Sacarosa
La sacarosa, comúnmente conocida como «azúcar de mesa» o «azúcar de caña», es un carbohidrato formado a partir de la combinación de glucosa y fructosa. La glucosa es el carbohidrato simple formado como resultado de la fotosíntesis. La fructosa es casi idéntica, excepto por la ubicación de un oxígeno de doble enlace. Ambas son moléculas de seis carbonos, pero la fructosa tiene una configuración ligeramente diferente. Cuando los dos se combinan, se convierten en sacarosa.
Las plantas usan sacarosa como molécula de almacenamiento. Para obtener energía rápida, las células pueden almacenar el azúcar para su uso posterior. Si se acumula demasiado, las plantas pueden comenzar a combinar los azúcares complejos como la sacarosa en moléculas aún más grandes y más densas, como los almidones . Estas moléculas, y los lípidos aceitosos, son los principales productos químicos de almacenamiento que utilizan las plantas. A su vez, los animales comen estos azúcares y almidones, los descomponen en glucosa y usan la energía dentro de los enlaces de la glucosa para alimentar nuestras células.
La sacarosa ha sido un azúcar importante para los humanos porque se extrae fácilmente de plantas como la caña de azúcar y la remolacha azucarera. Estas plantas tienden a almacenar un exceso de azúcar y de ahí producimos la mayor parte del azúcar que utilizamos. Incluso la mayoría de los edulcorantes «naturales», que dicen ser más saludables que la sacarosa, son simplemente una versión diferente de la glucosa combinada de manera diferente por las plantas.
Estructura de la sacarosa
Como se mencionó anteriormente, es un disacárido, o una molécula hecha de dos monosacáridos. La glucosa y la fructosa son ambos monosacáridos, pero juntos forman el disacárido sacarosa. Este es un proceso importante para el almacenamiento y compresión de energía. Las plantas hacen esto para facilitar el transporte de grandes cantidades de energía . Este proceso se puede ver en la siguiente imagen.
La glucosa se ve a la izquierda. La glucosa se conoce como aldosa , lo que significa que el grupo carbonilo (carbono doble unido a un oxígeno) se encuentra al final de la cadena de carbonos. Cuando la molécula crea un anillo sobre sí misma, forma un anillo de 6 lados. La fructosa, por otro lado, es una cetosa . Esto significa que el grupo carbonilo se encuentra en medio de la mitad de la molécula. En este caso, fuerza a la fructosa a formar un anillo de cinco lados.
En una planta que produce sacarosa, aparece una enzima para romper estos dos anillos y extraer una molécula de agua. Este proceso se denomina reacción de condensación y forma un enlace glicosídico entre las dos moléculas. Como puede ver en la imagen, la reacción también puede ser al revés. Para disolver la sacarosa en fructosa y glucosa, se puede volver a añadir una molécula de agua. Esto es lo que le sucede a la sacarosa al digerirla.
Usos de la sacarosa
La sacarosa es la forma más común de carbohidrato que se usa para transportar carbono dentro de una planta. La sacarosa se puede disolver en agua, manteniendo una estructura estable. Luego, las células vegetales pueden exportar sacarosa al floema, el tejido vascular especial diseñado para transportar azúcares. Desde las células en las que se produce, la sacarosa viaja a través de los espacios intercelulares dentro de la hoja. Llega al haz vascular, donde células especializadas lo bombean al floema. El xilema, o tubo vascular que transporta agua, agrega pequeñas cantidades de agua al floema para evitar que la mezcla de azúcar se solidifique. Luego, la mezcla de sacarosa baja por el floema y llega a las células del tallo y las raíces que no tienen cloroplastos y dependen de las hojas para obtener energía.
La sacarosa se absorbe en estas células y las enzimas comienzan a descomponer la sacarosa en sus partes constituyentes. La glucosa y fructosa de seis carbonos se pueden descomponer en moléculas de 3 carbonos, que se importan a las mitocondrias, donde atraviesan el ciclo del ácido cítrico (también conocido como el ciclo de Krebs). Este proceso reduce las coenzimas, que luego se utilizan en la fosforilación oxidativa para crear ATP. La energía dentro de los enlaces de ATP puede impulsar muchas de las reacciones que estas células necesitan para completar para mantener el tallo y las raíces.
Asimismo, el resto de la vida en la Tierra depende de la sacarosa y otros carbohidratos producidos por las plantas. La sacarosa fue una de las primeras sustancias que se extrajo de las plantas a gran escala, creando el azúcar de mesa blanco que conocemos hoy. Estos azúcares se extraen y purifican de grandes cultivos, incluida la caña de azúcar y la remolacha azucarera. Para extraer el azúcar, las plantas se suelen hervir o calentar, liberando el azúcar. El «azúcar en bruto» es el azúcar que no se ha tratado más, mientras que el azúcar de mesa blanco se purifica más.
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