Štruktúra voskov (biologická), vlastnosti, funkcia, typy

A vosk Je to hydrofóbny materiál zložený z mastných kyselín a alkoholov s dlhým reťazcom (estery alkoholu a mastné kyseliny s dlhým reťazcom). Majú v prírode viac funkcií, pretože ich prirodzene vyrába mnoho rastlinných a živočíšnych druhov.

Slovo „vosk“ (z angličtiny Vosk) odvodzuje z latinského slova „Vosk“, s odkazom na látku vyrobenú včelami a používané na vybudovanie svojich plástov. Anglický termín sa používa s rovnakou konotáciou, pretože odvodzuje z anglo -saxonského slova „Weax“ Používa sa tiež na opis včelí vosk (v angličtine Včelí vosk).

Povolák (Pexels Image na www.Pixabay.com)

Berúc do úvahy vyššie uvedené, potom je zrejmé, že definícia „vosku“ zahŕňa súbor látok, ktoré zdieľajú určité charakteristiky, ale ktoré nemusia nevyhnutne mať rovnaké chemické a/alebo fyzikálne vlastnosti.

Bez ohľadu na ich chemickú identitu sú však vosky mimoriadne hydrofóbne látky a ktoré slúžia na rôzne účely v závislosti od organizmu, ktorý ich produkuje. Veľké množstvo živých bytostí ich používa ako hlavnú podstatu energetickej rezervy, zatiaľ čo iné ich používajú ako ochranné látky na svojom povrchu.

Aj keď sú rovnako bežné u rastlín a zvierat, rastlinné vosky sú tie, ktoré boli opísané s väčšou intenzitou (a niektorými z určitých zvierat), pretože majú biologický význam pre tieto organizmy a tiež priemyselné z antropologického hľadiska.

[TOC]

Vosková štruktúra

Vosky boli klasicky definované ako alkoholické estery mastných kyselín s dlhým reťazcom, ktoré sa vyznačujú dĺžkami 24 až 30 atómov uhlíka, ktoré sú spojené s primárnymi alkoholmi atómov uhlíka 16-36 (môžu byť tiež spojené s alkoholmi zo steroidnej skupiny).

Sú tvorené reakciami, ktoré zahŕňajú „spojenie“ alkoholu a mastnú kyselinu, viac -menej nasledovne:

CH3 (CH2) NCH2OH (alkohol) + CH3 (CH2) NCOOH (mastná kyselina) → CH3 (CH2) NCH2COOHCH2 (CH2) CH3 (voskový ester) + H2O (voda) (voda)

Povaha alifatických zložiek voskov môže byť nesmierne variabilná a môže byť schopná byť v týchto mastných kyselinách, primárnych a sekundárnych alkoholoch, uhľovodíkoch, esterlesch, aldehydosových alifátoch, ketónom, dicaónom, triaserpénom a sterolom, okrem iného.

Rovnakým spôsobom, dĺžka reťazca a stupeň saturácie a vetva mastných kyselín a iných alifatických zložiek voskov závisia od ich pôvodu.

Vedeli sa, že sa ukázalo, že tieto vosky vyrobené v rastlinách a tie, ktoré vyrábajú morské zvieratá a suchozemské zvieratá, boli napríklad rôzne.

Voskové vlastnosti

Vosky majú rôzne fyzikálno -chemické vlastnosti, ktoré je možné zhrnúť v malom zozname:

- Jeho textúra sa môže líšiť od mäkkých a zvládnuteľných po tvrdé (plasty) alebo „lámanie“ pri 20 ° C

- Zvyčajne sú to veľmi malá viskozita

- Sú vysoko nerozpustné vo vode, ale sú v organických rozpúšťadlách, aj keď tento proces veľa závisí od teploty

Funkcia

Vosky plnia viac funkcií v živočíšnej kráľovstve aj v rastlinnom kráľovstve, pretože sú to veľmi bežné látky v prírode.

Môže vám slúžiť: guľové proteíny: Charakteristiky, štruktúra, príklady

U zvierat

Vosky predstavujú hlavnú zlúčeninu na ukladanie energie pre plávajúce mikroorganizmy, ktoré tvoria planktón.

Vosky sú teda zároveň jedným z hlavných metabolických zdrojov na spodku potravinového reťazca morských zvierat.

Zvieratá majú špeciálne dermálne žľazy, ktoré vylučujú vosky, aby chránili svoju pokožku a vlasy, čím sa stali flexibilnejšími, mazanými a vodnými odpudzovacími kapacitou.

Vtáky majú žľazu známu ako žľaza „Uroopiege“, ktorá neustále vylučuje vosky, takže je zodpovedná za udržiavanie „vodotesného“ peria.

