2. Hidratos de carbono
Reacciones de Maillard
Condensación azúcar-aminoácido
Formación de estructuras insaturadas por separación de átomos de hidrógeno
Procesos de fisión y degradación
Polimerización para dar lugar a pigmentos melanoidinas
Condensación, en ella reaccionan los grupos carbonilos de los azúcares reductores con los grupos aminos de aminoácidos y proteínas para dar lugar a la formación de carbonilaminas o glicosilaminas N-sustituidas.
El proceso de condensación depende del pH de un modo bastante complejo: la velocidad de la reacción de inhibe por los pH ácidos, mientras que la reacción se acelera por la catálisis acida de los protones
Esta condensación entre grupos carbonilos y aminos implica una menor disponibilidad de muchos aminoácidos alimenticios, asi como una pérdida de solubilidad y digestibilidad de proteínas
El alimento pierde valor nutritivo al quedar no disponibles algunos aminoácidos esenciales como la usina, que tiene un segundo grupo amino libre en posiciñon épsilon o cuando interviene el ácido ascórbico, que pierde su actividad vitamínica con la reacción
Con el tiempo los productos resultantes de la condensación anterior sufren una transposición, de tal modo que si se ha partido de una aldosa aparece una cetosamina y cuando participa una cetosa se origina una aldosamina
Estas transposiciones entre aldosas y cetosas resultan ser el primer paso irreversible de este tipo de alteración
En medio ácido, las osaminas pasar por una enolización en posición 1,2 que conduce a compuestos dicarbonílicos insaturados, poderosos precursores de los polimeros pardos
Una forma de controlar la velocidad de la alteración consiste en seguir mediante espectrofotometría la formación de este compuesto, puesto que se ha encontrado una gran correlación entre dicha velocidad y la intensidad del pardeamiento alcanzado al final del proceso
Mecanismo alternativo que lo constituye la denominada degradación de Stracker, tiene lugar en presencia de ciertos compuestos alfa-dicarbonílicos capaces de interaccionar con los alfa-aminoácidos
En cierto modo, el aminoácido sufre una desaminación y una descarboxilación con formación de un aldehído
Parece que la etapa final entraña un proceso de polimerización en la que estan implicados estos compuestos carbonílicos intermediarios, proceso en el que algunas veces pueden intervenir de nuevo estructuras de aminoacidos
Transposición de los productos condensados
Conjunto de reacciones muy complejas, que conducen a diversos alimentos a la formación de pigmentos pardos o negros con el consecuente cambio en las características organolépticas, especialmente color y olor.
Gelatinización de almidón
El almidón es la mayor reserva de energía en casi todas las plantas encontrándose en semillas, raíces y tubérculos
Quimicamente esta compuesto por dos polisacáridos:
Amilosa:
Cuando se calienta con una cantidad suficiente de agua, el almidón experimenta una transición irreversible orden-desorden llamada gelatinización
Dicho proceso se ha estudido por distintas técnicas, como calorimetría diferencial de barrido (DSC), microscopía óptica y difracción de rayos X
Al hincharse la zona amorfa, se genera un estrés en la zona cristalina de la amilopectina, se disocian las dobles hélices y la integridad del gránulo se rompe
Esto ocurre con un exceso de agua, y se observa como un pico simple, a una temperatura de alrededor de 65°C, dependiendo del almidón, por calorimetría diferencial de barrido.
En condiciones de agua limitante, el pico endotérmico observado por DSC (pico G) se desdobla, y aparece una segunda endoterma, llamada M1.
Una teoría explica este desdoblamiento asignando el primer pico (G) a la gelatinización del almidón, y el segundo (M1) a la fusión de cristales de almidón que no habían gelatinizado por falta de agua.
Tiene que ocurrir dos procesos diferentes para perder la estructura ordenada del gránulo, no necesariamente de forma simultánea:
Pérdida de alineación en las capas de dobles hélices
Cuando el gránulo de alimidón se calienta por encima de la temperatura de gelatinización con un exceso de agua, el gránulo se hincha hasta aumentar varias veces su tamaño inicial debido a la absorción de agua y a la pérdida de la estructura cristalina.
