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Almidón de los cereales nativos y modificados: propiedades y aplicaciones en la alimentación (página 2)




Partes: 1, 2

DESARROLLO

  1. 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 9.

    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 5.

    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 10.

    1. 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:

      Tabla 1. Composición en hidratos de carbono de los cereales

      Cereal

      Almidón

      Celulosa

      Hemicelulosa

      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

      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 1.

      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. 11.

      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.

      Tabla 2. Características de los gránulos de almidón en cereales.

      Cereal

      Tamaño

      Forma

      Notas

      Trigo

      grande : 15-40 m

      pequeños : 1-40 m

      lenticular

      esférica

      Gránulos simples

      Centeno

      grande : 25-60 m

       

       

      pequeños : 2-5 m

      lenticular

       

       

      esférica

      Anillos concéntricos algunas veces perceptibles

      Hilo visible

      Avena

      hasta 60 m

      lenticular

      Conteniendo hasta 80 gránulos individuales

      Maíz

      gránulos simples:

      2-5 m

      2-30 m

      2-30 m

      esférica

      angular, poligonal

      esférica

      Gránulos individuales

      Endospermo duro Endospermo harinoso

      No hay anillos concéntricos. Hilo estrellado.

      Arroz

      entre 2-12 m

      angular

      Conteniendo hasta 150 gránulos individuales

    2. Distribución y características de los gránulos de almidón en los cereales
      1. 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 síntesis del 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 11.

        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 %.

      2. Maíz:

        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 1.

        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 1.

        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 1.

      3. Trigo
      4. 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 12.

    3. Características de los almidones en algunos cereales

      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% 2.

      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 13.

      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 2.

    4. Relación Estructura-propiedades
      1. Almidón de maíz:
    5. Formas de obtención industrial (métodos)
  2. Los almidones nativos.

El almidón de maíz es un polisacárido natural obtenido de la molienda húmeda del grano referido 8.

El método de obtención del almidón de maíz es la molienda húmeda la cual es una técnica que permite separar algunas de las partes del grano en sus constituyentes químicos. Cuando se le realiza al maíz se obtienen almidones y otros productos (aceites, alimento para el ganado como piensos, harinas de gluten o tortas de germen y productos de la hidrólisis del almidón como la glucosa) 11.

Las operaciones que tienen lugar en este método se describen a continuación:

  1. Secado. El maíz es un producto que una vez recolectado, suele tener niveles de humedad demasiado elevados, por lo que para su adecuado almacenamiento debe sufrir un proceso de desecación. Este secado se debe efectuar a temperaturas menores de 54 °C, ya que a temperaturas mayores se producen alteraciones en la proteína, que provocan el hinchamiento del grano en la maceración y una mayor tendencia de éste a retener el almidón. Por otra parte, si en el secado se superan los 54 °C, el germen se pondrá gomoso y tenderá a unirse en una suspensión de maíz sólido, cuando para su separación debe flotar en éste, con lo que el almidón retendrá un alto porcentaje de aceite.

    El SO2 se utiliza para detener el crecimiento de microorganismos que originarían putrefacción y para facilitar que el almidón se libere con más facilidad de la proteína.

  2. Maceración. Tras una limpieza del maíz, éste se sumerge en agua, con un contenido del 0,1 - 0,2 % de SO2, la temperatura se controla para que permanezca entre 48 - 52 °C, y se mantiene así durante 30 - 50 horas. A este proceso se le denomina maceración, y se realiza en una serie de depósitos a través de los cuales se bombea agua a contracorriente. Con este proceso el grano se ablanda, y conseguimos por tanto, favorecer la posterior separación de cáscara, germen y fibra.

    El germen recuperado se lava y se elimina el almidón adherido para posteriormente ser escurrido en prensas y secado en secaderos rotatorios a vapor. Una vez seco el germen, se destina principalmente a la producción de aceite.

  3. Separación del germen. Una vez macerado el maíz, éste se debe triturar con agua, de forma grosera, en un molino de fricción.
  4. Separación almidón - proteína. Después de la separación del germen, el material restante se criba y las partículas más gruesas como cáscara y trozos de endospermo se vuelven a moler con rodillos de piedras, de puntas de acero o de impacto. Tras este proceso, la fibra tiende a permanecer en tamaños más grandes, por lo a fin de eliminarla, se criba el producto en tambores rotatorios, y una vez separada, se lava para eliminar el almidón adherido, tras lo cual se prensa y se deseca para su uso como alimento de ganado. Las fibras finas que interfieren en la posterior separación del almidón y la proteína, se deben eliminar en agitadores giratorios dotados de una fina tela de nylon.

