Bioquimica

CLOROFILA

¿Qué es la clorofila?

Son una familia de pigmentos que se encuentran en las cianobacterias y en todos aquellos organismos que contienen plastos en sus células, lo que incluye a las plantas y a los diversos grupos de protistas que son llamados algas.

¿Para qué sirve la clorofila en las plantas?

Le permite a estas obtener energía para vivir a partir de la luz. De manera muy básica, se convierte la energía proveniente de la luz en energía química. La luz llega a la planta, que tiene en sus hojas clorofila; estos pigmentos absorben la luz, y se produce un flujo de electrones que lleva a su vez a reacciones químicas de diferente naturaleza; entre otras cosas, el agua (H2O) se separa en hidrógeno y oxígeno el que a su vez es liberado a la atmósfera, cosa de vital importancia para nuestra atmósfera. Asimismo, se fija el dióxido de carbono, otra cosa a favor sobretodo en nuestros tiempos.

¿Estructura química de la clorofila?

La estructura de la molécula de clorofila tiene dos partes: un anillo de porfirina (sustituida con pequeños grupos enlazados, sustituyentes) y una cadena larga llamada fitol. Es un tetrapirrol, con cuatro anillos pentagonales de pirrol enlazados para formar un anillo mayor que es la porfirina.

¿El porque del color?

Las clorofilas tienen típicamente dos picos de absorción en el espectro visible, uno en el entorno de la luz azul (400-500 nm de longitud de onda), y otro en la zona roja del espectro (600-700 nm); sin embargo reflejan la parte media del espectro, la más nutrida y correspondiente al color verde (500-600 nm). Esta es la razón por la que las clorofilas tienen color verde y se lo confieren a los organismos, o a aquellos tejidos, que tienen cloroplastos activos en sus células, así como a los paisajes que forman.

Fuera de las plantas verdes, que son de este color, las clorofilas van acompañadas de grandes cantidades de pigmentos auxiliares, principalmente carotenoides y ficobilinas, que son de distinto color y dominan el conjunto, tiñendo al organismo de colores como el amarillo dorado típico de los cromófitos, o el rojo púrpura de las algas rojas.

¿Cómo se extrae la clorofila?

Mediante solventes orgánicos polares, como etanol, metanol o acetona, y utilizarse como colorante alimentario.

Existen diferentes métodos de extraer pigmentos como la clorofila; uno de estos es la cromatografía, separando las sustancias en base a su afinidad por un solvente en cuestión. Para tener un ejemplo práctico de esta técnica, puedes introducir en un mortero hojas junto con alcohol 96, las trituras bien para que el alcohol se "tiña", filtras el líquido con un embudo, e introduces en el recipiente final tiritas de papel con una pinza de manera vertical hacia el fondo - en la tira finalmente (después de una media hora) podrás ver bandas de color que te indicaran los diferentes pigmentos encontrados.

¿Por qué se utiliza en los alimentos?

No obstante esta falta de estabilidad, se utiliza también la clorofila extraída de vegetales como colorante natural en algunos alimentos. Es soluble en disolventes polares, como alcohol o acetona.

¿A los humanos en que nos puede favorecer?

La clorofila es un suplemento alimenticio que tiene una gran actividad desodorizante. De gran utilidad para combatir los problemas de mal aliento ocasionados por el tabaco, bebidas alcohólicas y alimentos; ayuda a eliminar los olores provocados por la transpiración.

 Posee acción antioxidante.

 Nutre y fortalece los sistemas circulatorios e intestinal.

 La clorofilina disminuye de forma significativa el colesterol y triglicéridos séricos en estudios preliminares en animales (no comprobado en humanos).

 La clorofila y la clorofilina poseen potencial anticarcinogénico y antimutagénico, pueden ayudar a proteger contra algunas toxinas y pueden mejorar los efectos secundarios de algunos fármacos.

 Es efectiva en la reducción del olor urinario y fecal en algunas circunstancias pueden ayudar a aliviar el estreñimiento.

 Puede ser beneficioso en el tratamiento de piedras de oxalato cálcico y pueden tener actividad antiaterogénica.

¿Cuáles son las reacciones químicas que lleva acabo la clorofila?

Al absorber los pigmentos la luz, electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores, cuando vuelven a su nivel inicial liberan la energía que sirve para activar una reacción química: una molécula de pigmento se oxida al perder un electrón que es recogido por otra sustancia, que se reduce. Así la clorofila puede transformar la energía luminosa en energía química.

En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:

• Fase luminosa: en el tilacoide. En ella se producen transferencias de electrones.

