Lípidos del suelo en el sistema de sustancias humíferas
Las investigaciones de los últimos años han vuelto a destacar el enorme papel de los componentes no específicos del humus del suelo en la formación de la fertilidad del suelo y la génesis de los suelos. Entre estos compuestos se encuentran diversas sustancias fisiológicamente activas, carbohidratos, aminoácidos y diversos pigmentos.
Las sustancias extraídas de los suelos mediante la extracción con una mezcla de alcohol-benceno ocupan una posición especial en este grupo. Todavía 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 en la literatura "betunes", ceras-resinas, y en muchos casos, simplemente se habla de ellas 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 indeterminación terminológica similar existe también en la literatura geológica, donde, en particular, el término "betunes" designa una mezcla de hidrocarburos y sus derivados, formados por la transformación de ceras, resinas y ácidos grasos durante los 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 en discusión **lípidos del suelo**.
Actualmente, en la bioquímica de las plantas, el término **lípidos** agrupa una gran colección de sustancias, «...las grasas y sustancias similares a las grasas (lipoides) se combinan bajo el término general lípidos. Las sustancias de este grupo se disuelven en varios disolventes orgánicos. Los pigmentos solubles en grasa también pueden incluirse en este grupo. En 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.
Es probable que en algunos casos, los extractos de alcohol-benceno del suelo puedan contener algunos otros compuestos; en particular, no se puede excluir la inclusión de ácido himatomelánico 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 preciso llamar a este grupo de sustancias **lípidos del suelo**.
Los lípidos llegan al suelo con los residuos vegetales, además, no se excluye la posibilidad de la síntesis de lípidos directamente en el suelo por diversos microorganismos, por ejemplo, levaduras oxidantes de parafina. Los lípidos del suelo y los vegetales tienen cierta similitud.
Al evaluar la importancia de los lípidos en los sistemas bioquímicos, es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones: el contenido de este grupo de sustancias en el humus del suelo oscila entre el 2 y el 14%, y según algunos datos, en condiciones de suelos turbosos, tundra y suelos de montaña, existe una clara tendencia a una mayor acumulación de este grupo, hasta un 20–24%, y a veces incluso más.
Por su estructura química, los lípidos difieren drásticamente de otros grupos de sustancias húmicas, ya que contienen una proporción significativa de estructuras alifáticas y grupos hidrofóbicos. Esto último conduce a una serie de propiedades químicas específicas. Este grupo es de particular interés debido a su peculiar "marcado" por la presencia de formas esqueléticas como la parafina (grasas, ceras), esteroides, terpenos, carotenoides, clorofila y otros pigmentos de porfirina. Estos compuestos son comparativamente fáciles de detectar mediante espectros electrónicos o moleculares específicos, lo que permite rastrear las vías y 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 la eliminación del disolvente, queda una masa de color marrón amarillento con un débil olor balsámico, que se funde a temperaturas 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 en un rango significativo en diferentes suelos (58–68% C, 8–10% H; 22–32% O; 0.4–2.0% N).
Los lípidos de los suelos y las turbas se componen principalmente de ceras y resinas, que, a su vez, contienen ácidos libres y sustancias saponificables, representadas por ésteres típicos de las ceras y anhídridos característicos de las resinas. Hasta el 56% de los ácidos están incluidos en el componente de cera del betún, entre los que se han identificado el ácido cerótico $C_{25}H_{50}O_{2}$, el ácido carbocerótico $C_{27}H_{54}O_{2}$ y un hidroxiácido de composición $C_{30}H_{60}O_{3}$. Además, la composición de las ceras contiene hasta un 44% de sustancias no saponificables; entre ellas se han determinado hidrocarburos saturados — tritriacontano $C_{33}H_{68}$ y pentatriacontano $C_{35}H_{72}$, que constituyen hasta el 15%, y también se ha aislado el alcohol saturado — heptacosanol $C_{27}H_{55}OH$ con un punto de fusión de 74–75°. Se han identificado una gran cantidad de hidrocarburos: n-decano, n-undecano, n-hexadecano, naftaleno, metilnaftaleno, difenilo, acenafteno, fluoreno. Se han encontrado esteroides y taninos.
Un componente de los "betunes" de turba está representado por ésteres complejos de alcoholes cíclicos y ácidos cíclicos, de los cuales se han aislado ácidos insaturados de composición $C_{12}H_{22}O_{2}$ y $C_{14}H_{26}O_{2}$. Además, se identificaron triterpenoides, que están muy ampliamente representados en el reino vegetal.
La composición de los extractos de alcohol-benceno del suelo ha sido poco investigada hasta ahora, aunque según 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 muestras de suelo secas al aire, de las cuales se retiraron previamente las raíces, así como de la hojarasca de caída fresca y 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 Greffe.
