Universidad Santiago de CaliFacultad de Ciencias Básicas

Departamento de Ciencias Naturales y EstadísticasPrograma de Química

Laboratorio de Bioquímica

Cristina Trochez, Andrés Araujo, Jhon Jairo GirónGrupo 4

Informe Laboratorio Lípidos

Prof. Luz Dary Caicedo, MSc.

Resumen

Se realizaron pruebas fisicoquímicas para lípidos utilizando muestras de aceite vegetal comestible, mantequilla y ácido oleico. Las pruebas realizadas fueron: solubilidad, encontrando que los mejores solventes para la muestra de aceite vegetal fueron: CHCl3, CH3CH2OCH2CH3, C6H6, CCl4 y CH3COCH3, se realizó una emulsión con jabón de la muestra de aceite vegetal, la cual presento baja estabilidad. Se llevó a cabo la reacción de saponificación de la muestra de aceite vegetal, la muestra saponificada se hizo reaccionar con sales como NaCl, MgCl2

,

CaCl2, (CH3COO)2Pb y ácido sulfúrico para verificar la estabilidad, se verificó la presencia de ácido grasos libres en muestras de aceite vegetal, mantequilla y ácido oleico, encontrando que la muestra con mayor presencia de ácidos grasos libre es la del ácido oleico puro. La prueba para esteroles se llevó a cabo pero no se presentaron los resultados esperados debido a la pureza de los reactivos.

Introducción

Los lípidos forman un grupo heterogéneo de compuestos orgánicos y son componentes importantes de los tejidos vegetales y animales. Se clasifican

arbitrariamente con base a su solubilidad en disolventes orgánicos como éter, cloroformo, hidrocarburos, tetracloruro de carbono (llamados disolventes de grasas), y a su insolubilidad en agua. Sus propiedades de solubilidad son una función de su estructura tipo alcano. Las distintas clases de lípidos se relacionan entre sí por esta propiedad física compartida; pero sus relaciones químicas, estructurales y funcionales así como sus funciones biológicas, son distintas. Existen además los lípidos compuestos: fosfolípidos, glicolípidos y esfingolípidos y otras clases de compuestos como los terpenos, esteroides y las prostaglandinas.

Los lípidos comestibles constituyen aproximadamente el 25 al 28%, de una dieta balanceada. En las décadas anteriores el papel de los lípidos en la dieta recibió mucha atención debido a la aparente relación entre las grasas saturadas y el colesterol en la sangre, con las enfermedades arteriales.

Las grasas y aceites son triglicéridos o triacilgliceroles, términos que significan triésteres del glicerol (alcohol trihidroxilado) o ésteres que se componen de tres ácidos grasos unidos al glicerol:

Figura 1. Molécula de triglicérido[1]

Los triacilgliceroles se clasifican según su estado físico a la temperatura ambiente. Se dice que un lípido es una grasa si se encuentra en estado sólido a 25º C y un aceite si es un líquido a la misma temperatura (tales diferencias en el punto de fusión reflejan el grado de insaturación de los ácidos componentes) . Los lípidos que se obtienen de fuentes animales, por lo general son sólidos, en tanto que los aceites normalmente son de origen vegetal. De aquí los términos grasas animales (grasa de cerdo, grasa de ternera) y aceites vegetales (aceite de maíz, aceite de soya)[2].

Datos y Resultados

Solubilidad

Se realizaron las pruebas de solubilidad de una muestra de aceite vegetal en diferentes solventes dentro de los cuales se encuentran compuestos polares y apolares. Los lípidos por ser compuestos de carácter orgánico son solubles en compuestos de la misma naturaleza.Los solventes inorgánicos; agua y soluciones acuosas de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico son de carácter polar, motivo por el cual no solubilizan la muestra de aceite que es de carácter apolar, debido a la cadena hidrocarbonada del triglicérido.Los solventes orgánicos; benceno, cloroformo, éter etílico, tetracloruro de carbono y acetona por ser de carácter orgánico y apolar, tienen más compatibilidad con las moléculas de triglicérido del aceite vegetal, para el etanol se tiene una consideración especial debido a su polaridad.

