La sacarosa , un disacárido , es un azúcar compuesto por subunidades de glucosa y fructosa . Se produce de forma natural en las plantas y es el componente principal del azúcar blanco . Tiene la fórmula molecular C
12yo
22Oh
11.
Para el consumo humano, la sacarosa se extrae y refina de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera . Los ingenios azucareros , que suelen estar situados en regiones tropicales cerca de donde se cultiva la caña de azúcar, trituran la caña y producen azúcar en bruto que se envía a otras fábricas para refinarla y convertirla en sacarosa pura. Las fábricas de remolacha azucarera están situadas en climas templados donde se cultiva la remolacha y procesan la remolacha directamente para convertirla en azúcar refinada. El proceso de refinación del azúcar implica lavar los cristales de azúcar en bruto antes de disolverlos en un jarabe de azúcar que se filtra y luego se pasa por carbón para eliminar cualquier color residual. A continuación, el jarabe de azúcar se concentra hirviéndolo al vacío y se cristaliza como proceso de purificación final para producir cristales de sacarosa pura que son transparentes, inodoros y dulces.
El azúcar suele ser un ingrediente añadido en la producción de alimentos y en las recetas. En 2017 se produjeron alrededor de 185 millones de toneladas de azúcar en todo el mundo.
La sacarosa es un factor de riesgo especialmente peligroso para la caries dental porque las bacterias Streptococcus mutans la convierten en un polisacárido extracelular pegajoso a base de dextrano que les permite adherirse y formar placa . La sacarosa es el único azúcar que las bacterias pueden utilizar para formar este polisacárido pegajoso.
La palabra sacarosa fue acuñada en 1857 por el químico inglés William Miller [6] a partir del francés sucre ("azúcar") y el sufijo químico genérico para azúcares -osa . El término abreviado Suc se utiliza a menudo para la sacarosa en la literatura científica.
El nombre sacarosa fue acuñado en 1860 por el químico francés Marcellin Berthelot . [7] La sacarosa es un nombre obsoleto para los azúcares en general, especialmente la sacarosa.
En la sacarosa, los monómeros glucosa y fructosa están unidos a través de un enlace éter entre C1 en la subunidad glucosílica y C2 en la unidad fructosílica . El enlace se llama enlace glucosídico . La glucosa existe predominantemente como una mezcla de anómeros α y β "piranosa" , pero la sacarosa solo tiene la forma α. La fructosa existe como una mezcla de cinco tautómeros , pero la sacarosa solo tiene la forma β- D -fructofuranosa. A diferencia de la mayoría de los disacáridos , el enlace glucosídico en la sacarosa se forma entre los extremos reductores de la glucosa y la fructosa, y no entre el extremo reductor de uno y el extremo no reductor del otro. Este enlace inhibe la unión posterior con otras unidades de sacáridos y evita que la sacarosa reaccione espontáneamente con macromoléculas celulares y circulatorias de la manera en que lo hacen la glucosa y otros azúcares reductores. Dado que la sacarosa no contiene grupos hidroxilo anoméricos, se clasifica como un azúcar no reductor .
La sacarosa cristaliza en el grupo espacial monoclínico P2 1 con parámetros reticulares a temperatura ambiente a = 1,08631 nm, b = 0,87044 nm, c = 0,77624 nm, β = 102,938°. [8] [9]
La pureza de la sacarosa se mide por polarimetría , a través de la rotación de luz polarizada plana por una solución de azúcar. La rotación específica a 20 °C (68 °F) utilizando luz amarilla "sodio-D" (589 nm) es de +66,47°. Las muestras comerciales de azúcar se ensayan utilizando este parámetro. La sacarosa no se deteriora en condiciones ambientales.
