Cada día, la naturaleza nos sorprende con el florecer de miles de plantas; tanto, que pocas veces nos ponemos a pensar en la química que hace posible el sinfín de colores y aromas que caracterizan a cada una de ellas. Existe una gran variedad de moléculas y elementos que además de aportar características específicas a cada especie, les son esenciales para su desarrollo y crecimiento. Además, muchos de estos colorantes, saborizantes y fragancias que se obtienen de los extractos de diversas plantas están presentes en productos de uso diario como la pasta dental, desodorantes, lociones, perfumes y “aromatizantes de ambiente”, así como en productos comestibles y hasta en medicamentos.
Uno de los ejemplos más característicos es la flor de naranjo, que crece principalmente en España, en las regiones de Valencia, Málaga y Sevilla. El aceite esencial que se obtiene de esta flor se denomina aceite de nerol y se obtiene a partir de una destilación por arrastre de vapor de los azahares. Se han identificado más de 125 compuestos en el aceite esencial, pero el aroma característico es principalmente atribuido al linalool [C10H18O], el metil antranilato [C8H9NO2] y el indol [C8H7N]. Algunas de estas moléculas contienen anillos aromáticos de carbono en su estructura; pero, además, los últimos dos contienen cadenas unidas variables que contienen nitrógeno, un elemento que se encuentra en muchas moléculas importantes en las plantas y flores.
El nitrógeno es absorbido por las raíces de las plantas, preferentemente, en forma de nitrato [NO3-] o de amonio [NH4+]. Los factores que influyen en la absorción de este elemento por parte de la planta son la especie, la intensidad lumínica, la presencia de nitrógeno en el medio y la cantidad de nitrógeno almacenado en las vacuolas, las cuales son organelos celulares especializados en el almacenamiento de líquidos. En las rosas, así como en hortalizas, se ha encontrado que a mayor intensidad lumínica hay una mayor absorción de nitrógeno del medio. En hortalizas como la lechuga, el tomate y el apio, la deficiencia de nitrógeno se manifiesta en hojas pequeñas y de color verde amarillento. En las rosas, esta deficiencia también ocasiona cambio de color en las hojas pasando de verde a verde amarillento, y en las flores, estas presentan manchas de color más encendido que lo normal.
El azufre [S] es un no metal, de color amarillo brillante y con un aroma característico. Afecta el crecimiento de las plantas, puesto que la deficiencia de azufre en plantas como el tomate reduce la masa seca de la raíz, e inhibe la síntesis de proteínas. En plantas de Gypsophila, el azufre es importante en la fase de enraizamiento para la formación de raíz; posteriormente, en la fase vegetativa, hay una alta concentración de este elemento en el tallo. En flores como las dalias, las plantas con deficiencia inducida de azufre presentan disminución en la altura y flores de mala calidad, con pétalos tubulares y marchitez rápida.
Asimismo, el fósforo [P] juega un papel importante en el metabolismo energético de las plantas, porque forma parte de las moléculas energéticas AMP, ADP y ATP, las cuales son importantes para las reacciones de biosíntesis. De igual forma, es parte de los ácidos nucleicos ADN y ARN y, además, participa en la fotosíntesis, la respiración y la síntesis de almidón. El fósforo también forma parte de otros compuestos como el ácido fítico [C6H18O24P6], importante en la germinación de semillas y en el desarrollo de las raíces. La deficiencia de fósforo afecta el desarrollo porque disminuye la síntesis de proteínas, almidón, celulosa y sacarosa. Otros elementos como el calcio [Ca], el hierro [Fe] y el zinc [Zn] también son importantes en el desarrollo de las plantas, pues forman parte de la pared celular, le confieren turgencia y participan en la pigmentación de las hojas y tallos.
Otra molécula interesante es el limoneno [C10H16], el cual se encuentra en las cáscaras de los cítricos y les da su aroma característico. Esta molécula forma parte del grupo de los terpenos y, además, tiene propiedades antioxidantes. Usualmente, se extrae de las cáscaras de los cítricos en el aceite y posteriormente, se aísla por destilación. Es un disolvente biodegradable utilizado en procesos farmacéuticos y en la industria alimenticia, así como para aromatizar productos de limpieza y darle sabor a los chicles y algunos dulces. Es conocido también por sus propiedades repelentes de insectos, además de ser una alternativa ecológica por no ser tóxico para humanos, animales domésticos ni otras plantas.
Los pigmentos biológicos, que son indispensables para la fotosíntesis y son utilizados como colorantes naturales, entran dentro de un tipo de moléculas llamadas porfirinas y grupos hemo, similares a aquellos que encontramos en la hemoglobina de los glóbulos rojos humanos, indispensable para el transporte de oxígeno. La clorofila, pigmento que aporta una coloración verde a las hojas y tallos, está formada por un anillo de porfirina, el cual, a su vez, está compuesto de carbonos unidos por dobles enlaces, grupos nitrogenados y un núcleo de magnesio [Mg]. La función de este último es absorber la luz del sol para generar ATP, que se utiliza para la formación de glucosa a partir de dióxido de carbono en reacciones posteriores.
Una vez más, nos damos cuenta de que la química está en todos lados alrededor de nosotros y que, a pesar de ser una materia socorrida por muchos, puede ser tan bonita como las flores y tan interesante como todas las moléculas que las componen. ¿Qué mejor que el Año Internacional de la Tabla Periódica para descubrirlo?
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