Struktura wosków (biologiczna), właściwości, funkcja, typy

A wosk Jest to materiał hydrofobowy złożony z kwasów tłuszczowych i długich łańcuchów (estry alkoholowe i długie kwasy tłuszczowe). Mają wiele funkcji w przyrodzie, ponieważ są one naturalnie wytwarzane przez wiele gatunków roślin i zwierząt.

Słowo „wosk” (z angielskiego Wosk) wywodzi się z łacińskiego słowa "wosk", odnosząc się do substancji wytwarzanej przez pszczoły i używanej do budowy plastra miodu. Angielski termin jest używany z tą samą konotacją, ponieważ pochodzi od słowa anglo -saxon „Weax” Używany również do opisania pszczelego (w języku angielskim Wosk).

Plaster miodu (obraz Pexels na www.Pixabay.com)

Biorąc pod uwagę powyższe, rozumie się, że definicja „wosku” obejmuje zestaw substancji, które mają pewne cechy, ale niekoniecznie mają te same właściwości chemiczne i/lub fizyczne.

Jednak niezależnie od ich tożsamości chemicznej, woski są wyjątkowo hydrofobowymi substancjami i które służą różnymi celami w zależności od organizmu, który je wytwarza. Duża liczba żywych istot wykorzystuje je jako główną substancję rezerwy energetycznej, podczas gdy inne wykorzystują je jako substancje ochronne na swojej powierzchni.

Chociaż są one równie powszechne u roślin i zwierząt, woski roślinne to te, które zostały opisane z większą intensywnością (i niektórymi z niektórych zwierząt), ponieważ mają biologiczne znaczenie dla tych organizmów, a także przemysłowe z antropologicznego punktu widzenia.

[TOC]

Struktura woskowa

Woski zostały klasycznie zdefiniowane jako estry alkoholowe o długim łańcuchu kwasów tłuszczowych, charakteryzujące się długościami 24-30 atomów węgla, które są związane z pierwszorzędowymi alkoholem 16-36 atomów węgla (mogą być również związane z alkoholami grupy sterydowej).

Są one tworzone przez reakcje obejmujące „związek” alkoholu i kwas tłuszczowy, mniej więcej w następujący sposób:

CH3 (CH2) NCH2OH (alkohol) + CH3 (CH2) NCOOH (kwas tłuszczowy) → CH3 (CH2) NCH2COOHCH2 (CH2) CH3 (ester woskowy) + H2O (woda) (woda)

Charakter alifatycznych składników wosków może być ogromnie zmienna, będąc w tych kwasach tłuszczowych, alkohole pierwotnych i wtórnych, węglowodorach, esterach, aldehydos alifatycznych, ketonach, dicetonach, trialiwiznych.

W ten sam sposób zarówno długość łańcucha, jak i stopień nasycenia, jak i gałąpienie kwasów tłuszczowych i innych składników alifatycznych wosków zależy od ich pochodzenia.

Wiedząc o tym, wykazano, że te woski wytwarzane w roślinach i te, które są wytwarzane przez zwierzęta morskie i zwierzęta lądowe, były na przykład różne.

Właściwości woskowe

Woski mają różne właściwości fizykochemiczne, które można streścić na małej liście:

- Jego konsystencja może różnić się od miękkich i możliwych do opanowania do surowych (tworzyw sztucznych) lub „łamania” w 20 ° C

- Zwykle są bardzo małą lepkością

- Są wysoce nierozpuszczalne w wodzie, ale są w rozpuszczalnikach organicznych, chociaż proces ten zależy wiele od temperatury

Funkcjonować

Woski wypełniają wiele funkcji zarówno w królestwie zwierząt, jak i w królestwie roślinnym, ponieważ są to niezwykle powszechne substancje w naturze.

Może ci służyć: białka kuliste: charakterystyka, struktura, przykłady

U zwierząt

Woski reprezentują główny związek magazynowania energii dla pływających mikroorganizmów, które składają się na plankton.

Zatem woski są jednocześnie jednym z głównych źródeł metabolicznych u podstawy morskiego łańcucha żywności zwierząt.

Zwierzęta mają specjalne gruczoły skóry, które wydzielają woski w celu ochrony ich skóry i włosów, dzięki czemu są bardziej elastyczne, smarowane i odpychania wody.

Ptaki mają gruczoł znany jako gruczoł „Uroopiege”, który nieustannie wydziela woski, więc jest odpowiedzialny za utrzymanie „wodoodpornych” piór.

W roślinach

Podstawową funkcją wosków w organizmach roślinnych jest ochrona tkanki.

