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Los biocompuestos orgánicos e inorgánicos, son compuestos químicos derivados de fuentes biológicas, su aplicación en la actualidad es esencial debido a su capacidad para abordar desafíos ambientales, promover la salud humana, fomentar la innovación y contribuir a la lucha contra el cambio climático. Estos compuestos ofrecen soluciones más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente en una amplia gama de sectores, lo que los convierte en una herramienta valiosa para el desarrollo sostenible y el bienestar humano.
¿Qué es un biocompuesto?
Tipos de biocompuestos y sectores dónde se aplican
Biocompuestos orgánicos
Los biocompuestos orgánicos son sintetizados por los seres vivos y también reciben el nombre de moléculas orgánicas, una de sus características principales es su contenido en carbono con enlaces que incluyen hidrógeno. Casi todos estos biocompuestos se producen naturalmente, pero existen aquellos que requieren de la síntesis química para su producción, pudiendo distinguir entre biocompuestos orgánicos naturales y biocompuestos orgánicos artificiales. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:
- Alimentos y bebidas
- Medicina
- Cosméticos y cuidado personal
- Agricultura
- Energía renovable
Biocompuestos inorgánicos
Son compuestos químicos derivados de fuentes inorgánicas, como minerales y metales, que se utilizan en aplicaciones biológicas y biomédicas. A diferencia de los biocompuestos orgánicos, que están compuestos principalmente por carbono, los biocompuestos inorgánicos están formados por elementos inorgánicos como metales, óxidos, sulfuros y otros compuestos no orgánicos.La formación de estos biocompuestos tienen lugar por la combinación de diferentes fenómenos químicos y físicos como la fusión y la electrólisis, entre otros. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:
- Biomateriales
- Diagnóstico y terapia
- Catálisis
- Energía
- Materiales de construcción y medioamebiente
Tipos de biocompuestos orgánicos extraíbles
Ácidos grasos
Se encuentran en lípidos y aceites. Los ácidos grasos pueden ser saturados o insaturados. Estos compuestos son componentes esenciales de las membranas celulares y también se utilizan en la producción de alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos.
Se encuentran en plantas, hongos y algunos animales. Ejemplos de alcaloides incluyen la morfina, la codeína, la cafeína, la nicotina y la cocaína. Los alcaloides a menudo tienen propiedades farmacológicas y pueden actuar como estimulantes, analgésicos, alucinógenos, entre otros.
Se encuentran en aceites esenciales de plantas y algunas bacterias y hongos. Los terpenos incluyen moléculas como el limoneno, el mentol, el caroteno y el linalol. Estos compuestos tienen aromas característicos y se utilizan en la industria de perfumes, sabores y en la fabricación de productos cosméticos.
Contienen múltiples grupos fenol unidos en su estructura. Los polifenoles se encuentran en alimentos como frutas, verduras, té, vino tinto y chocolate. Estos compuestos tienen propiedades antioxidantes y se cree que ofrecen beneficios para la salud, como la protección contra enfermedades cardiovasculares y el cáncer.
Tipos de biocompuestos inorgánicos
Los organismos vivos requieren una variedad de sales minerales para llevar a cabo funciones vitales. Algunas sales minerales importantes incluyen el calcio, el magnesio, el potasio, el sodio y el hierro. Estas sales minerales se pueden extraer de fuentes naturales, como minerales y rocas, y se utilizan en la industria alimentaria, en la fabricación de suplementos dietéticos y en aplicaciones agrícolas.
Los compuestos de silicio, como la sílice y los silicatos, se pueden extraer de fuentes naturales, como diatomeas y silicatos minerales. Se utilizan en la industria de materiales, como aditivos en productos alimentarios, en la fabricación de productos cosméticos y en la agricultura como fertilizantes.
El fósforo es un elemento esencial para los organismos vivos y se encuentra en compuestos como los fosfatos. Los fosfatos se pueden extraer de fuentes naturales, como minerales fosfatados, y se utilizan en la industria agrícola como fertilizantes, en la fabricación de productos químicos y en la producción de alimentos y bebidas.
El calcio es un mineral esencial para la salud ósea y dental, así como para muchas funciones celulares. Los compuestos de calcio, como el carbonato de calcio, se pueden extraer de fuentes naturales, como minerales de calcio, y se utilizan en la fabricación de suplementos dietéticos, productos farmacéuticos, alimentos fortificados y en aplicaciones industriales.