La extracción en el aparato Soxhlet es prolongada y no garantiza el rendimiento completo de ceras-resinas. La intensificación del proceso de extracción utilizando el aparato Greffe–Zaychenko aumenta significativamente la cantidad de ceras-resinas extraídas del suelo (Tabla 1).
| Suelo, uso de la tierra | Horizonte | Profundidad, cm | Soxhlet | Greffe | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| contenido de lípidos, % del suelo | contenido de carbono lipídico, % del contenido de carbono total | contenido de lípidos, % del suelo | contenido de carbono lipídico, % del contenido de carbono total | |||
| Chernozem del Sur, tierra cultivable, Jersón | $A_{pach}$ | 0–23 | 0,09 | 4,35 | 0,28 | 14,04 |
| Chernozem de chocolate, tierra cultivable, Rumania | $A_{pach}$ | 0–20 | 0,10 | 0,71 | 0,12 | 12,32 |
| Suelo de montaña-pradera, pradera de spirea-raigrás, Jersón | $A₁$ | 6–20 | 0,45 | 6,61 | 0,76 | 11,06 |
| Tierra parda de bosque de montaña, barbecho, Jersón | $A₁$ | 1–18 | 0,07 | 6,24 | 0,21 | 19,56 |
| Solonchak con corteza, pastizal, Jersón | $B₁$ | 2–15 | 0,26 | 7,32 | 0,40 | 11,22 |
El aumento sustancial en el rendimiento de sustancias cuando se extraen en el aparato Greffe puede cambiar significativamente nuestra comprensión del papel de esta fracción en la bioquímica del suelo. Aún está por dilucidar qué fracción explica la diferencia observada. Se puede suponer por ahora que la parte de ceras-resinas que no se determinó previamente formaba parte del residuo no hidrolizable y constituía una porción del llamado humina, aunque no se excluye su presencia también en los ácidos húmicos.
En los suelos estudiados (Tabla 2), el contenido de lípidos varía de 0,02 a 0,50% del suelo, y 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 (hidromórficos), turbosos, de tundra y de montaña. A menudo se observa una acumulación relativa de lípidos 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 relación de estos indicadores con las condiciones ecológicas se examinan con más detalle utilizando el ejemplo de suelos individuales: perfil 106 — krasnozem franco ligero, limoso; perfil 127 — el mismo krasnozem bajo tierra cultivable; perfil 123 — podzol subtropical, franco medio; perfil 120 — zheltozem franco 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 extrayendo estas últimas con acetona. El contenido de ceras y resinas en los lípidos varía en un amplio rango. En los horizontes $A₁$ o $A_{pach}$ del podzol subtropical en krasnozem en una meseta y pendiente se contiene hasta 33–38% de resinas, en la composición de los lípidos de zheltozem bajo barbecho y tierra cultivable, las resinas son el grupo predominante de compuestos orgánicos (Tabla 2). En los lípidos de varias hojarascas, la parte resinosa predomina, constituyendo en ellos el 58–68%.
| Objeto | Horizonte | Profundidad, cm | Carbono lipídico | Ceras, % | Resinas, % | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| % del peso de la muestra | % del C total | |||||
| Hojas de té, perfil 127 | — | — | 22,78 | — | 29,12 | 70,78 |
| Hojas de helecho, perfil 120 | — | — | 7,65 | — | 80,21 | 19,79 |
| Hojarasca forestal, perfil 106 | $A₀$ | — | 4,36 | — | 33,06 | 66,94 |
| Té y hojarasca, perfil 127 | $A₀$ | — | 2,92 | — | 42,44 | 57,56 |
| Té y hojarasca, perfil 120 | $A₀$ | — | 4,90 | — | 31,99 | 68,01 |
| Hojarasca forestal perfil 123 | $A₀$ | — | 5,18 | — | 37,50 | 62,50 |
| Krasnozem franco ligero, limoso, perfil 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 franco ligero, limoso, perfil 127 | $A_{pach}$ | 0–10 | 0,14 | 4,1 | 65,00 | 36,00 |
| Zheltozem franco ligero, Arenoso-limoso, Gleizado, perfil 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 franco ligero, limoso, perfil 120 | $A_{pach}$ | 0–10 | 0,23 | 11,3 | 29,69 | 70,31 |
| Subtropical, Podzolizado, franco medio, Limo grueso, perfil 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 |
| Montaña-pradera (Teberda) | $A₁$ | 2–10 | 0,59 | 7,40 | 44,8 | 55,2 |
| Turbera-Gley | $A_{t}$ | 0–33 | 3,05 | 13,10 | 65,1 | 34,9 |
| Chernozem de chocolate | $A_{pach}$ | 0–20 | 0,079 | 6,71 | — | — |
| Chernozem del Sur | $A_{pach}$ | 0–23 | 0,0618 | 4,35 | — | — |
| Dermis-Podzólico | $B₂$ | 48–69 | 0,0397 | 10,36 | — | — |
| Solonetz | $A_{pach}$ | 0–17 | 0,0987 | 12,88 | — | — |
| Solonchak con corteza | $B₁$ | 45–62 | 0,0397 | 7,32 | — | — |
| Montaña-pradera (Crimea) | A | 0–5 | 0.5033 | 6,61 | — | — |
| Pardo forestal | $B₁$ | 2–15 | 0,1866 | 4,68 | — | — |
| $A₁$ | 6–20 | 0,3252 | 11,26 | — | — | |
| $A_{pach}$ | 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 prevalecen (80%) en la composición de los lípidos de las hojas de helecho, mientras que los lípidos de las hojas de té contienen en su mayoría resinas (71%). Pero ya en la hojarasca se producen procesos relacionados con la complejidad de la estructura lipídica, lo que resulta en la predominancia de los componentes resinosos y de mayor peso molecular en todas las hojarascas.
