Polisacáridos Polisacáridos Polisacáridos Almidón
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Polisacáridos Polisacáridos formados por la unión de muchos monosacáridos (puede variar entre 11 y varios miles), mediante enlace O - glucosídico, con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. pesos moleculares muy elevados, bajo poder reductor funciones: reserva energética enlace α-glucosídico función estructural: enlace β-glucosídico Polisacáridos Glucógeno Almidón Celulosa Hemicelulosa Quitina Pectinas Gomas Almidón 1 Almidón Fuentes homopolisacárido de reserva Raíces y tubérculos El almidón y productos de la hidrólisis proveen el 70-80% de las calorías en la dieta Micrografías de gránulos de almidón papa papa, batata y tapioca Cereales: maíz, maíz céreo, maíz rico en amilosa, trigo, Arroz Almidón maíz Unidades -D glucosa Gránulos chíncharo Aplicaciones adhesivo, ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizante de espumas, agente antienvejecimiento de pan, gelificante, glaseante, humectante, estabilizante, texturizante espesante. maíz Almidón Amilosa (lineal) Amilopectina (ramificada) Unidades -D glucosa Amilosa (lineal) Amilopectina (ramificada) capas alternadas de regiones cristalinas y no cristalinas 2 Birrefringencia AMILOSA Bajo la luz polarizada desvían la luz en dos direcciones formando una cruz Glucosa α(1,4) cadenas lineales con 200 - 2500 unidades unidad repetitiva α - maltosa. Esta característica se pierde durante la gelificación Amilosa Amilosa hidrofílica -D glucosa α(1,4) CH2OH CH2 OH O O OH OH OH O OH hidrofóbica OH OH 6 unidades por vuelta Amilosa La mayoría de los almidones contienen 25% de amilosa. Los dos almidones de maíz ricos en amilosa que existen comercialmente poseen 52% y 70-75%. AMILOPECTINA Polímero ramificadocada 15 25 unidades de glucosa. enlaces α - -D (1,6), - -D (1,4) y α α - -D (1,3) PM ~ 200 millones Da 3 Amilopectina Amilopectina constituye el 75% del almidón común almidones céreos están constituidos exclusivamente por amilopectina La amilopectina de papa es la única que posee grupos fosfato unidos O-6 y O-3. Relación amilosa/amilopectina <30% de amilosa Forma molecular Maíz Maiz rico en amilosa Maíz céreo Arroz papa trigo amilosa amilopectina 27 55-80 0-1 17 22 24 73 20-45 99-100 83 78 76 Gránulo de almidón amilosa amilopectina Lineal-helicoidal ramificado 106 Peso molecular retrogradación viscosidad Da 108 Da rápida lenta 500-1000 cm3/g 90-150 cm3/g azul roja fuerte débil Coloración con yodo Propiedades de película gelificación Tg Amilosa y amilopectina libres al romperse el granulo y forman una red viscosidad Capas concéntricas birrefringencia Alta densidad Insoluble en agua fría El granulo pierde birrefringencia temperatura 4 Cinética de gelificación de gránulos de almidón Temperatura de gelificación 70ºC % amilosa 60ºC viscosidad arroz 30ºC 90ºC temperatura Retrogradación 14-32 Forma granulo poliédrico Tamaño (µm) 3-8 Tg (°C) 61-78 Maiz céreo 0 -1 poliédrico 63-72 Maíz 27 5-25 62- 87 Trigo 24 angular esférico esférico 11- 41 58-64 papa 23 elíptico 15-100 58-66 Hidrólisis de almidón Reordenamiento de amilosa y amilopectina y pérdida de agua Liberación de carbohidratos fermentables la cocción facilita la hidrólisis enzimática Relacionado con procesos de envejecimiento de pan y sinéresis α y β amilasas La amilopectina retrograda lentamente rompen enlace α(1,4) productos de hidrólisis difieren mutarrotación Almidones céreos retrogradan lentamente α Amilasas β-amilasa Saliva, jugo pancreático Contienen Ca o Zn pH óptimo 5-6 Glu - glu - glu - … .