Figura 2. Etanol Figura 3. Benceno

Figura 4. Cloroformo Figura 5. Acetona

Figura 6. Eter Etílico Figura 7. Tetracloruro de Carbono

Figura 8. Agua Figura 9. Ácido Clorhídrico Figura 10. Hidróxido de Sodio

Los mejores solventes para la muestra de aceite vegetal, son los de tipo orgánico y con carácter apolar como el benceno, cloroformo, éter etílico y tetracloruro de carbono y acetona. El etanol puede servir ligeramente como solvente para la muestra de aceite vegetal, aunque no disuelve como tal al aceite vegetal, su función es solubilizar los ácidos grasos libres presentes en la muestra y separarlos su valoración, este principio es aplicado en la determinación de ácidos grasos libres en grasas y aceites [Free Fatty Acids in Crude and Refined Fats and Oils, AOCS Method Ca 5a –40 (09)][3], pero cuando se utiliza caliente en frío no cumple esta función y por lo tanto se considera que no es un buen solvente para la muestra de aceite vegetal.

Los solventes que no son apropiados para disolver la muestra de aceite vegetal son los de tipo polar o compuestos orgánicos, en este caso el agua y las soluciones de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico ya que el soluto es agua, motivo por el cual, también presentan carácter polar y por lo tanto no son afines a las características de los lípidos que son de tipo apolar.

Para escoger un buen solvente o explicar la solubilidad de los lípidos y de cualquier compuesto en general, se debe tener en cuenta el principio que lo semejante disuelve los semejante, por lo tanto la solubilidad del aceite vegetal en los compuestos orgánicos de carácter apolar se explica mediante este principio, esto se debe al tipo de interacciones electrostáticas entre las moléculas de soluto (muestra de aceite vegetal) y solvente (compuesto orgánico) que favorecen la solubilidad de los compuestos en determinado solvente, según las características del soluto. En la tabla 1, se muestran los resultados de las pruebas de solubilidad realizadas a las muestra de aceite vegetal.

Tabla 1. Prueba de solubilidad para aceite vegetal

Solvente Resultado

Agua Insoluble

HCl, 10% Insoluble

NaOH, 0.1M InsolubleEtanol, frío InsolubleEtanol, caliente Ligeramente solubleBenceno SolubleCloroformo SolubleÉter Etílico SolubleTetracloruro de Carbono SolubleAcetona Soluble

Imagen 1. Prueba de solubilidad para aceite vegetal.

Emulsificación

En la prueba de solubilidad se determinó que el agua y el aceite no se mezclan, de modo que si tratamos de formar una solución con estos compuestos necesitamos de la ayuda de otra sustancia que permita la unión de estos compuestos para que dicha unión no se vaya a separar, es decir, que sea estable en el tiempo, se requiere de un compuesto que disminuya la tensión superficial entre el agua y el aceite y permita que se forme una emulsión, para este caso el compuesto utilizado fue el jabón, compuesto que es su estructuralmente contiene moléculas que

presentan afinidad por el agua y por el aceite como se muestra en la siguiente figura.

Figura 11. Representación de una molécula de jabón

El jabón está formado por moléculas con una cabeza afín al agua (hidrofílica) y una larga cadena que no es afín con el agua (hidrofóbica), esta característica le permite formar una emulsión entre al agua y el aceite mediante una estructura denominada micela[4].

Figura 12. Representación de una micela

Cuando se añade jabón al agua, sus largas cadenas hidrofóbicas se unen a las partículas de grasa, mientras que las cabezas hidrofílicas se proyectan hacia el agua. Se origina entonces una emulsión de aceite en agua, lo cual significa que las partículas de aceite quedan suspendidas en el agua y se forma la emulsión, la evidencia de la formación de la emulsión es la turbidez de la muestra y la presencia de una sola fase.

