Soil Lipids in the Humic Substances System
Investigaciones de los últimos años han enfatizado nuevamente el enorme papel de los componentes no específicos del humus del suelo en la formación de la fertilidad y la génesis de los suelos. Entre estos compuestos se encuentran diversas sustancias fisiológicamente activas, carbohidratos, aminoácidos y varios pigmentos.
Una posición especial en este grupo la ocupan las sustancias extraídas de los suelos mediante la extracción con una mezcla de alcohol-benceno. Aún no se ha establecido un término universalmente aceptado para este grupo, y su posición en el sistema de sustancias húmicas sigue sin estar clara. Las sustancias extraídas de los suelos con la mezcla de alcohol-benceno se denominan "bitúmenes" o cera-resinas en la literatura, y en muchos casos, simplemente se las menciona como un grupo de compuestos extraídos con la mezcla de alcohol-benceno, sin utilizar un término especial.
La mayoría de los autores utiliza el término **lípidos**. Una ambigüedad terminológica similar existe en la literatura geológica, donde, en particular, el término "bitúmenes" se refiere a una mezcla de hidrocarburos y sus derivados, formados por la transformación de ceras, resinas y ácidos grasos a lo largo de períodos geológicos.
El humus del suelo es una formación relativamente joven, y las sustancias de los extractos de alcohol-benceno de los suelos deberían estar representadas por compuestos poco alterados, que forman parte de los residuos vegetales y las células microbianas, es decir, ceras, resinas, glicéridos de ácidos grasos y ácidos grasos. Esto justifica llamar a todo el grupo de sustancias discutidas **lípidos**.
Actualmente, en la bioquímica de las plantas, el término lípidos combina un gran grupo de sustancias, "...las grasas y las sustancias similares a las grasas (lipoides) se combinan bajo el término general lípidos. Las sustancias de este grupo se disuelven en varios disolventes orgánicos. También se pueden incluir en este grupo los pigmentos solubles en grasa. Dentro de la composición de los lípidos, se distinguen generalmente:
- grasas neutras, ceras y esteroides,
- fosfolípidos,
- glicolípidos y otros lípidos complejos,
- así como una serie de otros compuestos, incluidos ácidos, alcoholes, vitaminas, hidrocarburos superiores, incluidos carotenos y carotenoides, etc.
Probablemente, en varios casos, los extractos de alcohol-benceno del suelo pueden contener algunos otros compuestos; en particular, no se puede excluir la presencia de ácido humatomelánico y proteínas solubles en alcohol en este grupo. Sin embargo, basándonos en las definiciones anteriores y en los datos disponibles sobre la composición de los extractos de alcohol-benceno, consideramos posible y más correcto llamar a este grupo de sustancias **lípidos del suelo**.
Los lípidos llegan al suelo con los residuos vegetales, además, no se puede excluir la posibilidad de la síntesis de lípidos directamente en el suelo por varios microorganismos, por ejemplo, levaduras oxidantes de parafina. Los lípidos del suelo y los lípidos de las plantas tienen cierta similitud.
Al evaluar la importancia de los lípidos en los sistemas bioquímicos, es necesario tener en cuenta las siguientes disposiciones: el contenido de este grupo de sustancias en el humus del suelo varía de 2 a 14%, y según algunos datos, en suelos turbosos, tundra y suelos de montaña, hay una clara tendencia a una mayor acumulación de este grupo hasta el 20—24%, y a veces incluso más.
Por estructura química, los lípidos difieren drásticamente de otros grupos de sustancias húmicas, teniendo una proporción significativa de estructuras alifáticas y grupos hidrofóbicos en su composición. Esto último conduce a una serie de propiedades químicas específicas. Este grupo suscita un interés particular debido a su peculiar "marcaje" por la presencia de formas esqueléticas como la parafina (grasas, ceras), esteroides, terpenos, carotenoides, clorofila y otros pigmentos de porfirina. Estos compuestos se detectan comparativamente fácilmente mediante espectros electrónicos o moleculares específicos, lo que permite rastrear las vías y los mecanismos de transformación de estas sustancias durante la humificación y la diagénesis.
