ALMIDONES

Los almidones son polisacáridos vegetales almacenados en las raíces y semillas de las plantas y en el endospermo del núcleo de algunos granos. Proveen a los humanos de energía (4 cal/g) y son hidrolizados por el organismo para formar glucosa, aportando la necesaria para correcto  funcionamiento del cerebro y el sistema nervioso central.

Los gránulos de almidón contienen estructuras poliméricas de glucosa de cadena larga y son insolubles en agua. A diferencia de las moléculas pequeñas de sal o azúcar, las moléculas poliméricas de los almidones no forman una solución real sino que los gránulos de almidón forman una suspensión temporal o dispersión cuando son agitados en agua. Al momento de ser calentados, los gránulos de almidón se hidratan y aumentan de tamaño al absorber agua, una vez que el almidón ha sido calentado este aumento de tamaño es irreversible y el almidón elimina el agua por lixiviación.

Esta característica de los gránulos de almidón los hace ser muy usados como espesantes.

Las características de los productos alimenticios a base de almidón son determinados por diversos factores: la fuente del almidón, la concentración del almidón usado en la formulación, la temperatura y tiempo de calentamiento y la presencia de otros componentes usados junto con el almidón como son ácidos o azúcares.

Existen varios tipos de almidón y almidones modificados usados en los alimentos, estos espesan,

evitan que los productos se cuajen o corten, estabilizan aderezos para ensalada, dips, gravies, postres y más. En el proceso de preparación, algunas cadenas se rompen y forman productos de cadena más corta, conocidos como dextrinas, que pueden ser usados para simular grasas en aderezos de ensalada y postres congelados. Por ejemplo la maltodextrina de la papa, del trigo y de la tapioca son usados como sustitutos de grasas, lo que le aporta al producto viscosidad y la sensación grasosa, pero reduciendo el aporte calórico comparado con una grasa real.

Listado de PROVEEDORES de almidones en México

Las fuentes para obtener almidones son muy numerosas, las más comunes son los granos de cereal como el trigo, maíz o arroz. El trigo nos da una mezcla turbia y espesa, mientras que los almidones provenientes del maíz producen mezclas más claras que se usan en salsas o gravies. Los almidones que provienen de las raíces y tubérculos, incluyendo la papa, son frecuentemente usados para la preparación de alimentos libres de gluten. Otra fuente de almidón son las leguminosas como la soya y el garbanzo, en años recientes ha tenido gran desarrollo la producción de almidón de tapioca, los plátanos también pueden producir almidón, existe otro almidón proveniente de la palma de sago en Asia.

Extracción y aislamiento.

Los procesos de extracción varían mucho según el origen de los almidones. En el caso de los tubérculos, como la papa o la yuca, los gránulos de almidón aparecen libres, depositados en las vacuolas de las células, por lo tanto su aislamiento es relativamente simple. El material es desintegrado, los gránulos de almidón son lavados con agua y después se permite que sedimenten de la suspensión y secados.

En otros casos, como en los cereales, el almidón está dentro del endospermo, por lo que el aislamiento de los gránulos es un proceso más elaborado. En este caso se introduce un flujo de agua a contracorriente a 50 °C y se dejan remojando por un periodo de 36 a 48 horas para suavizar el maíz. El agua corriente contiene 0.2% de SO₂ para suavizar la matriz del endospermo y así acelerar el desprendimiento de los gránulos y aumentar el porcentaje de almidón obtenido. Después de esto el grano de maíz es desintegrado, el germen, debido a la gran cantidad de aceite que contiene presenta una baja densidad y es fácilmente separado por flotación. En este paso se obtiene el aceite de maíz. 

La proteína y el almidón son después separados en hidrociclones, la separación se logra en base a su diferencia de densidades, la proteína es menos densa que el almidón. Normalmente la proteína es comercializada como alimento para animales o usada en la producción de hidrolizado de proteínas para la fabricación de aderezos. El almidón extraído es lavado y secado.

En el caso del trigo, primero se fabrica una masa, al lavarla se obtiene una suspensión de almidón crudo. Después de separar las partículas de fibra de la suspensión, el almidón es fraccionado por centrifugación. Además de obtener así un almidón primario relativamente puro se obtiene un almidón más fino que contiene que contiene pentosanos. El almidón posteriormente es secado y clasificado. El residuo, que se compone de gluten sirve como materia prima en la producción de aderezos y en la fabricación de ácido glutámico. Si se seca lentamente retiene sus cualidades para horneo y es usado como modificador de harinas.

La producción de almidón usando como materia prima el centeno se dificulta por el alto contenido de agentes hidratantes. La extracción de almidones a partir de los tubérculos de varias plantas es muy común en países tropicales con una gran variedad de nombres como almidón de canna, maranta y tacca. También se produce almidón de sago a partir de la palma del mismo nombre.

Es posible aislar la amilosa directamente del almidón por medio de la cristalización de una dispersión de almidón en presencia de sales (MgSO₄) o por la precipitación en un medio formado por un compuesto orgánico polar (alcoholes como el n-butanol, o en ácidos grasos como el caprílico) que forman un complejo con la amilosa aumentando su precipitación.

 

Estructura y composición.

Los almidones pueden venir de una gran variedad de fuentes, dependiendo de la fuente, el almidón tendrá diferentes estructuras. Dependiendo de su origen, el tamaño de los gránulos de almidón puede variar desde 2 hasta 150 µm., la forma de los gránulos también varía, pudiendo ser redonda o poligonal, como puede verse en las siguientes microfotografías. Los gránulos de almidón del maíz, trigo, centeno, mijo, cebada y sorgo son pequeños, los de arroz son más grandes. La avena tiene granos pequeños y grandes predominando estos últimos.