Dobry przykład tego składa się z okładki wzgórza dolistnych arkuszy wielu roślin, co zmniejsza odwodnienie przez ciepło indukowane przez promienie słoneczne.

Innym przykładem, o którym można wspomnieć, jest wzgórze, które ma wiele nasion na pokładzie, co pomaga im uniknąć utraty wody podczas przechowywania.

Woski te są zwykle osadzone między polimerami skóry i suberine, stanowiąc amorficzną warstwę na zewnętrznej powierzchni rośliny. Wiele warzyw ma epikucularną warstwę kryształów zery.

Woski nie tylko zapobiegają utratę wody, ale także mogą pomóc roślinie zapobiegać niektórym patogenom grzybowym lub bakteryjnym oraz odgrywać podstawową rolę w interakcjach w zakresie insektywnych roślin, oprócz uniknięcia szkód spowodowanych przez promieniowanie ultrafioletowe.

W przemyśle

Woski pochodzenia biologicznego są również bardzo przydatne z przemysłowego punktu widzenia, ponieważ są stosowane w produkcji leków, kosmetyków itp.

Balsje zwykle stosowane do nawilżenia skóry, a także purytalne, a niektóre maści składają się z mieszanin tłuszczu z woskiem pszczoły, brazylijski wosk, wosk wełniany jagnięce, wosk wosku wielorybów itp.

Woski są również bardzo stosowane w powłokach przemysłowych, które umożliwiają odpychanie wodne, a także w produkcji substancji używanych do wypolerowania samochodów.

Są one stosowane w plastyczności termofousumalnie, w smarowaniu sprzętu roboczego w branży metalurgicznej i umożliwiają opóźnione uwalnianie związków stosowanych w rolnictwie i farmakologii.

Rodzaje wosków

Woski mogą być naturalne lub syntetyczne. „Naturalne” woski mogą również mieć pochodzenie organiczne lub mineralne, będąc tym drugim produktem przetwarzania węgla brunatowego (węgla), więc są one na ogół nieobjęte renamionami (takie jak olej lub wazelina).

Woski pochodzenia zwierzęcego i/lub warzyw są uważane za odnawialne i modyfikowalne woski naturalne, z uwagi na fakt, że można je modyfikować metodami chemicznymi, takimi jak uwodornienie i ponowne recesseryfikacja, na przykład.

Może ci służyć: symbioza

Zatem w kontekście biologicznym woski są klasyfikowane zgodnie ze źródłem, od którego są uzyskiwane.

- Woski warzywne

Rośliny wytwarzają różne rodzaje wosków w różnych częściach ich ciał: w liściach, w kwiatach, w owocach lub w nasionach.

Jaka jest trasa biosintetyczna?

Alifatyczne składniki wosków roślinnych są syntetyzowane w komórkach naskórka z bardzo długich kwasów tłuszczowych (20 do 34 atomów węgla).

Synteza zaczyna się od wytwarzania kwasów tłuszczowych 16 i 18 węgli, które początkowo powstają w zrębie plastydów dzięki aktywności rozpuszczalnych enzymów, które tworzą złożoną syntazę syntazy kwasu tłuszczowego.

Następnie te kwasy tłuszczowe są wydłużone dzięki kompleksom multienzimatycznym związanym z błoną zwaną kwasem tłuszczowym Elongasas. Na każdym rozszerzeniu dwóch atomów węgla występują cztery reakcje:

- Kondensacja między tłustą acylową estryfikowaną do cząsteczki acetylu CO-A (substrat) a cząsteczką Malonic-CoA

- B-Ceto zmniejszenie

- Odwodnienie

- Redukcja enoil

Opisano dwie główne trasy do produkcji składników wosków roślinnych, jedna z nich jest ścieżka redukcji acyl. Pierwsze wyniki w syntezie alkoholi i estrów woskowych, w międzyczasie ostatnia wytwarza aldehydo, alkan, alkohole wtórne i ketony.

Trasa redukcji acylowej

Estry ACIL-CoA wytwarzane przez wydłużenie łańcucha są zmniejszone w reakcji dwuetapowej, która obejmuje przejściowy pośrednik typu aldehydu i są katalizowane przez enzym redukujący ACIL-CoA. Wyprodukowany alkohol tłuszczowy można streśnić w celu utworzenia estru woskowego dzięki enzymie transacylazy alkoholowej ACIL-CoA.

Discalling Route

Pierwszym etapem tej trasy jest zmniejszenie estru ACIL-CoA do aldehydu za pośrednictwem enzymu reduktazy acylo-CoA. Kiedy enzym aldehydowa dekarbonilaza eliminuje grupę karbonylową wspomnianej cząsteczki, występuje alkan, który ma atom węgla mniejszy niż jego prekursor kwas tłuszczowy.

