Los componentes principales de la cera natural bio son ésteres formados por la deshidratación de alcoholes de cadena larga y ácidos grasos de cadena larga. Fueron descubiertos por primera vez en colmenas, y más tarde encontrados en ballenas y plantas. Las ceras bio naturales se categorizan en ceras vegetales y animales según sus fuentes.
Si tienen dobles enlaces en ácidos grasos es la base para clasificar ceras saturadas e insaturadas. Los ésteres formados por ácidos grasos saturados y alcoholes se llaman ceras saturadas que son los componentes principales en ceras naturales sólidas. Si ácidos grasos insaturados están involucrados en ésteres, se llaman ceras insaturadas. Son semi-sólidas o líquidas que rara vez se encuentran en la naturaleza. Las ceras naturales líquidas existen principalmente en aceite de esperma de ballena, aceite de jojoba y algunos aceites de peces de aguas profundas. Sus excelentes propiedades lubricativas bajo alta temperatura, presión y velocidad las hacen lubricantes superiores para maquinaria.
Propiedades Físicas de las Ceras Naturales Bio
Sus puntos de fusión están alrededor de 40-60°C. La mayoría de las ceras bio son sólidos brillantes a temperatura ambiente, mientras que las ceras insaturadas son líquidas. No pueden disolverse en agua y son incluso más hidrofóbicas que las grasas. Son ligeramente solubles en etanol y fácilmente solubles en disolventes orgánicos como cloroformo y benceno. La densidad más baja que el agua les permite flotar. La cera pura es blanca, pero los pigmentos liposolubles acumulados a través de la cadena alimentaria les dan una apariencia amarilla.
Propiedades Químicas de las Ceras Naturales Bio
Los ésteres constituyen alrededor del 80% de las ceras naturales bio. El resto son pequeñas cantidades de grasas, alcoholes de cadena larga y ácidos grasos. Al igual que la grasa, los ésteres también pueden ser hidrolizados por enzimas digestivas en alcoholes y ácidos grasos para proporcionar energía. Producen agua y dióxido de carbono cuando se oxidan durante la respiración o se queman completamente en el aire.
Funciones Fisiológicas de las Ceras Bio
Las ceras secretadas por animales se usan principalmente como recubrimientos impermeables o sustancias de almacenamiento de energía similares a las grasas. Algunos pájaros y mamíferos acuáticos tienen una capa brillante de cera en su pelaje. Cuando se sumergen en el agua, la cera evita que el agua entre en los espacios entre los pelos. El agua solo se adhiere a la superficie de la capa impermeable. Luego sacuden el agua de su pelaje en la tierra. Sin estas ceras bio impermeables, su pelaje absorbería agua como algodón. El agua fría y la evaporación quitarían mucho calor, resultando en hipotermia y pérdida de valiosa energía, lo cual es peligroso para la fauna.
Algunas plantas también secretan cera en las superficies de hojas y frutos para inhibir la pérdida de humedad, abrasión mecánica e invasión microbiana. Las grasas de ciertos animales de aguas profundas tienen muchas ceras insaturadas. Proporcionan energía y mantienen la temperatura corporal al igual que la grasa. Las ceras tienen más enlaces carbono-hidrógeno y una estructura más compacta, por lo tanto, proporcionan más energía que la grasa durante el metabolismo.
Cera Natural Bio en Aplicación Industrial
Debido al rápido desarrollo de la industria moderna, las ceras sintéticas una vez dominaron el mercado. Sin embargo, a medida que las personas modernas se preocupan cada vez más por su salud, todos quieren usar los productos más seguros. Las ceras bio secretadas por animales o plantas satisfacen las demandas del mercado como productos ecológicos y sostenibles. A diferencia de las ceras sintéticas, son productos no tóxicos, no dañinos para la salud y fácilmente degradables. El cultivo de árboles para su producción puede aumentar la cobertura forestal y mejorar el medio ambiente. Las ceras naturales bio se usan principalmente en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria.
En la industria alimentaria, las ceras comestibles se aplican como recubrimientos impermeables en vegetales y frutas frescas. También actúan como estabilizantes y emulsionantes en cosméticos para proporcionar funciones de hidratación, nutrición y anti-envejecimiento. En particular, algunos de sus antioxidantes ralentizan eficazmente la formación de líneas finas y mejoran la textura de la piel. Se usan como excipientes y agentes de liberación retardada para medicamentos en la industria farmacéutica.
Tipos Comunes de Ceras Biológicas Naturales
Cera de Abejas
La cera de abejas es la cera bio más antigua descubierta y utilizada por los humanos. Es secretada por glándulas en el abdomen de la abeja obrera para la construcción del nido. Los ésteres son su componente principal. Los otros elementos son alcanos de cadena larga, ácidos grasos, alcoholes grasos y pequeñas cantidades de minerales. Los carotenoides lipofílicos de las flores le dan un color amarillo. La cera de abejas es un sólido con una fragancia distintiva y dulzura a temperatura ambiente.
El uso de la cera de abejas se remonta a miles de años atrás. Coincide con la aparición de la agricultura y la domesticación de abejas. Sus rastros se han encontrado en todo el mundo. Por ejemplo, la cera de abejas se usaba como conservante para momias por los antiguos egipcios. Los europeos han hecho velas y obras de arte con cera de abejas desde la Edad Media. Sus propiedades nutritivas y anti-envejecimiento para la piel fueron reconocidas por los antiguos chinos. Hoy en día, la cera de abejas de grandes granjas apícolas se usa en las industrias alimentaria, cosmética, farmacéutica y de muebles.
Espermaceti o cera de ballena
Una ballena de esperma adulta contiene unos 2000 litros de esta sustancia cerosa blanca en su cabeza. Es una mezcla de grasas y ceras que comienza a derretirse alrededor de los 30°C. No hay consenso sobre su función específica. Algunos creen que las ballenas de esperma usan esto para ajustar su flotabilidad porque el espermaceti fundido es menos denso. Si la ballena quiere sumergirse nuevamente, inhala agua fría del mar para solidificar el espermaceti una vez más. Otros sugieren que el espermaceti en la cavidad de la cabeza beneficia al sistema de ecolocalización de la ballena, ya que su baja densidad y alta compresibilidad mejoran la resonancia del sonido. También hay una teoría de que el espermaceti absorbe la presión de aguas profundas para proteger su delicada cabeza.
Cera de Brasil o Cera de Palma
La cera de carnauba, también conocida como cera de Brasil o cera de palma, se deriva de las hojas de la palma de carnauba. Tiene un alto punto de fusión y se secreta de la superficie de las hojas para evitar la pérdida de humedad bajo el caliente sol tropical. Las hojas de palma secas se golpean con palos de madera para cosechar la cera. La cera de hojas más viejas se categoriza en grados T3 y T4, mientras que la cera de palma de grado alimentario T1 se cosecha de hojas más jóvenes. A menudo se mezcla con cera de abejas para mejorar su textura quebradiza.