¡Descarga POLISACÁRIDOS: ALMIDÓN y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!
sencia de la primera provoca que la harina de este cereal absorba mayor cantidad de agua, lo cual reduce el tiempo de amasado y mejora el volumen y la textura del pan de trigo. Cuando aumenta el contenido de hemicelulosas insolubles, la calidad global de los productos de la panificación tiende a reducirse. Estos hidratos de carbono presentan diferentes capacidades de hidratación o retención de agua; por ejemplo, la hemicelulosa proveniente de los frijoles tiene un valor de 3.3 g de agua por gramo de polímero, mientras que el valor de la col es de 12 g y el del trigo de 22.8 g. Se considera que por esta razón los dos últimos alimentos tienen la capacidad de formar grandes volúmenes de bolo, que ayudan a efectuar la defecación más fácilmente.^69 Las hemicelulosas tienen una alta habilidad de absorber agua, razón por la cual se dice que son solubles; al absorber agua en los intestinos ayudan a la formación de heces y a la mejor y más fácil eliminación de éstas, por lo que son ingredientes en la manufactura de varios productos farmacéuti- cos para este propósito.
2.11.3 Almidón
Este carbohidrato ha sido parte fundamental de la dieta del hombre desde la prehistoria, además de que se le ha dado un gran número de usos industriales. Después de la celulosa, es probablemente el polisacárido más abundante e importante desde el punto de vista comercial. Se encuentra en los ce- reales, los tubérculos y en algunas frutas como polisacárido de reserva energética. Su concentración varía según el estado de madurez de la fuente; el caso del plátano es una señal muy clara en este sen- tido: en estado verde o inmaduro, el almidón constituye la mayor fracción de los hidratos de carbono, ya que los azúcares son muy escasos; a medida que la fruta madura, el polisacárido se hidroliza por la acción de las amilasas, y mediante otros sistemas enzimáticos se sintetizan la sacarosa y la fruc- tosa que se encuentran cuando llega a la plena maduración (cuadro 2.15). Desde el punto de vista químico, el almidón es una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la amilosa y la amilopectina; el primero es producto de la condensación de D-glucopiranosas por me- dio de enlaces glucosídicos a(1,4), que establece largas cadenas lineales con 200-2 500 unidades y pesos moleculares hasta de un millón; es decir, la amilosa es una a-D-(1,4)-glucana, cuya unidad repetitiva es la a-maltosa. Tiene la facilidad de adquirir una conformación tridimensional helicoidal (figura 2.21), en la que cada vuelta de la hélice consta de seis moléculas de glucosa.
CUADRO 2.15 Cambios en la composición del plátano durante la maduración Color Características Almidón Azúcares
1 Verde 21.5-19.5 0.1-2. 2 Verde con huellas de amarillo 19.5-16.5 2.0-5. 3 Más verde que amarillo 18.0-14.5 3.5-7. 4 Más amarillo que verde 15.0-9.0 6.0-12. 5 Sólo puntas verdes 10.5-2.5 10.0-18. 6 Todo amarillo 4.0-1.0 16.5-19. 7 Pequeñas áreas de color café 2.5-1.0 17.5-19. 8 Grandes áreas de color café 1.5-1.0 18.5-19.
2.11 Polisacáridos • 81
82 • Hidratos de carbono
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
OO
O
O
O
CH 2 OH O
HO HO
O 1
4 CH 2 OH
HO HO
O
O O
O
(^1)
4
(^6) CH 2
HO HO
O
O
O
O
1
4 CH 2 OH
HO HO
O 1
4
CH 2 OH
HO HO
O
1
4
(a)
(b)
Figura 2.21 (a) enrollamiento helicoidal de la amilosa; (b) estructura química de la amilopectina.
