POLISACÁRIDOS • DE RESERVA • ALMIDÓN • GLUCÓGENO • FRUCTANOS • ESTRUCTURALES • CELULOSA Y HEMICELULOSAS • PECTINAS • GOMAS • DE ALGAS • CARRAGENINA • AGAR • ALGINATOS Polisacáridos de reserva Almidones Amilopectina Amilosa Dextrinas Glucógeno Fructanos (Inulina) Almidón ALMIDÓN En gránulos donde las moléculas se ordenan en capas Se aísla de otros componentes solubles en agua Soluble en agua caliente y no en frío Compuesto de 2 tipos de polisacárido: Amilosa Amilopectina Amilosa Amilopectina agua caliente + butanol después + metanol Polímero lineal Pm 5 a 8x104 Polímero ramificado Pm 2 a 20x106 Amilosa Amilopectina 15-35% 65-85% Hidrólisis fácil a D-glucosa (casi 110%) con ácidos diluidos nH2O Almidón nGlucosa [(C6H12O6)-H2O]n nC6H12O6 (180-18)n 180 Estructura de la amilosa Esta estructura helicoidal, permite la formación de complejos: • Con yodo (en forma de I3- ) • Amilosa – Azúl • Amilopectina – Rojo • Con lípidos • Ácidos grasos • Lípidos polares Estructura de la amilopectina Polisacáridos O CH2OH HO O CH2OH O HO O HO O OH O CH2 O Glucopiranosa cuyo C1 está unido al C6 de otra HO OH O O CH2OH HO O CH2OH O HO O HO O OH O CH2 O Glucopiranosa cuyo C1 está unido al C4 de otra HO OH O O CH2OH HO O CH2OH O HO O HO O OH O CH2 O HO OH O La amilosa, como practicamente todos los polisacáridos lineales, es insoluble en agua y sólo se solubiliza en condiciones drásticas, cómo altas temperaturas o rompiendo los puentes de H con álcalis. Precipitan fácilmente (ej retrogradación). La amilopectina es mas soluble en agua ya que las interacciones entre las cadenas es menos pronunciada y la molécula puede ser solvatada. Modelos de los arreglos cristalino y amorfo de las moléculas de almidón. Por difracción de rayos X se han observado en los gránulos de almidón zonas semicristalinas y zonas amorfas. Las zonas semicristalinas estan formadas por moléculas de amilopectina muy bien organizadas y representan el 30% del peso del almidón. El 70% restante es amorfo y aparentemente ahí se encuentran las moléculas de amilosa. Las investigaciones de difracción de rayos X a nivel nanoscópico indican que: • El almidón está compuesto de finas laminillas (de aproximadamente 4,5 nm de espesor); • Cada lámina está compuesta por cerca de 100 hélices de doble cadena (o doble hebra), cada uno con alrededor de 20 unidades de glucosa; • Las doble hélices son muy densas, con un alto grado de regularidad, como en un cristal. Estructura de doble hélice de amilopectina en las regiones lineales (la mayoría en las ramificaciones) a) El modelo de clúster de amilopectina que muestra tres láminas (marcadas con flechas) b) La posible interacción entre una cadena de amilosa (rojo) y amilopectina hélices dobles (verde y amarillo) Gelatinización y retrogradación. GELATINIZACIÓN. Es un proceso de hidratación que requiere calentamiento. Se pierde la estructura cristalina. • El agua caliente entra en el gránulo de almidón y solubiliza a la amilosa. • El granulo se hincha y las moléculas de amilosa salen de manera irreversible (lixiviación). • Incremento en la viscosidad de la solución hasta un máximo que corresponde al máximo hinchamiento. • Si continua el calentamiento el gránulo se rompe y se forma una pasta de almidón y empieza a disminuir la viscosidad. RETROGRADACIÓN. Es la reorganización de las moléculas de almidón que sigue a la gelatinización, cuando se enfria. Tiende a la cristalización. • En reposo, durante el enfriamiento, el almidón se torna insoluble. • El almidón precipitado es cada vez más difícil de solubilizar. • Las dos moléculas (Amilosa y Amilopectina), participan en la retrogradación. Siendo más rápida la amilosa. • Es uno de los procesos que afectan la calidad de alimentos ricos en almidón, durante el envejecimiento. CALENTAMIENTO - GELATINIZACIÓN ENFRIAMIENTO GELATINIZACIÓN RETROGRADACIÓN Almidones modificados. Permiten tener almidones con mejoras en algunas de sus propiedades funcionales, ya sea como ingredientes o como aditivos. Las modificaciones mas comunes son: • Entrecruzamientos • Derivatizaciones • Despolimerización • Pregelatinización Solas o combinadas. ENTRECRUZAMIENTO (Grupos OH) O CH 2OH HO O O CH 2 HO O CH 2OH O HO CH 2 CH O HO CH 2OH O CH 2 O O OH O O O HO CH 2 HO O O HO OH O CH 2 OH O HO OH O O Reactivos bifuncionales O Epiclorhidrina CH 2 CH Cl CH 2 Fosfatos Menos de un entrecruzamiento por cada 1000 glucosas Ac. Adipico Hexadonoíco Epiclorhidrina Trimetafosfato Se utilizan como espesantes, principalmente para alimentos refrigerados o congelados. • Más estables a altas temperaturas que los almidones naturales. Para alimentos sometidos a T altas (UHT) • Más estables a pH extremos que los almidones naturales. Para derivados de frutos ácidos (pasteles de frutas) • La principal desventaja es que sus disoluciones no resisten temperaturas bajas (-40ºC) necesarias para conservación del alimento (congelan antes) DERIVATIZACIÓN • ESTERES • Anhidrido acético • Anhidrido succínico • Mezcla de anhidridos acético y adípico • Anhidrido 1-Octenilsuccínico • Cloruro de fosforilo • Trimetafosfato de sodio • Tripolifosfato de sodio • Ortofosfato monosódico • ETERES • Oxido de propileno (0.002 – 0.2 GS, grupos hidroxilo substituidos, máximo 3 que equivalen a 1 substituyente por cada 5-500 glucosas) Estas modificaciones permiten: • Disminuir la temperatura de gelatinización • Reducir la tendencia a la retrogradación • Aumentar la resistencia a la congelacióndescongelación • Su uso como espesantes • Estabilizar emulsiones • Mejorar la viscosidad DESPOLIMERIZACIÓN. Hidrólisis parcial. • Daño mecánico. Por molienda o aplicando presión se incrementa la porción amorfa, se mejora la dispersabilidad e hinchado en agua fria, se disminuye hasta 10°C la temperatura de gelatinización y es mas digerible. • Dextrinización. Hidrólisis ácida o alcalina con <15% de agua a 100-200°C. Se usan como adhesivos en dulces y como substitutos de grasa. ALMIDÓN PREGELATINIZADO. Se producen por secado de soluciones de almidón gelatinizado (modificado o no), produciendo poca retrogradación. • Se disuelven más rápido, aun en agua fría. • Pueden ser usados sin cocción posterior.