La sacarosa, azúcar común o azúcar de mesa, es uno de los edulcorantes naturales más utilizados en nuestros alimentos, en nuestro paladar lo reconocemos como “dulce”. Pertenece, junto a la glucosa, la fructosa, la lactosa, la maltosa y la galactosa, a los carbohidratos o sacáridos denominados “nutritivos”, porque son la principal fuente de energía para nuestro organismo. La glucosa, la fructosa y la galactosa, son monosacáridos o azúcares simples; la lactosa, maltosa y sacarosa son disacáridos, formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos. La sacarosa está constituida por glucosa y fructosa.
¿La sacarosa, se obtiene solo de las plantas?
¡SÍ!
La sacarosa la podemos encontrar en hojas, tallos, raíces y frutos de muchas plantas, pero solamente se obtiene para su uso, mayormente de la caña de azúcar (Saccharum officinarum) y de la remolacha azucarera (Beta vulgaris). Pero también del arce azucarero (Acer saccharum), un árbol muy abundante en Canadá, de algunas palmeras (Arenga pinnata y Caryota urens) y del sorgo azucarero (Sorghum bicolor). De manera natural también podemos encontrarla en la miel de abeja en mezcla con la glucosa y la fructosa.
La sacarosa ocupa una posición central en el metabolismo de todas las plantas, es producida o sintetizada como principal producto de la fotosíntesis en la mayoría de éstas. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual se captura la energía de la luz y se utiliza para impulsar la síntesis de los azúcares a partir de dióxido de carbono (CO2) y agua, produciéndose, además, el oxígeno que respiramos.
Entonces, para la síntesis de los azúcares en las plantas se requiere de los cloroplastos, orgánulos presentes mayormente en las células de las hojas y algunos tallos, en los que se encuentra la clorofila y lugar donde se realiza la fotosíntesis. Aunque es un proceso muy complejo, puede resumirse en que, por medio de éste, el CO2 (materia inorgánica) se transforma en azúcar (materia orgánica) en la denominada Fase Oscura por no ser dependiente de la luz, empleando la energía bioquímica de la molécula energética celular, el ATP (trifosfato de adenosina). Esta molécula es obtenida por medio de la energía solar a través de los pigmentos fotosintéticos (entre ellos, la clorofila) y la cadena transportadora de electrones de los tilacoides, denominada Fase Luminosa por depender de la luz. Los tilacoides son sacos membranosos de los cloroplastos que al apilarse forman los grana, que contienen sustancias como los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides y xantofilas, ente otros).
Del Ciclo de Calvin (denominado en honor de su descubridor Melvin Calvin, galardonado con el Premio Nobel de Química en 1961), a partir de seis moléculas de CO2 se producen dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (GAP), las que son transportadas al citosol para la síntesis de la sacarosa. A partir de estas moléculas también se sintetizan el almidón, la celulosa y otros compuestos orgánicos.
“El proceso completo desde la captura de la energía luminosa hasta la producción de azúcar, termina en el citosol de las células fotosintéticas”
¿Cómo es la síntesis de la sacarosa?
Estas moléculas GAP, son triosas (significan un azúcar de tres carbonos) con grupos fosfato (triosas-P) y son las precursoras de formar, primeramente, glucosa y a partir de ésta la fructosa, los monosacáridos que conforman a la sacarosa, mediante el metabolismo básico de las células como la glucólisis o la vía de las pentosas.
Es esta parte del metabolismo de los azúcares en plantas, que lo hace único en la naturaleza, ya que solo estos organismos son capaces de sintetizar la sacarosa por la acción de enzimas (importantes proteínas cuya función es acelerar la velocidad de las reacciones químicas que se producen en los organismos) como la Sacarosa Fosfato Sintasa (SPS), la Fosfatasa Sacarosa Fosfato (SPP) y la Sacarosa Sintetasa (SSS), dependiendo de las moléculas sustrato, que generalmente son glucosa y fructosa fosforiladas (Fructosa-6-Fosfato, UDP-Glucosa y Sacarosa-Fosfato).
Transporte y almacén de sacarosa
Una vez formada la sacarosa, ésta es transportada de los tejidos fotosintéticos por el tejido conductor de las plantas (el floema) hacia las diferentes partes de la planta, ya sea moviéndose entre las paredes celulares (transporte apoplástico) o alrededor del citoplasma de las células (transporte simplástico). El floema se compone de células vivas que transportan una solución acuosa de azúcares, que comúnmente llamamos savia. Este movimiento está modelado por la teoría de presión-flujo, una parte de la cual dice que el fluido que contiene el azúcar, se mueve a través de tubos cribosos por la presión de fluido. Por este medio, los nutrientes se pueden mover desde el lugar de la fotosíntesis (la fuente), al lugar donde se utiliza el azúcar (el sumidero), ya sea hacia arriba o hacia abajo del tallo de la planta.
