Almidón

Las patatas son una fuente dietética común de almidón

El almidón es un carbohidrato complejo, específicamente un polisacárido, que es utilizado por las plantas como una forma de almacenar glucosa. Después de la celulosa, el almidón es el polisacárido más abundante en las células vegetales. En forma pura, el almidón es insoluble en agua fría. Los animales y las plantas digieren el almidón, convirtiéndolo en glucosa para que sirva como fuente de energía.

El almidón es una fuente importante de carbohidratos en las dietas humanas, y se puede obtener de semillas, frutas, nueces, maíz, papas, etc. En forma preparada, el almidón (en particular, la maicena) se utiliza en la cocción para espesar salsas. La autodisciplina es necesaria para comer alimentos ricos en almidón, como cereales refinados, panes y pastas, ya que el consumo excesivo de carbohidratos complejos se correlaciona con la obesidad y los problemas médicos. Willett y Stampfer (2003) encontraron una asociación entre un alto consumo de almidón de granos refinados y papas y el riesgo de diabetes tipo 2 y enfermedad coronaria.

En la industria, el almidón se utiliza para fines tales como la fabricación de adhesivos, papel, textiles y como molde en la fabricación de dulces como gomas de vino y gominolas.

Mientras que en general el almidón aparece en las plantas como gránulos parcialmente cristalinos, de 5 a 200 µm de diámetro, el tamaño exacto, la forma y la distribución del tamaño de las partículas varían según la fuente de la planta. Por ejemplo, Sengbusch (2003) informa que los granos de almidón de los tubérculos de patata tienen un diámetro de 70-100 µm, el del endospermo del trigo 30-45 µm y el del endospermo del maíz 12-18 µm. El almidón es común en las semillas, tubérculos y raíces de las plantas.

En forma preparada, el almidón suele ser un polvo blanco y, dependiendo de la fuente, puede ser insípido e inodoro.

Química

Los carbohidratos son una clase de moléculas biológicas que contienen principalmente átomos de carbono (C) flanqueados por átomos de hidrógeno (H) y grupos hidroxilo (OH) (H-C-OH). Como polisacárido, el almidón es un gran polímero compuesto de un gran número de monosacáridos, mientras que los monosacáridos, como la glucosa, son los monómeros a partir de los cuales se construyen carbohidratos más grandes.

El almidón es el principal polisacárido en las plantas superiores que se utilizan para el almacenamiento de carbohidratos. El otro polisacárido principal utilizado en las células vegetales es la celulosa, que es un polisacárido estructural. El principal polisacárido de almacenamiento en animales es el glucógeno.

La estructura molecular básica de estos son: (C6(H5O)10)n. Al igual que con la celulosa y el glucógeno, el almidón contiene el azúcar de seis carbonos glucosa como su única unidad de repetición. Sin embargo, estos tres polisacáridos difieren en el tipo de enlace entre las unidades de glucosa y la presencia y extensión de ramas laterales en las cadenas.

El almidón es un polisacárido de glucosa con enlaces glucosídicos α-1,4. El glucógeno es un polisacárido de glucosa altamente ramificado con enlaces α-glucosídicos. los enlaces glicosídicos α-1,6 producen ramificaciones en carbono 6. La celulosa es un polisacárido no ramificado de glucosa con enlaces glucosídicos β-1,4 que son químicamente muy estables.

En forma granular, el almidón se presenta como amilosa no ramificada (lineal) y como amilopectina ramificada (arbustiva). Al igual que el glucógeno, la amilopectina tiene ramas α-1,6, pero estas ocurren con menos frecuencia a lo largo de la columna vertebral helicoidal (una vez cada 12 a 25 unidades de glucosa), produciendo cadenas laterales más largas (longitudes de 20 a 25 unidades de glucosa). Los gránulos de almidón son generalmente de aproximadamente 10-30 por ciento de amilosa y 70-90 por ciento de amilopectina.

El almidón se une fácilmente al agua, y cuando se elimina esa agua, los polisacáridos se encadenan formando enlaces de hidrógeno. Esta unión es lo que hace que el pan se vuelva duro y rancio. La adición de agua y calor suave suaviza el pan separando las cadenas de polisacáridos. Dado que la ramificación limita el número de enlaces de hidrógeno que se pueden formar entre las moléculas, los depósitos sólidos del glucógeno altamente ramificado son más compactos que los del almidón.

El almidón es insoluble en agua fría. En agua caliente, la amilosa forma una dispersión coloidal, pero la amilopectina es completamente insoluble.

Mientras que los mamíferos no pueden usar celulosa (como la hierba) como alimento, pueden digerir el almidón (como en las papas).

Almidones como alimento

Los almidones de uso común en todo el mundo son: arracacha, trigo sarraceno, plátano, cebada, yuca, kudzu, oca, sagú, sorgo, batata, taro y ñames. Los frijoles comestibles, como las favas, las lentejas y los guisantes, también son ricos en almidón. Como aditivo para el procesamiento de alimentos, el arrurruz y la tapioca también se usan comúnmente.

Cuando un almidón está precocinado, se puede usar para espesar los alimentos fríos. Esto se conoce como almidón pregelatinizado. De lo contrario, el almidón requiere calor para espesar o «gelatinizar».»La temperatura real depende del tipo de almidón.

Un almidón modificado para alimentos sufre una o más modificaciones químicas que le permiten funcionar correctamente bajo altas temperaturas y / o cizallamiento que se encuentran con frecuencia durante el procesamiento de alimentos. Los almidones para alimentos se usan típicamente como espesantes y estabilizadores en alimentos como pudines, natillas, sopas, salsas, salsas, rellenos para pasteles y aderezos para ensaladas, pero tienen muchos otros usos.