Ten węglowodor może być większym metabolem.

Ostatni etap produkcji estrów woskowych z długich alkoholi i kwasów tłuszczowych jest katalizowany przez enzym acylo-CoA: alkohol transanilazy, który jest również niezbędny do syntezy trialiliceroli.

- Woski zwierząt

Zwierzęta wytwarzają również obfite ilości wosków, zwłaszcza owady, wieloryby, owce i ptaki, z których można je uzyskać do celów biotechnologicznych.

Jego biologiczna użyteczność została szczegółowo zbadana i, w zależności od tego zwierzęcia, mogą one wypełnić ochronę, komunikację, między innymi.

Może ci służyć: Alizarina: Charakterystyka, przygotowanie, zastosowania i toksyczność

Przykłady biologicznych wosków

- Woski zwierząt

wosk pszczeli

Jak sama nazwa wskazuje, ten rodzaj wosku jest wytwarzany przez pszczoły, będąc najpopularniejszym APIS Mellifera. Zwierzęta te mają wyspecjalizowane gruczoły w brzuchu, które wydzielają wosk, którego używają do budowy plastra miodu, w których wkładają jaja i organizują ula.

Ten wosk jest powszechnie uzyskiwany jako drugorzędny produkt miodu i jest stosowany w różnych celach, zarówno w kosmetologii, jak i w przemyśle (produkcja świec, napędów, żywności, tekstyliów, lakierów itp.). Składa się z węglowodorów, estrów, wolnych kwasów i innych, a najbardziej wyspecjalizowane badania wskazują, że są bogate w kwas cerotyczny i mysterinę.

Spermacet

Plemnik wieloryba to kolejny dobrze znany rodzaj wosku zwierzęcego, uzyskany z wnęki na głowie wieloryba Physeter Macrochalus, które mogą wytworzyć do 3 ton tej substancji, których używa, jak brzmieć.

Jest bogaty w tłuste estry, trójglicerydy, wolne alkohole i kwasy; Wśród tłuszczowych estrów znajdują się głównie palmitynian cetilowy (32 węgli) i Cetil Miristato (30 węgli).

Ten wosk zwierzęcy był bardzo stosowany w medycynie, kosmetologii i farmaceutycznych.

Jednak niektóre przepisy międzynarodowe są obecnie.

- Woski warzywne

Wosk dłoni

Woskowa dłoń Cevera Copernice Martius to rodzaj brazylijskiej palmy, która produkuje jeden z najważniejszych wosków roślinnych z komercyjnego punktu widzenia.

Ten wosk jest uzyskiwany z górnej i dolnej powierzchni liści palmowych i ma wiele zastosowań zarówno w przygotowaniu pokarmu, jak i w kosmetologii, woskowaniu mebli i samochodów, produkcji woskowanego jedwabiu dentystycznego itp.

Kultura palmowa (obraz Fernando Arteaga w WWW.Pixabay.com)

Olej jojoba

Wosk jojoba jest uzyskiwana z Simmondsia chinensis, Typowy krzak suchych obszarów Meksyku i Stanów Zjednoczonych. Jego nasiona są bogate w wosk lub olej uzyskiwany przez zimną prasę i ma wiele zastosowań leczniczych, będąc jednym z głównych zastępców nasienia wielorybów.

Nasiona rośliny jojoba (Źródło: Kenneth Bosma/CC przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0) Via Wikimedia Commons)

Bibliografia

1. Domínguez, e., I heredia, aby. (1998). Woski: zapomniany temat w nauczaniu lipidów. Edukacja biochemiczna, 26 (4), 315-316.
2. Firestone, d. (2006). Charakterystyka fizyczna i chemiczna olejków, tłuszczów i wosków (nie. L-0671). AOCS Press.
3. Kolattukudy, s. 1. I. (1970). Woski roślinne. Lipidy, 5 (2), 259-275.
4. Lusas, e. W., Riaz, m. N., Alam, m. S., & Clough, r. (2017). Tłuszcze zwierzęce i roślinne, oleje i woski. W Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology (PP. 823-932). Springer, Cham.
5. Post-Beattenmiller, zm. (1996). Biochemia i biologia molekularna produkcji wosku u roślin. Coroczny przegląd biologii roślin, 47 (1), 405-430.
6. Tinto, w. F., Elufioye, t. ALBO., & Roach, j. (2017). Woski. W farmakognozji (PP. 443-455). Academic Press.