Universidad Nacional de Trujillo PIO II
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Hidrolisis
1.- Definicin.-La hidrolisis es la disolucin de sales de agua,
con lo que la molcula de agua se disocia para tender a formar cidos
y bases dando lugar al valor de pH.Para que todos entendamos el
significado del valor numrico pH lo definiremos como
sigue:Numricamente nos indica la cantidad de litros de disolucin
que contiene 1 gramo de iones de hidrgeno.La hidrolisis se
fundamenta en cuatro reglas:1) Las disoluciones en agua de sales
procedentes de cidos fuertes y bases dbiles tienen una reaccin cida
( pH bajo);2) Las disoluciones en agua de sales procedentes de
cidos dbiles y bases fuertes tienen reaccin bsica(pH alto);3) Las
disoluciones en agua de sales procedentes de cidos fuertes y bases
fuertes tienen reaccin neutra( un pH medio de 7);4) Las
disoluciones en agua de sales procedentes de cidos dbiles y bases
dbiles tienen reaccin neutra (un pH 7).Por esta razn, la molcula de
agua en las disoluciones, normalmente no se encuentra como H2O sino
como OH- + H+ o como H3O+ , formas que le dan su fuerza disolvente
tan importante en disoluciones orgnicas(Hidrosolubles). Como ya se
dijo, la fuerza disolvente del agua se encuentra en su efecto
elctrico como dipolo.
2.- Reaccin caracterstica.- Reaccin REDOXToda reaccin en la cual
queda un elemento en estado de libertad o en la que otros elementos
libres pasan al estado de compuestos las denominaremos reacciones
REDOX.Reciben este nombre las reacciones qumicas cuando tenemos en
consideracin su valencia y su comportamiento elctrico.REDOX procede
de dos formas de reacciones, REDuccin y Oxidacin, consistentes en
que los iones con carga(+) reaccionan tomando electrones (
reduccin) y los iones con carga(-) reaccionan cediendo electrones
(oxidacin).OxidacinEs toda reaccin qumica que suponga una prdida de
electrones y consiguiente prdida de valencias (-). Reaccin
caracterstica producida bajo el nodo en el galvanismo, pues el nodo
concentrar debajo de s iones no metales (-), los cuales cedern sus
electrones quedarn como radicales libres o combinados con un metal,
perdiendo su calidad de iones. Si en la zona se hallan metlicos
saturados, estos retomarn su valencia o valencias (+).ReduccinEs
toda reaccin qumica que suponga una ganancia de electrones y
ganancia de valencias (-). Reaccin caracterstica producida bajo el
ctodo en el galvanismo, pues bajo este electrodo se acumulan
radicales metlicos con valencia (+), os cuales tendern a captar
electrones de los radicales no metlicos o del electrodo. Si en la
zona abundan los radicales no metlicos, stos tienden a oxidarse.El
hidrgeno es un ion con un potente efecto reductor, pues dad su
avidez por el oxgeno o iones electronegativos, tender a disociarlos
de los compuestos oxidados.
https://books.google.com.pe/books?id=TMR-DzWvieMC&pg=PA137&dq=Reacci%C3%B3n+caracteristica+de+la+hidrolisis&hl=es&sa=X&ei=jSd0VY_ANsurgwT16oDoBw&ved=0CCIQ6AEwAQ#v=onepage&q=Reacci%C3%B3n%20caracteristica%20de%20la%20hidrolisis&f=false
3) Agente de proceso: Hidrlisis cida. Hidrlisis bsica. Hidrlisis
enzimtica.