84 • Hidratos de carbono
La estructura rígida de los gránulos está integrada por capas concéntricas de amilosa y de amilo- pectina (distribuidas radialmente) que permanecen inalterables durante la molienda, el procesamiento y la obtención de los almidones comerciales. Estos cuerpos son birrefringentes, es decir, tienen dos índices de refracción, por lo cual cuando se irradian con luz polarizada desarrollan la típica “cruz de malta”; esto se debe a que dentro del gránulo se localizan zonas cristalinas de moléculas de amilosa ordenadas paralelamente a través de puentes de hidrógeno, así como zonas amorfas causadas princi- palmente por la amilopectina, que no tienen la posibilidad de asociarse entre sí o con la amilosa. Por esta razón, los gránulos que contienen una proporción grande de la fracción ramificada no presentan birrefrigencia; esta característica, al igual que su espectro de rayos X, se pierde cuando los gránulos alcanzan la gelatinización.
2.11.3.1 Obtención del almidón
Uno de los métodos para obtener almidón de manera comercial consiste en la llamada molienda hú- meda de maíz, en la que intervienen los siguientes pasos: Se limpian los granos y se maceran en agua de 24 a 48 horas a 50ºC (se puede añadir entre 0. y 0.2% de anhídrido sulfuroso como agente microbiano); en esta etapa el maíz absorbe agua hasta alcanzar un contenido de 45 a 50%, con lo cual se ablanda el grano y se facilita su trituración; duran- te este proceso se desprende el germen, que se recupera por flotación o mediante un sistema de hidrociclones. La suspensión resultante se muele y se filtra, y el almidón se separa de las proteínas por diferencia de densidades. La fracción que contiene el polisacárido se purifica hasta reducir su contenido de proteínas a un valor menor de 0.3%; posteriormente se concentra y se seca por méto- dos como el de tambor rotatorio o el de aspersión. Los subproductos también tienen un alto valor comercial, ya que el germen se usa para la extrac- ción de aceite comestible, y el gluten, rico en proteínas, para el consumo humano y animal.
2.11.3.2 Gelatinización
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, debido a que su estructura está altamente orga- nizada y a que presenta una gran estabilidad por las múltiples interacciones que existen con sus dos polisacáridos constituyentes; sin embargo, cuando se calientan empieza un proceso lento de absorción de agua en las zonas intermicelares amorfas, que son las menos organizadas y las más accesibles, ya que los puentes de hidrógeno no son tan numerosos ni rígidos como en las áreas cristalinas. A me- dida que se incrementa la temperatura, se retiene más agua y el gránulo empieza a hincharse y a au- mentar de volumen, fenómeno que puede observarse en el microscopio, sin que se presente un aumento importante en la viscosidad; una vez que la parte amorfa se ha hidratado completamente, la cristalina inicia un proceso semejante, pero para esto se requiere más energía. Al llegar a ciertas temperaturas —normalmente cercanas a 65°C, aunque dependen de cada tipo de almidón—, el gránulo alcanza su volumen máximo y pierde tanto su patrón de difracción de rayos X como la propiedad de birrefringencia; si se administra más calor, el gránulo hinchado, inca- pacitado para retener el líquido, se rompe parcialmente y la amilosa y la amilopectina, fuertemente hidratadas, se dispersan en el seno de la disolución. En este punto se pierden la estructura original y la birrefringencia del gránulo; esto va aunado a un aumento de la viscosidad. Aproximadamente 30% de la amilosa se encuentra en solución. A todo este proceso se le llama gelatinización, y es una tran- sición de un estado ordenado ( vg. la estructura cristalina) a otro desordenado en el que se absorbe ca-
