Grasas BIOL.

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Biología

Generalidades. Las g. o glicéridos son productos de síntesis biológica, animal o vegetal, cuya composición química es la de los ésteres (v.) que resultan en la reacción de la glicerina con los ácidos grasos. Cuando se presentan en estado líquido reciben la denominación de aceites y contienen mayor proporción de ácidos grasos no saturados que las g. que son sólidas a la temperatura ordinaria; se distinguen de las ceras porque en ellas la glicerina está sustituida por alcoholes de elevado número de carbonos.

En la composición de las g. naturales, ya sean de origen vegetal -que como materia de reserva se acumula principalmente en el fruto o en la semilla de la plantao de origen animal, como los aceites de hígado de peces, sebo de cordero, aceite de pata de buey, etc., se presentan junto a los glicéridos en pequeña cantidad, otros productos como vitaminas (A, D2, E, K), fosfátidos (lecitinas), esteroles (colesterol o fitoesterol), hidrocarburos y agua que, en conjunto, se conocen bajo la denominación de insaponificable de la g. Al componente mayoritario o parte saponificable de la g. le corresponde la fórmula general:O I I CH2-O-C-R OI ICH-O-C-R’ O CH2-O-C-R"en la que R, R’ y R" son los radicales ácidos que pueden ser iguales -hologlicéridos- o distintos -heteroglicéridos-.

Entre los ácidos grasos, siempre de número par de átomos de carbono -desde el de 6 hasta el de 26 carbonos- se encuentran los saturados: caprónico, caprílico, caprínico, palmítico, esteárico y cerótico; los no saturados, con uno o más dobles enlaces: oleico, linoleico y linolénico, erúcico, elaosteárico y cuplanodónico; los cicloetilénicos: como el hidrocárpico y el chaulmógrico, y los de función mixta, tal como el ricinoleico y el licánico. En cuanto a la proporción de los ácidos en las g., abarca los límites más amplios; en la tabla de pág. 253 se resume la composición cuali y cuantitativa de diversos productos naturales.

Análisis de grasas. La caracterización e identificación de las distintas g. con fines técnicos y comerciales se realiza por medio de diferentes ensayos normalizados con los que se determinan propiedades físicas, como la densidad, punto de fusión e índice de refracción, o caracteres químicos tales como el índice de saponificación, que indica la proporción de glicéridos, o el de insaponificable; el índice de yodo, para conocer el porcentaje de ácidos no saturados; el de Reichert-Meissl, para determinar el contenido en ácidos grasos volátiles o el de dieno, que informa sobre la proporción de ácidos con más de un doble enlace.

Obtención. El sistema industrial de recuperación de las g. depende del modo en que se encuentren en la materia prima de partida. En general, es necesario el desgarramiento de los tejidos que la contienen y la posterior separación con vapor, en autoclave, o con disolventes. En el caso particular del aceite de oliva la extracción se efectúa en tres etapas: el aceite virgen, de empleo gastronómico, se separa por prensado en frío; posteriormente, sale el llamado aceite de segunda expresión por prensado en caliente y, por último, se separa el aceite residual por extracción con disolventes. Los disolventes más empleados son el hexano, el tricloroetileno y el sulfuro de carbono. El aceite de extracción se destina a usos industriales.

La constitutión de la g. y su estado de conservación condicionan la fermentación del extracto y, con ella, su descomposición, acidificación y la aparición de diversos productos indeseables que originan la turbidez de los aceites y comunican unas características de olor y sabor que han de ser eliminadas durante el proceso de refino para dejarlas aptas para el consumo.

Refino. El sistema de refino de las g. se elige de acuerdo con las impurezas que presenten, la proporción en que las contengan y el grado de pureza que se desee alcanzar en el refinado. Los mucílagos, pectinas, resinas y demás productos sólidos responsables de la turbidez, se eliminan tratando la dispersión con ácido sulfúrico diluido que los coagula y carboniza parcialmente, con lo que resultan fácilmente separables por decantación o mediante la filtración con coadyuvantes que, a la vez, actúan como decolorantes. Las sustancias que dan color se destruyen selectivamente con oxidación con peróxido de benzoilo. El olor y sabor lo proporcionan los productos de degradación del glicérido; por tanto, son de menor peso molecular que las g. y de mayor volatilidad, circunstancias que se aprovechan para realizar la separación por destilación a vacío o por arrastre con vapor (V. MEZCLAS, SEPARACIÓN DE).

La acidez libre, provocada por los ácidos grasos volátiles, se elimina basándose en alguna de las propiedades que diferencian a los ácidos libres de los glicéridos, como son:a) la mayor actividad reaccional, por lo que puede ser neutralizada con álcalis diluidos -sin saponificar la g.o esterificando con glicerina; b) la mayor volatilidad, que permite la destilación molecular a vacío y por arrastre con vapor; por esta vía pueden recogerse en fracciones separadas: materias volátiles, vitaminas y principios antianémicos, ácidos grasos, glicéridos no saturados y hasta los saturados menos volátiles; c) la mayor polaridad, que hace factible la extracción mediante disolventes como los alcoholes metílico y etílico.

En los aceites comestibles se realiza también el desmargarinado, que consiste en precipitar la margarina o palmitina, cristalizada por enfriamiento, y separarla por filtración. Ello mejora la presentación de los aceites, por su menor tono de color, mayor "brillantez" y la ausencia de turbidez aun a bajas temperaturas.

