Ejercicio resuelto de Glúcidos · Biología · Cataluña · 2021

Hay personas que para endulzar el café o las infusiones añaden azúcar moreno, alegando que es más sano que el azúcar blanco, que aporta menos calorías y que es más «natural» y ecológico.

1. La imagen siguiente muestra el proceso de obtención del azúcar blanco y del azúcar moreno a partir de la caña de azúcar o de la remolacha.

Fuente: Imagen modificada a partir de https://culturacientifica.com/2019/06/28/azucar-moreno-o-azucar-milagro.
¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son verdaderas y cuáles son falsas, en función de la información de la imagen anterior? Marque con una cruz la respuesta correcta y justifíquela. [1 punto]

«El azúcar moreno es más sano porque su proceso de obtención es más natural que el proceso de obtención del azúcar blanco.» Verdadero □ / Falso □. Justificación: «El azúcar moreno aporta menos calorías que el azúcar blanco.» Verdadero □ / Falso □. Justificación: «El azúcar moreno es más ecológico porque siempre proviene de agricultura ecológica.» Verdadero □ / Falso □. Justificación: «El azúcar moreno tiene sacarosa y algún otro compuesto añadido.» Verdadero □ / Falso □. Justificación:

2. La melaza que se encuentra en el azúcar moreno le proporciona un sabor un poco amargo. Por eso, a menudo solemos añadir más cantidad de azúcar moreno para conseguir el mismo dulzor del azúcar blanco. [1 punto]
a) De todas las moléculas que hay a continuación, ¿cuáles son las cuatro que tienen un sabor dulce? Identifíquelas y rellene la tabla de abajo.

(La molécula 8 es un segmento de una molécula más larga.)

Número de la molécula con un sabor dulce	Nombre de la molécula	Grupo de biomoléculas al cual pertenece

b) De las moléculas que ha considerado que tienen un sabor dulce, ¿cuáles darán positivo en la prueba de Fehling? Mencione el nombre o el número de estas moléculas y explique por qué darán positivo en la prueba.

3. Para estudiar cómo influye la temperatura en la fermentación que producen las levaduras del género Saccharomyces, se ha preparado una suspensión de levadura en una solución de sacarosa. Se dispone de un montaje como el que se muestra en la figura, que permite medir la cantidad de gas que se desprende a causa de la fermentación producida por las levaduras. El dispositivo permite fijar la temperatura a 30 °C, 35 °C o 40 °C. [1 punto]

Conteste las preguntas siguientes en relación con este experimento.

¿Qué tipo de fermentación se producirá? A partir de la sacarosa se obtiene glucosa. Escriba el balance de la fermentación que producen las levaduras dentro del tubo de ensayo a partir de la glucosa. ¿Se podría utilizar el mismo montaje para comprobar cómo influye la temperatura en la fermentación que producen las bacterias del yogur (Lactobacillus bulgaricus)? Justifique la respuesta.

$\textbf{1. ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son verdaderas y cuáles son falsas, en función de la información de la imagen anterior? Marque con una cruz la respuesta correcta y justifíquela. (1 punto)}$

Afirmación	Verdadero / Falso	Justificación «El azúcar moreno es más sano porque su proceso de obtención es más natural que el proceso de obtención del azúcar blanco.»	Falso	El propio esquema muestra que los dos siguen exactamente el mismo camino: caña o remolacha, troceado y mezcla con agua, decantación y evaporación, y cristalización. La única diferencia está en el paso final, y no es que uno se refine y el otro no: el azúcar blanco es la sacarosa cristalizada y el moreno es esa misma sacarosa a la que se le añade melaza. Los dos son, por tanto, productos igualmente industriales. A esto hay que añadir que «natural» no significa «sano»: el criterio de salud no depende del proceso, sino de que en ambos casos se está tomando azúcar libre. «El azúcar moreno aporta menos calorías que el azúcar blanco.»	Falso	El esquema lo desmiente de forma explícita, porque indica $1\ \text{g} = 4\ \text{kcal}$ para los dos. Es lo esperable, ya que ambos son esencialmente sacarosa y la melaza que acompaña al moreno está compuesta también por azúcares. En la práctica el efecto es incluso el contrario: como la melaza da un punto amargo y resta dulzor, se suele añadir más cantidad de azúcar moreno, con lo que se acaban tomando más calorías. «El azúcar moreno es más ecológico porque siempre proviene de agricultura ecológica.»	Falso	El esquema no dice absolutamente nada sobre el tipo de agricultura del que procede la caña o la remolacha, de modo que la afirmación no puede deducirse de la información dada. Y de hecho es falsa: que un azúcar sea blanco o moreno depende solo del último paso del proceso, no del cultivo. Puede obtenerse azúcar moreno a partir de cultivos convencionales y azúcar blanco a partir de cultivos ecológicos. «El azúcar moreno tiene sacarosa y algún otro compuesto añadido.»	Verdadero	Es lo que muestra el esquema: al azúcar moreno llegan dos flechas, una desde la sacarosa cristalizada y otra desde la melaza. Contiene, pues, sacarosa más los compuestos de la melaza, que es el líquido viscoso que queda como residuo de la cristalización y que aporta el color oscuro, el aroma y el punto amargo, junto con pequeñas cantidades de minerales.