lor. Es decir, la gelatinización transforma los gránulos de almidón insolubles en una solución de las moléculas constituyentes en forma individual.^111 La cinética de la gelatinización del almidón de la papa se ha estudiado aplicando la técnica ana- lítica de calorimetría diferencial de barrido. Con ella se ha encontrado que existen dos constantes de velocidad, dependientes de la temperatura, que son un reflejo de la presencia de las zonas amorfa y cristalina.^118 Por otra parte, esta transformación sigue una cinética de pseudo-cero orden cuando se efectúa mediante la extrusión, en cuyo caso la velocidad está en función de la temperatura y de la humedad; con este sistema también se ha comprobado que los almidones céreos (1% amilosa) gela- tinizan más fácilmente que los normales (30% amilosa), pues existen menos zonas cristalinas.^24 Para visualizar mejor este fenómeno, la figura 2.22 muestra esquemáticamente el aumento de volumen de los gránulos contra el aumento de la viscosidad de la dispersión acuosa. Una vez que los gránulos se rompen, la viscosidad se reduce hasta alcanzar un valor estable en el que se genera un gel cuyas características físicas y químicas son diferentes según el almidón de que se trate. Esta re- presentación simple se transforma en la curva que se obtiene del amilograma correspondiente, y que se muestra en la figura 2.23. La temperatura de gelatinización es aquella en la que se alcanza el máximo de viscosidad y se pierden la birrefringencia y el patrón de difracción de rayos X; esta temperatura es en realidad un in- tervalo, ya que los gránulos tienen diferente composición y grado de cristalinidad aunque provengan de la misma fuente botánica, lo que provoca que unos sean más resistentes que otros. Por esta razón se llega a presentar una diferencia de 8 a 12ºC, teniendo como promedio 10°C entre la temperatura de gelatinización de los primeros gránulos y la de los últimos. Este parámetro también se ve muy afectado por la presencia de diversos compuestos químicos que favorecen o inhiben los puentes de hidrógeno.^59 La determinación de la temperatura de gelatinizacion se puede lograr con el microscopio Kofler de luz polarizada, el cual consta de una placa cuya temperatura se regula y sobre la cual se colocan
2.11 Polisacáridos • 85
viscosidad
temperatura
gránulos de almidón
dispersión de almidón
Figura 2.22 Gelatinización del almidón; los gránulos se hinchan y retienen un máximo de agua hasta que se rompen y pro- ducen una dispersión de moléculas de amilosa y amilopectina.
trogradación, lo cual se relaciona con su contenido de amilosa: es más difícil que la amilopectina la desarrolle, debido a que sus ramificaciones impiden la formación de puentes de hidrógeno entre moléculas adyacentes; sin embargo, si las soluciones de almidón se congelan y se descongelan con- tinuamente, se produce su insolubilización. Las fracciones de amilosa o las secciones lineales de amilopectina que retrogradan, forman zonas con una organización cristalina muy rígida que, para romperse y permitir la gelatinización del almidón, requiere alta energía.
2.11 Polisacáridos • 87
poder de hinchamiento
50 60 70 80 90 temperatura de extracción
a
b (^) c
d
e
Figura 2.24 Intensidad de hinchamiento de varios almidones comerciales: a) papa; b) tapioca; c) sorgo céreo; d) sorgo cé- reo modificado, y e) maíz.
solución
rápida
lenta
(^) precipitado
gel
Figura 2.25 Mecanismos de retrogradación del almidón.
La retrogradación se relaciona de manera directa con el envejecimiento del pan; originalmente se pensaba que la modificación de este alimento se debía a la facilidad de la amilosa para retrogradar y formar zonas cristalinas, pero después se encontró que también la amilopectina ejerce un efecto decisivo. Durante el cocimiento del pan, parte de la amilosa se difunde fuera del gránulo y retrograda en el momento de su enfriamiento, de manera que los restos de gránulos (ahora ricos en amilopecti- na) se ven rodeados por moléculas del polímero lineal; se considera que el envejecimiento se debe básicamente a la asociación de las cadenas de amilopectina que permanecen en el gránulo hinchado después de haber perdido parte de la amilosa. En el pan fresco, el polímero ramificado tiene todas sus ramas completamente extendidas, mientras que en el pan duro están retrogradadas, unidas entre sí y sin el agua original (figura 2.26). De