La sacarosa no se derrite a altas temperaturas, sino que se descompone a 186 °C (367 °F) para formar caramelo . Al igual que otros carbohidratos , se quema en dióxido de carbono y agua mediante la ecuación simplificada:
C 12 H 22 O 11 + 12 O 2 → 12 CO 2 + 11 H 2 O
La mezcla de sacarosa con el oxidante nitrato de potasio produce el combustible conocido como caramelo para cohetes , que se utiliza para propulsar motores de cohetes de aficionados. [10]
C 12 H 22 O 11 + 6 KNO 3 → 9 CO + 3 N 2 + 11 H 2 O + 3 K 2 CO 3
Sin embargo, esta reacción es algo simplificada. Una parte del carbono se oxida completamente y se convierte en dióxido de carbono, y también se producen otras reacciones, como la reacción de conversión de agua en gas . Una ecuación teórica más precisa es:
C 12 H 22 O 11 + 6,288 KNO 3 → 3,796 CO 2 + 5,205 CO + 7,794 H 2 O + 3,065 H 2 + 3,143 N 2 + 2,988 K 2 CO 3 + 0,274 KOH [11]
La sacarosa arde con ácido clórico , formado por la reacción del ácido clorhídrico y el clorato de potasio :
8 HClO 3 + C 12 H 22 O 11 → 11 H 2 O + 12 CO 2 + 8 HCl
La sacarosa se puede deshidratar con ácido sulfúrico para formar un sólido negro rico en carbono , como se indica en la siguiente ecuación idealizada:
H 2 SO 4 (catalizador) + C 12 H 22 O 11 → 12 C + 11 H 2 O + calor (y algo de H 2 O + SO 3 como resultado del calor) .
La fórmula para la descomposición de la sacarosa se puede representar como una reacción de dos pasos: la primera reacción simplificada es la deshidratación de la sacarosa a carbono puro y agua, y luego el carbono se oxida a CO 2 mediante el O 2 del aire.
C 12 H 22 O 11 + calor → 12 C + 11 H 2 O
12C + 12O2 → 12CO2
La hidrólisis rompe el enlace glucosídico convirtiendo la sacarosa en glucosa y fructosa . Sin embargo, la hidrólisis es tan lenta que las soluciones de sacarosa pueden permanecer durante años sin cambios insignificantes. Sin embargo, si se agrega la enzima sacarasa , la reacción se realizará rápidamente. [12] La hidrólisis también se puede acelerar con ácidos, como el crémor tártaro o el jugo de limón, ambos ácidos débiles. Del mismo modo, la acidez gástrica convierte la sacarosa en glucosa y fructosa durante la digestión, siendo el enlace entre ellas un enlace acetal que puede romperse con un ácido.
Dados calores de combustión (más altos) de 1349,6 kcal/mol para la sacarosa, 673,0 para la glucosa y 675,6 para la fructosa, [13] la hidrólisis libera aproximadamente 1,0 kcal (4,2 kJ) por mol de sacarosa, o aproximadamente 3 pequeñas calorías por gramo de producto.
La biosíntesis de la sacarosa se lleva a cabo a través de los precursores UDP-glucosa y fructosa 6-fosfato , catalizada por la enzima sacarosa-6-fosfato sintasa . La energía para la reacción se obtiene mediante la escisión del difosfato de uridina (UDP). La sacarosa la forman las plantas, las algas y las cianobacterias , pero no otros organismos . La sacarosa es el producto final de la fotosíntesis y se encuentra de forma natural en muchas plantas alimenticias junto con el monosacárido fructosa. En muchas frutas, como la piña y el albaricoque , la sacarosa es el azúcar principal. En otras, como las uvas y las peras , la fructosa es el azúcar principal.
Después de numerosos intentos fallidos por parte de otros, Raymond Lemieux y George Huber lograron sintetizar sacarosa a partir de glucosa y fructosa acetiladas en 1953. [14]
En la naturaleza, la sacarosa está presente en muchas plantas, y en particular en sus raíces, frutos y néctares , porque sirve como forma de almacenar energía, principalmente proveniente de la fotosíntesis . [15] [16] Muchos mamíferos, aves, insectos y bacterias acumulan y se alimentan de la sacarosa en las plantas y para algunos es su principal fuente de alimento. Aunque las abejas consumen sacarosa, la miel que producen se compone principalmente de fructosa y glucosa, con solo trazas de sacarosa. [17]
A medida que las frutas maduran, su contenido de sacarosa suele aumentar considerablemente, pero algunas frutas casi no contienen sacarosa en absoluto. Entre ellas se encuentran las uvas, las cerezas, los arándanos, las moras, los higos, las granadas, los tomates, los aguacates, los limones y las limas.
La sacarosa es un azúcar que se encuentra en la naturaleza, pero con la llegada de la industrialización se ha refinado cada vez más y se consume en todo tipo de alimentos procesados.