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; no se observa una tendencia a la acumulación o el agotamiento 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 está probablemente relacionada con los intensos procesos microbiológicos de descomposición de los componentes del humus, como resultado de lo cual las ceras, como grupo más inerte, se acumulan en el perfil del krasnozem.
Esta afirmación se confirma con el análisis del chernozem grueso, el suelo de montaña-pradera y el suelo turboso-gley. 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-gley 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, lo que concuerda con los datos de la literatura (Tabla 3). El contenido de hidrógeno varía de 4 a 10%, el de oxígeno de 22 a 25%. Las fracciones estudiadas 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, por ejemplo, la clorofila, que son extraídos por alcohol-benceno.
| Extraído de qué objeto | Composición elemental, % de la masa seca sin cenizas | Autor | |||
|---|---|---|---|---|---|
| C | H | O | N | ||
| Hojas de té bajo krasnozem, perfil 127 | 62,97 | 6,54 | 23,90 | 6,59 | Nuestros datos |
| Hojarasca de té de krasnozem, perfil 127 | 67,18 | 3,90 | 25,37 | — | Nuestros datos |
| Krasnozem, perfil 127, hor. $A_{pach}$ | 67,25 | 5,63 | 23,92 | — | Nuestros datos |
| Franco 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 |
| Dermis-Podzólico: a) bosque | — | — | — | 2,02 | Nuestros datos |
| Dermis-Podzólico: b) barbecho | — | — | — | 0,41 | Nuestros datos |
| Chernozem grueso, estepa | — | — | — | 1,57 | Nuestros datos |
| Sierozem típico: a) mezcla de hierbas | — | — | — | 1,33 | Nuestros datos |
| Sierozem típico: b) tierra virgen | — | — | — | 0,22 | Nuestros datos |
Los números de acidez de los lípidos (Tabla 4) varían de 1 a 12 mEq/g. Se observa un mayor contenido de "ácidos orgánicos libres" en los lípidos de zheltozems bajo barbecho en el 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 el número de yodo también son característicos de los lípidos de chernozem. El valor mínimo del número de éster en los lípidos del hor. $A₁$ de krasnozem, así como el pequeño valor de otras características (número de acidez — 1, número de yodo — 6 mEq/g) se explican por el predominio de arenas, que contienen una menor cantidad de grupos funcionales. El rango de variación del número de yodo es de 0,5–66 mEq/g. En los lípidos de krasnozem se encuentra una correlación negativa entre los números de éster y de yodo; cuantos menos compuestos insaturados, mayor es el número de grupos éster. Además, existe una dependencia entre los números de acidez, de éster, de yodo y el contenido de ceras y resinas.
| Suelo | Horizonte (Profundidad, cm) | Número de acidez, mEq/g | Número de éster, mEq/g | Número de yodo, mEq/g |
|---|---|---|---|---|
| Podzol subtropical, franco medio, limo grueso, perfil 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 franco ligero, arenoso-limoso, gleizado, perfil 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 franco ligero, limoso, sobre arcilla abigarrada, perfil 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), perfil 127 | $A₀$ | 1,45 | 19,48 | 2,61 |
| Krasnozem franco ligero, limoso, en pendiente, perfil 127 | $A₁$ (0-10) | 2,70 | 71,25 | 17,00 |
| Chernozem de pradera | $A₁$ (3-21) | 7,32 | 86,86 | 66 |
| Turbera-Gley | $A₁$ (0-33) | 1,36 | 0,96 | 2 |
| Montaña-pradera | $A₁$ (2-10) | 2,42 | 1,88 | 8 |
| Tundra | $A₁$ (3-10) | 2,45 | 7,07 | 2 |
| Dermis-Podzólico | $A₁$ (5-9) | 3,26 | 9,92 | 10 |
Los lípidos de los horizontes de zheltozem bajo barbecho y de chernozem presentan los valores más altos. La parte resinosa también predomina en estos mismos suelos (Tabla 2); por lo tanto, se puede hablar de la estructura más compleja de los lípidos en este suelo, es decir, todos los grupos químicos funcionales (caracterizados por los números de acidez, éster y yodo) están predominantemente condicionados por las "resinas".