Los órganos o tejidos no fotosintéticos de las plantas como algunas partes de los tallos o ramas, las raíces y las flores, necesitan a la sacarosa como fuente de energía, ya que no pueden fabricarla. Además, los azúcares se pueden almacenar en las raíces o en los tallos, tal es el caso de la remolacha y la caña de azúcar, respectivamente.
La sacarosa y demás azúcares producidos en el Ciclo de Calvin por los organismos fotosintéticos, también llamados autótrofos, son los bloques moleculares que representan la energía total en nuestro planeta, se produce a partir de la fijación del carbono del CO2 debido a la energía luminosa. Mediante el metabolismo celular (glucólisis y respiración celular), esta energía es empleada para su propio desarrollo, crecimiento y reproducción.
Importancia del consumo y uso de la sacarosa
Una gran cantidad de materia vegetal termina siendo consumida por los heterótrofos, los organismos como nosotros que no podemos sintetizar los bloques energéticos como la sacarosa y que dependemos de los autótrofos para obtener materias primas y fuente de energía para llevar a cabo el metabolismo primordial que nos da la vida. De ahí la importancia de consumir alimentos ricos en carbohidratos, sobre todo los “nutritivos” como la sacarosa.
Una de las propiedades específicas de la sacarosa como nutriente para el organismo humano es que presenta fácil digestibilidad y no genera productos tóxicos durante su metabolismo.
Se ha demostrado que el consumo de sacarosa, como fuente de glucosa, se ha asociado con una mejora de la agilidad mental, la memoria, el tiempo de reacción, la atención y la capacidad para resolver problemas matemáticos, así como con una reducción de la sensación de cansancio, tanto en individuos sanos como en enfermos de Alzheimer. La adecuada nutrición del cerebro mantiene la integridad estructural y funcional de las neuronas. Se ha demostrado que en las enfermedades mentales mayores, como la esquizofrenia, depresión y demencia de Alzheimer, hay deficiencias nutricionales a nivel celular. Aunque los estudios deben de profundizarse en el conocimiento de los procesos implicados en el deterioro de las funciones cognitivas y en los mecanismos, la sacarosa potencialmente puede modularlos a través de los componentes nutritivos de la dieta.
La sacarosa es el edulcorante más utilizado en el mundo industrializado, aunque ha sido en parte reemplazada en la preparación industrial de alimentos por otros endulzantes tales como jarabes de glucosa, fructosa o por combinaciones de ingredientes funcionales y endulzantes de alta intensidad como los esteviósidos.
La extensa utilización de la sacarosa se debe a su poder endulzante y sus propiedades funcionales como consistencia. Por tal motivo es importante para la estructura de algunos alimentos incluyendo panecillos y galletas, nieve y sorbetes, además es auxiliar en la conservación de alimentos, siendo un aditivo comúnmente utilizado en la preparación de la denominada comida “chatarra”.
Lo dulce de las plantas, la sacarosa, y su sabor tan agradable, raramente se da en la naturaleza. Es por eso, que tendemos a consumirla de forma exagerada y debe ser limitada en la dieta por razones de salud, ya que un consumo descontroladamente alto produce una carga glucémica elevada y está relacionado con enfermedades, como la caries dental, obesidad y puede contribuir a desarrollar el síndrome metabólico.
Sin embargo, no hay ninguna duda de que la sacarosa es una de las moléculas energéticas por excelencia en la naturaleza.
Saber más
Echevarría et al. 2005. Conceptos generales del metabolismo del carbono y del transporte de sacarosa. Aspectos fisiológicos de la remolacha azucarera de siembra otoñal, pp. 11-22.
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Zamora-Navarro y Pérez-Llamas. 2013. Importancia de la sacarosa en las funciones cognitivas: conocimiento y comportamiento. Nutr. Hosp. [online], 28(4):106-111. http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0212-16112013001000013
Tofiño et al. 2006. Regulación de la biosíntesis del almidón en plantas terrestres: perspectivas de modificación. Acta Agronómica, 55(1):1-13.
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La M. en C. María Gloria Solís Guzmán es estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas. Laboratorio de Genética y Microbiología de la Facultad de Biología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Curtis y Barnes. 1997. Invitación a la Biología. Quinta edición. Ed. Panamericana.
http://www.euita.upv.es/VARIOS/BIOLOGIA/images/Libros/curtis.gif