La producción de azúcar de mesa tiene una larga historia. Algunos estudiosos afirman que los indios descubrieron cómo cristalizar el azúcar durante la dinastía Gupta , alrededor del año 350 d. C. [19]
Otros estudiosos señalan los manuscritos antiguos de China, que datan del siglo VIII a. C., donde se incluye una de las primeras menciones históricas de la caña de azúcar junto con el hecho de que su conocimiento de la caña de azúcar provenía de la India . [20] Hacia el año 500 a. C., los habitantes de la India actual comenzaron a elaborar jarabe de azúcar, enfriándolo en grandes cuencos planos para producir cristales de azúcar en bruto que eran más fáciles de almacenar y transportar. En el idioma indio local, estos cristales se llamaban khanda ( खण्ड ), que es el origen de la palabra caramelo . [21]
El ejército de Alejandro Magno se detuvo en las orillas del río Indo por la negativa de sus tropas a ir más al este. Vieron a gente en el subcontinente indio cultivando caña de azúcar y haciendo "polvo dulce granulado parecido a la sal", llamado localmente sākhar ( साखर ), ( شکر ), pronunciado como sakcharon ( ζακχαρον ) en griego (griego moderno, zachari , ζάχαρη ). En su viaje de regreso, los soldados griegos llevaron algunas de las "cañas que producen miel". La caña de azúcar siguió siendo un cultivo limitado durante más de un milenio. El azúcar era un producto raro y los comerciantes de azúcar se hicieron ricos. Venecia, en el apogeo de su poder financiero, fue el principal centro de distribución de azúcar de Europa . [20] Los moros comenzaron a producirlo en Sicilia y España . Sólo después de las Cruzadas empezó a rivalizar con la miel como edulcorante en Europa. Los españoles comenzaron a cultivar caña de azúcar en las Indias Occidentales en 1506 ( Cuba en 1523). Los portugueses cultivaron caña de azúcar por primera vez en Brasil en 1532.
El azúcar siguió siendo un lujo en gran parte del mundo hasta el siglo XVIII. Solo los ricos podían permitírselo. En el siglo XVIII, la demanda de azúcar de mesa experimentó un auge en Europa y en el siglo XIX se había convertido en una necesidad humana. [22] El uso del azúcar creció desde su uso en el té hasta pasteles , dulces y chocolates . Los proveedores comercializaban el azúcar en formas novedosas, como conos sólidos, que requerían que los consumidores usaran un azucarero , una herramienta similar a una pinza, para romper los trozos.
La demanda de azúcar de mesa más barata impulsó, en parte, la colonización de islas tropicales y naciones donde las plantaciones de caña de azúcar que requerían mucha mano de obra y la fabricación de azúcar de mesa podían prosperar. Cultivar caña de azúcar en climas cálidos y húmedos y producir azúcar de mesa en fábricas azucareras de alta temperatura era un trabajo duro e inhumano. La demanda de mano de obra barata para este trabajo, en parte, impulsó primero el comercio de esclavos desde África (en particular África occidental), seguido por el comercio de mano de obra en régimen de servidumbre desde el sur de Asia (en particular India). [18] [23] [24] Millones de esclavos, seguidos por millones de trabajadores en régimen de servidumbre, fueron llevados al Caribe, el océano Índico, las islas del Pacífico, África oriental, Natal, partes del norte y este de Sudamérica y el sudeste asiático. La mezcla étnica moderna de muchas naciones, establecidas en los últimos dos siglos, ha sido influenciada por el azúcar de mesa. [25] [26] [27]
A finales del siglo XVIII, la producción de azúcar se fue mecanizando cada vez más. La máquina de vapor impulsó por primera vez un molino de azúcar en Jamaica en 1768 y, poco después, el vapor reemplazó a la combustión directa como fuente de calor para el proceso. Durante el mismo siglo, los europeos comenzaron a experimentar con la producción de azúcar a partir de otros cultivos. Andreas Marggraf identificó la sacarosa en la raíz de remolacha [28] y su alumno Franz Achard construyó una fábrica de procesamiento de remolacha azucarera en Silesia (Prusia). La industria de la remolacha azucarera despegó durante las guerras napoleónicas , cuando Francia y el continente quedaron aislados del azúcar del Caribe. En 2009, aproximadamente el 20 por ciento del azúcar del mundo se produjo a partir de remolacha. [29]
Hoy en día, una gran refinería de remolacha que produce alrededor de 1.500 toneladas de azúcar al día necesita una fuerza laboral permanente de aproximadamente 150 personas para producir las 24 horas del día. [ cita requerida ]
El azúcar de mesa (sacarosa) proviene de fuentes vegetales. Predominan dos cultivos azucareros importantes: la caña de azúcar ( Saccharum spp. ) y la remolacha azucarera ( Beta vulgaris ), en la que el azúcar puede representar entre el 12% y el 20% del peso seco de la planta. Otros cultivos azucareros comerciales menores son la palmera datilera ( Phoenix dactylifera ), el sorgo ( Sorghum vulgare ) y el arce azucarero ( Acer saccharum ). La sacarosa se obtiene mediante la extracción de estos cultivos con agua caliente; la concentración del extracto da lugar a jarabes, a partir de los cuales se puede cristalizar la sacarosa sólida. En 2017, la producción mundial de azúcar de mesa ascendió a 185 millones de toneladas. [30]
La mayor parte del azúcar de caña proviene de países con climas cálidos, ya que la caña de azúcar no tolera las heladas. La remolacha azucarera, por otro lado, crece solo en regiones templadas más frías y no tolera el calor extremo . Alrededor del 80 por ciento de la sacarosa se deriva de la caña de azúcar, el resto casi en su totalidad de la remolacha azucarera.
