Filtración y purificación.
- Refinación.
- Conservación
a.1) Limpieza de la semilla, para eliminar los
cuerpos extraños,a.2) Secado, para reducir la humedad a un
10%,a.3) Trituración o molido,
a.4) Cocción con vapor de agua, de
la que se obtiene una pasta caliente que pasará al
proceso
siguiente.- Tratamientos preliminares de la materia
prima: Consisten en operaciones que
posibilitarán la extracción eficaz del aceite.
Estas son: - Extracción del aceite: Luego de la
obtención de la pasta caliente, se comienza la
extracción propiamente dicha, que deja un residuo
llamado "torta". Éste puede destinarse a la alimentación
animal.
La separación del aceite se puede
hacer:
- Por prensado en frío o en
caliente, - Por medio de disolventes,
- Por ambos métodos
combinados.
Hay diferentes tipos de prensas, pero el más
usado actualmente es el que permite una extracción
continua. La prensa tiene
forma cónica; en su interior hay una espiral que al
moverse arrastra la pasta oleaginosa hacia el extremo de menor
diámetro, donde es comprimida,
El aceite fluye a través de los orificios de la
prensa. Este
tipo de máquina es llamado prensa
propulsora; la torta que se separa tiene todavía entre
un 6% y un 8% de aceite.
Más eficaz es la extracción de aceites
por medio de disolventes, que deja un residuo con menos del 1%
de dicha sustancia. El disolvente más usado, por su
menor precio, es
la nafta; pero
también pueden utilizarse otros como el tetracloruro de
carbono, el dicloroetileno, etc.
Usando este método,
el disolvente es conducido varias veces a través de la
pasta, hasta que queda saturado. La solución de aceite
en el disolvente se destila; queda el aceite (que no destila),
y el disolvente puede volver a usarse varias veces.
- Filtración y purificación: el aceite
extraído tiene impurezas en suspensión que es
necesario separar. Para ello se lo pasa a través de
filtros – prensas, formados por placas perforadas
recubiertas por un paño filtrante. El aceite crudo se
envía a presión y, al atravesar los
paños deja las partículas sólidas que lo
impurifican; el aceite purificado se recolecta en el fondo
del filtro.Los ácidos libres se neutralizan agregando la
proporción necesarias de soda cáustica a
60ºC.Para eliminar las sustancias que lo colorean se usan
diversos agentes blanqueadores, como tierras adsorbentes o
carbón activado, los cuales se mantienen en contacto
con el aceite por medio de agitadores.Después de decolorarlo, se lo desodoriza en
tanques donde se hace el vacío (a 1mm de Hg). Se
calienta el aceite y se le inyecta vapor de agua a
300ºC. Los compuestos volátiles que le dan mal
olor son arrastrados por el vapor. Finalmente, se lo lleva a
tanque de almacenamiento. - Refinación: el aceite tiene naturalmente
algunos ácidos grasos libres, cuya cantidad puede
aumentar por los tratamientos a que es sometido durante su
extracción. También contiene sustancias que le
dan olores y sabores desagradables. Todos estos compuestos
deben ser eliminados por refinación. - Conservación: el aceite contiene naturalmente
ciertas sustancias, como el tocoferol, que lo protege de la
oxidación y facilita su conservación. Esta
sustancia se pierde durante las operaciones de
refinación, por lo que se le deben agregar sustancias
antioxidantes, permitidas por la ley.
- Explicar el proceso de
fabricación del jabón.
Las materias primas fundamentales son las grasas y sebos
animales, los
aceites vegetales y de pescados, y también los residuos de
la fabricación de aceites comestibles.
La fabricación de jabones consta de las
siguientes etapas.
- Saponificación o empaste: las materias primas
(grasas o aceites) se funden en calderas de
forma cilíndrica y fondo cónico. Se agrega una
solución concentrada de un hidróxido fuerte
(lejía). La masa se mezcla y agita mediante vapor de
agua
inyectado en el seno del líquido. Después de unas
cuatro horas, se ha formado el jabón. - Salado: consiste en el agregado de una
solución concentrada de sal común (cloruro de
sodio, NaCl) para separar el jabón de la glicerina
formada y del exceso de hidróxido de sodio. Como el
jabón es insoluble en el agua
salada, se acumula en forma de grumos y sube a la superficie
por su menor densidad.