Los extractos de alcohol-benceno de los suelos son líquidos de varios colores, cuyo color varía de amarillo claro (lechoso) a marrón anaranjado y depende del tipo de suelo y las asociaciones vegetales. Después de eliminar el disolvente, queda una masa de color marrón amarillento con un débil olor balsámico, que se funde a una temperatura de 63° a 87°.
Según los datos de la literatura, la composición de los lípidos, además de C y H, contiene O, N, P, S y en fracciones de porcentaje muchos macro y microelementos. La proporción aproximada de estos últimos varía significativamente en diferentes suelos (58—68% C, 8—10% H; 22—32% O; 0.4— 2.0% N).
Los lípidos del suelo y la turba consisten principalmente en ceras y resinas, que, a su vez, contienen ácidos libres y sustancias saponificables, representadas por ésteres típicos de ceras y anhídridos característicos de las resinas. El componente de cera del betún incluye hasta un 56% de ácidos, entre los cuales se han identificado el ácido cerótico C25H50O2, el ácido carbocerótico C27H54O2 y un hidroxiácido con la composición C30H60O3. Además, las ceras contienen hasta un 44% de sustancias insaponificables; entre ellas se han identificado hidrocarburos saturados: tritriacontano C33H68 y pentatriacontano C35H72, que constituyen hasta un 15%, y también se ha aislado un alcohol saturado: heptacosanol C27H55O con un punto de fusión de 74—75°. Se ha identificado una gran cantidad de hidrocarburos: n-decano, n-undecano, n-hexadecano, naftaleno, metilnaftaleno, difenilo, acenafteno, fluoreno. También se han encontrado esteroides y taninos.
El componente de los "bitúmenes" de turba está representado por ésteres complejos de alcoholes cíclicos y ácidos cíclicos, de los cuales se han aislado ácidos insaturados con la composición C12H22O2 y C14H26O2. Además, se han identificado triterpenoides, que están muy extendidos en el mundo vegetal.
La composición de los extractos de alcohol-benceno del suelo ha sido poco estudiada, aunque según datos de varios autores, pueden estar presentes ácidos grasos, grasas, ceras, ácidos resinosos y sus ésteres, esteroles, triterpenoides, hidrocarburos, etc.
Investigamos las fracciones lipídicas de los principales tipos genéticos de suelos. Los lípidos se extrajeron de una muestra de suelo seca al aire, de la cual se retiraron previamente las raíces, así como de la hojarasca de la caída fresca y de las hojas de las plantas. El disolvente utilizado fue una mezcla de alcohol-benceno (1 : 1), y la extracción se llevó a cabo en aparatos Soxhlet y Graefe.
La extracción en un aparato Soxhlet es prolongada y no garantiza un rendimiento completo de cera-resinas. La intensificación del proceso de extracción utilizando el aparato Graefe-Zaichenko aumenta significativamente la cantidad de cera-resinas extraídas del suelo (Tabla 1).
| Suelo, Uso | Horizonte | Profundidad, cm | Soxhlet | Graefe | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| contenido de lípidos, % del suelo | contenido de carbono lipídico, % del carbono total | contenido de lípidos, % del suelo | contenido de carbono lipídico, % del carbono total | |||
| Chernozem del Sur, tierra de cultivo, Jersón | Apakh | 0—23 | 0.09 | 4.35 | 0.28 | 14.04 |
| Chernozem Chocolate, tierra de cultivo, Rumania | Apakh | 0—20 | 0.10 | 0.71 | 0.12 | 12.32 |
| Suelo de Pradera Montañosa, pradera de reina de los prados-raigrás, Jersón | A₁ | 6—20 | 0.45 | 6.61 | 0.76 | 11.06 |
| Suelo Pardo de Bosque Montañoso, barbecho, Jersón | A₁ | 1—18 | 0.07 | 6.24 | 0.21 | 19.56 |
| Solonchak Encostrado, pasto, Jersón | В₁ | 2—15 | 0.26 | 7.32 | 0.40 | 11.22 |
El aumento significativo en el rendimiento de sustancias durante la extracción en el aparato Graefe puede cambiar significativamente nuestras ideas sobre el papel de esta fracción en la bioquímica de los suelos. Aún queda por determinar qué fracción es la responsable de la diferencia observada. Por ahora se puede suponer que la parte de cera-resinas que no se determinó previamente estaba incluida en el residuo no hidrolizable y formaba parte del llamado "humina", aunque no se excluye su presencia en los ácidos húmicos.