A mediados de 2018, India y Brasil tenían aproximadamente la misma producción de azúcar (34 millones de toneladas), seguidos por la Unión Europea , Tailandia y China como los principales productores. [31] India, la Unión Europea y China fueron los principales consumidores internos de azúcar en 2018. [31]
El azúcar de remolacha proviene de regiones con climas más fríos: el noroeste y el este de Europa, el norte de Japón y algunas áreas de los Estados Unidos (incluida California). En el hemisferio norte, la temporada de cultivo de remolacha termina con el inicio de la cosecha alrededor de septiembre. La cosecha y el procesamiento continúan hasta marzo en algunos casos. La disponibilidad de capacidad de la planta de procesamiento y el clima influyen en la duración de la cosecha y el procesamiento: la industria puede almacenar remolachas cosechadas hasta que se procesen, pero una remolacha dañada por las heladas se vuelve prácticamente inprocesable.
Estados Unidos fija precios elevados del azúcar para apoyar a sus productores, con el efecto de que muchos antiguos compradores de azúcar han pasado al jarabe de maíz (fabricantes de bebidas) o se han mudado fuera del país (fabricantes de dulces).
Los bajos precios de los jarabes de glucosa producidos a partir de trigo y maíz amenazan el mercado tradicional del azúcar. Utilizados en combinación con edulcorantes artificiales , pueden permitir a los fabricantes de bebidas producir productos a muy bajo costo.
El jarabe de maíz con alto contenido de fructosa (JMAF) es significativamente más barato como edulcorante para la fabricación de alimentos y bebidas que la sacarosa refinada. [32] Esto ha llevado a que la sacarosa haya sido parcialmente desplazada en la producción industrial de alimentos de los EE. UU. por el JMAF y otros edulcorantes naturales sin sacarosa. [32] [33]
Los informes en los medios públicos han considerado que el JMAF es menos seguro que la sacarosa. [32] [33] Sin embargo, las formas más comunes de JMAF contienen un 42 por ciento de fructosa, utilizada principalmente en alimentos procesados, o un 55 por ciento de fructosa, utilizada principalmente en refrescos, en comparación con la sacarosa, que es 50 por ciento de fructosa. Dado un contenido aproximadamente igual de glucosa y fructosa, no parece haber una diferencia significativa en la seguridad. [32] [34] Los dietistas clínicos , los profesionales médicos y la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) coinciden en que los azúcares dietéticos son una fuente de calorías vacías asociadas con ciertos problemas de salud y recomiendan limitar el consumo general de edulcorantes a base de azúcar. [32] [33] [34]
Desde el siglo VI a. C., los productores de azúcar de caña trituran la materia vegetal cosechada de la caña de azúcar para recolectar y filtrar el jugo. Luego tratan el líquido, a menudo con cal ( óxido de calcio ), para eliminar las impurezas y neutralizarlo. Luego, al hervir el jugo, el sedimento se asienta en el fondo para dragarlo, mientras que la espuma sube a la superficie para retirarla. Al enfriarse, el líquido se cristaliza, generalmente en el proceso de agitación, para producir cristales de azúcar. Las centrifugadoras generalmente eliminan el jarabe no cristalizado. Luego, los productores pueden vender el producto de azúcar para su uso tal como está o procesarlo más para producir grados más ligeros. El procesamiento posterior puede tener lugar en otra fábrica en otro país.
