Voks (biologisk) struktur, egenskaper, funksjon, typer

EN voks Det er et hydrofobt materiale sammensatt av fettsyrer og langkjedede alkoholer (alkoholestere og langkjedede fettsyrer). De har flere funksjoner i naturen, siden de er naturlig produsert av mange plante- og dyrearter.

Ordet "voks" (fra engelsk Voks) stammer fra latinsk ord "voks", med henvisning til stoffet produsert av bier og brukes til å bygge sine honningkaker. Det engelske uttrykket brukes med samme konnotasjon, ettersom det stammer fra Anglo -Saxon -ordet "Weax" brukes også til å beskrive bivoks (på engelsk Bivoks).

En honningkake (Pexels -bilde på www.Pixabay.com)

Når man tar hensyn til det ovennevnte, forstås det at definisjonen av "voks" omfatter et sett med stoffer som deler noen egenskaper, men som ikke nødvendigvis har de samme kjemiske og/eller fysiske egenskapene.

Uansett deres kjemiske identitet er voks imidlertid ekstremt hydrofobe stoffer, og som tjener forskjellige formål avhengig av organismen som produserer dem. Et stort antall levende vesener bruker dem som hovedstoffet i energireserven, mens andre bruker dem som beskyttende stoffer på overflaten.

Selv om de er like vanlige i planter og dyr, er plantevokser de som har blitt beskrevet med større intensitet (og noen av visse dyr), siden de har biologisk betydning for disse organismer og også industrielle fra det antropologiske synspunktet.

[TOC]

Voksstruktur

Voksene er klassisk definert som alkoholholdige estere av langkjedede fettsyrer, preget av lengder på 24-30 karbonatomer, som er assosiert med primære alkoholer av 16-36 karbonatomer (de kan også være assosiert med alkoholer i steroidgruppen).

De dannes av reaksjoner som involverer "forening" av en alkohol og en fettsyre, mer eller mindre som følger:

CH3 (CH2) NCH2OH (alkohol) + CH3 (CH2) NCOOH (fettsyre) → CH3 (CH2) NCH2COOHCH2 (CH2) CH3 (Wax Ester) + H2O (vann) (vann)

Naturen til de alifatiske komponentene i voksene kan være enormt varierende, og kunne være i disse fettsyrene, primær- og sekundære alkoholer, hydrokarboner, esterler, aldehydos alifatiske, ketoner, diketoner, trecilglyceroles, triterpenes og sterols, diketoner, trecilglyceroles, triterpenes og sterols, diketoner, trecilglyceroles, tritertatiske alifatiske, ketoner, diketoner, triacyceres, triteratiske alifatiske alifatiske, ketoner, diketoner.

På samme måte avhenger både lengden på kjeden og metningsgraden og grenen av fettsyrer og andre alifatiske komponenter i voksene av deres opprinnelse.

Når du vet dette, har det blitt vist at de voksene som er produsert i planter og de som er produsert av marine dyr og terrestriske dyr har vært forskjellige, for eksempel.

Voksegenskaper

Vokser har forskjellige fysisk -kjemiske egenskaper som kan oppsummeres i en liten liste:

- Teksturen kan variere fra myk og håndterbar til hard (plast) eller "bryte" ved 20 ° C

- De er vanligvis veldig lite viskositet

- De er svært uoppløselige i vann, men de er i organiske løsningsmidler, selv om denne prosessen avhenger mye av temperaturen

Funksjon

Vokser oppfyller flere funksjoner både i dyreriket og i plantens rike, ettersom de er ekstremt vanlige stoffer i naturen.

Kan tjene deg: kuleproteiner: egenskaper, struktur, eksempler

Hos dyr

Vokser representerer den viktigste energilagringsforbindelsen for flytende mikroorganismer som utgjør i plankton.

Dermed er voksene samtidig en av de viktigste metabolske kildene ved bunnen av den marine dyrematkjeden.

Dyr har spesielle dermale kjertler som utskiller voks for å beskytte hud og hår, noe som gjør dem mer fleksible, smurt og vannavvisningskapasitet.

Fuglene har en kjertel kjent som "Uroopiege" -kjertelen, som stadig utskiller voks, så den er ansvarlig for å opprettholde "vanntette" fjær.