4) Materia prima: Materia orgnica en general. 5) Qumica del
proceso:
a) Reacciones: En Hidrolisis enzimtica:Se entiende por hidrlisis
enzimtica la hidrlisis que se produce mediante un grupo de enzimas
llamadas hidrolasas. Estas enzimas ejercen un efecto cataltico
hidrolizante, es decir, producen la ruptura de enlaces por agua
segn:H-OH + R-R R-H + R-OH. En algunos casos este grupo puede ser
transferido por la enzima a otras molculas y se considera la
hidrlisis misma como una transferencia del grupo al agua. A veces
suele utilizarse el nombre comn de la enzima, por lo que muchas
veces el sufijo asa, nos indicar generalmente que se trata de una
hidrolasa. Por ahora no ha sido posible encontrar una nomenclatura
sistemtica para todas las pptido-hidrolasas, por lo que hoy en da,
para las nuevas enzimas, su nombre se forma segn: fuente de pptido
hidrolasa seguido, si es necesario, de una letra para distinguirla
de otra enzima.Reaccin de MolishLa reaccin de Molish es un tipo de
interpretacin de la hidrlisis. Consiste en que todos los sacridos
pueden ser degradados o hidrolizados hasta transformarlos en las
unidades de monosacridos que los constituyen. La hidrlisis qumica,
requiere de catalizadores (cidos minerales) y de calor. La
hidrlisis puede seguirse controlando algunas propiedades qumicas
como el poder reductor.Hidrlisis del almidnLa hidrlisis del almidn
implica la ruptura de un enlace mediante la adicin en medio del
mismo de los elementos del agua. Los polisacridos de la dieta se
metabolizan mediante hidrlisis a los monosacridos.La mayora de los
pasos de la degradacin de almidn a glucosa pueden ser catalizados
por tres enzimas distintas, si bien hay otras ms que se necesitan
para completar el proceso. Las tres primeras enzimas son una
-amilasa, otra -amilasa y almidn fosforilasa. Al parecer solo la
-amilasa puede atacar grnulos de almidn intactos, por lo que cuando
participan la -amilasa y la fosforilasa, es probable que acten
sobre los primeros productos liberados por la -amilasa. La -amilasa
ataca de manera aleatoria enlaces 1,4 en las molculas de amilosa y
amilopectina; al principio creando huecos al azar en los granos de
almidn y liberando productos que an son grandes. En cadenas de
amilosa no ramificadas, el ataque repetido por la -amilasa produce
maltosa, un disacrido que contiene dos unidades de glucosa. Sin
embargo, la -amilasa no puede atacar los enlaces 1,6 localizados en
los puntos de ramificacin de la amilopectina, por lo que la
digestin de amilopectina cesa cuando an quedan dextrinas
ramificadas con cadenas de longitud corta. Muchas -amilasas son
activadas por Ca+, lo cual es una de las razones por las que el
calcio es un elemento esencial.
Hidrlisis de Lpidos
En este mbito, nos vamos a centrar en los lpidos que aparecen en
los animales, centrndonos en los rumiantes. En el rumen*, la mayora
de los lpidos son hidrolizados. El enlace entre el glicerol y los
cidos grasos son separados dando origen a glicerol y tres cidos
grasos. El glicerol se fermenta rpidamente para formar cidos grasos
voltiles.cidos grasos libres en el rumen tienden a ligarse a
partculas de alimentos y microbios y prevenir ms fermentacin,
especialmente de los carbohidratos fibrosos. Lpidos excesos en la
dieta pueden tener un efecto negativo en la produccin de leche y el
porcentaje de grasa en la leche. Sin embargo los lpidos pueden ser
protegidos para reducir la tasa de hidrlisis y hacerles menos
reactivos. La capa de la semilla tiende a proteger los lpidos
dentro las semillas y hacerles menos accesible a la hidrlisis
comparado con la grasa de origen animal. Tambin, los tratamientos
industriales que usualmente incluyen la formacin de jabones (sales
de calcio con los cidos grasos) aumentan la resistencia de los
lpidos a hidrlisis en el rumen. La mayora de los lpidos que salgan
del rumen son cidos grasos saturados principalmente en la forma de
cidos palmticos y estericos ligados a partculas de alimentos y
microbios y los fosfolpidos microbianas.
Hidrlisis de protenas
La hidrolisis de Protenas es la ruptura de la estructura
primaria, es decir la ruptura de la secuencia de una protena. La
hidrlisis de las protenas termina por fragamentar las protenas en
aminocidos.Existen 3 tipos de hidrolisis de protenas Hidrlisis
cida: se basa en la ebullicin prolongada de la protena con
soluciones cidas fuertes (HCl y H2SO4). Este mtodo destruye
completamente el triptfano y parte de a serina y le treonina.
Hidrlisis bsica: respeta los aminocidos que se destruyen por la
hidrlisis anterior, pero con gran facilidad, forma racemato.