-glu - glu - glu - glu Endoamilasa Libera Vegetales superiores (papa y granos) Exohidrolasa específica para el penúltimo enlace α(1,4) del extremo no reductor Glu - glu - glu - glu… glu - glu - glu Productos maltosa y -D glucosa y polisacaridos de cadena corta (DEXTRINA LIMITE) Maltosa y glucosa Dextrina límite 5 Amiloglucosidasa hongos exohidrolasa ataca la última unión glucósidica del extremo no reductor Hidroliza uniones α(1,4), α(1,6) y α(1,3) Baja velocidad Pululanasa específica para uniones α(1,6) Aerobacter aerogenes Libera unidades de glucosa fosforilasa Hidrólisis industrial Almidón Libera glucosa del extremo no reductor Fosforilando en la posición C1 Papas, semillas, Hígado (libera glucosa del glucógeno) Relacionada con: Metabolismo de carbohidratos Cambios durante almacenamiento /maduración Productos del almidón Ac/∆ Dextrinas Grado de hidrólisis = equivalente de dextrosa ED Neutralización enzimas Oligosacáridos = sólidos solubles = azúcares reductores maltosa glucosa Obtención de glucosa Almidón 30 - 40% Jarabes de maíz Mezcla de dextrinas, maltosa, glucosa Dextrinas (no cristalizan) Glucosa Almidón modificado Acido/calor neutralizar/enfriar a, b amilasas y glucoamilasa Jarabe Centrifugación/decoloración Deshidratación glucosa 6 Pirodextrinas o dextrinas pardas 170 - 210°C/7 - 18 horas/ ácido Hidrólisis lenta de α(1,4) Aumenta la ramificación del 3 al 25% Se forman nuevos enlaces α(1,6) y β(1,6) Características: Dextrinas blancas 95-120°C/ ácido Se favorece la hidrólisis en lugar de polimerización Presentan varios colores y viscosidades Elevado peso molecular, oscuros, solubles en agua fría, alta resistencia a enzimas amilolíticas Dextrinas amarillas 150-200°C /Acido baja conc. Almidones modificados Pregelatinizado Fluidizado Eterificación con óxido de propileno Esterificación con polifosfatos Enlaces cruzados Oxidación Entrecruzamiento Sustitución con compuestos que forman enlaces covalentes entre cadenas de almidón trimetafosfato de sodio anhídrido succínico oxicloruro de fósforo no gelifican más resistentes a ácidos y calor 7 Estabilización (acetilación) Prevenir retrogradación durante congelación por adición de grupos: acetilo hidroxipropil Fluidización ácida HCl / H2SO4 hidrólisis parcial sólo regiones amorfas gelifica a menor temperatura geles más firmes Oxidados Incorporación de grupos COOH C=O parcial despolimerización reducción de la viscosidad y de la tendencia a retrogradación Glucógeno Homopolisacárido Unidades α-glucopiranosa, enlaces α 1,4 y α 1,6 Células, hígado y en los músculos. estructura similar a la amilopectina; pero con mayor abundancia de ramificaciones. 50,000 residuos glucosa Celulosa celulosa polisacáridos estructurales, forma la pared celular de la célula vegetal. constituida por unidades de glucosa, unidas por enlace β(beta) inatacable por las enzimas digestivas humanas, Constituye la fibra cruda 8 Celulosa •Homopolisacárido •Unidades β glucopiranosa, enlaces β 1,4 •Grado de polimerización (DP): residuos de glucosa por cadena 1,000 - 14,000 •pM 162 - 2268 kDa puentes de hidrógeno intrarmoleculares •O-4 y O-6 •O-3 y O-5 Celulosa Las cadenas se orientan en forma paralela en la dirección de la fibra Unidas por puentes de hidrógeno intermoleculares Interacciones hidrofóbicas Celulosa Celulosa microcristalina MCC HCl/calor Zona cristalina (60%) Zona amorfa Insoluble en agua Bajo poder de hidratación Celulosa celulosa microcristalina Parcial de-polimerización de zonas amorfas Producto insoluble Estructura fibrosa desaparece pM 30-50 kDa Estable al calor y humedad 9 aplicaciones Carboximetilcelulosa CMC estabilizar espumas y emulsiones Mejora la gelificación y adhesión ingrediente no calórico reemplazando grasas y aceites Evita recristalización en helados CMC NaOH 18% celulosa alcalina celulosa alcalina Ac. Tricloroacético Na CMC Celulosa-O-CH2-CO2-Na+ •Grado de sustitución DS=0.3 - 0 .9, PD=500 - 2000 Metilcelulosas MC La solubilidad y viscosidad dependen del pH grupos carboxílicos ionizados aumentan repulsión entre cadenas adyacentes Forman soluciones viscosas estables Usos Celulosa celulosa alcalina Cloruro de metilo MC celulosa-O-CH3 estabilizar soluciones de proteínas mejora textura y gelificación retarda cristalización inhibe retrogradación Metilcelulosas MC celulosa alcalina Óxido de propileno Cloruro de metilo HPMC celulosa-O-CH2-CHOH-CH3 Soluble en agua Grupos éster restringen solvatación y gelifica al calentar Usos estabilizan espumas y emulsiones Ingredientes no calóricos gelifica formando una barrera hacia el aceite Reducen la adsorción de grasa Mantiene humedad ligante 10 Aplicaciones de derivados de celulosa CMC MC HPMC visc Ret. Gelificación Agua Productos panadería + carnes + Aderezos + Mermelada Jugos + + + + + + + + + + + + + + + + + + helados + cerveza + + + + Gel. por calor + + 11
