Los almidones han formado parte fundamental de la dieta del hombre desde tiempos prehistóricos. La fuente principal de almidón en Europa son las papas, mientras que en América son el maíz y otros cereales. Después de la celulosa, el almidón es probablemente el polisacárido más abundante e importante desde el punto de vista comercial. Químicamente el almidón es una mezcla de dos polisacáridos muy similares que son la amilosa y la amilopectina.
Almidones
El almidón es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, constituido por amilosa y amilopectina. Proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual. Del mismo modo, la cantidad de almidón utilizado en la preparación de productos alimenticios, sin contar el que se encuentra presente en las harinas usadas para hacer pan y otros productos de panadería.
El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos en que, en la naturaleza se presenta como complejas partículas discretas (gránulos). Los gránulos de almidón son relativamente densos, insolubles y se hidratan muy mal en agua fría. Pueden ser dispersados en agua, dando lugar a la formación de suspensiones de baja viscosidad que pueden ser fácilmente mezcladas y bombeadas, incluso a concentraciones mayores del 35%.
Estructura química
Almidón está compuesto básicamente de glucosa. Aunque posea componentes minoritarios (grasas y minerales) muchos de ellos se encuentran a nivel de trazas. Así que generalmente el almidón es básicamente un polímero de glucosa. Sin embargo, estas trazas (ya sean contaminantes del proceso de extracción o realmente asociadas a la composición química del almidón) tienen un efecto definitivo sobre las propiedades del mismo.
Los almidones de cereales poseen grasas asociadas a su estructura (bajas concentraciones) usualmente las grasas unidas al almidón son del tipo polar, ya que se necesitan solventes polares para extraerlos (metanol, por ejemplo). La concentración de lípidos en cereales se ubica entre un 0,5 y 1%. Además de lípidos, el almidón posee nitrógeno y fósforo y básicamente no existe nitrógeno, por lo tanto no hay proteínas en él.
Básicamente el almidón en los cereales es un polímero de glucosa. Desde un punto de vista químico hay dos tipos de polímeros: amilasa y amilopectina. El primero es lineal, el segundo ramificado.
Químicamente es una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la amilosa y la amilopectina; contienen regiones cristalinas y no cristalinas en capas alternadas. Puesto que la cristalinidad es producida por el ordenamiento de las cadenas de amilopectina, los gránulos de almidón céreo tienen parecido grado de cristalinidad que los almidones normales. La disposición radial y ordenada de las moléculas de almidón en un gránulo resulta evidente al observar la cruz de polarización (cruz blanca sobre un fondo negro) en un microscopio de polarización cuando se colocan los polarizadores a 90° entre sí. El centro de la cruz corresponde con el hilum, el centro de crecimiento de gránulo.
PROPIEDADES DEL ALMIDON
Gelatinización
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero pueden contener agua al aumentar la temperatura, es decir los gránulos de almidón sufren el proceso denominado gelatinización o gelificación. Durante la gelatinización se produce la lixiviación de la amilosa, la gelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo más o menos amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los que primero gelatinizan.
Los diversos estados de gelatinización pueden ser determinados. Estos estados son: la temperatura de iniciación (primera observación de la pérdida de birrefrigerancia), la temperatura media, la temperatura final de la pérdida de birrefrigerancia (TFPB, es la temperatura a la cual el último gránulo en el campo de observación pierde su birrefrigerancia), y el intervalo de temperatura de gelatinización.
Gelificacion
La Gelificacion es la formación de un gel y no se produce hasta que se enfría el almidón gelatinizado (en otras palaras, la gelatinización debe preceder a la Gelificacion). Si la pasta de almidón se deja enfriar se forman enlaces de hidrogeno intermoleculares entre las moléculas de amilosa.
El efecto red da lugar a una red tridimensional continua de gránulos hinchados. Al igual que en cualquier otro tipo de gel, el agua queda atrapada en la red continua sólida. Los geles formados se hacen progresivamente más fuertes durante las primeras horas tras la preparación. Los almidones que contienen únicamente moléculas de amilopectina m no forman geles a menos que la pasta este muy concentrada (> o = a 30%).
Retrogradación
Se define como la insolubilización y la precipitación espontánea, principalmente de las moléculas de amilosa, debido a que sus cadenas lineales se orientan paralelamente y reaccionan entre sí por puentes de hidrógeno a través de sus múltiples hidroxilos; se puede efectuar por diversas rutas que dependen de la concentración y de la temperatura del sistema. Si se calienta una solución concentrada de amilosa y se enfría rápidamente hasta alcanzar la temperatura ambiente se forma un gel rígido y reversible, pero si las soluciones son diluidas, se vuelven opacas y precipitan cuando se dejan reposar y enfriar lentamente.
Fluidificación
El almidón se trata con HCl diluido a 50 grados, disminuyendo la longitud de las cadenas de almidón; tiene la ventaja de que permite trabajar con mayor concentración de almidón para conseguir la misma viscosidad.
Reticulación
Se pretende evitar que el gel de almidón cristalice, forma enlaces transversales entre las diferentes estructuras de almidón. De esta forma obtengo un almidón con propiedades gelifican tés, espesantes, independientemente del tratamiento térmico.
Estabilización
En el almidón natural los principales responsables de la cristalización son las cadenas ramificadas de la amilopectina. En este proceso se metilan; idóneo para salsas.
Valor nutricional
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:
Composición en hidratos de carbono de los cereales
| Cereal | Almidón | Celulosa | Hemicelulosas | b -glucanas | Pentosanas | Azúcares libres |
| Arroz elaborado | 85 | 1 | 2 | 0,1 | 0,9 | 0,4 |
| Avena entera | 4,6 | 3,2 | 1,3 | |||
| Cebada | 5,8 | 7,5 | 3,5 | |||
| Centeno | 2,4 | 6,4 | 7,1 | |||
| Maíz | 70 | 2 | 3 | – | 6,2 | 1,9 |
| Sorgo | 75 | 2,5 | 2,5 | – | – | 2 |
| Trigo | 60 | 2 | 5 | 0,8 | 4,9 | 2,3 |
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 encuentra muchos en cada uno de ellos.