Esta emulsión no es del todo estable, motivo por el cual a medida que pasa el tiempo las características diferentes de los compuestos emulsionados y el bajo poder emulsificante del jabón hace que la emulsión formada se separe, la evidencia de esto es la presencia nuevamente de dos fases. Las emulsiones se

estabilizan más efectivamente con otro tipo de compuestos como los monoglicéridos u otros esteres de ácidos grasos con compuestos de carácter hidrofílico y con ayuda de procesos mecánicos de agitación para obtener la estabilidad deseada. La emulsión o solución entre la muestra de aceite y éter etílico es totalmente estable ya que la muestra se solubiliza completamente en el solvente, no se requiere de otra sustancia que mantenga unidos al soluto y al solvente, con el tiempo no hay tendencia de separación de las fases.

Saponificación

La reacción de saponificación es una de las reacciones más estudiadas de los lípidos y comprende la reacción de un lípido con un álcali para formar jabón, esta reacción se realiza desde la antigüedad cuando se mezclaba grasa animal con cenizas. Los jabones son productos que se utilizan en actividades de limpieza gracias a sus propiedades detergentes[5].

En la práctica la solución formada cuando se adiciona la solución de hidróxido de sodio a la muestra de ácido oleico caliente corresponde al producto de la reacción de saponificación, es decir; jabón, ya que teniendo las condiciones adecuadas los triglicéridos reaccionan con hidróxido de sodio formando la sal de sodio correspondiente a cada ácido graso componente del triglicérido mediante el rompimiento del enlace éster y la liberación de una molécula de glicerol

Figura 13. Reacción de saponificación

La adición de sales a la suspensión de la muestra saponificada se utiliza para romper o separar los componentes de la emulsión formada, la separación se da por la presencia de una mayor concentración de iones cloro, lo que hace que la reacción se devuelva, el sodio de la molécula de jabón tiene más afinidad por el cloro de las sales que por la molécula de ácido graso en la solución de la muestra saponificada.

La adición de H2SO4 no representa cambio en la emulsión, ya que se solubiliza fácilmente y la solución continua con la coloración turbia, bajo ciertas condiciones

de reacción, aumentando la temperatura y una concentración más alta de ácido se obtiene la hidrólisis del jabón como resultado se obtiene el ácido graso y sal.

Tabla 2. Pruebas para reacción de saponificación

Reactivo Observación

NaCl Solidos en la parte superior e inferiorH2SO4 Aceite en la parte superior, color turbio

MgCl2 Aceite en la parte superior, color turbio

CaCl2 Aceite en la parte superior, color turbio

(CH3COO)2Pb Sólido en la parte superior, color turbio

Tabla 2. Pruebas para reacción de saponificación.

Esquema 1. Reacciones prueba de saponificación

Ácidos Grasos Libres

Los resultados de la prueba para determinar la cantidad de ácidos grasos libres presentes en las muestras de lípidos se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 3. Prueba de acidez para muestras de lípidos

Muestra Gotas

Mantequilla 1

Aceite Vegetal 1

Ácido Oleico 17

Para las muestras de mantequilla y aceite vegetal (refinado) se necesitó de una (1) gota de fenolftaleína, mientras que para la muestra de ácido oleico, 17 gotas, lo que comprueba que hay mayor presencia de ácidos grasos libre en el ácido graso puro que en las muestras de aceites procesadas.

La evidencia de la presencia de ácidos grasos libre se da cuando se adicionó el indicador ácido base fenolftaleína, el cual en medio ácido es incoloro y en medio básico es de color fucsia, por tener una pequeña cantidad de base, la presencia de ácidos grasos libres en las muestras, reaccionan de inmediato con la base presente en el indicador neutralizándolo y tras la adición de una pequeño exceso del indicador la muestra mantiene el color fucsia del indicador. Entonces la adición de fenolftaleína a las muestras de aceite vegetal y mantequilla, por ser

procesadas, contienen una mínima cantidad de ácidos grasos libre y no provocan cambio en la coloración del indicador, caso contrario se presenta con la muestra de ácido oleico el cual tiene una gran cantidad de ácidos grasos libres que reaccionan con la base que tiene el indicador y en primera instancia lo hace virar al color ácido, es decir, incoloro; la persistencia de la coloración básica del indicador se da cuando todo el ácido presente en la muestra reaccionó con la base del indicador y un ligero exceso del indicador hace que la coloración de la muestra se torne fucsia.