La caña de azúcar es un componente importante de la agricultura brasileña; el país es el mayor productor mundial de caña de azúcar y sus productos derivados, como el azúcar cristalizado y el etanol ( etanol combustible ). [35]
Los productores de remolacha azucarera cortan las remolachas lavadas en rodajas y luego extraen el azúcar con agua caliente en un " difusor ". Una solución alcalina (" leche de cal " y dióxido de carbono del horno de cal) sirve entonces para precipitar las impurezas (véase carbonatación ). Después de la filtración, la evaporación [ clarificación necesaria ] concentra el jugo hasta un contenido de sólidos de aproximadamente el 70%, y la cristalización controlada extrae el azúcar. Una centrifugadora separa los cristales de azúcar del líquido, que se recicla en las etapas del cristalizador. Cuando las limitaciones económicas impiden la extracción de más azúcar, el fabricante desecha el líquido restante, ahora conocido como melaza , o lo vende a los productores de alimentos para animales.
Al tamizar el azúcar blanco resultante se obtienen diferentes calidades para la venta.
Es difícil distinguir entre el azúcar totalmente refinado producido a partir de remolacha y el de caña. Una forma de hacerlo es mediante el análisis isotópico del carbono. La caña utiliza la fijación del carbono C4 y la remolacha utiliza la fijación del carbono C3 , lo que da como resultado una proporción diferente de isótopos 13 C y 12 C en la sacarosa. Las pruebas se utilizan para detectar el abuso fraudulento de los subsidios de la Unión Europea o para ayudar a detectar jugo de fruta adulterado .
La caña de azúcar tolera mejor los climas cálidos, pero su producción necesita aproximadamente cuatro veces más agua que la de remolacha. Por ello, algunos países que tradicionalmente producían azúcar de caña (como Egipto ) han construido nuevas fábricas de azúcar de remolacha desde aproximadamente 2008. Algunas fábricas de azúcar procesan tanto la caña de azúcar como la remolacha y extienden así su período de procesamiento.
La producción de azúcar deja residuos que difieren sustancialmente según las materias primas utilizadas y el lugar de producción. Si bien la melaza de caña se utiliza a menudo en la preparación de alimentos, a los seres humanos les resulta desagradable la melaza de remolacha azucarera, por lo que suele acabar como materia prima para la fermentación industrial (por ejemplo, en destilerías de alcohol ) o como alimento para animales . Una vez seca, ambos tipos de melaza pueden servir como combustible para quemar.
El azúcar de remolacha puro es difícil de encontrar en el mercado, por lo que se etiqueta con ese nombre. Aunque algunos fabricantes etiquetan claramente su producto como "azúcar de caña puro", el azúcar de remolacha casi siempre se etiqueta simplemente como azúcar o azúcar puro. Las entrevistas con las cinco principales empresas productoras de azúcar de remolacha revelaron que muchas marcas de tiendas o productos de azúcar de "etiqueta privada" son azúcar de remolacha puro. El código de lote se puede utilizar para identificar la empresa y la planta de donde proviene el azúcar, lo que permite identificar el azúcar de remolacha si se conocen los códigos. [36]
El azúcar blanco de molino, también llamado azúcar blanco de plantación, azúcar cristal o azúcar superior se produce a partir de azúcar en bruto. Se expone al dióxido de azufre durante la producción para reducir la concentración de compuestos de color y ayuda a prevenir un mayor desarrollo de color durante el proceso de cristalización. Aunque es común en las áreas de cultivo de caña de azúcar, este producto no se almacena ni se envía bien. Después de unas semanas, sus impurezas tienden a promover la decoloración y la formación de grumos; por lo tanto, este tipo de azúcar generalmente se limita al consumo local. [37]
El blanco directo, un azúcar blanco común en la India y otros países del sur de Asia, se produce mediante la precipitación de muchas impurezas del jugo de caña utilizando ácido fosfórico e hidróxido de calcio , de manera similar a la técnica de carbonatación utilizada en la refinación del azúcar de remolacha. El blanco directo es más puro que el azúcar blanco de molino, pero menos puro que el blanco refinado.
El azúcar blanco refinado es la forma más común de azúcar en América del Norte y Europa. El azúcar refinado se elabora disolviendo y purificando el azúcar crudo utilizando ácido fosfórico de manera similar al método utilizado para el blanco directo, un proceso de carbonatación que involucra hidróxido de calcio y dióxido de carbono, o mediante diversas estrategias de filtración. Luego se purifica aún más mediante filtración a través de un lecho de carbón activado o carbón de huesos . Las refinerías de azúcar de remolacha producen azúcar blanco refinado directamente sin una etapa intermedia de producción de azúcar crudo. [ Aclaración necesaria ]
El azúcar blanco refinado se vende generalmente como azúcar granulado , que se ha secado para evitar la formación de grumos y viene en varios tamaños de cristales para uso doméstico e industrial:
El azúcar moreno proviene de las últimas etapas de la refinación del azúcar de caña, cuando el azúcar forma cristales finos con un contenido significativo de melaza, o de recubrir el azúcar blanco refinado con un jarabe de melaza de caña (melaza negra). El color y el sabor del azúcar moreno se vuelven más fuertes a medida que aumenta el contenido de melaza, al igual que sus propiedades de retención de humedad. Los azúcares morenos también tienden a endurecerse si se exponen a la atmósfera, aunque una manipulación adecuada puede revertir este problema.