Métodos de extracción de biocompuestos
Existen varios métodos de extracción de biocompuestos, y la elección del método depende del tipo de compuesto a extraer, la fuente de origen y el propósito de la extracción.
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Extracción con disolventes
Este es uno de los métodos más utilizados. Consiste en utilizar disolventes, como agua, etanol, metanol, hexano o cloroformo, para extraer los biocompuestos de la materia prima. La extracción se realiza mediante procesos de maceración, percolación o Soxhlet, en los que el disolvente se pone en contacto con el material y se realiza la transferencia de los compuestos deseados al disolvente.
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Extracción asistida por ultrasonidos
En este método, se utiliza la energía de ultrasonidos para acelerar la extracción de los compuestos deseados. Las ondas ultrasónicas ayudan a romper las paredes celulares y facilitan la liberación de los compuestos hacia el disolvente.
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Extracción por destilación
Este método se utiliza principalmente para extraer compuestos volátiles, como aceites esenciales, de materiales vegetales. Se basa en la vaporización de los compuestos volátiles y su posterior condensación para obtener el extracto.
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Extracción por fluidos supercríticos
Se utiliza un fluido supercrítico, como dióxido de carbono, para extraer los compuestos. El fluido se encuentra en un estado intermedio entre el líquido y el gas, lo que le confiere propiedades de difusividad y capacidad de solvatación únicas.
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Extracción por fermentación
Este método se utiliza para obtener biocompuestos producidos por microorganismos a través de procesos de fermentación. Los microorganismos producen y liberan los compuestos deseados durante su crecimiento y metabolismo.
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Extracción por prensado en frío
Este método se utiliza para extraer aceites y grasas de semillas y frutos secos. La muestra se somete a presión en frío para obtener los aceites sin necesidad de calentamiento adicional, lo que ayuda a preservar los compuestos sensibles al calor.
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Extracción Soxhlet
Este método se utiliza ampliamente en la investigación y análisis de biocompuestos, ya que permite la extracción eficiente de compuestos orgánicos de muestras sólidas. Sin embargo, es un proceso relativamente lento y requiere un consumo significativo de disolvente. Por lo tanto, se deben considerar factores como la selectividad del disolvente y el tiempo de extracción necesario para obtener los mejores resultados.
Ventajas de la extracción de biocompuestos
La extracción de biocompuestos, también conocida como extracción de compuestos bioactivos, ofrece una serie de ventajas y beneficios en diversos campos. Estas ventajas pueden variar según el tipo de biocompuesto y el propósito de su extracción. Como ventajas generales podemos encontrar:
- Biocompuestos extraídos de fuentes naturales, como plantas, hongos y microorganismos que tienen propiedades beneficiosas para la salud. Estos compuestos pueden tener efectos antioxidantes, antiinflamatorios, antimicrobianos, anticancerígenos, entre otros.
- La extracción de biocompuestos se alinea con los principios de sostenibilidad, ya que aprovecha recursos naturales renovables y reduce la dependencia de productos químicos sintéticos.
- Puede generar valor agregado a productos agrícolas y recursos naturales que, de otra manera, podrían ser subutilizados o desperdiciados. Al extraer y utilizar estos compuestos, se puede aprovechar al máximo el potencial de los recursos naturales y convertirlos en productos de alto valor económico.
- También proporciona una fuente importante de materiales para la investigación científica. Estos compuestos pueden ser utilizados en estudios de laboratorio para evaluar su actividad biológica, identificar posibles aplicaciones terapéuticas, entender mecanismos de acción y realizar ensayos clínicos.
Caso de éxito de extracción de biocompuestos
Extracción de residuos vitivinícolas
Uno de los problemas actuales antes los que nos enfrentemos, es la eutrofización de suelos y aguas por el uso de fertilizantes. El sector vitivinícola, genera gran cantidad de subproductos y residuos a los que se le pueden dar una segunda vida. Mediante procesos de extracción de distintos residuos vitivinícolas, se obtuvieron polifenoles (elemento natural que se usa en sustitución de los fertilizantes) pudiendo ser aplicados en nuevos cultivos evitando el uso de fertilizantes químicos.
¿Tienes algún subproducto o residuo que crees que podría contener biocompuestos? ¡Contacta con nosotros!
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