Normalmente se utiliza (NaOH e BaOH) Hidrlisis enzimtica: se
utilizan enzimas proteolticas cuya actividad es lenta y a menudo
incompleta, sin embargo no se produce racemizacin y no se destruyen
os aminocidos; por lo tanto es muy especfica
http://deproteinas.com/hidrolisis-de-proteinas
b) Consideraciones cinticas: Estudio del modelo cintico. El
grado de hidrlisis y la velocidad del proceso dependen de muchos
factores, entre otros del pH, de la temperatura, de la concentracin
de biomasa hidroltica, del tipo de materia orgnica y del tamao de
partcula. En la hidrlisis cida, las reacciones generadas son muy
complejas, el sustrato est en fase slida y el catalizador en fase
liquida . El modelo que se propone est basado en reacciones de
pseudo primer orden irreversibles homogneas para la sacarificacin o
hidrlisis con H2SO4 en el cual la constante promedio est en la
funcin de la concentracin de cido, tiempo de hidrlisis y
temperatura.
6) FasesLa mayora de hidrolisis se llevan en fase liquida como
lo son la hidrolisis enzimtica, del almidn, de protenas.
7) APLICACIONES Y USOS
BEBIDAS: ELABORACIN INDUSTRIAL DEL TEQUILA Considerando que el
principal carbohidrato que contiene el agave es la inulina y que
este compuesto no es susceptible de ser fermentado por las
levaduras, es necesario realizar la hidrlisis para obtener azcares
simples (principalmente fructosa). Para ello, se utiliza
principalmente un procedimiento trmico o enzimtico o bien, la
combinacin de ambos. En esta etapa tambin hay muchos compuestos que
son determinantes en el perfil del producto final.
http://www.scielo.org.co/img/revistas/rfnam/v65n2/v65n2a22fig01.gif
ALIMENTOS: HIDRLISIS DE LA LACTOSA POR VIA ENZIMTICALa lactosa,
azcar que est presente en la leche de vaca, no es absorbida como
tal, ya que para que esto suceda, la lactosa debe primero
desdoblarse en glucosa y galactosa
Solo estos monosacridos son utilizados como fuente de energa por
el organismo. Dicha hidrlisis requerida para la utilizacin de la
lactosa es efectuada por la enzima lactasa, presente en el
intestino
delgadohttp://alimentariaonline.com/PaDs9lu5/wp-content/uploads/MLC007_YogDeslactosa.pdf
HIDRLISIS ENZIMTICA PARA LA OBTENCIN DE JARABES DE GLUCOSA O
FRUCTOSA A PARTIR DE ALMIDN DE MAZ.Estos jarabes se utilizan en la
elaboracin de bebidas refrescantes, conservas de frutas,
reposteraLa hidrlisis del almidn o de la celulosa da lugar a muchas
molculas de glucosa.
En la hidrlisis enzimtica de protenas hasta pptidas o
aminocidos, por accin de enzimas proteolticas, la composicin final
y, por tanto, el uso de los hidrolizados dependern principalmente
de la fuente proteica, del tipo de proteasa usada, de las
condiciones de hidrlisis y del grado de hidrlisis alcanzado en la
reaccin. Los hidrolizados se utilizan ampliamente en la tecnologa
alimentaria por sus propiedades nutricionales o funcionales
(solubilidad, poder emulsificante, capacidad espumante).ENERGIA:
PRETRATAMIENTO DE BIOMASA: HIDRLISIS TRMICA O TERMO HIDRLISISPara
la segunda generacin de biocarburantes, la biomasa de lignocelulosa
es la materia prima empleada en la mayora de los casos. Las partes
de hemicelulosa y celulosa de la biomasa son la materia prima de la
produccin de etanol.Para poder obtener rendimientos suficientes de
etanol, la estructura interna de la biomasa debe ser rota.
Un buen modo de romper la estructura de la biomasa es hacerlo
mediante un proceso trmico denominadohidrlisis trmica o termo
hidrlisis. Calentar hasta altas presiones y temperaturas (150 - 170
C) rompe las estructuras celulares. Cuando se combina con un paso
de explosin de vapor, el efecto es incluso mejor. El problema con
el calentamiento de biomasa hasta tales temperaturas tan elevadas
es el ensuciamiento.
http://www.hrs-heatexchangers.com/es/aplicaciones/biocombustibles/bioetanol/default.aspx
HIDROLISISPgina 6