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

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