• Fase oscura: en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono.

CAROTENOIDES

¿Que son los carotinoides?

Los carotenoides son pigmentos orgánicos del grupo de los isoprenoides que se encuentran de forma natural en plantas y otros organismos fotosintéticos como algas, algunas clases de hongos y bacterias. Se conoce la existencia de más de 700 compuestos pertenecientes a este grupo.

¿Cuáles son los dos grupos que comprenden los carotinoides?

Se conocen alrededor de 600 compuestos de esta familia, que se dividen en dos tipos básicos: los carotenos y las xantofilas, sus derivados oxigenados. A estos tipos hay que unir los apocarotenoides, de tamaño menor, formados por ruptura de los carotenoides típicos.

¿Cuál es la diferencia entre los carotinoides y xantofilas?

Los carotenos, que son hidrocarburos, y las xantofilas, sus derivados oxigenados.

¿En dónde podemos encontrar a los carotinoides dentro de los vegetales?

En los vegetales verdes se encuentran en los cloroplastos, formando parte del sistema de biosíntesis a partir de la energía de la luz, pero son mucho más abundantes, y visibles, coloreando algunas raíces, frutas y flores. Dada su ubicuidad en el reino vegetal, la biosíntesis total anual de carotenoides se ha estimado en unos 100 millones de toneladas. Los animales no pueden sintetizar sustancias de este tipo, pero si pueden transformar una en otra, aunque con bastantes limitaciones.

¿De dónde provienen los carotinoides en los animales?

Los animales son incapaces de sintetizar carotenoides y deben obtenerlos a través de su dieta, siendo estos compuestos importantes por su función biológica como pro-vitamina A.

¿Los diferentes colores que presentan los carotinoides de que dependen?

Su color, que varía desde amarillo pálido, pasando por anaranjado, hasta rojo oscuro, se encuentra directamente relacionado con su estructura: los enlaces dobles carbono-carbono interactúan entre sí en un proceso llamado conjugación. Mientras el número de enlaces dobles conjugados aumenta, la longitud de onda de la luz absorbida también lo hace, dando al compuesto una apariencia más rojiza.

¿Quién estableció la estructura de los carotenoides?

El químico suizo Paul Karrer (1889-1971) estableció la estructura de los carotenoides

Investiga las estructuras químicas de la alfa, beta y gama caroteno y de él licopeno marcando las diferencias entre ellas

α-Caroteno

β-Caroteno.

El espectro de absorción del β-caroteno muestra dos picos de absorción entre los 400 nm y 500 nm, correspondiente al azul y verde, por lo que la luz roja-anaranjada-amarilla que refleja le proporciona su color característico.

Gama caroteno

Licopeno

El licopeno es un carotenoide de estructura sencilla con una cadena alifática formada por cuarenta átomos de carbono. El licopeno es un carotenoide altamente lipofílico que se caracteriza por carecer de anillos cíclicos y poseer un gran número de dobles enlaces conjugados. Su obtención por síntesis química aún no está totalmente establecida y, a diferencia de otros carotenoides como el β-caroteno producido a gran escala por síntesis, el licopeno se obtiene fundamentalmente a partir de fuentes naturales, hongos y muy especialmente tomates.

¿Cuál de las anteriores carotinoides es el precursor de la vitamina A?

La provitamina A mas importante es el β-caroteno tanto en términos de bioactividad como de amplia ocurrencia. Virtualmente todas las muestras de alimentos carotenogénicos de plantas analizados hasta la fecha contienen β-caroteno como constituyente principal o menor. Estructuralmente, la vitamina A es esencialmente la mitad de la molécula de β-caroteno con una molécula adicional de agua en el extremo de la cadena lateral. Así, el β-caroteno es una potente provitamina A, a la cual se le asigna un 100% de actividad

Explica la estructura química de las xantofilas

Las xantofilas tienen una estructura muy similar a la de los carotenos y su diferencia estriba en la incorporación de oxígeno en los extremos de la molécula. Según el grupo que se incorpore existen variedades dentro de las xantofilas. Son de color amarillo

¿En qué consiste la degradación de las sustancias carotinoides?

La causa principal de las pérdidas de carotenoides, depende del oxígeno disponible, los carotenoides involucrados y su condición física. La luz, calor, metales, enzimas y peróxidos estimulan la oxidaciÛn que es inhibida por los antioxidantes tales como tocoferoles (vitamina E) y acido ascórbico (vitamina C). Se cree que los epóxidos y apocarotenoides (carotenoides con un acortamiento del esqueleto carbonado)

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