En los suelos estudiados (Tabla 2), el contenido de lípidos varía de 0.02 a 0.50% del suelo, de 2.0 a 80.0% del C orgánico. En los horizontes húmicos superiores de muchos suelos automorfos, la proporción de lípidos es del 2 al 10% del carbono total (según la extracción en el aparato Soxhlet). El aumento del contenido de lípidos se asocia con suelos de mayor humedad (hidromorfos), turbosos, de tundra y de montaña. A menudo se observa una acumulación relativa de los mismos en horizontes más profundos. En algunos suelos, el contenido absoluto de esta fracción permanece constante a lo largo de todo el perfil del suelo. La acumulación relativa de lípidos en los horizontes B y C está aparentemente relacionada con esto último.
Las características físicas y químicas de los lípidos y la conexión de estos indicadores con las condiciones ecológicas se consideran con más detalle utilizando el ejemplo de suelos individuales: p. 106 — Krasnozem arcilloso ligero, limoso; p. 127 — el mismo Krasnozem bajo tierra de cultivo; p. 123 — Podzol subtropical, franco medio; p. 120 — Zheltozem arcilloso ligero, arenoso-limoso. Dado que la composición predominante de la hojarasca sobre los perfiles 127 y 120 eran hojas de té y helecho, consideramos necesario rastrear el contenido y la composición de los lípidos en el sistema planta—hojarasca—suelo.
La fracción lipídica se separa fácilmente en ceras y resinas mediante la extracción de estas últimas con acetona. El contenido de ceras y resinas en los lípidos varía en un amplio rango. En los horizontes A₁ o Apakh del Podzol subtropical en Krasnozem en la meseta y la pendiente, hay hasta un 33–38% de resinas, mientras que en la composición de los lípidos de Zheltozem bajo barbecho y tierra de cultivo, las resinas son el grupo predominante de compuestos orgánicos (Tabla 2). La parte resinosa, que constituye el 58–68% en los lípidos de las diferentes hojarascas, predomina.
| Objeto | Horizonte | Profundidad, cm | Carbono lipídico | Ceras, % | Resinas, % | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| % de la muestra | % del C total | |||||
| Hojas de té, p. 127 | — | — | 22.78 | — | 29.12 | 70.78 |
| Hojas de helecho, p. 120 | — | — | 7.65 | — | 80.21 | 19.79 |
| Hojarasca forestal, p. 106 | A₀ | — | 4.36 | — | 33.06 | 66.94 |
| Té y hojarasca, p. 127 | A₀ | — | 2.92 | — | 42.44 | 57.56 |
| Té y hojarasca, p. 120 | A₀ | — | 4.90 | — | 31.99 | 68.01 |
| Hojarasca forestal p. 123 | A₀ | — | 5.18 | — | 37.50 | 62.50 |
| Krasnozem arcilloso ligero, limoso, p. 106 | A₁ | 0—14 | 0.39 | 8.5 | 61.11 | 38.89 |
