Coloides

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1. En física y química un coloide, sistema coloidal, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema
formado por dos o más fases, principalmente: una normalmente fluida (líquido), y otra dispersa en forma
de partículas generalmente sólidas muy finas, de diámetro comprendido entre 10-9 y 10-5 m. La fase
dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase continua es líquida, pero pueden
encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación.
La leche es considerada un Coloide puesto que sus macromoléculas se encuentran en una fase distinta a
la que se dispersan. La Lactosa, Grasa, Caseína, Lacto-albúmina y alguna que otra vitamina en su mayoría
no son solubles con el agua (puesto que son péptidos di y monosacáridos ORGÁNICOS y por lo
tanto…apolares).
Necesaria explicación es la que en conjunto funciona con la evidencia de dos fases en la “mezcla” de aceite
con agua en un típico experimento de propiedades físicas. Un coloide viene siendo entonces coger
partículas o pedazos bastante pequeños de (en este caso el aceite y en el caso de la leche la Lactosa,
Grasa, Caseína…etc) y tratar de que a la fuerza se “disuelvan en el agua” (no siempre tiene que ser el agua)
pero en este caso siguen sin disolverse por más chicos que sean. A nivel macroscópico se ven como si
estuvieran disueltos con uniformidad, pero la realidad es que no es así. No cumplen con el efecto Tyndall,
esa es la característica principal en la que uno distingue un coloide de una solución. Por eso en este caso
del aceite no se considera al agua como un disolvente sino como un “dispersante” o bien como la fase
dispersa que tiende a ser un fluido.
¿Qué es el efecto Tyndall?
La leche en un Erlenmeyer se somete a un rayo de luz, este rayo NO traspasa la leche y tiende a
REFRACTARSE o DISPERSARSE a causa de que estas partículas de la luz chocan con las macromoléculas de
la leche. Ahora se prepara en un Erlenmeyer una solución de Cloruro de Sodio en Agua y la luz traspasa
sin problemas, esto es que no hay partículas que interactúen con los fotones en la luz pues son partículas
IONIZADAS (esto explica también el hecho de que las soluciones sean homogéneas, pero no se detallará
este aspecto). Los Iones disasociados “comen” electrolitos y nucleolitos dados dee la autoionización en el
agua y los enlaces que forman son tan débiles que la energía liberada (o absorbida) de los enlaces no
alcanza a ser la suficiente como para perturbar los rayos de luz.
LACTOSA

Figura n°. Estructura Molecular de la Lactosa.
La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa.
Concretamente intervienen una β-D-galactopiranosil y una β-D-glucopiranosa unidas por los carbonos 1
y 4 respectivamente. Al formarse el enlace entre los dos monosacáridos se desprende una molécula de
agua. Además, este compuesto posee el hidroxilo hemiacetálico (La formación del ciclo mono y di
sacárido se realiza mediante un enlace hemiacetal, que, supone un enlace covalente entre el grupo
aldehído y un alcohol (en caso de las aldosas), o un enlace hemiacetal entre el grupo cetona y un alcohol