Figura 14. Fenolftaleína, en medio ácido

Figura 15. Fenolftaleína, en medio básico

Pruebas para esteroles

La reacción de los esteroles con anhídrido acético y ácido sulfúrico concentrado, es una prueba cualitativa para este tipo de compuestos y se caracteriza por la

presencia de una coloración roja característica, en la prueba realizada no se evidenció esta coloración debido a las impurezas presentes en los reactivos los cuales, la coloración presentada fue marrón y de esta manera se permite identificar efectivamente la presencia de esteroles en la muestra analizada, ya la muestra utilizada fue de colesterol, un esterol.

Imagen 3. Prueba para esteroles.

Anexos

Digestión y absorción de los lípidos

La digestión de las grasas comienza en la boca con la secreción de lipasa bucal, un componente de la saliva, y su actividad aumenta cuando el conjunto saliva-alimento entra en el estómago y el pH se hace más ácido. La digestión de esta lipasa no es tan importante como la que realizan en el intestino delgado las lipasas secretadas en la mucosa gástrica e intestinal

Fase intraluminal, la parte más activa de la digestión de los lípidos tiene lugar en la porción superior del yeyuno. El proceso comienza ya con la formación del quimo, que después se mezcla con las secreciones pancreáticas según se vacía el estómago. La liberación de lecitina por la bilis facilita el proceso de emulsificación, para que los tres tipos de lipasas pancreáticas y una coenzima hidrolicen los lípidos. La liberación de estas enzimas se encuentra bajo el control de CCK, hormona que facilita, además, la salida de bilis de la vesícula biliar.

La lipasa pancreática es responsable de la mayor parte de la hidrólisis y del fraccionamiento de los ácidos grasos, al actuar sobre la superficie de las micelas que engloban a los triglicéridos. La enzima pancreática colipasa, favorece la formación del complejo sales biliares lipasa-colipasa que interviene en la hidrólisis. Como resultado de la actividad de la lipasa, monoglicéridos, ácidos grasos, y glicerol se reparten por el ambiente acuoso de la luz intestinal y posteriormente son solubilizados por las sales biliares. Los productos finales se ponen en contacto con la superficie de los microvilli[6].

Conclusiones

Los mejores solventes para los lípidos son los de tipo orgánico y de carácter apolar, los más utilizados en los análisis químicos son el éter etílico, cloroformo, y acetona, los que ya no se recomiendan para análisis son el benceno y tetracloruro de carbono debido a su peligrosidad y efectos adversos para la salud comprobados, los solventes que no son recomendados son los de tipo polar como el agua y/o soluciones acuosas.

Las mezcla de lípidos y agua no se lleva a cabo bajo condiciones normales, se necesita de un compuesto que ayude a minimizar la tensión superficial entre los compuestos con diferente polaridad para formar una emulsión estable.

La reacción de saponificación es una de las más importantes de los lípidos y el producto de esta reacción son los jabones, productos que históricamente han sido utilizados para actividades de aseo y cuidado personal.

Los aceites y grasas procesadas contienen una mínima cantidad de ácidos grasos libre debido a que se deben retirar para mejorar las características fisicoquímicas y sensoriales del producto final, mientras que los ácidos grasos puros, están constituidos de ácidos grasos libres.

Las pruebas cualitativas para la determinación de esteroles sirven para identificar la presencia de estos compuestos de importancia biológica que están presentes en muestras de grasa animal y vegetal así como en nuestro organismo ya que la producimos y la consumimos en nuestra dieta.

Bibliografía

1. http://sociedaddemente.wordpress.com/tag/biomoleculas/2. JARAMILLO, Luz M. Curso de Química Orgánica General. Universidad del

Valle, Facultad de Ciencias - Departamento de Química.20023. http://www.aocs.org/Methods/4. http://www.silviamar.com/Spanish/Documentos/jabon.htm

5. http://quimicaebta.blogspot.com/2010/09/reaccion-de-saponificacion-obtencion-de.html

6. http://www.alimentacionynutricion.org/es/index.php?mod=content_detail&id=49