| AB | 14—26 | 0.09 | 11.3 | 66.92 | 33.08 | |
| B₁ | 26—52 | 0.14 | 36.8 | 67.50 | 32.50 | |
| B₂ | 52—76 | 0.11 | 38.0 | 60.24 | 39.76 | |
| C₁ | 76—140 | 0.09 | 53.0 | 58.46 | 41.54 | |
| C₂ | 140—190 | 0.14 | 77.7 | 55.26 | 44.74 | |
| Krasnozem arcilloso ligero, limoso, p. 127 | Apakh | 0—10 | 0.14 | 4.1 | 65.00 | 36.00 |
| Zheltozem arcilloso ligero, arenoso-limoso, Gleyic, p. 120 | A₁ | 0—15 | 0.18 | 9.5 | 36.73 | 63.27 |
| AB | 15—36 | 0.19 | 36.1 | 32.59 | 67.41 | |
| B₁ | 36—57 | 0.02 | 5.7 | 29.69 | 70.31 | |
| B₂ | 57—115 | 0.23 | 76.7 | 28.26 | 71.74 | |
| B₃ | 115—150 | 0.12 | 80.0 | 29.51 | 70.49 | |
| BC | 150—200 | 0.04 | 66.6 | 30.34 | 69.66 | |
| C | 200—220 | 0.10 | 77.0 | 31.71 | 69.29 | |
| Zheltozem arcilloso ligero, limoso, p. 120 | Apakh | 0—10 | 0.23 | 11.3 | 29.69 | 70.31 |
| Podzol subtropical, franco medio, limoso grueso, p. 123 | A₁ | 0—10 | 0.28 | 10.3 | 66.23 | 33.77 |
| A₁A₂ | 10—20 | 0.12 | 14.5 | 50.00 | 50.00 | |
| A₂ | 20—34 | 0.02 | 20.0 | 49.00 | 51.00 | |
| BC | 34—57 | 0.06 | 24.0 | 37.75 | 62.25 | |
| BC₁ | 57—100 | 0.14 | 93.4 | 38.00 | 62.00 | |
| BC₂ | 100—120 | 0.06 | 75.0 | 36.00 | 64.00 | |
| BC₃ | 120—140 | 0.21 | 87.6 | 35.58 | 64.42 | |
| Chernozem de Pradera | A₁ | 3—21 | 0.22 | 2.69 | 24.6 | 75.4 |
| Pradera Montañosa (Teberda) | A₁ | 2—10 | 0.59 | 7.40 | 44.8 | 55.2 |
| Suelo Turboso-Gleyic | At | 0—33 | 3.05 | 13.10 | 65.1 | 34.9 |
| Chernozem Chocolate | Apakh | 0—20 | 0.079 | 6.71 | — | — |
| Chernozem del Sur | Apakh | 0—23 | 0.0618 | 4.35 | — | — |
| Suelo de Pradera-Podzólico | B₂ | 48—69 | 0.0397 | 10.36 | — | — |
| Solonetz | Apakh | 0—17 | 0.0987 | 12.88 | — | — |
| Solonchak Encostrado | B₁ | 45—62 | 0.0397 | 7.32 | — | — |
| Pradera Montañosa (Crimea) | A | 0—5 | 0.5033 | 6.61 | — | — |
| Suelo Pardo Forestal | В₁ | 2—15 | 0.1866 | 4.68 | — | — |
| A₁ | 6—20 | 0.3252 | 11.26 | — | — | |
| Apakh | 0—28 | 0.0497 | — | — | — | |
| B₁ | 54—84 | 0.0439 | — | — | — | |
El estudio de la composición de los lípidos de las hojas de helecho y de té indica una naturaleza diferente de sus compuestos constituyentes. Las ceras (80%) predominan en la composición de los lípidos de las hojas de helecho, mientras que los lípidos de las hojas de té contienen principalmente resinas (71%). Sin embargo, los procesos relacionados con la complicación de la estructura lipídica ya se llevan a cabo en la hojarasca, lo que resulta en la predominancia de los componentes resinosos, de mayor peso molecular, en toda la hojarasca.
