Celobiosa: definición y propiedades del disacárido derivado de la celulosa
Celobiosa: definición y propiedades del disacárido derivado de la celulosa — origen por hidrólisis, aspecto, metabolismo humano limitado, usos y relevancia en bioquímica y biotecnología.
La celobiosa es un tipo de azúcar.
Esta palabra proviene de la bioquímica y la celobiosa forma parte del grupo de azúcares disacáridos. Este azúcar se llamaba celosa.
La celobiosa se fabrica a partir de la celulosa, que procede de las células de las plantas. Las cosas que tienen mucha celulosa son buenas para hacer celobiosa, como el algodón o el papel. El agua y la celulosa producen celobiosa: este proceso se llama hidrólisis.
La celobiosa pura es un polvo blanco. Las personas no pueden metabolizar la celobiosa.
¿Qué es químicamente la celobiosa?
La celobiosa es un disacárido formado por dos moléculas de glucosa unidas mediante un enlace glucosídico β(1→4). Su fórmula química es C12H22O11 y su masa molar aproximada es 342 g·mol−1. Al tener un anómero libre en una de las unidades de glucosa, la celobiosa es un azúcar reductor.
Obtención y degradación
La celulosa, un polímero de glucosa con enlaces β(1→4), se fragmenta mediante hidrólisis para producir celobiosa como uno de los productos principales. Esa hidrólisis puede ser:
- Química (ácidos diluidos o tratamiento térmico), que rompe los enlaces de la celulosa.
- Enzimática, realizada por enzimas llamadas celulasas. En la degradación enzimática intervienen endoglucanasas y exoglucanasas (también llamadas celobiohidrolasas) que generan celobiosa a partir de la cadena de celulosa, y posteriormente las β-glucosidasas (β-glucosidasa) que hidrolizan la celobiosa en dos glucosas libres.
Propiedades físicas y químicas
- Apariencia: cristalina o en polvo blanco.
- Solubilidad: soluble en agua (como la mayoría de los disacáridos), con sabor ligeramente dulce.
- Reactividad: actúa como azúcar reductor en pruebas químicas que detectan grupos aldehído libres.
Metabolismo y digestión
Los humanos y muchos animales no producen de forma natural la enzima celulasa necesaria para romper los enlaces β(1→4) de la celulosa. Por eso no pueden metabolizar directamente la celobiosa si ésta procede de la degradación de la celulosa. Sin embargo, la celobiosa sí puede ser transformada por microorganismos:
- En el tracto digestivo de rumiantes, insectos (por ejemplo, termitas) o en sistemas microbianos del suelo, los microbios producen β-glucosidasas que convierten la celobiosa en glucosa, la cual sí puede ser utilizada como fuente de energía.
- En procesos industriales (biorefinerías), se añade β-glucosidasa para evitar la acumulación de celobiosa, porque esta molécula puede inhibir la actividad de algunas celulasas (fenómeno conocido como inhibición por producto) y reducir la eficiencia de saccharificación de la celulosa a glucosa.
Usos e importancia
- Intermedio en la producción de bioetanol y otros biocombustibles: la celobiosa aparece durante la conversión de biomasa lignocelulósica a azúcares fermentables.
- Herramienta en investigación: se emplea como sustrato para ensayar la actividad de β-glucosidasas y estudiar la degradación de polisacáridos.
- Relevancia ecológica: su formación y consumo son pasos clave en el ciclo del carbono en suelos y digestiones simbióticas (rumiantes, insectos xilófagos, etc.).
Seguridad y efectos
La celobiosa no es tóxica en sí misma, pero como otros azúcares no digeribles por humanos puede ser fermentada por la microbiota intestinal, lo que en algunas personas podría producir gases o malestar digestivo si se ingiere en cantidades no habituales. En contextos industriales y de laboratorio, se manipula con las precauciones estándar para polvos azucarados para evitar contaminación y humedad.
Resumen
En resumen, la celobiosa es un disacárido derivado de la celulosa formado por dos glucosas unidas por un enlace β(1→4). Es un paso intermedio clave en la degradación de la celulosa y tiene importancia tanto ecológica como industrial, especialmente en la conversión de biomasa a azúcares fermentables. Aunque la celobiosa es un azúcar, los humanos no la metabolizan directamente sin la acción de enzimas microbianas (β-glucosidasas) que la transforman en glucosa.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la celobiosa?
R: La celobiosa es un tipo de azúcar que forma parte del grupo de los disacáridos.
P: ¿De dónde procede la celobiosa?
R: La celobiosa se obtiene de la celulosa, que procede de las células de las plantas.
P: ¿Qué cosas tienen mucha celulosa?
R: Entre las cosas que tienen mucha celulosa están el algodón y el papel.
P: ¿Cómo se fabrica la celobiosa?
R: La celobiosa se obtiene mediante un proceso llamado hidrólisis, en el que intervienen el agua y la celulosa.
P: ¿Qué aspecto tiene la celobiosa pura?
R: La celobiosa pura es un polvo blanco.
P: ¿Pueden las personas metabolizar la celobiosa?
R: No, las personas no pueden metabolizar la celobiosa.
P: ¿Cómo se llamaba antes la celobiosa?
R: La celobiosa se llamaba originalmente celosa.
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