I planter

En primær funksjon av voks i planteorganismer er vevsbeskyttelse.

Et godt eksempel på dette består av bakketrekket til bladarkene til mange planter, noe som reduserer dehydrering av varme indusert av solstrålene.

Et annet eksempel som kan nevnes er bakken som har mange frø på kortstokken, noe som hjelper dem å unngå vanntap under lagring.

Disse voksene er vanligvis innebygd mellom hud- og suberine polymerer, og utgjør et amorf lag på den ytre overflaten av planten. Mange grønnsaker har et epikutikulært lag med Zery -krystaller som overlapper kutikula og som gir dem gråaktig utseende eller glauca.

Vokser forhindrer ikke bare vanntap, men kan også hjelpe planten til å forhindre noen sopp- eller bakteriepatogener, og spille en grunnleggende rolle i planteinstruksjonsinteraksjoner, i tillegg til å unngå skader forårsaket av ultrafiolett stråling.

I bransjen

Vokser av biologisk opprinnelse er også veldig nyttige fra det industrielle synspunktet, ettersom de brukes til produksjon av medisiner, kosmetikk, etc.

Lotionene som vanligvis brukes til hydrering av hud, så vel som pulital og noen salver er sammensatt av blandinger av fett med bievoks, brasiliansk palmevoks, lammullvoks, voks voks av hvaler, etc.

Vokser er også veldig brukt i industrielle belegg som tillater vannavvisning, så vel som i fremstilling av stoffer som brukes til å polere biler.

De brukes i den termofusible myknet, i smøring av arbeidsutstyr i metallurgisk industri og for å tillate forsinket frigjøring av forbindelser som brukes i landbruk og farmakologi.

Typer voks

Vokser kan være naturlige eller syntetiske. "Naturlige" voks kan også ha organisk eller mineral opprinnelse, og er det sistnevnte produktet av lignitt (kull) prosessering, så de er generelt ikke -fornybare (for eksempel olje eller vaselin).

Vokser av dyr og/eller vegetabilsk opprinnelse regnes som fornybar og modifiserbare naturlige voks, med tanke på at de kan modifiseres ved kjemiske metoder som hydrogenering og resessifisering, for eksempel.

Kan tjene deg: symbiose

I den biologiske sammenhengen er voksene således klassifisert i henhold til kilden de er oppnådd.

- Vegetabilsk voks

Planter produserer forskjellige typer voks i forskjellige deler av kroppene sine: i bladene, i blomstene, i fruktene eller i frøene.

Hvordan er den biosintetiske ruten?

De alifatiske komponentene i plantokses syntetiseres i epidermale celler fra veldig lange fettsyrer (20 til 34 karbonatomer).

Syntesen begynner med produksjon av fettsyrer på 16 og 18 karbonatomer, som opprinnelig har sin opprinnelse i stromaen til plastidene takket være aktiviteten til de oppløselige enzymer som utgjør den komplekse fettsyresyntase -syntasen.

Deretter er disse fettsyrene langstrakte takket være multienzimatiske komplekser assosiert med membranen kjent som Elongasas fettsyre. I hver forlengelse av to karbonatomer er det fire reaksjoner:

- Kondensasjon Mellom et fet acylesterifisert til et acetyl co-a (substrat) molekyl og et malonisk-CoA-molekyl

- B-Ceto reduksjon

- Dehydrering

- Enoil -reduksjon

To hovedveier er beskrevet for produksjon av komponentene i plantevoksene, en av dem er banen for acylreduksjon og den andre er Rudition -banen. Den første resulterer i syntese av alkoholer og voksestere, i mellomtiden produserer den siste aldehydos, alkaner, sekundære alkoholer og ketoner.

Acyl reduksjonsrute

Acil-CoA-estere produsert ved kjedeforlengelse reduseres i en totrinns reaksjon som involverer en forbigående aldehyd-type mellomledd og blir katalysert av ACIL-CoA-reduseringsenzymet. Den fete alkoholen som produseres kan sterifiseres for å danne en voksester takket være Acil-CoA alkoholtransacilase-enzymet.