El patrón de distribución de ceras y resinas a lo largo de los horizontes genéticos es diferente. En el Zheltozem, las ceras y las resinas se distribuyen uniformemente a lo largo del perfil, y no se observa una tendencia a la acumulación o el empobrecimiento de ninguno de los grupos. En el Podzol subtropical, por el contrario, el contenido de resinas aumenta con la profundidad: 34% en el horizonte A₁, 50% en el horizonte A₁A₂, 64% en el horizonte BC₃. En el Krasnozem, las resinas se acumulan ligeramente hacia abajo en el perfil (del 39% en el horizonte A₁ al 45% en el horizonte C₂), pero las ceras son el grupo predominante en este suelo. Esta característica probablemente esté relacionada con los intensos procesos microbiológicos de descomposición de los componentes del humus, lo que resulta en la acumulación de ceras, como un grupo más inerte, en el perfil del Krasnozem.
Esta afirmación se confirma mediante el análisis del Chernozem profundo, el suelo de pradera montañosa y el suelo turboso-gleyic. En el Chernozem, que se caracteriza por uno de los niveles más altos de actividad biológica, la proporción de resinas alcanza el 75%, mientras que en el suelo turboso-gleyic no supera el 35%. Por lo tanto, el nivel de actividad biológica de los suelos se refleja no solo en el contenido total de lípidos, sino también en su composición cualitativa.
Los datos del análisis elemental de algunos lípidos muestran un contenido de carbono muy alto: del 63% en la fracción lipídica de las hojas de té al 67% en los lípidos de la hojarasca de té del suelo, lo que concuerda con los datos de la literatura (Tabla 3). El contenido de hidrógeno varía del 4 al 10%, y el de oxígeno del 22 al 25%. Las fracciones investigadas contienen bastante nitrógeno. Aparentemente, el aumento del contenido de nitrógeno en algunos lípidos se debe a la naturaleza de los residuos vegetales, que pueden contener compuestos heterocíclicos del tipo pirrol y sus derivados, como la clorofila, que se extraen con alcohol-benceno.
| Objeto del que se aisló | Composición elemental, % de la masa seca libre de cenizas | Autor | |||
|---|---|---|---|---|---|
| C | H | O | N | ||
| Hojas de té bajo Krasnozem, p. 127 | 62.97 | 6.54 | 23.90 | 6.59 | Nuestros datos |
| Hojarasca de té de Krasnozem, p. 127 | 67.18 | 3.90 | 25.37 | — | Nuestros datos |
| Krasnozem, p. 127, hor. Apakh | 67.25 | 5.63 | 23.92 | — | Nuestros datos |
| Limo Podzólico, hor. A₁ | 68.17 | 9.74 | 21.72 | 0.37 | Nuestros datos |
| Chernozem A₁ | 66.27 | 8.71 | 24.32 | 0.70 | Nuestros datos |
| Pradera-Podzólico: a) bosque | — | — | — | 2.02 | Nuestros datos |
| Pradera-Podzólico: b) barbecho | — | — | — | 0.41 | Nuestros datos |
| Chernozem profundo, estepa | — | — | — | 1.57 | Nuestros datos |
| Serozem típico: a) mezcla de pastos | — | — | — | 1.33 | Nuestros datos |
| Serozem típico: b) tierra virgen | — | — | — | 0.22 | Nuestros datos |
Los números de acidez de los lípidos (Tabla 4) varían de 1 a 12 mg-eq/g. Se observa un mayor contenido de "ácidos orgánicos libres" en los lípidos del Zheltozem bajo barbecho, hor. A₁, en comparación con los horizontes superiores de otros suelos. Los lípidos de este horizonte también se distinguen por altos números de éster (92) y número de yodo (21). Los altos números de éster y número de yodo también son característicos de los lípidos del Chernozem. El valor mínimo del número de éster en los lípidos del hor. A₁ del Krasnozem, así como el pequeño valor de otras características (número de acidez: 1, número de yodo: 6 mg-eq/g) se explican por el predominio de arenas, que llevan una menor cantidad de grupos funcionales. El rango de cambio en el número de yodo es de 0.5— 66 mg-eq/g. En los lípidos del Krasnozem, se encuentra una cierta correlación negativa entre los números de éster y yodo; cuanto menos compuestos insaturados hay, más grupos éster se vuelven. Además, existe una dependencia entre los números de acidez, éster, yodo y el contenido de ceras y resinas.