V rastlinách

Primárnou funkciou voskov v rastlinných organizmoch je ochrana tkaniva.

Dobrý príklad pozostáva z kopca listov listov mnohých rastlín, čo znižuje dehydratáciu teplom vyvolaným solárnymi lúčmi.

Ďalším príkladom, ktorý možno spomenúť, je kopec, ktorý má na palube veľa semien, čo im pomáha predchádzať strate vody počas skladovania.

Tieto vosky sú zvyčajne zabudované medzi polyméry kože a subíny, ktoré tvoria amorfnú vrstvu na vonkajšom povrchu rastliny. Mnoho zeleniny má epicutikulárnu vrstvu zery kryštálov, ktoré prekrývajú kutikulu a ktoré im dávajú šedý vzhľad alebo glauca.

Vosky nielen zabraňujú strate vody, ale môžu tiež pomôcť rastlinnému závodu zabrániť niektorým plesňovým alebo bakteriálnym patogénom a zohrávať základnú úlohu v rastlinných interakciách, okrem toho, že sa zabráni poškodeniu spôsobeným ultrafialovým žiarením.

V priemysle

Vosky biologického pôvodu sú tiež veľmi užitočné z priemyselného hľadiska, pretože sa používajú pri výrobe liekov, kozmetiky atď.

Pleťové vody typicky používané na hydratáciu pokožky, ako aj pulitálne a niektoré masti sa skladajú zo zmesí tuku so voskom vosku, brazílskym palmovým voskom, jahňacím voskom, voskovým voskom veľrýb atď.

Vosky sa tiež veľmi používajú v priemyselných povlakoch, ktoré umožňujú odpudenie vody, ako aj pri výrobe látok používaných na lešti.

Používajú sa v termofusibilnom plastifikovanom, pri mazaní pracovných zariadení v metalurgickom priemysle a na umožnenie oneskoreného uvoľňovania zlúčenín používaných v poľnohospodárstve a farmakológii.

Typy voskov

Vosky môžu byť prirodzené alebo syntetické. „Prírodné“ vosky môžu mať tiež organický alebo minerálny pôvod, ktorý je posledným produktom spracovania lignitu (uhlie), takže sú vo všeobecnosti neobnoviteľné (napríklad olej alebo vazelíny).

Vosky zo živočíšneho a/alebo rastlinného pôvodu sa považujú za obnoviteľné a modifikovateľné prírodné vosky, vzhľadom na skutočnosť, že sa dajú modifikovať chemickými metódami, ako je hydrogenácia a presahovanie.

Môže vám slúžiť: symbióza

V biologickom kontexte sa teda vosky klasifikujú podľa zdroja, z ktorého sa získajú.

- Zeleninový vosk

Rastliny vyrábajú rôzne typy voskov v rôznych častiach ich tela: v listoch, v kvetoch, v ovocí alebo v semenách.

Aká je biosintetická cesta?

Alifatické zložky rastlinných voskov sú syntetizované v epidermálnych bunkách z veľmi dlhých mastných kyselín (20 až 34 atómov uhlíka).

Syntéza začína produkciou mastných kyselín 16 a 18 uhlíkov, ktoré spočiatku vznikajú v stróme plastidov vďaka aktivite rozpustných enzýmov, ktoré tvoria komplexnú syntázu mastných kyselín syntázu.

Následne sú tieto mastné kyseliny predĺžené vďaka multienzimatickým komplexom spojeným s membránou známou ako elongasas mastné kyseliny. V každom rozšírení dvoch atómov uhlíka existujú štyri reakcie:

- Kondenzácia Medzi mastnými acylesterifikovanými do molekuly acetyl co-A (substrátu) a molekuly Malonic-CoA

- B-Ceto zníženie

- Dehydratácia

- Redukcia

Boli opísané dve hlavné trasy na výrobu zložiek rastlinných voskov, jednou z nich je cesta redukcie acylu a druhá je cesta kormidla. Prvý výsledkom je syntéza alkoholov a voskových esterov, zatiaľ čo posledný produkuje aldehydos, alkány, sekundárne alkoholy a ketóny.

Redukcia acyl

Estery ACIL-CoA produkované predlžovaním reťazca sú znížené v dvojkrokovej reakcii, ktorá zahŕňa prechodný sprostredkovateľ typu aldehydu a sú katalyzované enzýmom redukcie ACIL-CoA. Vyrábaný mastný alkohol sa dá sterifikovať za vytvorenie voskového esteru vďaka enzýmu ACIL-CoA alkoholu transacilázy.