acuerdo con este mecanismo, los emulsionantes inhiben este fenómeno porque interaccionan con la amilosa dentro del gránulo y evitan su difusión, lo que trae consigo que la amilopectina no se concentre y se exponga a la retrogradación.92, 135 El envejecimiento del pan puede hacerse reversible con calor húmedo, siempre y cuando el al- midón no se encuentre en un estado muy avanzado de retrogradación. Las enzimas amilolíticas del sistema digestivo del humano no atacan las zonas cristalinas que se producen y, en este sentido, se reduce el valor calórico de los alimentos que las contienen. Se ha visto que la retrogradación del almidón se ve afectada por el tipo y concentración del hidrocoloide con que se haya mezclado.4, 175^ El estudio de diferentes tipos de almidones y de las con- diciones que afectan la gelatinización y retrogradación de los mismos,50, 53, 78^ han permitido deter- minar los factores que favorecen la resistencia durante la gelatinización o la retrogradación.^54
2.11.3.4 Productos derivados del almidón
A partir de este hidrato de carbono se obtienen distintos derivados, como la glucosa, las dextrinas y los almidones modificados, todos ellos ampliamente usados en la elaboración de un gran número de alimentos, e incluso en muchas otras industrias de productos no comestibles.^170
88 • Hidratos de carbono
cocimiento enfriamiento
masa estufa
envejecimiento recalen- tamiento
pan fresco pan duro
Figura 2.26 Función de las fracciones del almidón en el envejecimiento del pan sin emulsionantes.^135
Fluidización (o hidrólisis) por ácidos. Los almidones llamados fluidizados se logran calentan- do una suspensión al 40% a < 55ºC en presencia de HCl o de H 2 SO 4 0.1N durante un tiempo que puede variar entre 10 y 20 horas para lograr la viscosidad deseada. Como no se alcanza la tempera- tura de gelatinización, el ácido sólo hidroliza las regiones amorfas del gránulo y muy poco o nada las cristalinas, por lo que la amilopectina es la más afectada; después se neutraliza con NaOH, se filtra, se lava y se seca. Este tipo de almidones forma pastas que, en caliente, tienen poca viscosidad, y sus geles son débiles; se usan en la industria de caramelos cuando se desea lograr texturas gomosas. Eterificación. Esta reacción se efectúa a 50ºC con óxido de propileno, el cual forma enlaces éter con los OH del almidón, y alcanza un grado de sustitución de 0.05 a 0.10; esto provoca una reduc- ción en la temperatura de gelatinización y de la tendencia de las pastas a la retrogradación.
O CH 2 –CH–CH 3 óxido de propileno Esterificación. Esta modificación se lleva a cabo con anhídridos orgánicos e inorgánicos, o con sales ácidas de orto , piro y tripolifosfatos, que reaccionan con los OH y forman uniones éster. Entre los más comunes están los derivados fosfato que se producen por calentamiento de 55 a 60ºC duran- te una hora y alcanzan un grado de sustitución < 3. Este tipo de almidón tiene menor temperatura de gelatinización, se hidrata más fácilmente, sus pastas transparentes son viscosas y no presentan retro- gradación; por su estabilidad a los ciclos de congelamiento-descongelamiento, se emplean en la ela- boración de alimentos congelados.
Enlaces cruzados (o sustitución de enlaces). Esta reacción es de esterificación, pero de dos ca- denas unidas por un grupo funcional, como un éster fosfato. Se hace reaccionar una suspensión de almidón con trimetafosfato de sodio, o con oxicloruro de fósforo, que establecen enlaces intermo- leculares que refuerzan el gránulo. Las pastas de estos derivados presentan alta estabilidad a la agi- tación y al calentamiento, incluso en medio ácido, por lo que se emplean en alimentos que requieren esterilización o que tienen un pH bajo; además, son buenos espesantes y estabilizadores, no retrogra- dan ni gelifican, y su sinéresis es mínima. Entre las reacciones de substitución están las reacciones con difosfatos, con ácido adípico o con agentes monofuncionales para producir acetatos de almidón, succinatos de almidón y derivados hidroxipropilos (óxido de propileno, anhídrido acético).
