Estrutura de ceras (biológicas), propriedades, função, tipos

A cera É um material hidrofóbico composto por ácidos graxos e álcoois de cadeia longa (ésteres de álcool e ácidos graxos de cadeia longa). Eles têm várias funções na natureza, pois são produzidas naturalmente por muitas espécies de plantas e animais.

A palavra "cera" (do inglês Cera) deriva da palavra latina "cera", Referindo -se à substância produzida pelas abelhas e usada para construir seus favos de mel. O termo inglês é usado com a mesma conotação, pois deriva da palavra anglo -saxon "Weax" também usado para descrever a cera de abelha (em inglês Cera de abelha).

Um favo de mel (imagem Pexels em www.Pixabay.com)

Levando em consideração o exposto, entende -se que a definição de "cera" abrange um conjunto de substâncias que compartilham algumas características, mas que não têm necessariamente as mesmas propriedades químicas e/ou físicas.

No entanto, independentemente de sua identidade química, as ceras são substâncias extremamente hidrofóbicas e que servem a propósitos diferentes, dependendo do organismo que as produz. Um grande número de seres vivos os usa como a principal substância da reserva de energia, enquanto outros os usam como substâncias protetoras em sua superfície.

Embora sejam igualmente comuns em plantas e animais, as ceras de plantas são as que foram descritas com maior intensidade (e alguns de certos animais), pois têm importância biológica para esses organismos e também industrial do ponto de vista antropológico.

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Estrutura de cera

As ceras foram definidas classicamente como ésteres alcoólicos de ácidos graxos de cadeia longa, caracterizados por comprimentos de 24 a 30 átomos de carbono, que estão associados a álcoois primários de 16-36 átomos de carbono (eles também podem ser associados a álcoois do grupo esteróide).

Eles são formados por reações que envolvem a "união" de um álcool e um ácido graxo, mais ou menos da seguinte maneira:

CH3 (CH2) NCH2OH (Álcool) + CH3 (CH2) NCOOH (ácido graxo) → CH3 (CH2) NCH2COOHCH2 (CH2) CH3 (éster de cera) + H2O (água) (água)

A natureza dos componentes alifáticos das ceras pode ser enormemente variável, sendo capaz de estar nesses ácidos graxos, álcoois primários e secundários, hidrocarbonetos, esterles, aldeídos alifáticos, cetonas, dicetons, triiascliceroles, triterpenos e esterolas, entre outras.

Da mesma maneira, tanto o comprimento da cadeia quanto o grau de saturação e o ramo de ácidos graxos e outros componentes alifáticos das ceras depende de sua origem.

Sabendo disso, foi demonstrado que aquelas ceras produzidas em plantas e aquelas que são produzidas por animais marinhos e animais terrestres têm sido diferentes, por exemplo.

Propriedades de cera

As ceras têm diferentes propriedades físico -químicas que podem ser resumidas em uma pequena lista:

- Sua textura pode variar de suave e gerenciável a severa (plásticos) ou "quebrar" a 20 ° C

- Eles geralmente são muito pouca viscosidade

- Eles são altamente insolúveis em água, mas estão em solventes orgânicos, embora esse processo dependa muito da temperatura

Função

As ceras cumprem múltiplas funções no reino animal e no reino vegetal, pois são substâncias extremamente comuns na natureza.

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Em animais

As ceras representam o principal composto de armazenamento de energia para microorganismos flutuantes que compõem no plâncton.

Assim, as ceras são ao mesmo tempo uma das principais fontes metabólicas na base da cadeia alimentar de animais marinhos.

Os animais têm glândulas dérmicas especiais que secretam ceras para proteger sua pele e cabelo, tornando -os mais flexíveis, lubrificados e capacidade de repulsão de água.

Os pássaros têm uma glândula conhecida como a glândula "uroopiege", que constantemente secreta ceras, por isso é responsável por manter as penas "impermeabilizadas".

Em plantas

Uma função primária das ceras nos organismos vegetais é a proteção de tecidos.

Um bom exemplo disso consiste na capa da colina dos lençóis foliares de muitas plantas, o que reduz a desidratação por calor induzido pelos raios solares.

Outro exemplo que pode ser mencionado é a colina que tem muitas sementes no convés, o que as ajuda a evitar a perda de água durante o armazenamento.

Essas ceras são geralmente incorporadas entre os polímeros da pele e suberina, constituindo uma camada amorfa na superfície externa da planta. Muitos vegetais têm uma camada epicuticular de cristais zery que se sobrepõem à cutícula e que lhes dão aparência acinzentada ou glauca.

As ceras não apenas evitam a perda de água, mas também podem ajudar a planta a evitar alguns patógenos fúngicos ou bacterianos e desempenhar um papel fundamental nas interações inspetivas da planta, além de evitar danos causados ​​pela radiação ultravioleta.

Na indústria

As ceras de origem biológica também são muito úteis do ponto de vista industrial, como são usadas na produção de medicamentos, cosméticos, etc.

As loções normalmente usadas para a hidratação da pele, bem como como pomadas e algumas pomadas são compostas de misturas de gordura com cera de abelha, cera de palma brasileira, cera de lã de cordeiro, cera de baleias, etc.

As ceras também são muito utilizadas em revestimentos industriais que permitem a repulsão da água, bem como na fabricação de substâncias usadas para polir carros.

Eles são usados ​​no termofusível plastificado, na lubrificação de equipamentos de trabalho na indústria metalúrgica e para permitir a liberação atrasada de compostos usados ​​na agricultura e farmacologia.

