Acid humic este denumirea generică a unei familii de compuși organici care fac parte din substanțele humice. Au diferite grupe funcționale, inclusiv carboxilice, fenolice, inele asemănătoare zahărului, chinone și derivați de aminoacizi..
Substanțele humice, din care fac parte acizii humici, sunt distribuite în soluri, ape naturale și sedimente, deoarece sunt rezultatul descompunerii reziduurilor vegetale, animale și naturale.
Acizii humici fac parte din humus și au capacitatea de a îmbunătăți creșterea și nutriția plantelor, deoarece permit nutrienților să fie reținuți mai mult timp în sol, astfel încât să fie disponibili plantelor.
Sunt compuși amfifili, adică au părți care sunt legate de apă și părți care resping apa, toate în aceeași moleculă.
Datorită grupurilor lor -OH și -COOH pot forma complexe cu ioni metalici sau cationi.
Datorită lanțurilor lor de hidrocarburi sau porțiunilor aromatice, se pot solubiliza și bloca în ele molecule policiclice aromatice toxice. În plus, au o utilizare potențială în medicina cancerului și în prepararea unor produse farmaceutice mai eficiente..
Indice articol
Acizii humici conțin diferite grupuri funcționale ale căror cantități depind de originea geografică a acidului humic, vârsta, condițiile de mediu și biologice și climatul în care a fost produsă molecula. Din acest motiv, caracterizarea sa precisă a devenit dificilă.
Principalele sale grupe funcționale sunt fenolice, carboxilice, enolice, chinone, eterice, zaharuri și peptide.
Grupările funcționale care îi conferă principalele caracteristici sunt grupările fenolice, carboxilice și chinonice..
Structura mare a unui acid humic este alcătuită din porțiuni hidrofile formate din grupe -OH și porțiuni hidrofobe formate din lanțuri alifatice și inele aromatice..
- Acizi humici.
- HA sau HA Acizi humici).
Solidele amorfe.
Greutățile lor moleculare variază de la 2,0 la 1300 kDa.
Un Da sau Dalton valorează 1,66 x 10-24 grame.
Acizii humici sunt fracțiunea substanțelor humice solubile în mediu apos alcalin. Sunt parțial solubili în apă. Insolubil în mediu acid.
Dizolvarea sa în apă este complexă, deoarece acizii humici nu sunt o componentă individuală, ci un amestec de componenți, în care doar unii dintre ei sunt solubili în apă..
Solubilitatea sa poate varia în funcție de compoziția sa, pH-ul și puterea ionică a solventului..
Moleculele de acid humic au în general o parte hidrofilă sau asemănătoare apei și o parte hidrofobă, care respinge apa. De aceea se spune că sunt amfifile.
Datorită caracterului lor amfifilic, acizii humici formează, într-un mediu neutru sau acid, structuri similare cu cele ale micelelor, numite pseudo-micele..
Sunt acizi slabi, care sunt cauzate de grupări fenolice și carboxilice.
Grupurile de tip chinonă sunt responsabile pentru formarea speciilor reactive de oxigen, deoarece sunt reduse la semiquinone și apoi la hidrochinone care sunt foarte stabile.
Prezența grupărilor fenolice și carboxilice în moleculele de acid humic le conferă capacitatea de a îmbunătăți creșterea și nutriția plantelor. Astfel de grupuri pot favoriza, de asemenea, formarea de complexe cu metale grele. Și explică, de asemenea, activitatea sa antivirală și antiinflamatoare.
Pe de altă parte, prezența grupelor chinone, fenol și carboxilice este legată de capacitățile lor antioxidante, fungicide, bactericide și antimutagenice sau demutagenice..
În mediu alcalin grupările carboxilice și fenolice suferă pierderea protonilor H+, ceea ce lasă molecula încărcată negativ în fiecare dintre aceste grupuri.
Datorită acestui fapt, sarcinile negative sunt respinse și molecula se întinde..
Pe măsură ce pH-ul scade, grupările fenolice și carboxilice sunt din nou protonate și efectele de respingere încetează, determinând molecula să adopte o structură compactă, similară cu cea a micelelor..
În acest caz, porțiunile hidrofobe sunt încercate să fie localizate în interiorul moleculei, iar porțiunile hidrofile sunt în contact cu mediul apos. Se spune că aceste structuri sunt pseudo-micele.
Datorită acestui comportament, se afirmă că acizii humici au caracteristici de detergență.
În plus, formează agregate intramoleculare (în cadrul propriei molecule), urmate de agregare intermoleculară (între diferite molecule) și precipitații..
Acizii humici pot solubiliza hidrocarburi aromatice policiclice care sunt toxice și cancerigene și sunt relativ insolubile în apă..
Aceste hidrocarburi sunt solubilizate în inima hidrofobă a pseudo-micelelor acizilor humici..
Acizii humici interacționează cu ionii metalici într-un mediu alcalin în care cationii sau ionii pozitivi acționează pentru a neutraliza sarcinile negative ale moleculei de acid humic..
Cu cât încărcarea cationului este mai mare, cu atât este mai mare eficiența acestuia în formarea pseudo-micelelor. Cationii sunt localizați în locuri preferate termodinamic în structură.
Acest proces generează complexe acid humic-metal care capătă o formă sferică..
Această interacțiune depinde de metal și de originea, greutatea moleculară și concentrația acidului humic..