Los científicos y la industria azucarera utilizan los grados Brix (símbolo °Bx), introducidos por Adolf Brix , como unidades de medida de la relación de masa de sustancia disuelta con agua en un líquido. Una solución de sacarosa de 25 °Bx tiene 25 gramos de sacarosa por cada 100 gramos de líquido; o, para decirlo de otra manera, en los 100 gramos de solución hay 25 gramos de azúcar sacarosa y 75 gramos de agua.
Los grados Brix se miden utilizando un sensor infrarrojo. Esta medida no equivale a los grados Brix de una medición de densidad o índice de refracción, porque medirá específicamente la concentración de azúcar disuelta en lugar de todos los sólidos disueltos. Cuando se utiliza un refractómetro, se debe informar el resultado como "sustancia seca refractométrica" (RDS). Se podría decir que un líquido tiene 20 °Bx RDS. Esto se refiere a una medida de porcentaje en peso de sólidos secos totales y, aunque técnicamente no es lo mismo que los grados Brix determinados a través de un método infrarrojo, proporciona una medición precisa del contenido de sacarosa, ya que la sacarosa de hecho forma la mayoría de los sólidos secos. La llegada de los sensores infrarrojos de medición de Brix en línea ha hecho que la medición de la cantidad de azúcar disuelta en los productos sea económica mediante una medición directa.
El azúcar refinado era un lujo antes del siglo XVIII. Se volvió muy popular en el siglo XVIII y luego se convirtió en un alimento necesario en el siglo XIX. Esta evolución del gusto y la demanda de azúcar como ingrediente alimentario esencial desencadenó importantes cambios económicos y sociales. [22] Con el tiempo, el azúcar de mesa se volvió lo suficientemente barato y común como para influir en la cocina estándar y en las bebidas saborizadas.
La sacarosa es un elemento importante en la repostería y los postres . Los cocineros la utilizan para endulzar. También puede actuar como conservante de alimentos cuando se utiliza en concentraciones suficientes. La sacarosa es importante para la estructura de muchos alimentos, incluidas las galletas y bizcochos, los pasteles y tartas, los caramelos y los helados y sorbetes. Es un ingrediente común en muchos alimentos procesados y en los llamados " alimentos basura ".
El azúcar completamente refinado es 99,9% sacarosa, por lo que proporciona solo carbohidratos como nutriente dietético y 390 kilocalorías por porción de 100 g (tabla). [42] No hay micronutrientes significativos en el azúcar completamente refinado (tabla). [42]
En los seres humanos y otros mamíferos, la sacarosa se descompone en sus monosacáridos constituyentes, glucosa y fructosa, por las hidrolasas de glicósido de sacarasa o isomaltasa , que se encuentran en la membrana de las microvellosidades que recubren el duodeno . [43] [44] Las moléculas de glucosa y fructosa resultantes se absorben rápidamente en el torrente sanguíneo. En las bacterias y algunos animales, la sacarosa es digerida por la enzima invertasa . La sacarosa es un macronutriente de fácil asimilación que proporciona una fuente rápida de energía, provocando un rápido aumento de la glucosa en sangre tras la ingestión. La sacarosa, como carbohidrato puro, tiene un contenido energético de 3,94 kilocalorías por gramo (o 17 kilojulios por gramo).