Tipos de ceras

Ceras podem ser naturais ou sintéticas. As ceras "naturais" também podem ter origem orgânica ou mineral, sendo o último produto do processamento de linhita (carvão), portanto geralmente não são renováveis ​​(como petróleo ou vaselina).

As ceras de origem animal e/ou vegetal são consideradas ceras naturais renováveis ​​e modificáveis, tendo em vista o fato de que podem ser modificadas por métodos químicos como hidrogenação e recessterificação, por exemplo.

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Assim, no contexto biológico, as ceras são classificadas de acordo com a fonte da qual são obtidas.

- Ceras vegetais

As plantas produzem diferentes tipos de ceras em diferentes partes de seus corpos: nas folhas, nas flores, nas frutas ou nas sementes.

Como está a rota biossíntética?

Os componentes alifáticos das ceras de plantas são sintetizados em células epidérmicas de ácidos graxos muito longos (20 a 34 átomos de carbono).

A síntese começa com a produção de ácidos graxos de 16 e 18 carbonos, que são inicialmente originados no estroma dos plastídeos graças à atividade das enzimas solúveis que compõem a complexa ácida graxa sintase sintase.

Posteriormente, esses ácidos graxos são alongados, graças a complexos multienzimáticos associados à membrana conhecida como Elongasas Fatty Acid. Em cada extensão de dois átomos de carbono, existem quatro reações:

- Condensação Entre uma acila gordurosa esterificada a uma molécula de acetil Co-A (substrato) e uma molécula de Malonic-CoA

- B-cEto redução

- Desidratação

- ENOIL REDUÇÃO

Duas rotas principais foram descritas para a produção dos componentes das ceras da planta, uma delas é o caminho da redução de acil e a outra é o caminho da rudição. Os primeiros resultados na síntese de álcoois e ésteres de cera, enquanto isso, o último produz aldeído, alcanes, álcoois secundários e cetonas.

Rota de redução de acila

Os ésteres ACIL-CoA produzidos por alongamento em cadeia são reduzidos em uma reação em duas etapas que envolvem um intermediário transitório do tipo aldeído e são catalisados ​​pela enzima de redução de ACIL-CoA. O álcool gordo produzido pode ser esterificado para formar um éster de cera graças à enzima da ACIL-CoA Alcool Transacilase.

Rota prejudicial

A primeira etapa desta rota é a redução de um éster Acil-CoA para uma aldeído mediada por uma enzima acil-coa redutase. Quando uma enzima aldeído descarbonilase elimina o grupo carbonil da referida molécula, ocorre um alcano, que tem um átomo de carbono menor que seu precursor ácido graxo.

Este hidrocarboneto pode ser mais metabol.

A etapa final para a produção de ésteres de cera de álcoois de cadeia longa e ácidos graxos é catalisada por uma enzima acil-CoA: álcool transacilase, o que também é necessário para a síntese de triiailgliceroles.

- Animal Cades

Os animais também produzem quantidades abundantes de ceras, especialmente insetos, baleias, ovelhas e pássaros, dos quais podem ser obtidos para fins biotecnológicos.

Sua utilidade biológica foi estudada com alguns detalhes e, dependendo do animal em questão, eles podem cumprir a proteção, a comunicação, entre outros.

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Exemplos de ceras biológicas

- Animal Cades

Cera de abelha

Como o nome indica, esse tipo de cera é produzido pelas abelhas, sendo o mais popular Apis mellifera. Esses animais têm glândulas especializadas em seu abdômen que secretam a cera que usam para construir os favos de mel onde colocam seus ovos e organizam a colméia.

Essa cera é comumente obtida como um produto secundário do mel e é usada com propósitos diferentes, tanto na cosmetologia quanto na indústria (fabricação de velas, unidades, alimentos, têxteis, vernizes, etc.). Consiste em hidrocarbonetos, ésteres, ácidos livres e outros, e os estudos mais especializados indicam que é rico em ácido cerótico e miricina.

Espermacete

O esperma de baleia é outro tipo bem conhecido de cera animal, obtido de uma cavidade na cabeça da baleia Macrochalus do físico, que pode produzir até 3 toneladas dessa substância que ele usa como soar.

É rico em ésteres gordurosos, triglicerídeos, álcoois livres e ácidos; Entre os ésteres gordurosos estão principalmente Cetil Palmitate (de 32 carbonos) e Cetil Miristato (30 carbonos).

Esta cera animal tem sido muito usada em medicina, cosmetologia e farmacêutica.

No entanto, alguns regulamentos internacionais são atualmente.

- Ceras vegetais

Cera de palma

Palma da cera Cevera Copernice Martius é um tipo de palma brasileira que produz uma das ceras de plantas mais importantes do ponto de vista comercial.

Esta cera é obtida da superfície superior e inferior das folhas de palma e possui várias aplicações na preparação de alimentos e na cosmetologia, na depilação de móveis e carros, a produção de seda dentária encerada, etc.

Cultura de palma de cera (imagem de Fernando Arteaga em www.Pixabay.com)

Óleo de jojoba

A cera de Jojoba é obtida de Simmondsia chinensis, Um arbusto típico das áreas áridas do México e dos Estados Unidos. Suas sementes são ricas em uma cera ou óleo obtido por uma prensa fria e que tem muitas aplicações medicinais, sendo uma das principais substituições do esperma de baleia.

Sementes de uma planta de jojoba (fonte: Kenneth Bosma/CC por (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/2.0) via Wikimedia Commons)

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