VII. JABONES, SAPONINAS Y DETERGENTES
MUCHAS veces hemos visto maravillados c�mo en una fr�a ma�ana invernal los patos nadan en el estanque sin una aparente preocupaci�n por ser mojados por las fr�as aguas; cuando por fin dejan el estanque, simplemente se sacuden de las gotas superficiales y su plumaje queda tan seco como antes de su contacto con el agua. Al observar las aguas estancadas es frecuente ver insectos que con gran seguridad van y vienen corriendo sobre la superficie del agua. Ambos fen�menos tienen que ver con el hecho muy conocido de que el agua y el aceite no se mezclan.
Tanto el cuerpo del insecto como el plumaje de los patos se encuentran cubiertos por una capa de grasa que los hace impermeables.
Cuando la ropa u otros objetos se manchan con grasa y tratamos de lavarlos con agua suceder� lo mismo que con el plumaje de los patos: el agua no moja a la mancha de aceite. El agua, por lo tanto, no sirve para limpiar objetos sucios con aceites o grasas; sin embargo, con la ayuda de jab�n o detergente s� podemos eliminar la mancha de grasa. El efecto limpiador de jabones y detergentes se debe a que en su mol�cula existe una parte lipof�lica por medio de la cual se unen a la grasa o aceite, mientras que la otra parte de la mol�cula es hidrof�lica, tiene afinidad por el agua, por lo que se une con ella; as�, el jab�n toma la grasa y la lleva al agua formando una emulsi�n (Figura 16).
SAPONIFICACI�N
Los jabones se preparan por medio de una de las reacciones qu�micas m�s conocidas:
la llamada saponificaci�n de aceites y grasas.
Los aceites vegetales, como el aceite de coco o de olivo, y las grasas animales, como el sebo, son �steres de glicerina con �cidos grasos. Por eso cuando son tratados con una base fuerte como sosa o potasa se saponifican, es decir producen la sal del �cido graso conocida como jab�n y liberan glicerina. En el caso de que la saponificaci�n se efect�e con sosa, se obtendr�n los jabones de sodio, que son s�lidos y ampliamente usados en el hogar. En caso de hacerlo con potasa, se obtendr�n jabones de potasio, que tienen consistencia l�quida.
La reacci�n qu�mica que se efect�a en la fabricaci�n de jab�n se puede representar en forma general como sigue:
| CH2—O—CO—R | CH2�OH | |||||
| | | | | |||||
| CH�O�CO�R | + | 3 NaOH |  |
CH�OH | + | 3 R—CO—ONa |
| | | | | |||||
| CH2�O�CO�R | CH2�OH | |||||
| Aceite | + | sosa | |
glicerina | + | jab�n |
Con frecuencia se agrega brea en el proceso de saponificaci�n obteni�ndose as� jabones en los que, junto con las sales de sodio de �cidos grasos, se tendr� la sal de sodio de �cidos res�nicos, lo que los hace m�s solubles y m�s apropiados para lavar ropa. Evidentemente se podr�n obtener sales de �cidos grasos con otros metales, especialmente con calcio, ya que el hidr�xido m�s abundante y barato es la cal, Ca(OH)2. Ahora bien, si la saponificaci�n se hace con cal, el producto ser� el jab�n de calcio, Ca(OCOR)2. El problema es que este jab�n es un s�lido duro e insoluble, por lo que no sirve para los fines dom�sticos a los que se destinan los jabones de sodio.
Los jabones de sodio tienen un amplio uso en nuestra civilizaci�n, por lo que
la industria jabonera es una de las m�s extensamente distribuidas en el mundo
entero.
FABRICACI�N DE JAB�N
El proceso de fabricaci�n de jab�n es, a grandes rasgos, el siguiente: se coloca
el aceite o grasa en un recipiente de acero inoxidable, llamado paila, que puede
ser calentado mediante un serpent�n perforado por el que se hace circular vapor.