| Suelo | Horizonte (Profundidad, cm) | Número de Acidez, mg-eq/g | Número de Éster, mg-eq/g | Número de Yodo, mg-eq/g |
|---|---|---|---|---|
| Podzol subtropical, franco medio, limoso grueso, p. 123 | A₁ (0-10) | 4.55 | 52.60 | 10.39 |
| B (34-57) | 12.50 | 88.75 | 3.12 | |
| BC₁ (120-140) | 2.88 | 43.27 | 0.48 | |
| Zheltozem arcilloso ligero, arenoso-limoso, Gleyic, p. 120 | A₁ (0-15) | 10.20 | 92.45 | 21.35 |
| B₁ (36-57) | 4.00 | 75.00 | 20.60 | |
| C (200-220) | 3.66 | 95.12 | 2.44 | |
| Krasnozem arcilloso ligero, limoso, sobre arcilla atigrada, p. 106 | A₁ (0-14) | 0.93 | 6.48 | 6.02 |
| B₁ (26-52) | 3.75 | 71.25 | 2.12 | |
| C₂ (140-190) | 1.32 | 67.11 | 0.52 | |
| Hoja (té) | — | — | — | 2.23 |
| Hojarasca (té), p. 127 | A₀ | 1.45 | 19.48 | 2.61 |
| Krasnozem arcilloso ligero, limoso, en pendiente, p. 127 | A₁ (0-10) | 2.70 | 71.25 | 17.00 |
| Chernozem de Pradera | A₁ (3-21) | 7.32 | 86.86 | 66 |
| Suelo Turboso-Gleyic | A₁ (0-33) | 1.36 | 0.96 | 2 |
| Suelo de Pradera Montañosa | A₁ (2-10) | 2.42 | 1.88 | 8 |
| Suelo de Tundra | A₁ (3-10) | 2.45 | 7.07 | 2 |
| Suelo de Pradera-Podzólico | A₁ (5-9) | 3.26 | 9.92 | 10 |
Los lípidos del hor. A₁ del Zheltozem bajo barbecho y del Chernozem tienen los valores de número más altos. La parte resinosa también predomina en estos suelos (Tabla 2), por lo tanto, se puede hablar de la estructura lipídica más compleja en este suelo, es decir, todos los grupos químicos funcionales activos (caracterizados por los números de éster, acidez y yodo) se deben principalmente a las "resinas".
Se encontraron entre 7 y 22 picos o más en los cromatogramas de pirólisis-gas, que se atribuyen tentativamente a los siguientes compuestos:
- CO
- CH₄
- N₂
- CO₂
- benceno
- tolueno
- p-xileno
- fenol
- pirocatecol
- etil-benceno, etc.
Los lípidos de las hojas de té tienen núcleos de benceno simples en su composición, sustituidos por numerosos alcanos y portadores de muchos grupos funcionales de naturaleza ácida, que dan productos de pirólisis indefinidos.
El cromatograma de la hojarasca de té es el más complejo de los obtenidos, en el que están presentes tanto componentes individuales de la hoja de té como productos de su interacción. Hay pocos núcleos aromáticos de naturaleza simple en esta fracción, y se caracteriza por un alto grado de aromaticidad. La composición de los lípidos de la hojarasca de té contiene muchos sustituyentes funcionales que dan productos no separados durante la pirólisis: ácidos grasos, aminoácidos.
La estructura de los lípidos del suelo del Krasnozem es lábil, "suelta", que consta de un gran número de núcleos de benceno conectados por puentes —CH₂—C—O—; hay un gran número de sustituyentes en forma de alcanos normales y ramificados.