2. (en el caso de las cetosas). Este enlace no implica pérdida ni ganancia de átomos, sino una
reorganización de los mismos.
* El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano), denominandose los
monosacáridos furanosas o piranosas respectivamente.
* El carbono carbonílico correspondiente a los grupos aldehído y cetona se designa en la fórmula cíclica
con el nombre de carbono anomérico, y queda unido a un grupo -OH.
* La posición del grupo -OH unido al carbono anomérico determina un nuevo tipo de estereoisomeria
conocido como anomería, por lo que da la reacción de Benedict, es decir es reductor).
A la lactosa se le llama también azúcar de la leche, ya que aparece en la leche de las hembras de los
mamíferos en una proporción del 4 al 5 por ciento. La leche de camella, por ejemplo, es rica en lactosa.
En los humanos es necesaria la presencia de la enzima lactasa para la correcta absorción de la lactosa.
Cuando el organismo no es capaz de asimilar correctamente la lactosa aparecen diversas molestias cuyo
origen se denomina intolerancia a la lactosa.
Cristaliza con una molécula de agua de hidratación, con lo que su fórmula es: C12H22O11·H2O, luego se
la puede también llamar lactosa monohidrato. La masa molar de la lactosa monohidrato es 360,32
g/mol. La masa molar de la lactosa anhidra es 342,30 g/mol.”
Los monosacáridos son los glúcidos o hidratos de carbono más sencillos. Químicamente están
constituidos por una sola cadena de muchos alcoholes vecinales (o sea, que los carbonos que los tienen
están seguidos entre sí) con un grupo aldehído o cetona, y por ello no pueden descomponerse mediante
hidrólisis.
(Se necesita mucha energía para romper los enlaces sustituyentes o bien el enlace del aldehído/Cetona)
Son de sabor dulce (casi siempre), solubles en agua, la polaridad del alcohol en el puente de hidrógeno
es como que de 1.24 que según Lewis prima de una polaridad alta y los compuestos orgánicos como
este se caracterizan altamente hidrosolubles (reactividad) y como LÍQUIDOS ESTABLES.
La polaridad tan alta vecinal que hay en su comportamiento hidroxilo es muy parecido a tener una
solución iónica y por eso van a tender a forman cristales blancos que con el calor pueden caramelizarse
(pues son cadenas de cadenas de cadenas…) Aun así, sus propiedades físicas como la conductividad
eléctrica siguen siendo algo que respetan las condiciones normales de estos compuestos.
Los monosacáridos, gracias a su grupo aldehído o cetona, pueden reducir al Cu2+, propiedad que se
utiliza en su reconocimiento químico; esta prueba es conocida como Prueba de Felhing.
Cuando dos moléculas de monosacáridos se condensan por enlace glúcido (es decir se produce una
unión en la que se pierde una molécula de agua) se forma un disacárido. Los disacáridos más conocidos
son, por ejemplo: la sacarosa, maltosa, lactosa y la trehalosa.
El enlace glúcido viene a ser entonces un éter hemiacetal. Un disacárido es un éter con dos radicales
monosacáridos.

3. SISTEMA PROTEICO DE LA LECHE
Se divide en 2 grandes categorías A que son proteínas en dispersión y B que son proteínas en solución.
La leche es total tiene un 3 % de proteína el 80 % de esa cantidad son caseínas y el 20 % restante (de ese
3 %) son las proteínas del lactosuero de las cuales se tienen en cuenta solo las 2 primeras.
Caseínas (80 %)
- caseína alfa-s 42 %
- caseína beta 25 %
- caseína capa 9 %
- caseína gama 4 %
Proteínas del lactosuero (20%)
- beta- lactoglobulinas 9%
- alfa - lactoalbúminas 4%
- proteasas y peptonas 4 %
- seroalbúminas 1 %
- inmunoglobulinas 2 %
CASEÍNA

Figura n°. Estructura molecular de la Caseína alfa-s1, 199 aminoácidos; Es la más común.
La caseína es una fosfoproteína (un tipo de heteroproteína) presente en la leche y en algunos de sus
derivados (productos fermentados como el yogur o el queso). En la leche, se encuentra en la fase
soluble asociada al calcio (fosfato de calcio), en un complejo que se ha denominado caseinógeno.
Se caracteriza porque dentro de su secuencia aparece el aminoácido Serina que a su vez está
esterificado por grupos fosfatos lo cual hace que esta caseína sea una fosfoproteína, es decir, es una
proteína conjugada o compleja.
Aparecen esterificados en el aminoácido 45 hasta el 80, en esta zona la molécula tiene 8 residuos de
Serina esterificados con fosfato.