$\textbf{2. La melaza que se encuentra en el azúcar moreno le proporciona un sabor un poco amargo. (1 punto)}$

$\textbf{a) De todas las moléculas que hay a continuación, ¿cuáles son las cuatro que tienen un sabor dulce? Identifíquelas y rellene la tabla de abajo.}$

El sabor dulce lo tienen los monosacáridos y los disacáridos, es decir, los glúcidos de una o dos unidades. Basta, por tanto, con localizar entre las nueve moléculas las que son anillos de azúcar sueltos o unidos de dos en dos, y descartar las que pertenecen a otros grupos de biomoléculas o son polisacáridos.

Número de la molécula con un sabor dulce	Nombre de la molécula	Grupo de biomoléculas al cual pertenece 1	Fructosa, en su forma de fructofuranosa: anillo de cinco lados con dos grupos $\text{CH}_2\text{OH}$, uno a cada extremo, porque es una cetohexosa	Glúcidos: monosacárido 3	Sacarosa: una piranosa unida a una furanosa, es decir, glucosa más fructosa	Glúcidos: disacárido 4	Maltosa: dos piranosas de glucosa unidas por un enlace O-glucosídico	Glúcidos: disacárido 9	Glucosa, en su forma de glucopiranosa: anillo de seis lados con un solo grupo $\text{CH}_2\text{OH}$	Glúcidos: monosacárido

Las cinco restantes quedan descartadas: la $2$ es el colesterol, un lípido insaponificable con el núcleo esterano de cuatro anillos; la $5$ es un triglicérido, un lípido saponificable con tres ácidos grasos esterificados al glicerol; la $6$ es un aminoácido, con sus grupos amino y carboxilo unidos al mismo carbono; la $7$ es el glicerol, un alcohol de tres carbonos que forma parte de los lípidos; y la $8$ es el fragmento de un polisacárido, formado por muchas glucosas encadenadas, que no es dulce porque las papilas gustativas no reconocen moléculas tan grandes.

$\textbf{b) De las moléculas que ha considerado que tienen un sabor dulce, ¿cuáles darán positivo en la prueba de Fehling? Mencione el nombre o el número de estas moléculas y explique por qué darán positivo en la prueba.}$

Darán positivo tres de las cuatro: la fructosa (molécula $1$), la maltosa (molécula $4$) y la glucosa (molécula $9$). La sacarosa (molécula $3$) dará negativo.

La razón es que el reactivo de Fehling detecta la presencia de un grupo carbonilo libre capaz de oxidarse. Un azúcar en forma cíclica solo puede recuperar ese grupo si su carbono anomérico está libre, es decir, si no participa en ningún enlace: entonces el anillo puede abrirse y aparece el grupo aldehído o cetona. Ese grupo se oxida, cede electrones y reduce el ion $\text{Cu}^{2+}$ azul del reactivo a $\text{Cu}^{+}$, que precipita como óxido de cobre(I) de color rojo anaranjado.

La glucosa y la fructosa son monosacáridos y conservan libre su carbono anomérico. En el caso de la fructosa, aunque su grupo carbonilo sea una cetona y no un aldehído, en el medio alcalino del reactivo se isomeriza a glucosa y reacciona igual. La maltosa es un disacárido en el que el enlace solo compromete el carbono anomérico de una de las dos glucosas, de modo que el de la otra queda libre: es un disacárido reductor.

La sacarosa es la excepción precisamente porque su enlace O-glucosídico une los dos carbonos anoméricos, el $1$ de la glucosa y el $2$ de la fructosa. Ninguno de los dos anillos puede abrirse, no hay grupo carbonilo libre y no hay nada que se oxide: es un disacárido no reductor.

$\textbf{3. Conteste las preguntas siguientes en relación con este experimento. (1 punto)}$

Cuestión	Respuesta ¿Qué tipo de fermentación se producirá?	La fermentación alcohólica, que es la que llevan a cabo las levaduras del género Saccharomyces en ausencia de oxígeno. A partir de la sacarosa se obtiene glucosa. Escriba el balance de la fermentación que producen las levaduras dentro del tubo de ensayo a partir de la glucosa.	$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 2\,\text{ADP} + 2\,\text{P}_\text{i} \rightarrow 2\,\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{OH} + 2\,\text{CO}_2 + 2\,\text{ATP}$. Es decir, cada molécula de glucosa da dos de etanol, dos de dióxido de carbono y solo dos de ATP. El dióxido de carbono es precisamente el gas que el montaje recoge y mide. ¿Se podría utilizar el mismo montaje para comprobar cómo influye la temperatura en la fermentación que producen las bacterias del yogur (Lactobacillus bulgaricus)? Justifique la respuesta.	No. El montaje mide la cantidad de gas desprendido, y la fermentación láctica no desprende ningún gas: en ella el piruvato se reduce directamente a ácido láctico, sin la descarboxilación previa que en la fermentación alcohólica libera el dióxido de carbono. Con Lactobacillus bulgaricus la jeringa no se desplazaría, aunque la fermentación estuviera transcurriendo con toda normalidad, y el experimento no permitiría medir nada. Para estudiar el efecto de la temperatura en ese caso habría que seguir otra variable, por ejemplo la bajada del pH del medio con un pH-metro, la concentración de ácido láctico o el aumento de la turbidez del cultivo.