Por lo tanto, según los datos de la cromatografía de pirólisis-gas, la estructura más simple es inherente a los lípidos de la hoja de té; en la hojarasca, su estructura se vuelve significativamente más compleja. Los procesos simultáneos de descomposición y síntesis de nuevos compuestos orgánicos ocurren en el suelo, lo que resulta en que los lípidos del suelo adquieran rasgos específicos.
El aspecto general de los espectros visibles de los lípidos del hor. A₁ de suelos subtropicales, hojarasca y vegetación es muy específico. Los espectros tienen máximos de absorción claros para sustancias del grupo de las porfirinas (en particular, feofitina, clorofila a y b) en la región de 418—420 nm y 668—670 nm, así como pequeños máximos a 510 nm, 540 nm y 610 nm. En consecuencia, los lípidos contienen clorofila y otras sustancias del grupo de las porfirinas. Los coeficientes de extinción de los lípidos de los horizontes superiores del suelo varían de 0.001 a 0.003.
Los estudios de los extractos de alcohol-benceno de las hojas de té, la hojarasca de té y el Krasnozem permiten hablar de cierta similitud en su estructura. La composición de la hoja de té contiene varias sustancias (Tabla 5), una parte significativa de las cuales pasará al extracto de alcohol-benceno. La fracción alcohólica de los lípidos de la hoja de té probablemente contiene alcaloides (cafeína), que se caracterizan por máximos de absorción a 212 y 286 nm. Estos máximos están ausentes en la hojarasca y el suelo.
| Sustancias en la composición del té | Contenido aproximado, % de la materia seca | |
|---|---|---|
| A. Sustancias fenólicas | ||
| 1. Taninos: taninos, derivados de fenoles polihídricos. | 2 | |
| 2. Flavonoles-glucósidos del núcleo de difenilpropano. | 1—2 | |
| B. Sustancias no fenólicas | ||
| 1. Carbohidratos | 0.2 | |
| 2. Sustancias pécticas | 3 | |
| 3. Alcaloides (cafeína, teofilina, teobromina) | 3—5 | |
| 4. Sustancias proteicas y aminoácidos (hay proteínas solubles en alcohol) | 30 | |
| Clorofila y pigmentos asociados (caroteno y xantofila) | hasta 1 | |
| Ácidos orgánicos | ||
| Sustancias resinosas (ácidos resinosos) | 7—8 | |
| Vitaminas | ||
| 9. Sustancias minerales | 4—5 | |
| C. Sustancias que determinan el aroma del té | ||
| Aceites esenciales | 1 | |
| D. Enzimas | ||
Los máximos de absorción a 205—210 nm corresponden a ácidos orgánicos insaturados. Los taninos corresponden a máximos débiles en la región de 267, 337 y 420 nm.
Los taninos (tanino y catequinas) también se identifican muy claramente en el extracto de cloroformo de los lípidos de la hoja de té y la hojarasca. Además, se detecta la absorción de carotenoides y vitaminas del grupo A en la región ultravioleta. Los carotenoides absorben en la región de 338 y 454 nm, la vitamina A₁ a 326 nm y la vitamina A₂ a 287 y 351 nm. Por lo tanto, los espectros UV de los lípidos investigados tienen un carácter heterogéneo.
El análisis de los espectros IR confirmó los datos del análisis químico, la espectroscopia visible y ultravioleta. Las bandas de los espectros IR de los lípidos son estrechas, claramente delineadas, con máximos de absorción definidos. Una banda ancha en la región de 3100—3400 cm⁻¹ corresponde a las vibraciones del grupo OH—.
Una serie de bandas en el rango 2918—2850 cm⁻¹, 1480, 1400—1380 cm⁻¹ corresponde a las vibraciones del grupo CH—. La serie de bandas en el rango 2918—2850 cm⁻¹, 1480, 1400—1380 cm⁻¹ se debe a las vibraciones simétricas de CH₂ y CH₃, que forman parte de hidrocarburos saturados e insaturados. Además, una banda característica en la región de 720 cm⁻¹ corresponde a las vibraciones de los (CH₂)n terminales, donde n>4.