Tras la separación de la fibra, el almidón y la proteína restantes se separan por medio de grandes centrífugas continuas, o bien con hidrociclones, ya que el almidón es más denso que la proteína. El gluten se somete posteriormente a centrifugación para eliminar el agua y después se deseca quedando un producto muy rico en proteína y muy valorado en alimentación animal.

El almidón, una vez separado, contiene todavía mucha proteína y debe ser purificado por medio de centrifugación o con hidrociclones, aunque más pequeños y en mayor número que los utilizados en el caso del germen; el almidón, así obtenido, se filtra y seca a 5 - 12 % de humedad en hornos o túneles de secado, y todavía posteriormente, se suele secar hasta el 1 - 7%, según países mediante secado a vacío.

El siguiente esquema muestra de forma resumida el método anteriormente detallado:

  1. Aunque la mayor producción de almidón proviene de la molturación del maíz, también existe una cantidad significativa de almidón que se extrae del trigo, sin embargo, éste se obtiene más como un subproducto de la obtención de gluten de trigo que por sus propiedades nutritivas o usos industriales 11.

    En el caso del trigo, lo más frecuente es partir de harinas con bajo grado de extracción, en vez de partir del grano. Lo habitual es hacer una masa con harina y agua, con lo cual el gluten del trigo se hidratará y formará una masa muy cohesiva, que tenderá a unirse consigo mismo, permaneciendo en piezas grandes. Una vez formada la masa, se lava el gluten, y el almidón arrastrado por el agua se separa mediante cribas.

    Otra forma de extracción consiste en amasar la mezcla bajo un chorro de agua con lo que el gluten se aglomera y el almidón es arrastrado por el agua, pudiendo elevar la pureza del gluten con sucesivos lavados. A este último proceso se le denomina Sistema Martin.

    El partir de harina en vez de trigo para la obtención de almidón, supone que en la molturación seca (proceso que se realiza en una fase anterior), parte de este almidón, habrá sido lesionado en la molienda y por tanto, será de peor calidad. Con este proceso se obtendrá, por tanto, una mayor proporción de almidón tipo B, de colas o escurrido, que es el compuesto por granos pequeños de almidón, pentosanas y granos lesionados y una menor proporción de almidón de tipo A, más apreciado, formado por grandes gránulos lenticulares y parte de los pequeños esféricos.

    En la extracción de almidón a partir de trigo, no se utiliza SO2, ya que el agua por sí sola consigue ablandar las partículas de harina y permite la separación de proteína y almidón. Si se usara SO2 se desnaturalizaría el gluten y éste perdería por tanto, la capacidad de formar una masa con la cualidad de retener gas.

    Se debe prestar gran atención al proceso de secado para evitar posibles explosiones ya que el almidón es un material pulverulento. Por otra parte, un calentamiento posterior a la hidratación del gluten lo desnaturalizaría, con lo que perdería su vitalidad y se depreciaría. Para solucionar este problema, la mayor parte de las industrias utilizan secaderos tipo flash, en los cuales se extruye el gluten húmedo en una corriente de aire caliente con gluten ya desecado.

    Han existido intentos de producir gluten y almidón a partir de grano entero, con lo que además de reducir las lesiones del almidón podemos elegir el contenido proteico y el tipo de trigo que usemos, que en el caso de partir de harina nos venían impuestos, sin embargo, estos intentos no han sido rentables.

  2. Almidón de trigo
  3. Comparación entre almidón de maíz y de trigo.

Existen diferencias en cuanto a la calidad del almidón obtenido a partir de maíz y el de trigo, así como también difieren los procesos de obtención. El siguiente cuadro muestra de manera resumida algunas de esas diferencias explicadas en los acápites anteriores.