Si se consume en exceso, la sacarosa puede contribuir al desarrollo del síndrome metabólico , incluido un mayor riesgo de diabetes tipo 2 , resistencia a la insulina, aumento de peso y obesidad en adultos y niños. [45] [46]
La caries dental se ha convertido en un riesgo para la salud asociado con el consumo de azúcares, especialmente sacarosa. Las bacterias bucales como Streptococcus mutans viven en la placa dental y metabolizan los azúcares libres (no solo sacarosa, sino también glucosa, lactosa , fructosa y almidones cocidos ) [47] en ácido láctico . El ácido láctico resultante reduce el pH de la superficie del diente, despojándolo de minerales en el proceso conocido como caries dental. [48] [49]
Todos los azúcares de 6 carbonos y disacáridos basados en azúcares de 6 carbonos pueden ser convertidos por las bacterias de la placa dental en ácido que desmineraliza los dientes, pero la sacarosa puede ser únicamente útil para Streptococcus sanguinis (anteriormente Streptococcus sanguis ) y Streptococcus mutans . [50] [51] La sacarosa es el único azúcar dietético que puede ser convertido en glucanos pegajosos (polisacáridos similares al dextrano) por enzimas extracelulares. [52] Estos glucanos permiten que las bacterias se adhieran a la superficie del diente y acumulen capas gruesas de placa. Las condiciones anaeróbicas en lo profundo de la placa fomentan la formación de ácidos, lo que conduce a lesiones cariosas. Por lo tanto, la sacarosa podría permitir que S. mutans , S. sanguinis y muchas otras especies de bacterias se adhieran fuertemente y resistan la eliminación natural, por ejemplo, por el flujo de saliva, aunque se eliminan fácilmente mediante el cepillado. Los glucanos y levanos (polisacáridos de fructosa) producidos por las bacterias de la placa también actúan como una reserva de alimentos para las bacterias. Este papel especial de la sacarosa en la formación de caries dental es mucho más significativo a la luz del uso casi universal de la sacarosa como el agente edulcorante más deseado. La sustitución generalizada de la sacarosa por jarabe de maíz con alto contenido en fructosa (JMAF) no ha disminuido el peligro de la sacarosa. Si hay cantidades menores de sacarosa presentes en la dieta, seguirán siendo suficientes para el desarrollo de una placa espesa y anaeróbica y las bacterias de la placa metabolizarán otros azúcares en la dieta, [51] como la glucosa y la fructosa del JMAF.
La sacarosa es un disacárido compuesto por 50% de glucosa y 50% de fructosa y tiene un índice glucémico de 65. [53] La sacarosa se digiere rápidamente, [54] [55] pero tiene un índice glucémico relativamente bajo debido a su contenido de fructosa, que tiene un efecto mínimo sobre la glucosa en sangre. [54]
Al igual que otros azúcares, la sacarosa se digiere en sus componentes a través de la enzima sacarasa para transformarla en glucosa (azúcar en sangre). El componente de glucosa se transporta a la sangre, donde satisface las demandas metabólicas inmediatas, o se convierte y se reserva en el hígado como glucógeno . [55]
La aparición de la gota está relacionada con un exceso de producción de ácido úrico. Una dieta rica en sacarosa puede provocar gota, ya que aumenta el nivel de insulina, lo que impide la excreción de ácido úrico del cuerpo. A medida que aumenta la concentración de ácido úrico en el cuerpo, también lo hace la concentración de ácido úrico en el líquido sinovial y, más allá de una concentración crítica, el ácido úrico comienza a precipitarse en cristales. Los investigadores han implicado a las bebidas azucaradas con alto contenido de fructosa en un aumento de los casos de gota. [56] [57]
En 2015, la Organización Mundial de la Salud publicó una nueva guía sobre la ingesta de azúcares para adultos y niños, como resultado de una revisión exhaustiva de la evidencia científica disponible por parte de un grupo multidisciplinario de expertos. La guía recomienda que tanto los adultos como los niños se aseguren de que su ingesta de azúcares libres (monosacáridos y disacáridos añadidos a los alimentos y bebidas por el fabricante, el cocinero o el consumidor, y azúcares presentes de forma natural en la miel, los jarabes, los zumos de frutas y los concentrados de zumos de frutas) sea inferior al 10% de la ingesta energética total. Un nivel inferior al 5% de la ingesta energética total aporta beneficios adicionales para la salud, especialmente en lo que respecta a la caries dental. [58]
La industria de refinación de azúcar a menudo utiliza carbón de huesos ( huesos animales calcinados ) para decolorar. [59] [60] Aproximadamente el 25% del azúcar producido en los EE. UU. se procesa utilizando carbón de huesos como filtro, y el resto se procesa con carbón activado . Como el carbón de huesos no parece permanecer en el azúcar terminado, los líderes religiosos judíos consideran que el azúcar filtrado a través de él es pareve , lo que significa que no es ni carne ni lácteo y puede usarse con cualquiera de los dos tipos de alimentos. Sin embargo, el carbón de huesos debe provenir de un animal kosher (por ejemplo, vaca, oveja) para que el azúcar sea kosher . [60]
El azúcar, uno de los productos básicos más comercializados en el mundo a lo largo de la historia, representa alrededor del 2% del mercado mundial de carga seca. [ cita requerida ] Los precios internacionales del azúcar muestran una gran volatilidad, que oscila entre alrededor de 3 centavos y más de 60 centavos [ aclaración necesaria ] por libra en los últimos [actualizar]50 años. Alrededor de 100 de los 180 países del mundo producen azúcar a partir de remolacha o caña, unos pocos más refinan el azúcar sin refinar para producir azúcar blanco y todos los países consumen azúcar. El consumo de azúcar varía de alrededor de 3 kilogramos (6,6 libras) por persona por año en Etiopía a alrededor de 40 kg (88 lb) en Bélgica. [ cita requerida ] El consumo per cápita aumenta con el ingreso per cápita hasta alcanzar una meseta de alrededor de 35 kg (77 lb) por persona por año en los países de ingresos medios.