4. La leche bien se sabe que es una suspensión coloidal con una fase dispersa conocida como el agua y con
una fase continua como las fibras que hay en ella (lactosa, caseína, grasas, fosfatos, carbonatos y todo lo
que en la parte HOMOGENEA del agua, se encarguen de hacer a esta (el agua) como un agua dura.
La caseína previamente mencionada es una proteína cargada de grupos fosfatados.
Por acción microbiana (o por microorganismos presentes en el agua de la “leche”) se oxida la caseína
con los carbonatos presentes en el agua dura y con los grupos fosfatos de ella (para entender el grupo
de cationes precipitados selectivamente del grupo IA y IIA de la tabla periódica se rompen los enlaces de
la proteína que segregan aún más agua).
Por la reducción la proteína deshidratada cambia el carácter básico del agua (pH) a uno ácido y los iones
propios de la autoionización del agua (medio ácido – H+) se encargan de desdoblar y separar las cadenas
que en un término teórico son “éteritizadas” (Se rompen los disacáridos condensados sólo que…en vez
de volver a un estado natural…la liberación de energía se encarga de formar ÁCIDOS y de
AGLOMERARSE con las Grasas de la leche).
Se oxida la caseína, se daña el agua dura, cambia el medio básico a uno ácido, los disacáridos (LA
LACTOSA) rompen enlaces y se vuelven ácidos (ÁCIDOS LÁCTICOS), se aglomeran con las grasas, forman
una fase macroscópica (visible) y por propiedades físicas como la densidad el agua se precipita y deja de
ser una suspensión coloidal a convertirse en una mezcla heterogénea.


ÁCIDO LÁCTICO

Figura n°. Estructura Molecular del Ácido Láctico
El ácido láctico, o su forma ionizada, el lactato, también conocido por su nomenclatura oficial ácido 2-
hidroxi-propanoico o ácido α-hidroxi-propanoico, es un compuesto químico que desempeña
importantes roles en varios procesos bioquímicos, como la fermentación láctica. Es un ácido carboxílico,
con un grupo hidroxilo en el carbono adyacente al grupo carboxilo, lo que lo convierte en un ácido α-
hidroxílico de fórmula H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3). En solución puede perder el hidrógeno unido al
grupo carboxilo y convertirse en el anión lactato.
El ácido láctico es quiral (para designar objetos que no son superponibles con su imagen especular se
denomina a un compuesto como Quiral. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una
molécula es quiral cuando ella y su imagen en un espejo no son superponibles, por lo que se pueden

5. encontrar dos enantiómeros (isómeros ópticos) ). Uno es el dextrógiro ácido D-(+)-láctico o d-ácido
láctico (en este caso, el ácido (R)-láctico); el otro es el levógiro ácido L-(-)-láctico o ℓ-ácido láctico (en
este caso, ácido (S)-láctico), que es el que tiene importancia biológica. La mezcla racémica (cantidades
idénticas de estos isómeros) se llama d,ℓ-ácido láctico.”
FERMENTACIÓN
A partir del azúcar de la leche (lactosa) con Lactobacillus
A partir de almidón, azúcar de uva (glucosa) o azúcar de caña (sacarosa) utilizando el Lactobacillus
delbrueckii
La obtención de ácido láctico con enzimas o microorganismos vivos pueden producir
isómeros dextrógiro o levógiros, dependiendo de la enzima involucrada en el proceso.
-Síntesis en laboratorio
Puede obtenerse una mezcla racémica a partir de etanol, cianuro de sodio y ácido sulfúrico:

El proceso termina con un ataque nucleofílico del cianuro al grupo carbonilo del aldehído formando
el nitrilo del ácido láctico de forma racémica. El nitrilo es saponificado en presencia de agua y un exceso
de ácido sulfúrico para dar el ácido libre.
COMPLEJOS
En química se denomina complejo a una entidad que se encuentra formada por una asociación que
involucra a dos o más componentes unidos por un tipo de enlace químico, el enlace de coordinación,
que normalmente es un poco más débil que un enlace covalente típico.
Por una costumbre histórica el término complejo se utiliza principalmente para describir a aquel tipo de
estructura molecular que usualmente se encuentra formada por un átomo central (el cual es con
frecuencia un catión metálico) que se encuentra enlazado a un arreglo ordenado de otros grupos de
átomos que lo rodean llamados ligandos. Esta última acepción también se conoce como entidad de
coordinación.
El término también es utilizado para referirse a una enorme cantidad estructuras inestables o
metaestables que participan como intermediarias en diferentes reacciones; por lo cual es preferible
utilizar siempre que se pueda un término más explicativo para referirse a estos compuestos. En este
sentido el término complejo es mucho más amplio, pero menos preciso. En química inorgánica, por
ejemplo, se prefiere utilizar el término entidad de coordinación en lugar de complejo.
La química de los complejos tiene numerosas aplicaciones tanto teóricas como prácticas sirviendo por
ejemplo para explicar detalles tan comunes como el color de las piedras preciosas, la elaboración
industrial de polímeros, pigmentos, vidrios incoloros y de colores, electrodepósito de metales,
formulación de ablandadores de agua para productos de limpieza hogareños, y hasta el tratamiento de
algunas intoxicaciones y la base teórica que permite comprender la mayoría de las reacciones
enzimáticas que permiten la existencia de la vida. Así, la leche es una solución compleja.

6. Figura n°. Un complejo formado por un átomo de platino coordinado con dos cloruros (en verde) y dos
grupos amonio. Este complejo basado en el platino reacciona in vivo, uniéndose al ADN celular y
causando apoptosis, por lo que se utiliza como agente quimioterápico en el tratamiento de muchos tipos
de cáncer.
Las dispersiones coloidales han sido definidas tradicionalmente como una suspensión de pequeñas
partículas en un medio continuo.
Las partículas coloidales tienen la capacidad de dispersar la luz visible. Un haz ruinoso delgado que pasa
a través de un coloide en un gas o en un líquido,
Puede observarse a ángulos rectos debido a la dispersión.
Como resultado de las fuerzas superficiales cualquier gas, vapor o líquido tiende a adherirse a cualquier
superficie de un cuerpo.
Las propiedades esenciales de las dispersiones coloidales pueden a atribuirse al hecho de que la relación
entre la superficie y el volumen de las articulas es muy grande. En una solución verdadera, el sistema
consiste en una sola fase y no hay superficie real de separación entre las partículas moleculares del
soluto y del solvente. Las dispersiones coloidales son sistemas de dos fases, y para cada partícula existe
una superficie definida de separación.
Las dos fases de un sistema coloidal se pueden distinguir en:
Fase dispersa: componente del sistema coloidal que se encuentra dividido en partículas.
Fase medio dispersante: es el medio en el cual las articulas se hayan dispersa, este puede ser líquido,
sólido o gaseoso. Al igual que la fase dispersa.
TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES.
En la actualidad se sabe que cualquier sustancia, puede alcanzar el estado coloidal, ya que la fase
dispersante como la fase dispersiva, pueden ser un gas, un líquido o un sólido, excepto que ambos no
pueden estar en estado gaseoso, son posibles ocho sistemas coloidales:
Tabla n°. Tipos de Sistemas Coloidales

7. Fase Dispersa Fase Dispersante Nombre Ejemplo
Sólido Liquido Gel o Sol Gelatina
Sólido Gas Aerosol Humo
Liquido Liquido Emulsión Crema
Liquido Gas Aerosol liquido Niebla
Liquido Solido Emulsión sólida Manteca
Gas Solido Espuma sólida Esponja
Gas Liquido Espuma liquida Crema de afeitar
Gas Gas Mezcla Aire

SOLES.
En suspensión acuosa las fuerzas de atracción entre las partículas coloidales adquieren en ocasiones una
potencia muy grande y se forman aglomeraciones.
Si el sistema se hace semisólido y casi se detiene el movimiento browniano, la suspensión se denomina
gel siempre y cuando el sistema tenga un flujo libre el sistema será un sol.
PROTEÍNA E INTRODUCCIÓN A LA LECHE EN LA INDUSTRIA