Disproduserende rute

Det første trinnet i denne ruten er reduksjon av en acil-CoA-ester til en aldehyd mediert av et acyl-CoA-reduktase-enzym. Når et enzym aldehyd dekarbonilase eliminerer karbonylgruppen av nevnte molekyl, oppstår en alkan, som har et karbonatom mindre enn forløperfettsyre.

Dette hydrokarbonet kan være mer metabol.

Det siste trinnet for produksjon av voksestere fra langkjedede alkoholer og fettsyrer blir katalysert av et acyl-CoA-enzym: transacilasealkohol, som også er nødvendig for syntese av trielglyceroler.

- Dyrvoks

Dyr produserer også rikelig mengder voks, spesielt insekter, hvaler, sauer og fugler, hvorfra de kan fås til bioteknologiske formål.

Dets biologiske nytte er studert i detalj, og avhengig av det aktuelle dyret kan de oppfylle beskyttelse, kommunikasjon, blant andre.

Det kan tjene deg: Alizarina: Kjennetegn, forberedelser, bruk og toksisitet

Eksempler på biologiske voks

- Dyrvoks

Bee Wax

Som navnet tilsier, produseres denne typen voks av biene, og er den mest populære den av Apis mellifera. Disse dyrene har spesialiserte kjertler i magen som utskiller voks de bruker for å bygge honningkakene der de legger eggene sine og organiserer bikuben.

Denne voks er ofte oppnådd som et sekundært produkt av honning og brukes med forskjellige formål, både innen kosmetologi og i industrien (produksjon av stearinlys, stasjoner, mat, tekstiler, lakk osv.). Den består av hydrokarboner, estere, frie syrer og andre, og de mest spesialiserte studiene indikerer at den er rik på kerotisk syre og myricine.

Spermaceti

Hvalsæd er en annen kjent type dyroks, oppnådd fra et hulrom på hvalhodet Physeter Macrochalus, som kan produsere opptil 3 tonn av dette stoffet som det bruker hvordan du skal lyd.

Den er rik på fete estere, triglyserider, frie alkoholer og syrer; Blant de fete estere er hovedsakelig Cetil Palmitate (av 32 karbonatomer) og Cetil Miristato (30 karbonatomer).

Denne dyroksen har blitt veldig brukt i medisin, kosmetologi og farmasøytisk.

Noen internasjonale forskrifter er imidlertid for øyeblikket.

- Vegetabilsk voks

Palmvoks

Vokspalm Cevera Copernice Martius er en slags brasiliansk håndflate som produserer en av de viktigste plantevoksene fra det kommersielle synspunktet.

Denne voks oppnås fra øvre og nedre overflate av palmebladene og har flere bruksområder både i matlaging og i kosmetologi, voksing av møbler og biler, produksjon av vokset tannsilke, etc.

Vokspalmekultur (bilde av Fernando Arteaga i www.Pixabay.com)

Jojoba olje

Jojobas voks oppnås fra Simmondsia chinensis, En typisk busk av de tørre områdene i Mexico og USA. Frøene er rike på en voks eller olje som er oppnådd ved en kald presse og som har mange medisinske applikasjoner, og er en av de viktigste erstatningene av hvalsæd.

Frø av en Jojoba -plante (Kilde: Kenneth Bosma/CC av (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/av/2.0) via Wikimedia Commons)

Referanser

1. Domínguez, e., & Heredia, til. (1998). Vokser: Et glemt tema i lipidundervisning. Biokjemisk utdanning, 26 (4), 315-316.
2. Firestone, d. (2006). Fysiske og kjemiske egenskaper ved oljer, fett og voks (nei. L-0671). AOCS Press.
3. Kolattukudy, p. OG. (1970). Plantvoks. Lipider, 5 (2), 259-275.
4. Lusas, e. W., Riaz, m. N., Alam, m. S., & Clough, r. (2017). Dyre- og grønnsaksfett, oljer og voks. I Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology (PP. 823-932). Springer, Cham.
5. Post-Reittenmiller, d. (nitten nittiseks). Biokjemi og molekylær biologi av voksproduksjon i planter. Årlig gjennomgang av plantebiologi, 47 (1), 405-430.
6. Tinto, w. F., Elufioye, t. ENTEN., & Roach, J. (2017). Voks. I farmakognosi (pp. 443-455). Akademisk presse.