Aplicaciones. Estos productos refinados tienen su campo propio de aplicación en las industrias de la alimentación. Dentro de la dietética tienen el carácter de alimentos energéticos, acreditado por el elevado valor de su calor de combustión -el del aceite de oliva es de 9.330 cal/gr. que es más del doble que el del almidón o el del azúcar-. Con este mismo fin se emplean las margarinas, preparadas por dispersión e hidrogenación de las g. sólidas en leche, a las que se añaden vitaminas, colorantes y espesantes para enriquecer su valor alimenticio y hacer más agradable su presentación.

Desde . el punto de vista químico-técnico las g. se emplean íntegramente como lubricantes (v.) de adición, suavizantes de cuero, suavizantes textiles, cte., aplicaciones que no implican ninguna transformación química. Como materia prima química, sus principales derivados ocupan, fundamentalmente, dos campos de gran interés: la obtención de jabones (v.) y la preparación de aceites secantes que, a la vez, actúan como vehículos en la fabricación de pinturas (v.).

Las transformaciones químicas a que pueden ser sometidas para obtener derivados de aplicación inmediata están relacionadas con su configuración molecular, que en la forma más compleja puede quedar representada así: O CH3-(CHZ)5-CH-CHZ-CH-CH-(CHz)6 CHZ-C-O-R IOHen la que R representa el resto de la molécula g.

Por el grupo carboxilo (-COO-), las g. se desdoblan para obtener glicerina y ácidos grasos; la glicerina se separa y concentra por evaporación-destilación y los ácidos grasos se destinan a la fabricación de jabón, o se separan por enfriamiento gradual o destilación para su empleo en la preparación de productos de diversa índole: cosméticos, fármacos, textiles (suavizantes y tensoactivos), recubrimientos de superficies, desinfectantes e insecticidas, plásticos, papel, lubricantes, agentes de flotación, etc. También por esta función las g. se pueden interesterificar o transesterificar, es decir, reordenar la distribución de los ácidos grasos constituyentes para obtener hologlicéridos que se separan con facilidad y se aprovechan independientemente; se hidrogenan, respetando el doble enlace, para obtener alcoholes (v.) no saturados, que son productos de base para la fabricación de detergentes; se preparan nitrilos, aminas, sales de amonio cuaternarias, cloruros de ácidos grasos y ésteres vinílicos de ácidos grasos, todos los cuales son punto de partida para obtener una gama de productos tan amplia como la enumerada anteriormente al hablar de las aplicaciones de los ácidos grasos libres.

Las moléculas g. con dos o más dobles enlaces tienen carácter secativo, por lo que se utilizan en la fabricación de barnices y pinturas; los más utilizados con este fin son los glicéridos de los ácidos linoleico, linolénico y elaoesteárico. A pesar de su aptitud para ser empleados como secantes, la tecnología química ha puesto a punto distintos procedimientos para exaltar su secatividad y mejorar las propiedades de los recubrimientos de superficies a los que se incorporan. Tal es el objeto de la isomerización diénica o estandolización que acelera el secado superando la velocidad de polimerización a la de oxidación-deshidratación, y la preparación de aceites maleicos, estirenados, uretánicos, resinas gliceroptálicas, ésteres del alcohol alílico o de poliamidas de Falkenburg. También estos puntos activos (dobles enlaces) permiten la vulcanización de las moléculas para dar estructuras semejantes a la del caucho (v.) muy resistentes a la compresión, pero sin resistencia a la tracción; son los denominados factis empleados en la fabricación de soportes amortiguadores elásticos.

Reacciones específicas de las moléculas con un solo doble enlace son: a) adición de cloro para obtener productos como el ácido dicloroesteárico empleado para mejorar la untuosidad de los aceites lubricantes; b) rotura de las moléculas, por oxidación, para obtener diácidos que mejoran la resistencia y elasticidad de las películas cubrientes preparadas con resinas alquídicas (v.); y c) adición de hidrógeno a los dobles enlaces que convierte los ácidos grasos o las g. líquidas en ácidos o glicéridos sólidos, con un amplio campo de aplicación en jabonería y detergencia.

El grupo alcohólico es característico de las g. formadas por el ácido ricinoleico, a las que confiere unas características que las hace aplicables como lubricantes, por su relativamente alta viscosidad, y materia prima química para la obtención de aceites secantes, tensoactivos, productos de condensación con alcohilaminas y estabilizantes internos para el policloruro de vinilo, la fibra rilsan -poliamida aún más hidrófoba que el nilón (v.)metilhexilcetona, ácido undecilénico y otros.

Una reciente aplicación de las g. consiste en sustituir los hidrógenos por flúor para obtener productos fluocarbonados de elevada capacidad para la impregnación de fibras, cueros, papel, etc., a la vez que se consigue elevar la resistencia al desgaste de estos productos y hacerlos menos sensibles a la penetración de la suciedad.

V. t.: ÁCIDOS III;FIBRAS;PINTURAS;COMPUESTOS QUÍMICOS II.

A. VIÁN ORTUÑO F. LÓPEZ MATEOS.

BIBL.: F. D. GUNSTONE, An Introduction to the Chemistry oj Fats and Fatty Acids, Londres 1958; E. SCOTT PATTISON, Industrial Fatty Acids and their Applications, Londres 1959; G. B. MARTINENGHI, Chimica e Tecnologia degli Oli, Grassi e Derivati, Milán 1967.