Los almidones están hechos de dos moléculas; amilosa y amilopectina, estas están conectadas por enlaces glicosídicos. Las moléculas de amilosa son una cadena larga lineal compuesta por cientos o miles de unidades de glucosa con enlaces en los carbones 1 y 4 (enlaces α-1,4 glicosídicos) y forman aproximadamente la cuarta parte del almidón. Estas moléculas adoptan una forma helicoidal y tejen una red tridimensional. El interior de la hélice es lipofílico pues contiene solo átomos de hidrógeno, los grupos hidroxilo se localizan en el exterior de la hélice. Cuando las moléculas se asocian después de enfriarse son responsables de la gelación de las pastas de almidón que son calentadas y después enfriadas.

Con una gran cantidad de amilosa los almidones pueden volverse gel o mantener su forma cuando son moldeados, los almidones sin amilosa espesan pero no se vuelven gel.

Almidón de cereales --- 26-28% de amilosa

Almidón de raíces y tubérculos --- 17-23% de amilosa

Variedades grasosas de almidón --- 0% de amilosa

                                                                                                                                                                Las moléculas de amilopectina constituyen aproximadamente las 3/4 partes de los gránulos de almidón. La cadena de glucosa de amilopectina contiene enlaces α-1,4 igual que la amilosa, pero además tiene ramificaciones α-1,6 a cada 15-30 unidades de glucosa en la cadena, es decir existe una unión entre el carbón 1 de la glucosa y el carbón 6 de la ramificación de la amilopectina.

Esta diferencia hace que los almidones con un gran porcentaje de amilopectina hagan más espesa una mezcla pero no formen gel, ya que no se forman los enlaces tridimensionales. Mientras más grande es el contenido de amilopectina, más viscosa es la pasta de almidón, sin llegar a formar un gel, si tiene más cantidad de amilosa es más fácil la formación de un gel más consistente. Los almidones que en su composición solo presentan amilopectina son conocidos como céreos. La amilopectina de papa es la única que posee grupos éster-fosfato.

Los principales PROVEEDORES almidones en México

Almidones céreos. Estos almidones son derivados de algunas cepas nativas de cebada, maíz, arroz y sorgo, no contienen amilosa. Empiezan a espesar a bajas temperaturas pero llegan a ser menos espesos y sufren menos retrogradación que sus variedades no céreas.

El almidón de maíz céreo no contiene amilosa, está formado completamente de amilopectina y no  se gela. El almidón común de maíz contiene 27% de amilosa y si forma gel. Existen almidones de maíz de alta amilosa que contienen hasta 55% de amilosa y obviamente forman gel.

Las variedades céreas de almidón son comúnmente usadas en la preparación de rellenos de pays, en donde se necesitan mezclas muy espesas sin formar geles, también pueden ser modificados por el método de enlace cruzado para su mejor funcionamiento.

Valor nutritivo de los almidones.

Los almidones son carbohidratos complejos que nos aportan 4cal/g de energía y trazas de proteínas y grasas. Las cadenas intermedias de maltodextrina derivadas de la hidrólisis del almidón pueden ser usadas para reemplazar las grasas ya que simulan su sabor y consistencia pero ingiriendo menos calorías por gramo que las incluidas en las grasas que aportan 9 cal/g.

No todos los almidones son capaces de proveer las misma cantidad de calorías al ser digeridos. Existen almidones resistentes que contribuyen altamente a la ingesta de fibra, por ejemplo los de los frijoles. Las cantidades y el tipo de fibra que aportan por este tipo de almidones soy muy benéficas para el correcto funcionamiento del colon. Por otro lado la flora intestinal consume fibra y produce vitamina K.

Las necesidades nutricionales especiales pueden ser también atendidas por los almidones. Para aquellas personas que siguen una dieta libre de gluten existen alternativas de almidones como el del maíz, papa o arroz.

El almidón es uno de los muchos polvos blancos usados en el manejo y producción de alimentos.  Como todos, debe ser manejado con un almacenamiento especial, separándolo de otros productos químicos que pueda absorber.

 

Forma, composicón y propiedades de diferentes almidones.
Fuente	Forma *	Diámetro (µm)	Cristalinidad (%)	Temperatura de gelatinización (°C)	Expansión por absorción de agua a 95°C **	Amilosa   (%)
Cereales
Trigo	l,p	2-38	36	53-65	21	22-28
Centeno	l	12-40		57-70		28
Cebada	l	2-5		56-62		22-29
Maíz	p	5-25		62-70	24	28
Amilo-maíz			20-25	67-87		52-80
Maíz céreo	p		39	63-72	64	0-1
Avena		5-15		56-62		27
Arroz	p	3-8	38	61-78	19	14-32
Arroz céreo				55-65	56	1
Mijo	p,s	4-12		69-75	22
Sorgo	p,s	4-24		69-75	22	21-34
Sorgo céreo				68-74	49
Legumbres
Haba	s,o	17-31		64-67		32-34
Chícharo	n (si)	5-10		57-70		33-35
Chícharo arrugado	n (c)	30-40		57-70		63-75
Raíces y tubérculos
Papa	e	15-100	25	58-66		23
Yuca, casava	semi-s,s	5-35	38	52-64		17
* l= lenticular, p=polihedrico, s=esférico, o=ovalado, n=Forma de riñon, el=elíptico, si=simple, c=compuesto
** Peso del almidón expandido en relación con su peso seco. Se consideró la pérdida de polisacáridos solubles

 

Fuentes:

Vickie A. Vaclavik, Elizabeth W. Christian. (2014). Essentials of Food Science. New York: Springer Science+Business.

H.-D. Belitz · W. Grosch · P. Schieberle. (2009). Food Chemistry. Berlin: Springer-Verlag.

 

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