Cuando la grasa se ha fundido �8O�, o el aceite se ha calentado, se agrega lentamente
y con agitaci�n una soluci�n acuosa de sosa. La agitaci�n se contin�a hasta
obtener la saponificaci�n total. Se agrega una soluci�n de sal com�n (NaCl)
para que el jab�n se separe y quede flotando sobre la soluci�n acuosa.
Se recoge el jab�n y se le agregan colorantes, perfumes, medicinas u otros ingredientes, dependiendo del uso que se le quiera dar. El jab�n se enfr�a y se corta en porciones, las que enseguida se secan y prensan, dejando un material con un contenido de agua superior al 25%.
ACCI�N DE LAS IMPUREZAS DEL AGUA SOBRE EL JAB�N
Cuando el agua que se usa para lavar ropa o para el ba�o contiene sales de calcio
u otros metales, como magnesio o fierro, se le llama agua dura.
Este tipo de agua ni cuece bien las verduras ni disuelve el jab�n. Esto �ltimo sucede as�, porque el jab�n reacciona con las sales disueltas en el agua y, como consecuencia, produce jabones insolubles, de acuerdo con la siguiente reacci�n:
(C17H35COO)2Ca
+2 NaClPor tanto, cuando se utilizan aguas duras, la cantidad de jab�n que se necesita usar es mucho mayor, ya que gran cantidad de �ste se gasta en la formaci�n de sales insolubles. Como consecuencia de ello, el jab�n no produce espuma hasta que todas las sales de calcio o magnesio se han gastado produciendo una sustancia insoluble, la cual, adem�s de su mal aspecto, une su acci�n deteriorante de las telas, puesto que ese material duro queda depositado entre los intersticios de los tejidos.
De la misma forma, cuando el agua dura se usa en calderas, la sal de estos metales se adhiere a los tubos dificultando el intercambio de calor y, por lo tanto, disminuyendo su eficiencia.
Debido a lo anterior, el ablandamiento de las aguas es de gran importancia.
DETERGENTES
Los primeros detergentes sint�ticos fueron descubiertos en Alemania en 1936,
en lugares donde el agua es muy dura y por lo tanto el jab�n formaba natas y
no daba espuma. Los primeros detergentes fueron sulfatos de alcoholes y despu�s
alquilbencenos sulfonados, m�s tarde sustituidos por una larga cadena alif�tica,
generalmente muy ramificada.
Los resultados fueron positivos, pues al usarse en agua muy dura siguieron dando abundante espuma por no formar sales insolubles con calcio y otros constituyentes de las aguas duras.
Dado que los detergentes han resultado ser tan �tiles por emulsionar grasas con mayor eficiencia que los jabones, su uso se ha popularizado, pero, contradictoriamente, han creado un gran problema de contaminaci�n, ya que muchos de ellos no son degradables. Basta con ver los r�os r�pidos que llevan las aguas municipales para darse cuenta de c�mo se elevan en ellos verdaderas monta�as de espuma. Para evitar esto, se han hecho esfuerzos por sustituir la cadena lateral (R) ramificada por una cadena lineal, la que sí ser�a biodegradable. Los detergentes son muy variados, y los hay para muy diversos usos; simplemente, para ser efectivos en las condiciones de temperatura que se acostumbran en el lavado industrial de los distintos pueblos de la Tierra, tiene que variar su formulaci�n.
El lavado industrial en Europa se acostumbra hacer a alta temperatura, entre 90 y 95° Por su parte, en los Estados Unidos se hace entre 50 y 60°, mientras que en M�xico se realiza a temperatura ambiente.
Las diferentes condiciones de temperatura en las que se realiza el lavado trae
problemas a los fabricantes de detergentes. �stos deben estar seguros de que
el detergente se disuelve en agua a la temperatura adecuada. Los detergentes
m�s comunes en los Estados Unidos no son f�cilmente solubles en fr�o. Los agentes
blanqueadores como el perborato, que funciona bien en caliente, cuando se utiliza
en fr�o tiene que ser reforzado con activadores, pues en agua tibia los blanqueadores
pierden eficiencia.
