ALMIDONES

Los almidones nativos.

DESARROLLO
Los almidones abundan en los alimentos amiláceos como son los cereales, de los que puede extraerse fácilmente y es la más barata de todas las substancias con estas propiedades; el almidón más utilizado es el obtenido a partir del maíz .
Los almidones nativos se obtienen a partir de las fuentes de cereales (a partir de grano o subproductos) conservando la estructura nativa del almidón, su utilidad consiste en que regulan y estabilizan la textura y por sus propiedades gelificantes y espesantes
Estos compuestos son una excelente materia prima, su funcionalidad depende del peso molecular promedio de la amilosa y la amilopectina, así como de la organización molecular de estos glucanos dentro del gránulo.

Distribución y características de los gránulos de almidón en los cereales
Aproximadamente el 80 % del grano de cereales está compuesto por hidratos de carbono y dentro de ellos el almidón es el que en mayor proporción se encuentra 11, lo cual puede ser observado en la siguiente tabla:




De las partes anatómicas de los granos de cereales es el endospermo el depósito por excelencia de almidón; sin embargo, de manera general, su distribución en las partes del mismo difieren. Por ejemplo el endospermo periférico se caracteriza por tener unidades de almidón pequeñas, angulares y compactas mientras que en el endospermo vítreo los gránulos de almidón ocupan la mayoría del espacio celular y están rodeados y separados de la matriz proteica y tienen formas angulares. Por otra parte en el endospermo almidonoso que se encuentra encerrado por el vítreo las unidades de almidón son de mayor tamaño y menos angulares.

La proporción entre estos endospermos, determina la dureza y densidad del grano, y por ende, muchos factores que afectan el procesamiento, como el tiempo de cocción, la molienda seca y húmeda, el descorticado, etc.
El almidón se almacena en gránulos que se forman en los amiloplastos dentro de las células del endospermo, los que difieren en forma y tamaño en dependencia del cereal. En la mayoría de los cereales cada amiloplasto contiene un grano, sin embargo en el caso del arroz y la avena se encuentran muchos en cada uno de ellos.


Existen diferencias entre los gránulos de almidón de los distintos cereales en cuanto a tamaño y forma. En el trigo, la cebada y el centeno, existen gránulos de almidón de dos tamaños, unos grandes lenticulares y otros pequeños y esféricos.
La composición de estos gránulos es similar y únicamente hay que destacar la muy superior área superficial por unidad de masa de los pequeños. En tanto en el caso del maíz y sorgo, los gránulos de almidón son muy parecidos, tanto en tamaño como en forma (entre la poliédrica de la zona exterior del maíz y la esférica de la parte interior). Los gránulos del mismo también son similares, aunque más pequeños. Por otro parte los gránulos individuales del almidón de arroz y avena, son parecidos, de forma poliédrica y se presentan en forma de granos compuestos. No obstante, estos granos compuestos son diferentes, los de avena son grandes y esféricos, y los de arroz, son más pequeños y poliédricos.
La siguiente tabla muestra las características de los gránulos de almidón en cereales en cuanto a tamaño, y forma.


Características de los almidones en algunos cereales Maíz:
Existen diversas variedades de maíz cada una presenta diferentes características, las más conocidas son:
a) Blanco: posee un endospermo flojo y harinoso, no contiene almidón córneo.
b) Dentiforme: es el más importante económicamente, posee almidón córneo en los lados del grano.
c) Duro: en el interior de su grano contiene sólo endospermo harinoso y los lados impostados por almidón córneo, por lo que adquiere cierta dureza y protección contra el secamiento.
d) Reventón o palomino: el endospermo en su casi totalidad es almidón córneo, con calor se revienta la cutícula de la semilla al gelificarse el almidón y se expansiona el endospermo hacia el exterior. Tiene gran uso como golosina.
e) Dulce: sólo contiene amilopectina en su endospermo, pues por mutación en su DNA, no posee todos los enzimas de la síntesisdel almidón total. Tiene un mayor contenido en grasa, proteínas y carbohidratos solubles que le dan el sabor dulce, se emplea ampliamente como verdura.


Según sus propiedades físicas y / o funcionales los maíces pueden ser clasificados en: blanco, azul y morado, dentado, cristalino, palomero, alto en amilasa, alto en lisina, alto en aceite, pazolero o cuzco, amarillo, ceroso; siendo los dos últimos los de mayor importancia en la obtención de almidón; así tenemos que el maíz amarillo es el más producido a nivel mundial, se caracteriza por contener alto contenido de pigmentos carotenoides en el endospermo y son los maíces preferidos por la industria refinadora de almidón, en tanto el maíz ceroso tiene bajo contenido de amilosa (0 – 5 %), con una apariencia del endospermo cerosa utilizados por la industria refinadora de almidón, sus propiedades funcionales son contrastantes con el almidón procedente de endospermos normales .