Acizii humici pot fi obținuți din materie organică din sol. Cu toate acestea, structurile diferitelor molecule de acid humic variază în funcție de locația solului, de vârsta acestuia și de condițiile climatice..
Există mai multe metode de obținere. Una dintre acestea este descrisă mai jos.
Solul este tratat cu o soluție apoasă de 0,5 N NaOH (0,5 echivalenți pe litru) sub atmosferă de azot timp de 24 de ore la temperatura camerei. Întregul este filtrat.
Extractul alcalin se acidulează cu HCI 2N la pH 2 și se lasă să stea 24 de ore la temperatura camerei. Materialul coagulat (acizii humici) este separat de supernatant prin centrifugare.
Utilizarea acizilor humici în agricultură este cunoscută practic de la începutul activității agricole, deoarece acestea fac parte din humus.
Acizii humici îmbunătățesc creșterea și nutriția plantelor. De asemenea, acționează ca bactericide și fungicide ale solului, protejând plantele. Acizii humici inhibă ciupercile fitopatogene și unele dintre grupurile lor funcționale au fost corelate cu această activitate.
Prezența grupurilor de sulf (S) și C = O carbonil în molecula acidului humic favorizează activitatea fungistatică. Dimpotrivă, un conținut ridicat de oxigen, grupări aromatice C-O și anumiți atomi de carbon aparținând zaharurilor inhibă forța fungistatică a acidului humic..
Recent (2019), a fost studiat efectul aplicării îngrășămintelor cu azot cu eliberare lentă asupra stabilizării acizilor humici prezenți în soluri și influenței acestora asupra culturilor..
S-a constatat că ureea acoperită cu biocarbon îmbunătățește structura și stabilitatea acizilor humici prezenți în sol, favorizând reținerea azotului și carbonului din sol și îmbunătățind randamentul culturilor..
Datorită capacității sale de a forma pseudo-micele într-un mediu neutru sau acid, utilitatea sa în eliminarea poluanților din apele uzate și soluri a fost explorată de mulți ani..
Metalele sunt unul dintre poluanții care pot fi eliminați de acizii humici.
Unele studii arată că eficiența sorbției metalice a acizilor humici în soluție apoasă tinde să crească odată cu creșterea concentrației pH-ului și a acidului humic și cu scăderea concentrației metalice..
De asemenea, s-a stabilit că ionii metalici concurează pentru siturile active ale moleculei de acid humic, care sunt în general grupările fenolice -COOH și -OH din acest.
S-a dovedit util în creșterea solubilității în apă a medicamentelor hidrofobe.
Au fost preparate nanoparticule de argint (Ag) acoperite cu acizi umici, care au reușit să rămână stabile cel puțin un an..
Aceste nanoparticule de argint și acid humic, împreună cu proprietățile antibacteriene ale acestuia din urmă, au un potențial ridicat pentru prepararea medicamentelor.
La fel, au fost testate complexe de carbamazepină, un medicament antiepileptic, cu acizi humici, pentru a-i crește solubilitatea și sa dovedit că medicamentul devine mult mai solubil și mai eficient.
Același efect de ameliorare a solubilității și biodisponibilității a fost realizat cu complexe de acizi humici și β-caroten, un precursor al vitaminei A.
Acizii humici sunt aliați puternici în tratamentul diferitelor boli.
Activitatea antivirală a acizilor humici a fost observată împotriva citomegalovirusului și a virusurilor imunodeficienței umane HIV-1 și HIV-2, printre altele..
Moleculele de acid humic pot inhiba replicarea virusului legându-și sarcina negativă în mediu alcalin de anumite situri cationice de pe virus, care sunt necesare pentru ca virusul să se lege de suprafața celulei..
S-a descoperit că acizii humici exercită proprietăți de vindecare a leziunilor cancerigene. Acest lucru este atribuit prezenței chinonelor în structura sa.
Chinonele generează specii reactive de oxigen care produc stres oxidativ și induc apoptoza celulelor canceroase prin fragmentarea ADN-ului lor.
Acizii humici sunt inhibitori ai mutagenezei în interiorul și în exteriorul celulei. Mutageneza este alterarea stabilă a materialului genetic al unei celule care poate fi transmisă celulelor fiice.
S-a constatat că abilitatea de a inhiba mutageneza variază în funcție de compoziția acizilor humici și de concentrația acestora.
Pe de altă parte, ele exercită un efect desmutagen asupra substanțelor mutagene, cum ar fi benzopirena (hidrocarbură poliaromatică prezentă în unele alimente), 2-nitrofluorena (produsul hidrocarbonat poliaromatic de ardere) și 2-aminoantracen.
Mecanismul acestui efect rezidă în adsorbția mutagenului, motiv pentru care acizii humici cu structuri mai mari sunt cei mai eficienți. Mutagenul este adsorbit de acidul humic și își pierde activitatea mutagenică.
Se crede că acest lucru este important pentru protecția împotriva carcinogenezei..
Datorită capacității lor de a absorbi razele ultraviolete și vizibile, acizii humici au fost propuși pentru a fi folosiți pentru protecție solară, creme anti-îmbătrânire și produse pentru îngrijirea pielii..
Pot fi folosite și ca conservanți în produsele cosmetice.
Datorită proprietăților sale antioxidante, utilizarea sa a fost sugerată ca conservanți alimentari și ca suplimente nutritive..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.