Aspectos comparativos

Almidón de maíz

Almidón de trigo

Materia prima

Grano entero de maíz

Harina con bajo grado de extracción

Utilización de S02 en el proceso de separación

Se utiliza facilitando la separación del almidón-proteína

No se utiza porque el agua permite ablandar las partículas de harina facilitando la separación proteína-almidón

Calidad

Mayor proporción de almidón tipo A (lenticular y pequeños esféricos)

Mayor proporción de almidón tipo B que es de menos calidad (pequeños y lesionados)

  1. Los almidones nativos por sus propiedades pueden de ser utilizados en la alimentación. A continuación se muestran algunas aplicaciones de varios tipos de almidón.

    1. Aplicaciones del almidón de maíz
  2. Aplicaciones

En la siguiente tabla cual se muestra de manera resumida dos usos importantes del almidón de maíz así como los correspondientes beneficios 8:

Usos

Beneficios

FABRICACIÓN DE CERVEZA

  • Auxiliar en la reducción de Nitrógeno y contenido de fibras.
  • Mejorador de estabilidad.
  • Disminuye la sensación de saciedad o pesadez.
  • Cerveza mas clara y brillante.
  • Aumento en la velocidad de filtración.

PRODUCTOS DE CONFITERÍA

  • Gelificante en la producción de gomas, natillas, cajetas, etc.
  • Espesante de bajo costo en rellenos, jarabes, etc.
  • Agente de moldeo en artículos depositados.
  • Antiadherente en productos suaves tipo malvaviscos

 

USOS El almidón de maíz posee varias propiedades funcionales que le confieren la posibilidad de ser usadas en la producción de alimentos 8, 14, 15, en la siguiente tabla se describen cada una de ellas:

ESPESANTE

Por su capacidad de hinchamiento en solución, el almidón de maíz es un espesante de bajo costo utilizado en productos alimenticios, gomas y adhesivos.

VEHÍCULO

Su compatibilidad con ingredientes diversos lo hacen un excelente vehículo o extensor de diversos productos alimenticios, industriales y farmacéuticos.

GELIFICANTE

Las cualidades de retrogradación de los almidones, permiten usarlos como gelificantes en diversos productos, principalmente del sector alimenticio.

SUSTRATO DE FERMENTACIÓN

Su alta pureza, permite a los almidones de ARANCIA CORN PRODUCTS, una excelente funcionalidad como fuente de carbohidratos fermentables.

AGENTE DE ACABADO

La propiedad de formar películas resistentes y lisas, es aprovechada para dar acabado en superficies en diferentes tipos industrias.

AGLUTINANTE

La capacidad de formar pastas viscosas, permite al almidón de maíz la posibilidad de uso como ligante o aglutinante de una amplia gama de ingredientes.

CONTROL DE TEXTURA

Tanto crudo como en dispersión, el almidón de maíz funciona como un eficaz medio para el control de la consistencia de diversos productos.

AGENTE DE MOLDEO

El almidón crudo tiene la capacidad de retener formas estampadas sobre su superficie, cualidad importante en la industria alimentaria principalmente.

Resumiendo los almidones tienen un número enorme de posibles aplicaciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizante de espumas, agente anti-envejecimiento de pan, gelificante, glaseante, humectante, estabilizante, texturizante y espesante 12. También pueden ser utilizados como materias primas, que sometidas a hidrólisis, dan lugar a dextrinas que tiene aplicaciones tales como: substitución del azúcar (rebajar el dulzor); bebidas instantáneas (mejora la solubilidad y facilita la dispersabilidad); productos en polvo, salsas, sopas, postres (dispersa mejor el almidón); mayonesas y aliños (mejora la palatabilidad, intensifica el sabor); productos cárnicos

curados (substrato de fermentación); en dietética como fuente de carbohidratos 5.

  1. Limitaciones de los almidones nativos: razones para modificarlos

El almidón actúa muy bien como espesante en condiciones normales, pero tiene tendencia a perder líquido cuando el alimento se congela y se descongela. Algunos derivados del almidón tienen mejores propiedades y se utilizan con valores nutricionales semejantes y aportando casi las mismas calorías 9.

La utilización del almidón como componente alimentario se basa además de sus propiedades funcionales en sus propiedades de interacción con el agua, especialmente en la capacidad de formación de geles. Sin embargo, el almidón tal como se encuentra en la naturaleza no se comporta bien en todas las situaciones que pueden presentarse en los procesos de fabricación de alimentos. Concretamente presenta problemas en alimentos ácidos o cuando éstos deben calentarse o congelarse, inconvenientes que pueden obviarse en cierto grado modificándolo químicamente 9.