Recurriendo a conocimientos previos de la catálisis, una proteína es un biocatalizador…recibe nombre
como ENZIMA y en este caso actúa como un MEMBRANA (haciendo apología a un papel filtro, eso es
una membrana microscópica) para inhibir o permitir el transporte de algunas sustancias, también de
permitir la eficiencia y eficacia de las interacciones entre ellas.
En todos los organismos es preciso sintetizar macromoléculas a partir de moléculas sencillas, y para
establecer los enlaces entre éstas se necesita energía. Esta energía se consigue rompiendo los enlaces
químicos internos de otras macromoléculas, sustancias de reserva o alimentos. Todo ello comporta una
serie de reacciones coordinadas cuyo conjunto se denomina metabolismo.
Dado que las sustancias que intervienen en estas reacciones son, generalmente, muy estables, se
requeriría una gran cantidad de energía para que reaccionaran entre sí, ya que, si no, la velocidad de
reacción sería nula o demasiado lenta. Para acelerar la reacción en un laboratorio bastaría con aumentar
la temperatura o bien con añadir un catalizador, es decir, una sustancia que aumente la velocidad de la
reacción. En los seres vivos, un aumento de temperatura puede provocar la muerte, por lo que se opta
por la otra posibilidad, es decir, el concurso de catalizadores biológicos o biocatalizadores. Las moléculas

8. que desempeñan esta función son las enzimas. Las enzimas son, proteínas globulares capaces de
catalizar las reacciones metabólicas.

Son solubles en agua y se difunden bien en los líquidos orgánicos. Pueden actuar a nivel intracelular, es
decir, en el interior de la célula donde se han formado, o a nivel extracelular, en la zona donde se
segregan.
Las enzimas cumplen las dos leyes comunes a todos los catalizadores: la primera es que durante la
reacción no se alteran, y la segunda es que no desplazan la constante de equilibrio para que se obtenga
más producto, sino que simplemente favorecen que la misma cantidad de producto se obtenga en
menos tiempo. Las enzimas, a diferencia de los catalizadores no biológicos, presentan una gran
especificidad, actúan a temperatura ambiente y consiguen un aumento de la velocidad de reacción de
un millón a un trillón de veces
La pasteurización o pasterización,1 es el proceso térmico realizado en líquidos (generalmente
alimentos) con el objetivo de reducir la presencia de agentes patógenos (como por ejemplo ciertas
bacterias, protozoos, mohos, levaduras, etc.) que puedan contener. Este proceso de calentamiento
recibe el nombre del que lo llevó a cabo por primera vez, el científico-químico francés Louis Pasteur
(1822-1895). La primera pasteurización fue realizada el 20 de abril de 1864 por el propio Pasteur y su
colega Claude Bernard.
Uno de los objetivos del tratamiento térmico es una "esterilización parcial" de los alimentos líquidos,
alterando lo menos posible su estructura física, sus componentes químicos y sus propiedades
organolépticas. Tras la operación de pasteurización, los productos tratados se enfrían rápidamente y se
sellan herméticamente con fines de seguridad alimentaria; por esta razón, es básico en la pasteurización
el conocimiento del mecanismo de la transferencia de calor en los alimentos. A diferencia de la
esterilización, la pasteurización no destruye totalmente las esporas de los microorganismos, ni elimina
todas las células de microorganismos termofílicos.
Louis Pasteur mejoró la calidad de vida al hacer posible que productos alimenticios básicos, como la
leche, se pudieran transportar largas distancias sin ser afectados por la descomposición.2 En la
pasteurización, el objetivo primordial no es la "eliminación completa de los agentes patógenos" sino la
disminución sustancial de sus poblaciones, reduciéndolas a niveles que no causen intoxicaciones
alimentarias a los humanos (siempre que el producto pasteurizado se mantenga refrigerado
correctamente y que se consuma antes de la fecha de caducidad indicada). En la actualidad, la
pasteurización es objeto de cada vez más polémicas por parte de ciertas agrupaciones de consumidores
en todo el mundo, debido a las cuestiones existentes sobre la destrucción de vitaminas y alteración de
las propiedades organolépticas (sabor y calidad) de los productos alimenticios tratados con este
procedimiento.
La leche en polvo o leche deshidratada se obtiene mediante la deshidratación de leche pasteurizada.
Este proceso se lleva a cabo en torres especiales de atomización, donde el agua que contiene la leche es
evaporada, obteniendo un polvo de color marfil claro que conserva las propiedades naturales y sus
nutriciones que tiene la leche normalmente. Para beberla, el polvo debe disolverse en agua. Este
producto es de gran importancia ya que, a diferencia de la leche fluida, no precisa ser conservada en frío