En los cromatogramas de pirólisis-gas se encontraron de 7 a 22 o más picos, que supuestamente se refieren 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 en su composición núcleos de benceno simples, sustituidos por numerosos alcanos y que contienen muchos grupos funcionales de naturaleza ácida, que dan productos de pirólisis indefinidos.
El cromatograma más complejo entre los obtenidos es el de la hojarasca de té, 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; 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 de krasnozem es lábil, "suelta", y consiste en 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 se produce una complicación significativa de la misma. En el suelo ocurren procesos simultáneos de descomposición y síntesis de nuevos compuestos orgánicos, como resultado de lo cual los lípidos del suelo adquieren rasgos específicos.
El aspecto general de los espectros visibles de los lípidos del hor. $A₁$ de suelos subtropicales, hojarascas 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, la clorofila y otras sustancias del grupo de las porfirinas están contenidas en los lípidos. Los coeficientes de extinción de los lípidos de los horizontes superiores del suelo oscilan entre 0,001 y 0,003.
Los estudios de extractos de alcohol-benceno de hojas de té, hojarasca de té y krasnozem sugieren cierta similitud en su estructura. La composición de la hoja de té contiene diversas 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 contiene, probablemente, 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 polifenoles. | 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 claramente en el extracto de cloroformo de los lípidos de la hoja de té y la hojarasca. Además, se encuentra 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, 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 de la espectroscopia visible y ultravioleta. Las bandas de los espectros IR de los lípidos son estrechas, claramente delimitadas, 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 de $2918–2850\ cm⁻¹$, 1480, $1400–1380\ cm⁻¹$ corresponde a las vibraciones del grupo CH—. La serie de bandas en el rango de $2918–2850\ cm⁻¹$, 1480, $1400–1380\ cm⁻¹$ se debe a las vibraciones simétricas de $CH₂$ y $CH₃$ incluidas en 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 a $1710–1730\ cm⁻¹$, 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 estudiados son generalmente bajos, las vibraciones a $1710–1730\ cm⁻¹$ pueden deberse a los grupos CO— de aldehídos y cetonas presentes en varios compuestos (alcaloides, aceites esenciales, etc.).
Se observan bandas intensas de hidroxilos alcohólicos y éteres simples en el intervalo de $1010–1030\ cm⁻¹$; estos últimos también aparecen en el rango de $1100–1250\ cm⁻¹$. El espectro de lípidos del té se distingue por la presencia de bandas intensas y claras a $1698–1650\ cm⁻¹$ características de los enlaces $C = C$ en estructuras complejas conjugadas como los 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 a $745–765\ cm⁻¹$, atribuibles, probablemente, a $\gamma—CH$ en el anillo de pirrol en porfirinas, y $819–832\ cm⁻¹$ debido a $\delta—CH$ de compuestos aromáticos di—y tri—sustituidos; $1490–1550\ cm⁻¹$ son las vibraciones del anillo de pirrol.
La comparación de los espectros IR de los lípidos de los horizontes superiores ($A₀$) de krasnozem, zheltozem y podzol subtropical muestra el predominio de los grupos $CH₂—$ y $CH₃—$ en krasnozem y 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 $1000–1100\ cm⁻¹$ en los lípidos de los horizontes inferiores en comparación con los superiores, lo que se puede explicar por las reacciones de desmetilación con la formación del grupo hidroxilo. 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 de la anchura de la banda $3000–3400\ cm⁻¹$ (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 saturados e insaturados y alcoholes con la participación de compuestos aromáticos de ácidos y aldehídos y productos de su interacción, lo que es consistente 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 Greffe para la extracción en lugar del aparato Soxhlet permite aumentar el rendimiento de la fracción lipídica en 2–3 veces.
- El contenido de lípidos, que es mínimo en los suelos de pradera-estepa y estepa, aumenta en los suelos de mayor humedad (hidromórficos) — podzólicos, de tundra, de montaña — y alcanza un máximo en las turbas.
- La acumulación de lípidos se debe principalmente a las ceras, lo que se atribuye a su relativa estabilidad bioquímica e inercia.
- Los grupos químicos funcionales activos (caracterizados por los números de éster, acidez y yodo) se deben predominantemente a las "resinas", y 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 los datos de la cromatografía de pirólisis-gas, los espectros de absorción electrónicos e infrarrojos, tienen algunas similitudes y diferencias definidas con respecto a los lípidos aislados de las plantas y la hojarasca.