La estructura nativa del almidón puede ser menos eficiente debido a que las condiciones del proceso (e.g. temperatura, pH y presión) reducen su uso en otras aplicaciones industriales, debido a la baja resistencia a esfuerzos de corte, descomposición térmica, alto nivel de retrogradación y sinéresis 5.

  1. Los almidones modificados

Las limitaciones anteriores se pueden superar modificando la estructura nativa por métodos químicos, físicos y enzimáticos 16, dando como resultado un almidón modificado; se incluye a los almidones hidroxipropilados, de enlaces cruzados y acetilados 17. Estos almidones generalmente muestran mejor claridad de pasta y estabilidad, menor tendencia a la retrogradación y aumento en la estabilidad al congelamiento-deshielo 5, 18.

Constituyen una familia, creciente, de productos más o menos sofisticados. El almidón modificado más simple es el pregelatinizado, aplicado a productos instant en los que se desea un hidratación rápida.

Algunos de ellos están considerados aditivos ejemplo de ellos es la siguiente lista 9, 15, 19, 20:

  1. E 1200 Polidextrosa
  2. E 1404 Almidón oxidado
  3. E 145 Fosfato de monoalmidón
  4. E 1412 Fosfato de dialmidón
  5. E 1413 Fosfato de dialmidón fosfatado
  6. E 1414 Fosfato de dialmidón acetilado
  7. E 1420 Almidón acetilado
  8. E 1422 Adipato de dialmidón acetilado
  9. E 1440 Hidroxipropil almidón
  10. E 1442 Fosfato de dialmidón hidroxipropilado
  11. E 1450 Octenil succinato sódico de almidón.

Se consideran en general aditivos totalmente seguros e inocuos 9.

Los almidones modificados también pueden considerarse dentro en un grupo de productos alimenticios que se denomina PAI (Productos Alimentarios Intermedios), también conocidos como PIA (Productos Intermedios Agroindustriales) y no son más que aquellos productos comestibles, no necesariamente nutritivos, que no son materias primas básicas de los alimentos industrializados (carne, leche, fruta, huevos), ni se consumen directamente, sino que proceden de transformaciones de aquellas materias primas básicas a fin de adaptarlas mejor a la aplicación industrial, facilitando la elaboración industrial de los alimentos 10.

Los almidones modificados, si seguimos la anterior clasificación, son considerados PAI con valor nutricional y de un gran valor añadido 10.

  1. Formas de obtención

El origen de este tipo de almidones es fundamentalmente los cereales, de los cuales se obtienen las harinas nativas a partir de las cuales se aíslan los almidones nativos que pueden ser convertidos en almidones modificados tras la aplicación tratamientos como acidificaciones, oxidaciones, introducción de grupos químicos, tratamientos enzimáticos, etc.5

Estas modificaciones permiten adecuar las propiedades a la finalidad tecnológica que se requiera 13, así por ejemplo tenemos que el uso de la:

  • Gelatinización: permite obtener almidones que no requieren un posterior calentamiento para adquirir sus propiedades espesantes.
  • Hidrólisis: acorta algunas cadenas del polisacárido obteniendo pastas que en caliente presentan poca viscosidad mientras que se logran texturas gomosas por los geles débiles que se forman en frío.
  • Eterificación: reduce la temperatura de gelatinización así como la retrogradación.
  • Cross-linking: permite obtener pastas de alta estabilidad ante el calentamiento, la agitación y el bajo pH. No presentan gelificación ni retrogradación.
  • Oxidación: disminuye la temperatura de gelatinización y la viscosidad. Se obtienen pastas fluidas y transparentes.

Una de las modificaciones más utilizadas es el entrecruzado, que consiste en la formación de puentes entre las cadenas de azúcar que forman el almidón. Si los puentes se forman utilizando:

  • trimetafosfato, tendremos el fosfato de dialmidón;
  • si se forman con epiclorhidrina, obtenesmos el éter glicérido de dialmidón y
  • si se forman con anhídrido adípico, obtenemos el adipato de dialmidón.

Estas reacciones se llevan a cabo fácilmente por tratamiento con el producto adecuado en presencia de un álcali diluido y modifican muy poco la estructura, ya que se forman puentes solamente entre 1 de cada 200 restos de azúcar como máximo.