90 • Hidratos de carbono
NaO
ONa
P P P^ P^ P
O O
O OH
O O O NaO O O ONa ONa ONa
ONa
OH pirofosfato ácido de sodio tripolifosfato de sodio
O
O O O O O ONa ONa
P ONa
P P
trimetafosfato de sodio
Oxidación. Se efectúa con diferentes agentes químicos, pero el más empleado es el hipoclorito de sodio. La oxidación de algunos OH se hace al azar y da lugar a grupos carboxilo, además de que existe cierto grado de hidrólisis. Debido a lo voluminoso de dichos grupos, se inhibe —por impedi- mentos estéricos— la unión de cadenas lineales y, por consiguiente, la retrogradación. Estos almi- dones adquieren una temperatura de gelatinización y viscosidad menores, pero esta última disminuye rápidamente con el calentamiento y la agitación, generando unas pastas fluidas de gran transparencia.
2.11.3.5 Interacción del almidón con otros constituyentes
Este polisacárido influye definitivamente en las propiedades sensoriales de los alimentos, mismas que están determinadas por las interacciones que tenga con los otros componentes; aunque la forma precisa y el mecanismo de estas interacciones no son totalmente conocidos, sus efectos se pueden observar fácilmente. La influencia del agua, las sales, las proteínas, etc., hace que este hidrato de carbono pueda cambiar su temperatura y su velocidad de gelatinización, así como otras características. A continuación se discuten los principales agentes que modifican la gelatinización del almidón. Agua. Uno de los principales factores que afectan las propiedades funcionales de estos políme- ros es la cantidad de agua con la que pueden reaccionar; la intensidad y el grado de hinchamiento están en función directa de la concentración de este disolvente, de manera que la adsorción se faci- lita a medida que aumenta la concentración. Durante la manufactura del pan se requiere cierta pro- porción de agua para que las moléculas de almidón puedan expandirse libremente y contribuyan a la viscosidad de la masa antes del horneado. Azúcares y sales. La presencia de glucosa y sacarosa ejerce una competencia por el agua de hi- dratación, lo que trae consigo cambios en las propiedades reológicas del almidón, ya que reducen la velocidad de la gelatinización y la viscosidad final. En este sentido, los disacáridos son más activos que los monosacáridos, lo cual se ha comprobado en la manufactura de productos de repostería, toda vez que la fructosa ejerce menor efecto que la glucosa y ésta, a su vez, menor que la sacarosa.^113 El hecho de que una mezcla de almidón y sacarosa absorba menos agua que la calculada matemática- mente, es un reflejo de la interacción que existe y que hace que el polímero no desarrolle toda su ca- pacidad de hidratación.^36 Algunas sales aceleran la velocidad de gelatinización, mientras otras la reducen; la figura 2. muestra el efecto de las sales de la leche en la viscosidad del polímero: la diferencia de viscosidades
2.11 Polisacáridos • 91
300
200
100
viscosidad, unid. Brabender^75 85 95 temperatura oC
A
B
C
Figura 2.27 Efecto de la lactosa y de las sales de la leche en la viscosidad del almidón: a) en agua; b) en 5% de lactosa, y c) en un sistema libre de proteínas.^113
Se pueden distinguir dos clases principales de sustancias pécticas: los ácidos pectínicos, que tienen una pequeña porción de sus ácidos poligalacturónicos como ésteres metílicos, y los ácidos pécticos, que sólo contienen moléculas de ácido poligalacturónico libre de esterificación. Por defi- nición, las pectinas son ácidos pectínicos con diferentes grados de esterificación y neutralización, que pueden contener de 200 a 1,000 unidades de ácido galacturónico. Existen otros compuestos de este tipo, las protopectinas, altamente esterificadas con metanol y muy insolubles en agua, que se encuentran en los tejidos inmaduros de los frutos y son responsables de su textura rígida; sin embargo, la acción de la enzima protopectinasa hace que se conviertan en pectinas solubles o ácido pectínico, en un proceso que ocurre durante la maduración y que trae consigo el ablandamiento del fruto. En la literatura se describen diversos métodos analíticos para determinar el grado de esterifica- ción, como por ejemplo, mediante el uso de espectroscopia en el infrarrojo; sin embargo, en el nivel práctico industrial se hacen pruebas más sencillas, como la titulación de los grupos carboxilo libres antes y después de la hidrólisis del enlace metílico; otra manera de cuantificar —basada en el poder de gelificación—, consiste en determinar los gramos de sacarosa en solución de 63º Brix, para que con un gramo de pectina se establezca un gel consistente.62, 107, 108 De todas estas sustancias, las pectinas son las más abundantes e importantes, están en mayor cantidad en los frutos inmaduros y especialmente en algunos tejidos suaves, como en la cáscara de los cítricos (naranja, limón, toronja, lima), en las manzanas, las peras, etc.^108 Aun dentro del propio vegetal existe una distribución de las pectinas; las más esterificadas están en la parte más interna, y las menos esterificadas en la periferia. Excepto en algunos productos como la remolacha y la es- pinaca —cuyas pectinas contienen una pequeña fracción de ácido ferúlico (0.6%) unido a los gru- pos no reductores^52 y en otras frutas y hortalizas, la mayoría de estos polímeros están constituidos de manera exclusiva por residuos parcialmente esterificados de ácido galacturónico.