Las bandas intensas de 1710—1730 cm⁻¹, que se encuentran en la región de absorción de los grupos carboxilo, son características de todos los espectros. Dado que los números de acidez en los lípidos investigados son generalmente bajos, las vibraciones a 1710—1730 cm⁻¹ pueden deberse a los grupos C=O de aldehídos y cetonas, que forman parte de varios compuestos (alcaloides, aceites esenciales, etc.).
En el intervalo 1010— 1030 cm⁻¹ se observan bandas intensas de hidroxilos alcohólicos y éteres simples; estos últimos también se manifiestan en el rango 1100— 1250 cm⁻¹. El espectro lipídico del té se distingue por la presencia de bandas claras e intensas de 1698—1650 cm⁻¹, características de los enlaces C=C— en estructuras complejas conjugadas del tipo triterpenoides. Los máximos en la región de 1650—1557 cm⁻¹ se deben parcialmente al contenido de compuestos aromáticos.
Una característica del espectro IR de la fracción lipídica de las hojas de té son las bandas claras de 745—765 cm⁻¹, probablemente atribuibles a γ—CH en el anillo de pirrol en las porfirinas, y 819—832 cm⁻¹ debido a δ—CH de di— y tri—sustituidos en compuestos aromáticos; 1490—1550 cm⁻¹ son vibraciones del anillo de pirrol.
La comparación de los espectros IR de los lípidos de los horizontes superiores (A₀) del Krasnozem, Zheltozem y Podzol subtropical muestra un predominio de los grupos CH₂— y CH₃— en el Krasnozem y el Podzol subtropical, lo que se confirma por el alto contenido de ceras (más del 60%). Es interesante notar el aumento de la intensidad de la banda de 1000—1100 cm⁻¹ en los lípidos de los horizontes inferiores en comparación con los superiores, lo que puede explicarse por las reacciones de desmetilación con la formación de un grupo oxi. Además, no se excluye la inclusión de ácido silícico finamente disperso en la fracción lipídica.
Una característica de los espectros IR de los lípidos de los horizontes inferiores es el aumento del ancho de la banda de 3000—3400 cm⁻¹ (enlaces de hidrógeno), lo que indica un cambio en la estructura molecular primaria con la profundidad.
A juzgar por los espectros IR, los preparados de lípidos son una mezcla de hidrocarburos y alcoholes saturados e insaturados con la participación de compuestos aromáticos, ácidos y aldehídos y productos de su interacción, lo que concuerda con sus características químicas y espectrales. Al mismo tiempo, una serie de bandas en los espectros de los extractos de alcohol-benceno de las hojas de té, la hojarasca y el suelo pueden atribuirse parcialmente a anillos de porfirina o derivados de pirrol.
CONCLUSIONES
- El uso del aparato Graefe para la extracción en lugar del aparato Soxhlet permite aumentar el rendimiento de la fracción lipídica en 2–3 veces.
- El contenido de lípidos, mínimo en suelos de pradera-estepa y esteparios, aumenta en suelos de mayor humedad (hidromorfos): podzólicos, de tundra, de montaña y alcanza un máximo en las turberas.
- La acumulación de lípidos se debe principalmente a las ceras, lo que se debe a su relativa estabilidad bioquímica e inercia.
- Los grupos químicos funcionales activos (caracterizados por los números de éster, acidez y yodo) se deben principalmente a las "resinas"; su contenido es máximo en el Chernozem, que se caracteriza por uno de los niveles más altos de actividad biológica.
- Por lo tanto, el nivel de actividad biológica de los suelos se refleja tanto en el contenido total de lípidos como en su composición cualitativa.
- Los lípidos del suelo, según la cromatografía de pirólisis-gas, los espectros de absorción electrónica e infrarroja, tienen algunas similitudes y diferencias definidas con respecto a los lípidos aislados de plantas y hojarasca.