Estos almidones entrecruzados tiene como ventajas que dan geles mucho más viscosos a alta temperatura que el almidón normal y se comportan muy bien en medio ácido, resisten el calentamiento y forman geles que no son pegajosos, sin embargo tienen limitaciones como: no resisten la congelación ni el almacenamiento muy prolongado (años, por ejemplo, como puede suceder en el caso de una conserva) además que cuanto más entrecruzado sea el almidón, mayor cantidad hay que añadir para conseguir el mismo efecto, resultando por esta razón más caros 9.

Otra modificación posible es la formación de ésteres o éteres de almidón (substitución). Cuando se hace reaccionar el almidón con anhídrido acético se obtiene el acetato de almidón hidroxipropilado y si se hace reaccionar con tripolifosfato el fosfato de monoalmidón . Estos derivados son muy útiles para elaborar alimentos que deban ser congelados o enlatados, formando además geles más transparentes 9.

En aplicaciones para alimentos, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) sólo permite almidones con bajo grado de substitución 5.

Pueden obtenerse derivados que tengan las ventajas de los dos tipos efectuando los dos tratamientos, entrecruzado y substitución. También se utilizan mezclas de los diferentes tipos.

Otro tipo de modificación es cuando se someten las harinas a un tratamiento térmico con vapor de agua (harinas vaporizadas) para modificar las características del almidón y de la proteína, el almidón se convierte en pregelatinizado, que tiene como características que es de dispersión instantánea en agua, la proteína se hidrata y se inactivan los microorganismos y las enzimas, esto permite que la viscosidad de las pastas no disminuye como en las harinas nativas 5.

Para extender la utilización del almidón en aplicaciones industriales, se están desarrollando almidones granulares solubles en agua fría (AGSAF). Éstos confieren propiedades funcionales importantes a muchos alimentos instantáneos, tales como una mayor viscosidad, textura suave y propiedades similares a las de los almidones pre y gelatinizados 21. Los AGSAF se pueden producir por un tratamiento del almidón en una solución acuosa de alcohol, con alta temperatura y presión 22, mediante un proceso de secado por aspersión en un sistema de doble boquilla y por un tratamiento alcohólico-alcalino, el cual es eficaz con una gran variedad de almidones, resultando viscosidades más altas y una mejor estabilidad al congelamiento-deshielo 21.

  1. Tienen aplicaciones muy amplias, por ejemplo, como espesantes-gelificantes (flanes, natillas, puddings, sopas); retención de agua (cárnicas); recubrimiento (confitería); sustitutos de grasa y gelatina, pastelería, etc.

    Los almidones modificados pueden además ser utilizados en la fabricación de helados, conservas y salsas espesas del tipo de las utilizadas en la cocina china.
    En algunos países como España se limita el uso de los almidones modificados solamente en la elaboración de yogures y de conservas vegetales 9.

    Un ejemplo de almidón modificado es: Almidón de trigo modificado "PS" el cual tiene aplicaciones como agregado en seco durante el mezclado a una dosis de 1,5 al 3 % de pasta total, al ponerse en contacto con el agua fría o con la humedad del producto genera una estructura de gel. Ayuda a ligar la carne reteniendo a la vez humedad y jugos.

    Por tratarse de un almidón precocido, mejora las actividades bacterianas y enzimáticas naturales, acelerando tanto el proceso fermentativo como el secado en estufas. Esto significa menor tiempo de proceso, más rendimiento y mejor calidad 23.

  2. Ejemplos y Aplicaciones
  3. Valor nutricional.

Los almidones modificados se metabolizan de una forma semejante al almidón natural, rompiéndose en el aparato digestivo y formando azúcares más sencillos y finalmente glucosa, que es absorbida. Aportan por lo tanto a la dieta aproximadamente las mismas calorías que otro azúcar cualquiera 9.

Algunos de los restos modificados (su proporción es muy pequeña, como ya se ha indicado) no pueden asimilarse y son eliminados o utilizados por las bacterias intestinales 9.