El componente glusídico más abundante en el maíz también es el almidón. Sus gránulos son semejantes a los de avena, pero algo mayores y poligonales, con una fisura de forma de estrella en hilo. La conocida maicena es esencialmente almidón de maíz, ella posee gran utilidad en repostería y como mejorador del pan 11.
El maíz contiene además, dextrinas y de un 2 a un 4 % de sacarosa, que en el caso del maíz dulce puede sobrepasar el 6 %.


Trigo
La semilla del trigo consiste de tres partes: endosperma, aproximadamente el 83% de la semilla; salvado, alrededor del 14.5% y germen, alrededor del 2.5%.
La endosperma es la fuente de la harina blanca, contiene aproximadamente el 90% de almidón y proteína, el resto es humedad y pequeñas cantidades de grasa, ceniza y pentosanos .
La diferencia entre el trigo duro y suave reside en la endosperma, la parte interior almidonosa de la semilla. En las variedades de trigo suaves, los gránulos de almidón están unidos menos estrechamente a la matriz de la proteína que los trigos duros. Esto se debe aparentemente a la friabilina, pequeña proteína presente en el trigo suave .
El almidón es el principal carbohidrato del trigo y la harina. El almidón de trigo normal contiene 25% de amilosa (la molécula de almidón menor y linear) y 75% amilopectina (la molécula ramificada más grande). En presencia de exceso de agua, como en un amilógrafo, el almidón se gelatiniza a 65°C (159°F). En sistemas limitados de agua, incluyendo la mayoría de las formulaciones para horneado, la temperatura de gelatinización es de 5°C a 15°C ( 9°F a 27°F) más alta. En situaciones extremas de limitación de agua, tales como masa para galletas, la mayoría del almidón se granula, nunca se gelatiniza .

Cebada y centeno
El trigo, el centeno (Secale cereale) y la cebada (Hordeum vulgare) tienen dos tipos de granos de almidón: los grandes lenticulares y los pequeños esféricos. En la cebada, los granos lenticulares se forman durante los primeros 15 días después de la polinización. Los pequeños gránulos, representando un total de 88% del número de granos, aparecen a los 18-30 días posteriores a la polinización .

Relación Estructura-propiedades
El almidón desde el punto de vista químico es un hidrato de carbono, que puede encontrarse no solo en los cereales sino en otros grupos de alimentos del reino vegetal.
El almidón es la mezcla de dos polisacáridos: la amilosa y la amilopectina. Ambos están formados por unidades de glucosa, en el caso de la amilosa unidas entre ellas por enlaces α 1-4 lo que da lugar a una cadena lineal y en el caso de la amilopectina, aparecen ramificaciones debidas a enlaces α 1-6 2, 13.
En general, los almidones contienen entre el 20% y el 30% de amilosa, aunque existen excepciones. En el maíz céreo, llamado así por el aspecto del interior del grano, casi no existe amilosa, mientras que en las variedades amiláceas representa entre el 50% y el 70% .
Resumiendo la proporción amilasa/amilopectina en el grano más común es 25/75%, pero pueden ser encontradas un 50% amilopectina en variedades como la Cerosa o Waxy y por el contrarios los Amiloliptidos que poseen alta proporción en amilosas.
En función de la proporción amilasa/amilopectina así serán las dos propiedades fundamentales que presentan: Absorción y retención de agua y Capacidad de formación de gel. Así mismo esta proporción determinará las propiedades funcionales de los almidones.
Los gránulos de almidón nativos son insolubles en agua fría. Cuando estos gránulos se calientan en agua, estos gelatinizan cuando se alcanza una determinada temperatura (según el tipo de almidón) absorbiendo agua y aumentando la viscosidad de la suspensión. Luego de la temperatura de gelatinización, la viscosidad disminuye por la ruptura del gránulo y la solubilización de los componentes. Posteriormente, al descender la temperatura, las cadenas de almidón interacciónan entre sí y encerrando agua en su estructura a modo de geles. Tiempo después, la interacción entre las cadenas del polisacárido aumenta expulsando agua de la estructura dando lugar al fenómeno de retrogradación .
Las propiedades tecnológicas del almidón dependen mucho de su origen, y de la relación amilosa/amilopectina, tanto cuando forma parte de un material complejo (harina) como cuando se utiliza purificado, lo cual es muy frecuente. Así, el almidón del maíz céreo produce geles claros y cohesivos, mientras que el almidón de arroz forma geles opacos .