¿Qué son los Agentes Quelantes?
Los agentes quelantes son agentes que forman complejos con iones metálicos, causantes de diversos efectos adversos, para reducir su actividad.
Se utilizan varios tipos de agentes quelantes, pero básicamente se basan en una estructura de ácido aminocarboxílico; el EDTA y el DTPA son ejemplos típicos, pero el tipo de iones metálicos a los que se unen y su solubilidad en agua difieren, por lo que se seleccionan en función de su aplicación.
Estructura de ácido aminocarboxílico: se refiere a una estructura con grupos amino (-NH2) y grupos carboxilo (-COOH) en la molécula.
Aplicaciones de los Agentes Quelantes
1. Aplicaciones Industriales
Los agentes quelantes se utilizan para equilibrar soluciones y ajustar las concentraciones de iones debido a su alta solubilidad en agua y a sus propiedades estabilizadoras. Otras aplicaciones incluyen la recuperación de metales valiosos y la clasificación y eliminación de metales peligrosos mediante el uso de agentes quelantes que se unen y reaccionan sólo con metales específicos.
2. Aplicaciones Médicas
La sobrecarga de hierro es una enfermedad en la que el exceso de hierro se acumula en el cuerpo por alguna razón, causando diversos síntomas como fatiga y dolor en las articulaciones del cuerpo. El hierro funciona bien en la cantidad adecuada, pero su presencia en exceso tiene un efecto negativo.
Para remediarlo, existen agentes quelantes del hierro. Los principales ingredientes son moléculas orgánicas como la deferoxamina y el deferasirox. Forman complejos de quelatos con el hierro y lo eliminan del organismo. De este modo, los componentes metálicos y las sustancias radiactivas presentes en exceso en el organismo pueden ser expulsados y controlados adecuadamente.
3. Aplicaciones Domésticas
Los agentes quelantes se añaden principalmente a los detergentes lavavajillas y detergentes para ropa, donde protegen de los iones metálicos a los tensioactivos responsables de su eficacia limpiadora.
Propiedades de los Agentes Quelantes
En el caso del EDTA, el agente quelante más típico, el compuesto formado por la reacción de los iones metálicos con el agente quelante se denomina complejo quelante y permanece soluble en el líquido sin precipitar; se sabe que el EDTA forma enlaces de coordinación con los iones metálicos en una proporción 1:1 en solución acuosa.
El complejo se forma en una estructura tridimensional que recuerda a unas tijeras de cangrejo, y el metal queda atrapado dentro del complejo, ejerciendo así un efecto de sellado del metal. La acción de bloqueo del metal impide que los iones de calcio y hierro del agua se unan a otros iones.
Por ejemplo, los detergentes para la ropa contienen agentes quelantes, cuyo objetivo es evitar que los tensioactivos cargados negativamente se unan a los iones de calcio y hierro del agua del grifo. Los tensioactivos son detergentes, por lo que su capacidad de limpieza se reduce considerablemente si se unen a los iones metálicos del agua. Por este motivo, se añaden agentes quelantes con propiedades de bloqueo de metales para evitar que los iones metálicos se unan reactivamente a los tensioactivos.
En función de la aplicación, puede seleccionarse una amplia gama de agentes quelantes, como EDTA, DTPA y HEDTA. Como el tipo y el rendimiento de los iones metálicos a los que se coordinan y se unen difieren en función del tipo, se requiere cuidado y confirmación a la hora de seleccionar el tipo adecuado.
Tipos de Agentes Quelantes
Existen muchos tipos de agentes quelantes utilizados en los alimentos, dependiendo de su finalidad y aplicación. Los cuatro agentes quelantes más comunes son el ácido etilendiaminotetraacético, el ácido cítrico, el ácido fítico y el ácido glucónico.
1. Ácido Etilendiaminotetraacético (EDTA)
Dos tipos de EDTA se designan como antioxidantes: EDTA disódico y EDTA disódico cálcico. Atrapan los iones metálicos que favorecen la oxidación. Existen algunas restricciones y sólo pueden utilizarse en alimentos enlatados y embotellados. Dependiendo de los criterios de uso, el EDTA disódico debe ser inactivado por el EDTA disódico cálcico antes de que el alimento final esté acabado.
2. Ácido Cítrico
Se utiliza como acidulante para potenciar el sabor de los alimentos. Es bien conocido por ser el ingrediente principal de cítricos como limones y naranjas. Forma complejos de quelatos con los minerales del organismo, lo que facilita su absorción.
3. Ácido Glucónico
El ácido glucónico regula la fermentación de los alimentos y se utiliza como alternativa al miso y la sal. También se utiliza ampliamente como agente enmascarador de olores, ajustador del pH e inhibidor del cambio de color. Se añade con ingredientes como el gluconato sódico y la glucono-delta-lactona.
4. Ácido Fítico
Esta sustancia se utiliza como decolorante y antioxidante y abunda en el salvado de arroz y los frutos secos. Forma y retiene complejos de quelatos con minerales como el calcio, el hierro, el cobre y el zinc. Existe la preocupación de que altos niveles de esta sustancia puedan inhibir la absorción de minerales esenciales debido a su acción quelante demasiado fuerte.
Otra Información sobre Agentes Quelantes
Cómo Calcular la Cantidad de Agentes Quelantes Añadida
El valor de quelación (CV) es un indicador de la cantidad de iones metálicos con los que puede formar un complejo de Agentes Quelantes. Se define como el número de mg de carbonato cálcico con los que 1 g de agente quelante puede formar un enlace de coordinación, en mgCaCO3/g.
En el caso del EDTA-4H, el CV es de 342 mgCaCO3/g y este valor puede calcularse de la siguiente manera: puesto que el EDTA y los iones de calcio se unen 1:1, también se necesita 1 mol de carbonato cálcico para saturar 1 mol de EDTA-4H con iones de calcio.
Por lo tanto, si el peso molecular del carbonato cálcico es 100 y el del EDTA/4H es 292, se necesita 1 g de EDTA/4H para ligar 342 mg de carbonato cálcico. Si se conoce la cantidad de metal que un agente quelante puede secuestrar de esta forma, es posible calcular la cantidad aproximada que debe añadirse cuando se utilice realmente el agente quelantes.