Muchos países subvencionan fuertemente la producción de azúcar. La Unión Europea, los Estados Unidos, Japón y muchos países en desarrollo subvencionan la producción nacional y mantienen aranceles elevados a las importaciones. Los precios del azúcar en estos países suelen triplicar los precios del mercado internacional; hoy [actualizar], con los precios de futuros del azúcar en el mercado mundial actualmente [actualizar]fuertes, esos precios suelen duplicar los precios mundiales.
En los organismos internacionales de comercio, especialmente en la Organización Mundial del Comercio (OMC), los países del " G20 " encabezados por Brasil llevan mucho tiempo argumentando que, como estos mercados azucareros excluyen en esencia las importaciones de azúcar de caña, los productores del G20 reciben precios más bajos que los que obtendrían en el marco del libre comercio . Si bien tanto la Unión Europea como los Estados Unidos mantienen acuerdos comerciales por los cuales ciertos países en desarrollo y menos adelantados (PMA) pueden vender ciertas cantidades de azúcar en sus mercados, libres de los aranceles de importación habituales, los países que no participan en estos regímenes comerciales preferenciales se han quejado de que estos acuerdos violan el principio de la " nación más favorecida " del comercio internacional. Esto ha dado lugar a numerosos aranceles y gravámenes en el pasado.
En 2004, la OMC se puso del lado de un grupo de países exportadores de azúcar de caña (liderados por Brasil y Australia) y declaró ilegal el régimen azucarero de la UE y el Protocolo del Azúcar ACP-UE que lo acompañaba , que otorgaba a un grupo de países africanos, caribeños y del Pacífico acceso preferencial al mercado azucarero europeo. [61] En respuesta a esto y a otros fallos de la OMC, y debido a las presiones internas contra el régimen azucarero de la UE, la Comisión Europea propuso el 22 de junio de 2005 una reforma radical del régimen azucarero de la UE que redujo los precios en un 39% y eliminó todas las exportaciones de azúcar de la UE. [62]
En 2007, parecía [63] que el Programa Azucarero de Estados Unidos podría convertirse en el próximo objetivo de la reforma. Sin embargo, algunos comentaristas esperaban una fuerte presión de la industria azucarera estadounidense, que donó 2,7 millones de dólares a los titulares de escaños en la Cámara de Representantes y el Senado de Estados Unidos en las elecciones de 2006, más que cualquier otro grupo de productores de alimentos de ese país. [64] Especialmente destacados entre los cabilderos del azúcar fueron los hermanos Fanjul , los llamados "barones del azúcar" que hicieron las mayores [actualizar]contribuciones individuales de dinero blando tanto a los partidos Demócrata como Republicano en el sistema político estadounidense. [65] [66]
Pequeñas cantidades de azúcar, especialmente azúcar de calidad especial, llegan al mercado como productos básicos de " comercio justo "; el sistema de comercio justo produce y vende estos productos con el entendimiento de que una fracción mayor de lo habitual de los ingresos se destinará a apoyar a los pequeños agricultores del mundo en desarrollo. Sin embargo, mientras que la Fairtrade Foundation ofrece una prima de 60 dólares por tonelada a los pequeños agricultores por el azúcar de marca "Fairtrade", [67] los programas gubernamentales como el Programa Azucarero de los Estados Unidos y el Protocolo del Azúcar ACP-UE ofrecen primas de alrededor de 400 dólares por tonelada por encima de los precios del mercado mundial. Sin embargo, la UE anunció el 14 de septiembre de 2007 que había ofrecido "eliminar todos los derechos y cuotas a la importación de azúcar en la UE". [68]
