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3.2.1.3. Propiedades físicas de los ácidos grasos

Las principales propiedades físicas de los ácidos grasos son la solubilidad y el punto de fusión, que vienen determinadas por la longitud de sus cadenas hidrocarbonadas y por su grado de insaturación.

Solubilidad

Aunque los ácidos grasos de 4 ó 6 carbonos son solubles en agua, los que tienen 8 carbonos o más, son prácticamente insolubles, ya que su grupo carboxilo (-COOH) se ioniza muy poco y por tanto su polo hidrófilo es muy débil.

Los ácidos grasos tienen comportamiento anfipático (del griego amphi, “ambos”, y patos, “afecto, pasión”), es decir, tienen:

  • La cabeza, una zona polar hidrófila (el extremo carboxílico, -COOH) que interactúa con el agua (H2O).
  • La cola, una zona apolar hidrófoba (la cadena hidrocarbonada) insoluble en agua por no tener grupos polares. Cuanto más larga sea la cadena, más insoluble será en agua y más soluble en disololventes polares.

El grupo carboxilo se une por enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares, mientras que la cadena hidrocarbonada se une mediante fuerzas de Van der Waals con las otras cadenas de otros ácidos grasos. Éste es el motivo por el que los ácidos grasos, y los lípidos formados por ellos, en el agua formen micelas cerradas, monocapas y bicapas, evitando el agua la parte apolar.

Cuando los ácidos grasos se ponen en contacto con el agua, los ácidos grasos orientan las cabezas polares (-COOH) hacia el agua, mientras que las colas apolares se colocan en el extremo opuesto, formando estas estructuras:

  • Las micelas se forman en medio acuoso. En ellas, las colas hidrofóbicas quedan hacia el interior mientras que las cabezas polares están en la superficie, en contacto con el agua. Pueden considerarse como una minúscula gota de lípido delimitada por grupos polares en contacto con el agua. Debido al tamaño del soluto, las disoluciones micelares son disoluciones coloidales.

Las disoluciones micelares reciben el nombre de emulsiones, y las moléculas que pueden formarlas se llaman emulsionantes o detergentes. Los lípidos no solubles en agua quedan atrapados en el interior de la micela, y ésta puede ser arrastrada por la disolución. Es el llamado efecto detergente.

  • Las monocapas se forman en la interfase aire-agua. Las colas hidrofóbicas se orientan hacia el aire, mientras que las cabezas polares lo hacen hacia el agua.
  • En los seres vivos, los lípidos anfipáticos denominados fosfolípidos forman bicapas, muy importantes porque constituyen la base de las estructuras de la membrana. Se puede considerar una bicapa como dos monocapas superpuestas, unidas por sus zonas hidrofóbicas. La parte hidrofílica de los fosfolípidos de la bicapa flanquea por ambos lados a la zona hidrofóbica, y evita su contacto con el medio acuoso.

Animación: Estructuras formadas por fosfolípidos en medio acuoso.

Estructura de los fosfolípidos en disolución acuosaBy LadyofHats (File:Phospholipids_aqueous_solution_structures.svg) [Public domain], via Wikimedia Commons

Punto de fusión

El que un ácido graso se encuentre en estado líquido o sólido depende de su punto de fusión. Así, a temperatura ambiente, los ácidos grasos de bajo punto de fusión son líquidos y los de alto punto de fusión, sólidos.

Las moléculas de ácidos grasos tienden a agruparse porque entre los grupos carboxilo se establecen enlaces de hidrógeno y en los tramos lipófilos de las cadenas hidrocarbonadas se forman enlaces de Van der Waals. Si están en estado sólido, para fundirlos hay que romper esos enlaces para separar sus moléculas.

  • En los ácidos grasos saturados, cuanto mayor es el número de carbonos, más energía calorífica se necesita para romper los enlaces de Van der Waals que unen las cadenas, por lo que tendrán puntos de fusión más alto.
  • En los ácidos grasos insaturados, como la presencia de dobles y triples enlaces hace que las cadenas lineales presenten “codos”, el empaquetamiento sea menor, estén unidas por menos enlaces de Van der Waals, será necesaria menos energía para romperlos, y tendrán puntos de fusión más bajos.

Resumiendo, el punto de fusión de los ácidos grasos aumenta con la longitud de la cadena, ya que hay mayor número de enlaces de Van der Waals con otras cadenas. La presencia de dobles enlaces origina codos que hacen que disminuya el punto de fusión por reducir el número de uniones con otras cadenas.

 

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