CONCLUSIONES

  • El maíz y el trigo son los principales cereales utilizados para la obtención de almidones.
  • La proporción de amilasa/amilopectina determina las propiedades funciones de los almidones.
  • El método de obtención de almidón de maíz es la molienda húmeda a partir del grano entero, mientras que el almidón de trigo es obtenido a partir de las harinas de este cereal.
  • En la actualidad los almidones nativos se modifican por métodos físicos, químicos y enzimáticos para obtener almidones modificados con el objetivo de ampliar la gama de aplicaciones en la alimentación.
  • La importancia del almidón en la industria de alimentos consiste en que constituye una excelente materia prima para modificar la textura y consistencia de los alimentos.

NOTAS.

1- Rydings, Mari. Fundamentos de la harina de trigo. BSIMagazine.com [Online]. 01 August 2002. [Octubre 2006]. Disponible en: < http://www.bsimagazine.com/Feature_Stories>.

2- Calvo, Miguel. Estructura del almidón. [Online]. [Octubre 2006]. Disponible en:

<http://www.milksci.unizar.es/bioquimica/temas/azucares/almidon.htm>

3- Ellis, R. Cochrane, M. y Col. Starch production and industrial use, J Sci Food Agric. 1998, 77, 289 .

4- Agricultura. [Online]. FAO, 1998. [Octubre 2006]. Disponible en: <http://www.fao.org/ag/esp/revista/9809/spot3.htm>.

5- Bello, L. Contreras, S. y Col. Propiedades químicas y funcionales del almidón modificado de Plátano musa paradisíaca l. (var. Macho). Agrociencia. [Online]. Marzo-Abril. Vol. 36, 002 [Octubre 2006]. Disponible en: < http://redalyc.uaemex.30230236204.pdf>

6- French, D.. Organization of starch granules. In: Starch: Chemestry and Tecnology. Academic Press. 1984. pp: 183-247

7- Biliaderis, C.G.. The structure and interactions of starch with food constituents. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. Pp 60-78. 1991

8- Almidones. [Online]. [Octubre 2006]. Disponible en: <http://www.cpimex.com>

9- Los espesantes. [Online]. [Octubre 2006]. Disponible en:<http://www.pasqualinonet.com>

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19- Almidones modificados. [Online]. Última actualización: 1 de abril del 2002 [Octubre 2006]. Disponible en: <http://www.berlin/und/mehr>

20- Aditivos alimentarios. [Online]. [Octubre 2006]. Disponible en :<http://bioaplicaciones.galeon.com/Der.html>

21- Chen, J. Jane, J. Preparation of granular cold-water-solu-ble starches prepared by alcoholic-alkaline treatment. Cereal Chemistry 71: 618-622 1994.

22- Eastman, J. E. Moore, C. O. Cold water soluble granular starch for gelled food composition. U.S. Patent 4465702. 1984

23- Almidón de trigo modificado "PS". [Online]. [Octubre 2006]. Disponible en: <http://www.universoindias.com>.

BIBLIOGRAFÍA.

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  • Van Der Bij, J.. The analysis of starch derivatives. In: Examination and Analysis of Starch. Radley, pp: 189-213,1976.

 

 

Lic. Estela Guardado Yordi*,

otros autores:

Lic. Taimy Hernández Sariego,

Ing. Marbelis Castellanos Sariego.

*País: Cuba.

Biografía del autor:

Graduada de Licenciatura en Ciencias Farmacéuticas en la Universidad de Camagüey en el año 1997, actualmente es Profesora Asistente de la Universidad de Camagüey. Trabajó como Farmacéutica Clínica en el Grupo Multidisciplinario de Farmacoepidemiología perteneciente al Ministerio de Salud Pública de la Provincia de Camagüey durante el período 1997-2000, momento a partir del cual comienza a trabajar en la Universidad de Camagüey como profesora en la Facultad de Química en la carrera de Licenciatura en Ciencias Farmacéuticas impartiendo docencia de las materias Farmacocinética y Biofarmacia, período en el que imparte cursos de Postgrados de la temática Cronofarmacobiología, Farmacocinética clínica, Gestión de Información de temas de salud y farmacia, coordina el Diplomado de Farmacocinética Clínica dirigido a especialistas farmacéuticos de la Comunidad. En el año 2004 se integra como docente de la Lic. en Ciencias Alimentarias donde imparte docencia de las asignaturas Introducción a la Especialidad, en estos momentos cursa la Maestría "Ciencia y Tecnología de los Alimentos " liderada por el Instituto de Farmacia y Alimentos de la Universidad de la Habana.


Partes: 1, 2


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