9. y por lo tanto su vida útil es más prolongada. Presenta ventajas como ser de menor coste y de ser
mucho más fácil de almacenar. A pesar de poseer las propiedades de la leche natural, nunca tiene el
mismo sabor de la leche fresca. Se puede encontrar en cuatro clases básicas: entera, semidesnatada,
desnatada y deslactosada. Así como estar enriquecida con vitaminas A y D.
La deshidratación parcial de la leche consiste en eliminar parte del agua de constitución de la misma
para aumentar de este modo su vida útil. Debido al descenso del contenido en agua que se produce en
el alimento, se inhibe el crecimiento microbiano y la actividad enzimática.
La esterilización clásica consiste en someter a la leche a temperaturas del orden de 115ºC durante unos
15 minutos. Tiene el inconveniente de que disminuye notablemente el contenido vitamínico respecto a
la leche de origen.
Las vitaminas son compuestos heterogéneos imprescindibles para la vida, que al ingerirlos de forma
equilibrada y en dosis esenciales promueven el correcto funcionamiento fisiológico. La mayoría de las
vitaminas esenciales no pueden ser sintetizadas (elaboradas) por el organismo, por lo que éste no puede
obtenerlas más que a través de la ingesta equilibrada de vitaminas contenidas en los alimentos
naturales. Las vitaminas son nutrientes que junto con otros elementos nutricionales actúan como
catalizadoras de todos los procesos fisiológicos (directa e indirectamente).
Las frutas y verduras son fuentes importantes de vitaminas.
La vitamina D, calciferol o antirraquítica es un heterolípido insaponificable del grupo de los esteroides.
Se le llama también vitamina antirraquítica ya que su deficiencia provoca raquitismo. Es
una provitamina soluble en grasas y se puede obtener de dos maneras:
Mediante la ingestión de alimentos que contengan esta vitamina, por ejemplo: la leche y el huevo.
Por la transformación del colesterol o del ergosterol (propio de los hongos) por la exposición a los rayos
solares UV.
La vitamina D es la encargada de regular el paso de calcio (Ca2+) a los huesos.
La homogeneización consiste en pulverizar la leche entera haciéndola pasar a presión a través de
pequeñas boquillas; el tamaño de los glóbulos de grasa se reduce hasta un tamaño en el que la crema ya
no se separa. A ello se debe que en la «leche homogeneizada» (la que fue procesada de esta forma) no se
produzca tan fácilmente esa capa de crema.

Bibliografía para cubrir la parla : Chang, R. (2007). Química. (Novena ed., p. 1110). México: Mc Graw Hill.
Verwey, E. J. W. and Overbeek, J. TH. G. (1948). Theory of the stability of lyophobic colloids. The
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Arroyo Villarino, M; Alcedo González, J (marzo de 2004). «Intolerancia a la lactosa: diagnóstico y
tratamiento». JANO 66(1.512).
Roth, Stephen M. (23 de enero de 2006). «Why does lactic acid build up in muscles? And why does it
cause soreness?». Scientific American (EN ESPAÑOL)
Acidosis láctica – MedlinePlus

10. Brown TL, LeMay E Jr, Bursten BE. (2009) Chemistry: The Central Science (11th Edition). Prentice-
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Brooks M., Stewart. QUIMICA BASICA: UNA PRESENTACION PROGRAMADA. México, Compañía Editorial
Continental, S.A., 1975.