Después de varias horas, se extrae por la parte inferior
la mezcla de glicerol y agua salada. - Cocción: al jabón formado en la caldera
se le agregan nuevas cantidades de Na(OH) para lograr una
saponificación completa, y se calienta. Al enfriarse, se
separan nuevamente dos capas: la superior, de jabón, y
la inferior, de lejía. Al jabón se le agrega agua
y se cuece nuevamente; de esta manera se eliminan los restos de
sal, glicerina y lejía. - Amasado: tiene por objeto lograr una textura
homogénea, sin gránulos. Durante esta etapa se le
incorporan a la pasta sustancias tales como perfumes,
colorantes y resinas, para favorecer la formación de
espuma persistente. - Moldeado: el jabón fundido se vuelca en moldes
de madera
donde, por enfriamiento lento, toma la forma de panes o
pastillas; mediante equipos desecadores, se disminuye el
contenido de humedad hasta el 20%.
- ¿Cómo se explica la acción
detergente de los jabones?
La estructura de
un jabón puede considerarse formada por dos
partes:
- Una cadena larga, formada por carbonos en
unión covalente; - El grupo
carboxilo, que, al estar disociado, tiene cargas
eléctricas.
La cadena hidrocarbonada no es soluble en agua, pero
tiene afinidad con las grasas, por lo que se la denomina cola
lipofílica o liposoluble. El extremo iónico tiene
cargas eléctricas y tiende a disolverse en el agua. Se lo
llama cabeza hidrofílica o hidrosoluble.
Si se disuelve jabón en agua y se agrega un
aceite, éste (por su menor densidad) forma
una fase sobre el agua. Las moléculas de jabón se
orientan y se disponen en la interfase con la cabeza hacia el
agua y la cola hacia el aceite.
Si se agita este sistema, el
aceite se subdivide en gotitas y cada una es rodeada por agua.
Las moléculas de jabón se orientan de la manera
indicada.
Cada glóbulo de grasa tiene a su alrededor cargas
eléctricas del mismo signo que, al repelerse, hacen que
las partículas grasas queden separadas entre sí,
formando una emulsión estable. En caso contrario, si no
existiera el jabón, al agitar el sistema agua
– aceite, se formaría en el primer momento una
emulsión, pero al cesar la agitación, debido a la
gran atracción entre sus moléculas, las gotitas se
unirían entre si formando nuevamente dos capas. Se dice,
por esta propiedad, que
el jabón emulsifica las grasas.
En las superficie de ropas u objetos, la suciedad se
adhiere por medio de una película grasa que el agua no
puede disolver. Al agregar jabón al agua y agitar, la
grasa se emulsifica y forma pequeñas gotas separadas, que
son arrastradas por el agua del lavado.
En los últimos años se han desarrollado
detergentes sintéticos que, aunque de origen distinto al
de los jabones, tienen también en su constitución una porción
lipofílica y otra hidrofílica, y ejercen frente a
las grasas una acción similar a la de los jabones. Tienen
la ventaje de que pueden sintetizarse a partir de los derivados
del petróleo,
por lo que su costo es menor
que el de los jabones. Actualmente se preparan detergentes que
tienen cadenas carbonadas rectas, que son
biodegradables.
Sabemos que hay aguas que tienen disueltas una
elevada proporción de sales de calcio y de magnesio;
se las llama aguas duras. En esta clase de agua, el
jabón precipita, o sea, se insolubiliza. La causa de
este comportamiento es que la sal de sodio o
potasio que forma el jabón se combina con los iones
calcio o magnesio del agua y forma sales de estos metales, que
son insolubles.- ¿Cómo se comportan los jabones en
las aguas duras? - ¿Cuáles son las variedades
comerciales de los jabones?
Según el hidróxido usado en la
saponificación, los jabones obtenidos tienen distintas
características; por ellas se clasifican
en:
- jabones duros, compuestos por sales de
sodio; - jabones blandos, compuestos por sales de
potasio.
Los jabones para lavar son jabones de sodio, elaborados
a partir de materias primas de poco costo, como los
sebos y las grasas animales. Si su elaboración no es
cuidadosa, pueden contener restos de hidróxido de
sodio.
Hay diferentes calidades, que en el comercio se
clasifican en:
- extra puros;
- puros;
- de 1ª calidad;
- de 2ª;
- de 3ª.
La manera más generalizada de usarlos es en forma
de polvo, obteniendo desecando una solución jabonosa, que
contiene además una porción de soda Solvay
(Na2CO3.10 H2O), dentro de
calderas por
donde circula aire caliente.
Los jabones en polvo se clasifican en: especiales, comunes e
industriales.
Los jabones de tocador se elaboran a partir de aceites
vegetales como materias primas; por ejemplo, de los aceites de
coco, palma y oliva. Se refinan para librarlos de restos de soda
cáustica, que perjudicarían la piel.
Los jabones de afeitar, las cremas jabonosas y las
pastas dentífricas son preparados a partir de jabones de
potasio.
Autor:
Ignacio Rodriguez Quintana