Use como molde

Los dulces engomados, como los bebés de gelatina y las gomas de vino, no se fabrican con un molde en el sentido convencional. Una bandeja se llena de almidón y se nivela. Luego se presiona un molde positivo en el almidón, dejando una impresión de unos cien bebés de gelatina. La mezcla se vierte en las impresiones y luego se coloca en una estufa para que se cuaje. Este método reduce en gran medida el número de moldes que deben fabricarse.

Aplicaciones no alimentarias

El almidón para ropa o el almidón para ropa es un líquido que se prepara mezclando un almidón vegetal en agua (las preparaciones anteriores también tenían que hervirse) y se utiliza en el lavado de ropa. El almidón fue ampliamente utilizado en Europa en los siglos XVI y XVII para endurecer los cuellos anchos y los volantes de lino fino que rodeaban los cuellos de los adinerados. Durante el siglo XIX y principios del siglo XX, era elegante endurecer los cuellos y las mangas de las camisas de hombre y los volantes de las enaguas de niña aplicándoles almidón mientras se planchaba la ropa limpia.

Aparte de los bordes suaves y crujientes que daba a la ropa, también servía para un propósito práctico. La suciedad y el sudor del cuello y las muñecas de una persona se pegarían al almidón en lugar de a las fibras de la ropa, y se lavarían fácilmente junto con el almidón. Los chefs tradicionalmente han usado uniformes almidonados porque el almidón actúa como un retardante de fuego. Luego, después de cada lavado, el almidón se aplicaría de nuevo.

Las colas de almidón se utilizan ampliamente en la unión de papel, madera y algodón.

Pruebas de almidón

El yodo se utiliza en una prueba común de almidón. En presencia de yodo, se forma un color azul profundo o azul-negro. Son los gránulos de amilosa los responsables de la formación de color. Dado que el yodo no se disuelve fácilmente en agua, el reactivo se produce disolviendo yodo (I) en presencia de yoduro de potasio (KI), formando un complejo soluble (I-KI). Si la amilosa no está presente, el color sigue siendo naranja, amarillo o marrón. Si hay amilosa, el color cambia a azul oscuro o azul-negro. Ni la amilopectina, ni la celulosa, ni los azúcares simples reaccionan. Esta reacción es más fácil cuando las paredes celulares han sido destruidas, de modo que la solución de yodo puede penetrar en la célula, y cuando los gránulos de almidón están hinchados. Por lo tanto, el calentamiento es útil en la prueba.

Los detalles de esta reacción aún no se conocen por completo, pero se cree que el yodo (iones triyoduro|I3 e I5) encaja dentro de las bobinas de amilosa, las transferencias de carga entre el yodo y el almidón, y los espaciamientos de nivel de energía en el complejo resultante corresponden al espectro de absorción en la región de luz visible. Un 0.la concentración estándar para una solución indicadora de almidón diluida es una solución de 3 por ciento p/p. Se elabora añadiendo 4 gramos de almidón soluble a 1 litro de agua caliente; la solución se enfría antes de su uso (el complejo almidón-yodo se vuelve inestable a temperaturas superiores a 35 °C). Este complejo se usa a menudo en titulaciones redox: en presencia de un agente oxidante, la solución se vuelve azul, en presencia de un agente reductor, el color azul desaparece porque los iones I5 se rompen en yodo y yoduro.

Bajo el microscopio, los granos de almidón muestran un efecto distintivo de cruz maltesa (también conocido como «cruz de extinción» y birrefringencia) bajo luz polarizada.

Los derivados del almidón

El almidón se puede hidrolizar en carbohidratos más simples mediante ácidos, varias enzimas o una combinación de ambos. El grado de conversión se cuantifica típicamente por el equivalente de dextrosa (DE), que es aproximadamente la fracción de los enlaces glucósidos en el almidón que se han roto. Los productos alimenticios elaborados de esta manera incluyen:

• Maltodextrina, un producto de almidón ligeramente hidrolizado (DE 10-20) utilizado como relleno y espesante de sabor suave.
• Varios jarabes de maíz (DE 30-70), soluciones viscosas utilizadas como edulcorantes y espesantes en muchos tipos de alimentos procesados.
• Dextrosa (DE 100), glucosa comercial, preparada por hidrólisis completa de almidón.
• Jarabe de alta fructosa, elaborado mediante el tratamiento de soluciones de dextrosa a la enzima glucosa isomerasa, hasta que una fracción sustancial de la glucosa se haya convertido en fructosa. En los Estados Unidos, el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa es el edulcorante principal utilizado en bebidas endulzadas (consulte jarabe de maíz con alto contenido de fructosa).

• Bornet, F. R. J., A. M. Fontveille, S. Rizkalla, P. Colonna, A. Blayo, C. Mercier, and G. Slama. 1989. «Insulin and glycaemic responses in healthy humans to native almidones processed in different ways: correlation with in vitro α-amilase hydrolysis.»American Journal of Clinical Nutrition 50: 315-323.
• Sengbusch, P. V. 2003. La Estructura de una Célula Vegetal. Fecha de acceso: 6 de diciembre de 2006.
• Smith, A. M., S. C. Zeeman, D. Thorneycroft, y S. M. Smith. 2003. «Movilización de almidón en hojas.»Journal of Experimental Botany 54 (382): 577-583.
• Willett, W. C, and M. J. Stampfer. 2003. «Reconstruyendo la Pirámide Alimenticia.»Scientific American (enero de 2003). Fecha de acceso: 6 de diciembre de 2006.