ENZIMAS
Estos materiales adquirieron gran popularidad en Estados Unidos y Europa en
la d�cada de los sesenta debido a su facultad de eliminar manchas proteicas
o carbohidratos, aun en el remojo. Los detergentes con esta formulaci�n son
capaces de eliminar manchas de sangre, huevo, frutas, etc�tera.
Con todo, estos detergentes han producido problemas de salud en los obreros que trabajan en su elaboraci�n. Por suerte, hasta ahora no los han provocado en las amas de casa.
El problema con los obreros se debi� principalmente a que los detergentes producen polvo que, al ser aspirado, pasa a los pulmones. Esto se ha resuelto fabricando detergentes con gr�nulos mayores, para que no produzcan polvo.
Los fabricantes de detergentes de Europa y Jap�n est�n poniendo enzimas en la mayor parte de sus productos.
Entre las sustancias que se agregan a los detergentes para mejorar sus caracter�sticas se encuentran ciertas sustancias que protegen a las telas contra la fijaci�n del polvo del suelo o el atmosf�rico. Estas sustancias, que mantienen a las telas limpias por m�s tiempo al evitar la reimplantaci�n del polvo, son sin duda de gran utilidad, pues evitan trabajo y deterioro de la tela.
Una sustancia con esas propiedades es la carboxi-metilcelulosa, que es eficiente en algod�n y otras telas celul�sicas, pero falla con telas sint�ticas.
Para estas �ltimas es �til el uso de 1 a 6% de �cido poliacr�lico o de poliacrilatos.
Los �cidos carbox�licos secuestran la dureza del agua reaccionando con las sales met�licas presentes en esas aguas.
El tripolifosfato de sodio es un excelente secuestrante y por muchos a�os se ha usado con �ptimos resultados. Por desgracia en los Estados Unidos se empezaron a observar efectos de eutrofisaci�n de las aguas, por lo que su uso est� siendo severamente restringido.
Lo mismo est� sucediendo en Europa, donde tambi�n se han descubierto da�os por eutrofisaci�n, fen�meno que consiste en el aumento de nutrientes a un ritmo excesivo, por lo que al descomponerse la materia prima org�nica que ingresa (detergentes), disminuye el ox�geno disuelto, alterando la vida en las aguas.
La industria de jabones y detergentes que contribuye a mantener a nuestro mundo
libre de inmundicias, es muy grande. En 1984 fue de 24 millones de toneladas
y tan s�lo en Am�rica Latina se produjeron 2.7 millones de toneladas.
SAPONINAS
Antes de que el hombre creara la gran industria del jab�n se usaban jabones
naturales llamados saponinas (nombre derivado del lat�n sapo, jab�n)
y conocidos por los mexicanos como amole. Muchas ra�ces y follaje de
plantas tienen la propiedad de hacer espuma con el agua, por lo que se han utilizado
desde la Antig�edad para lavar ropa. Los pueblos prehisp�nicos del centro de
M�xico llamaban amole a estas plantas y eran sus jabones. Aun en la actualidad
en muchas comunidades rurales se emplea el amole tanto para lavar ropa
fina, como para evitar que se deteriore, ya que es un detergente neutro perfectamente
degradable.
Las saponinas se han usado tambi�n como veneno de peces, macerando en agua un poco del �rgano vegetal que lo contiene, con la ventaja de que los peces muertos por este procedimiento no son t�xicos.
Las saponinas producen hemolisis a grandes diluciones y est�n constituidas por grandes mol�culas org�nicas, como esteroides o triterpenos, unidas a una o varias az�cares, por lo que contienen los elementos necesarios para emulsionar la grasa: una parte lipof�lica, que es el esteroide o triterpeno, por medio del cual se unir� a la grasa, y una parte hidrof�lica, que es el az�car, por medio de la cual se unir� al agua.
