Hemicelulosas de maderas

1. Resumen
3. Clasificacion
4. Estructura
5. Reactividad
6. Importancia industrial
7. Otros carbohidratos de la madera
8. Referencias Bibliográficas

RESUMEN

Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas quirales que por hidrólisis no conducen a la formación de azucares sencillos, se clasifican en dependencia del número de átomos de carbono y la posición del grupo carbonilo en la molécula; los mismos son caracterizados por la presencia de un grupo carbonilo y al menos dos grupos hidroxilos. Los monosacáridos se agrupan en dos series D y L en dependencia de la posición que ocupa el último centro estereogénico en la molécula.

Presentan reacciones debidas a la presencia de los grupos presentes y reacciones debidas a la interacción de ambos grupos. Los monosacáridos de 5 y 6 átomos de carbono se encuentran distribuidos en la naturaleza y se representan mediante su estructura lineal en equilibrio con la estructura hemiacetálica correspondiente, la estructura cíclica presupone la presencia de dos formas anómeras alfa y beta, los cuales exhiben el fenómeno de la mutarrotación.

Las pentosas se encuentran generalmente en la naturaleza en forma furanósica, la cual resulta de la reacción intramolecular del carbono carbonílico con los grupos hidroxilos del carbono 4 de las aldosas, o del carbono 5 de las cetosas, formando anillos de 5 átomos (anillo furanósico) mientras que cuando se produce la reacción entre los grupos carbonilos con los grupos hidroxilos del carbono5 de las aldosas y del carbono 6 de las cetosas se encuentran en forma piranósica ( conformación silla C1 )

. Es necesario destacar que la D-fructosa se encuentra en forma furanósica y es una cetohexosa.

Las proyecciones de Fischer son muy útiles para denotar los centros estereogénicos, las estructuras cíclicas de Haworth nos dan una idea más exacta de la estructura de los monosacáridos, sin embargo las conformaciones sillas son las representaciones más adecuadas, debido a que todos los átomos de carbono se encuentran en un mismo plano.

Muchas de las reacciones de los monosacáridos son conocidas de capítulos anteriores, de las reacciones de los aldehídos y cetonas, entonces los grupos hidroxilos de los carbohidratos originan éteres y ésteres. El grupo carbonilo se reduce originando polialcoholes, la oxidación propicia la formación de ácidos aldónicos, aldáricos y aldurónicos y muchas otras reacciones que pueden ser encontradas en textos básicos de Química Orgánica.

Los monosacáridos se encuentran en forma libre en el reino vegetal, y constituyen las unidades básicas y monoméricas de los oligosacáridos y polisacáridos, intervienen en el metabolismo celular vegetal y animal cumpliendo funciones biológicas importantes.

Los oligosacáridos son un grupo de compuestos abundantes en la naturaleza, abarcan de 2 a 9 unidadades de monosacáridos, aunque algunos autores consideran que pueden contener más de 9 unidades, los disacáridos son los más abundantes, los cuales se distinguen dos grupos: los disacáridos reductores y los no reductores, su diferencia está en que los primeros reaccionan con reactivos oxidantes, producen osazonas y exhiben el fenómeno de la mutarrotación, los demás no producen este tipo de reacción.

Los disacáridos reductores son la maltosa, lactosa y celobiosa, mientras que la sacarosa es no reductor, no presentan reacciones de oxidación, no presentan mutarrotación, ni forman osazonas. La hidrólisis conduce a la formación de monosacáridos, los enlaces glicosídicos del tipo alfa son hirolizados con enzimas maltasas; mientras que los beta glicosídicos se hidrolizan en presencia de enzimas denominadas emulsinas. Son compuestos de gran importancia biológica algunos de ellos como la sacarosa contenidos en la sabia de los árboles, otros como la celobiosa unidad estructural de la celulosa.

La celulosa es un homopolisacárido, formado sólo por unidades de D-(+)-glucosa enlazadas entre sí por enlaces glicosídico β 1-4, lo cual le confiere la posibilidad de que las cadenas de celulosa se alarguen, la rigidez de estas cadenas esta dada por las interacciones por puentes de hidrógeno intracadenales. Las cadenas de celulosas se unen mediante interacciones por puentes de hidrogeno intercadenales para formar las micelas que a su vez originan microfibrillas y macrofibrillas formando posteriormente las fibras.

La celulosa se clasifica en diferentes tipos según su solubilidad en NaOH 17,5%, y se clasifica en dependencia de las dimensiones de la célula unitaria o microcristalita. Sus propiedades físicas la distinguen del resto de los polisacáridos, su alta masa molecular, y su insolubilidad en los solventes orgánicos usuales. La celulosa es biopolímero natural formado por efecto de la fotosíntesis, constituye el 50 % en peso del fuste de los árboles y el material de que dispone el hombre para la obtención de diferentes tipos de papeles y cartones, fibras sintéticas, ácidos orgánicos, alcoholes de diferente naturaleza levaduras, nylon, películas fotográficas y diversos productos para la industria.

Las hemicelulosas se encuentran entre el 15 y el 30 % de masa de la madera seca, siendo hetereopolisacáridos, constituidos por pentosas y hexosas. Los pentosanos son más abundantes en las MFC, mientras que lo hexosanos presentan mayor abundancia en MFL: Son polisacáridos de baja masa molecular asociados a las celulosas en el tejido vegetal, pueden ser componentes estructurales o no de la pared celular. Su hidrólisis conduce a unidades relativamente bajas de azúcares o monosacáridos, los más comunes son D xilosa, L-arabinosa, D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, ácido glucurónico, 4-O-metil glucurónico, ácido D-galacturónico. Entre los constituyentes más raros está la L-ramnosa, L-fucosa y varios azúcares metilados neutros.

Las maderas de fibra larga (MFL) presentan mayores contenidos de hexosanos con mayor abundancia de glucomananos y galactoglucomananos y menores proporciones de arabinoxilanos. Las maderas de fibra corta (MFC) presentan mayores contenidos totales de hemicelulosas, de 20 a 35 % siendo más abundantes los arabinoxilanos acetilados, aunque se encuentra glucomananos y galactoglucomananos.