El gránulo se rompe parcialmente y la amilosa se dispera en el seno de la solución
Desplegamiento de las dobles hélices, formando estructuras al azar
Amilopectina:
El gránulo de almidón presenta una estructura semicristalina, exhibiendo birrefringencia cuando se observa al microscopio con luz polarizada con los lentes cruzados
Cuando el almidón gelatiniza, se rompe la estructura del gránulo y se pierde la birrefringencia y su patrón de difracción de rayos X
Retrogradación del almidón
El término “retrogradación” se utiliza para describir los cambios que ocurren cuando se enfría y almacena almidón gelatinizado.
Proceso que incluye gelificación y cristalización , es de mucha importancia en la industria alimentaria por que afecta la textura y digestibilidad de los alimentos ricos en almidón
La amilosa y la amilopectina se reasocian en una estructura ordenada que produce un incremento en la viscosidad, en la firmeza, y un endurecimiento de los sistemas ricos en almidón.
La retrogradación se puede medir por calorimetría diferencial de barrido, propiedades reológicas, y otros métodos.
La retrogradación del almidón interviene en el envejecimiento del pan, que se caracteriza por un cambio en la textura de la corteza y de la miga.
En el pan fresco la corteza es seca, dura y quebradiza, debido a que tanto el almidón como la proteína se encuentran en estado vítreo.
Durante el envejecimiento ,el agua migra de la miga a la corteza, pasando las proteínas y el almidón del estado vítreo al estado gomoso.
Paralelamente se observa un endurecimiento en la miga, el envejecimiento del pan tiene lugar la reorganización tanto de la amilosa como de la amilopectina, aumentando la cristalinidad y por lo tanto de la rigidez de la red
La retrogradación que ocurre en un tiempo corto en el almidón gelatinizado (menos de un día) se atribuye a la formación de geles y estructura cristalina en la fracción de amilosa
5 etapas bien diferenciadas:
Cambios de en la viscosidad de la pasta del almidón por calentamiento y enfriamiento
La viscosidad de la pasta durante la gelatinización se puede monitorear utilizando un viscosímetro
La viscosidad aumenta rapidamente al aumentar la temperatura, mientras el gránulo se hincha, alcanzando un pico máximo cuando hay un balance entre gránulos hinchados y gránulos rotos por agitación
Con agitación continua más gránulos se rompen y fragmentan provocando una disminución de viscosidad
Durante el enfriamiento las moléculas de amilosa que habían salido del gránulo se asocian parcialmente para formar un gel alrededor de los gránulos de almidón (primer paso de la retrogradación)
El almidón gelatinizado es muy poco digerible, mientras que otras formas en las que se encuentra el almidón son muy fáciles de atacar por las enzimas digestivas, a lo que se le llama almidón resistente.
se divide en 4 tipos:
Almidón físicamente inaccesible, atrapado en una matriz celular
Almidón nativo, no gelatinizado
Almidón retrogradado
Almidón modificado químicamente
Complejos del almidón
Las cadenas de amilosa, al ser helicoidales con el interior hidrofóbico, pueden
formar complejos con moléculas lineales.
Los almidones de cereales son los únicos que contienen lípidos endógenos en sus gránulos, principalmente ácidos grasos libres y lisofosfolípidos
Los segmentos helicoidales simples de la molécula de amilosa pueden formar también un complejo con lípidos.
Este complejo se disocia a una temperatura entre 100 y 120°C cuando hay exceso de agua, dando un pico endotérmico por calorimetría
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diferencial de barrido. La disociación de este complejo es reversible, y cuando se enfría el sistema se vuelve a formar
La formación de estos complejos se utiliza en la formulación de pan, agregando ácidos grasos y monoglicéridos a la masa para retardar la retrogradación