Prevodná cesta

Prvým krokom tejto trasy je redukcia esteru acil-coA na aldehyd sprostredkovaný enzýmom reduktázy acyl-CoA reduktázy. Keď enzým aldehyd dekarboniláza eliminuje karbonylovú skupinu uvedenej molekuly, dochádza k alkáne, ktorá má atóm uhlíka menší ako jeho prekurzorová mastná kyselina.

Tento uhľovodík môže byť viac metaboly.

Posledný krok na produkciu voskových esterov z alkoholov s dlhým reťazcom a mastných kyselín je katalyzovaný acyl-CoA enzýmom: transacilázový alkohol, ktorý je tiež potrebný na syntézu triacilglycerolov.

- Živočíšne vosky

Zvieratá tiež produkujú veľké množstvo voskov, najmä hmyz, veľryby, ovce a vtáky, z ktorých sa dajú získať na biotechnologické účely.

Jeho biologická užitočnosť bola podrobne študovaná a v závislosti od daného zvieraťa môže okrem iného splniť ochranu, komunikáciu.

Môže vám slúžiť: Alizarina: Charakteristiky, príprava, použitie a toxicita

Príklady biologických voskov

- Živočíšne vosky

Vosk

Ako už názov napovedá, tento typ vosku produkuje včely, ktoré sú najobľúbenejšie API mellifera. Tieto zvieratá majú vo svojom bruchu špecializované žľazy, ktoré vylučujú vosk, ktorý používajú na vybudovanie plást, kde dajú svoje vajcia a organizujú úľ.

Tento vosk sa bežne získava ako sekundárny produkt medu a používa sa s rôznymi účelmi, a to v kozmetológii aj v priemysle (výroba sviečok, jednotiek, potravín, textílií, lakov atď.). Skladá sa z uhľovodíkov, esterov, voľných kyselín a ďalších a naj špecializovanejšie štúdie naznačujú, že je bohatá na kyselinu cerotovú a myricínu.

Spermacetát

Spermie veľrýb je ďalším dobre známym typom zvieracích voskov, získaných z dutiny na hlave veľryby Fyzitecový makrochalus, ktoré môžu produkovať až 3 tony tejto látky, ktoré používa, ako znieť.

Je bohatá na mastné estery, triglyceridy, voľné alkoholy a kyseliny; Medzi tukové estery sú hlavne palmitát cetilného (32 uhlíkov) a Cetil Miristato (30 uhlíkov).

Tento zverkový vosk sa veľmi používa v medicíne, kozmetológii a farmaceutickej úrovni.

V súčasnosti však sú niektoré medzinárodné nariadenia.

- Zeleninový vosk

Palmový vosk

Vosková dlaň Cevera Copernice Martius je druh brazílskej dlane, ktorá produkuje jeden z najdôležitejších rastlinných voskov z komerčného hľadiska.

Tento vosk sa získa z horného a dolného povrchu palmových listov a má viac aplikácií v príprave potravín aj v kozmetológii, vosku nábytku a automobilov, výrobu voskového zubného hodvábu atď.

Kultúra Wax Palm (obraz Fernando Arteaga v www.Pixabay.com)

Jojobový olej

Jojobový vosk sa získa z Simmondsia Chinensis, Typický krík vyprahnutých oblastí Mexika a Spojených štátov. Jeho semená sú bohaté na vosk alebo olej, ktorý je získaný studeným tlakom a ktorý má mnoho liečivých aplikácií, čo je jednou z hlavných náhrad veľrýb spermií.

Semená závodu jojob (zdroj: Kenneth Bosma/CC od (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0) Via Wikimedia Commons)

Odkazy

1. Domínguez, e., & Heredia,. (1998). Vosky: Zabudnutá téma pri výučbe lipidov. Biochemické vzdelávanie, 26 (4), 315-316.
2. Firestone, D. (2006). Fyzikálne a chemické vlastnosti olejov, tukov a voskov (nie. L-0671). AOCS Press.
3. Kolattukudy, P. A. (1970). Rastlinný vosk. Lipids, 5 (2), 259-275.
4. Lusas, e. W., Riaz, m. N., Alam, m. Siež., & Clough, r. (2017). Živočíšne a zeleninové tuky, oleje a vosky. V Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology (PP. 823-932). Springer, Cham.
5. Post-Beittenmiller, D. (Devätnásť deväťdesiat šiestich). Biochémia a molekulárna biológia výroby vosku v rastlinách. Ročný prehľad biológie rastlín, 47 (1), 405-430.
6. Tinto, w. F., Elufioye, t. Ani., & Roach, J. (2017). Vosk. Vo farmakogónii (str. 443-455). Akademická tlač.