Entre las saponinas de naturaleza esteroidal son muy importantes los glic�sidos cardiacos, obtenidos de la semilla de la dedalera o Digitalis purpurea. El extracto obtenido de estas semillas, que contienen una mezcla de saponinas, es muy �til en el tratamiento de enfermedades del coraz�n. Sin embargo, un exceso de estas sustancias es peligroso y puede causar incluso la muerte. Debido a esto, las infusiones de dedalera se utilizaron en la Edad Media en los juicios de Dios (ver cap�tulo v).
Los gluc�sidos cardiacos se encuentran no s�lo en la dedalera, sino que hay otras plantas que tambi�n las contienen, tales como las distintas especies de la familia Asclepidacea.
Esta familia de plantas es rica en ellos, y su principal caracter�stica es
la producci�n de un jugo lechoso cuando se le cortan hojas o tallos. Ha adquirido
notoriedad por ser las plantas que alimentan a la mariposa monarca en su estado
larvario. De esta planta las mariposas toman los glic�sidos cardiacos que la
volver�n t�xica y por consiguiente desaniman a las aves a que las consuman como
alimento. Algunos de estos glic�sidos son los que se ilustran enseguida:
Entre las asclepid�ceas que han interesado a los investigadores se encuentra la Calotropis procera que crece en Asia y en �frica. Es una planta venenosa que ha sido utilizada para la medicina popular y como veneno de flechas, es decir, los nativos usan el l�tex venenoso de la planta para impregnar los dardos. As�, en la pr�ctica de la cacer�a, los animales, aunque sean heridos muy levemente, mueren. La carne no representa ning�n problema, ya que la sustancia se descompone durante el cocinado, y si algo llega al est�mago, el �cido clorh�drico del jugo g�strico se encargar� de hidrolisarlo quit�ndole su toxicidad.
Las sustancias que contiene esta planta son una serie de lactonas, entre las
que se han podido caracterizar las llamadas calactina, calotropina y las sustancias
que contienen nitr�geno y azufre en su mol�cula, como la voluscharina y la uscharina.
La hidr�lisis de los glic�sidos cardiot�nicos de la dedalera (Digitalis
purpurea) elimina la parte hidrof�lica constituida por az�cares y deja en
libertad la parte lipof�lica que en este caso son los esteroides digitoxigenin,
digoxigenina y gitoxigenina, que adem�s de que ya no tienen propiedades detergentes,
han perdido su actividad biol�gica
Los glic�sidos cardiacos son saponinas producidas tambi�n por otras plantas
venenosas, entre ellas las del g�nero Strophantus. Por ejemplo, tenemos
la strofantina, que contiene glucosa, la cual, unida directamente al esteroide,
contiene una az�car muy rara llamada cimarosa. La estrofantidina es un veneno
muy activo, capaz de matar en dosis tan bajas como 0.07 mg a un rat�n de 20
gramos.
REFERENCIAS
1. Th. F. Stadros, Surfactants, Academic Press, Harcourt Brace Javanovich,
editores, Londres, Orlando, San Diego, San Francisco, Nueva York, Toronto, Montreal,
Sidney, Tokio, Sao Paulo, 1984.
2. J. Davidsohn, E. J. Better y A. Davidson, vol. I, Interscience publishers, Inc. New York Interscience publischers, Ltd., Londres, 1953.
3. P. L Layman, "Brisk detergents activity Changes picture for chemical suppliers", en Chem. and Eng. News, enero 23, 1984, p. 17.
4. C. N. Roeske, J. N. Seiber, L. P. Brower y C. M. Moffitt, "Milkweed cardenolides and their comparative processing by Monarch butterflies (Danaureds plexippos)", en "Recent advances in Phytochemistry", 10, 93 (1975).