2.11 Polisacáridos • 93
viscosidad Brabender a 50
oC
pH
a
b
c
9 8 7 6 5 4 3
Figura 2.28 Efecto del pH en la viscosidad de algunos almidones: a) maíz; b) papa, y c) sorgo.
La funcionalidad de una pectina, y por ende su posible aplicación, dependen de factores intrín- secos como su peso molecular y su grado de esterificación (que a su vez dependen de la materia pri- ma, de las condiciones de su fabricación, etc.), y por factores extrínsecos, tales como el pH, las sales disueltas y la presencia de azúcares.^163 La viscosidad de sus dispersiones, al igual que la de otros polisacáridos, se incrementa a medida que aumenta el peso molecular; en el caso de las pecti- nas, la viscosidad es mayor cuanto más se incrementa el grado de esterificación. Las pectinas desempeñan un papel muy importante en la industrialización de las frutas, como la elaboración de jaleas (manufacturadas con pectinas de bajo grado de esterificación), gelatinas (con pectinas de alta esterificación) o geles similares73, 98, 108^ y, sobre todo, en lo relacionado con la ela- boración de bebidas. La expresión de la naranja produce un jugo cuyas partículas en suspensión son de tejido desintegrado compuesto de fibra celulósica y pectinas, además de pequeños glóbulos de lí- pidos que contienen carotenoides y aceites esenciales; la turbidez, la viscosidad y el “cuerpo” de este jugo se dan debido a un sistema coloidal que depende de la concentración y del grado de poli- merización de la pectina, así como del pH y de las sales disueltas en el medio; de estas características depende que el consumidor acepte el producto o no, de manera que aquel que está clarificado no tie-
94 • Hidratos de carbono
HO
HO
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
OH
OH OH
O O O O O O
O n
O O
COOCH 3
COOCH 3
COOCH 3
COOH
COOX
Estructura de las pectinas: X puede ser H o CH 3
Por su parte, las pectinas de alto metoxilo gelifican dentro de un intervalo de pH de 2.0 a 3.5 y con 60 a 65% de sacarosa. Mediante estudios de difracción de rayos X se ha comprobado que los ge- les integrados de esta manera se estabilizan mediante un gran número de enlaces débiles;^162 los car- boxilos se encuentran protonados y crean puentes de hidrógeno entre sí o con los hidroxilos de una molécula vecina de pectina o del disacárido. La adición del azúcar ejerce un efecto “deshidratante” sobre los polímeros, lo que ocasiona que se favorezcan las interacciones polisacárido-polisacárido de manera hidrófoba,^109 y se cree una estructura tridimensional que rodea las moléculas de sacarosa al- tamente hidratadas.
96 • Hidratos de carbono
COO–^ ... Ca++^...... – OOC
COOCH 3 CH 3 OOC
COO–^...^ Ca++^...... – OOC
COO–^... Ca++^...... – OOC
COO–^... Ca++^...... – OOC
COOCH 3.......... CH 3 OOC
COO–^ – OOC
COOCH 3.......... CH 3 OOC
COOCH 3.......... CH 3 OOC
COOCH 3.......... CH 3 OOC
pectina pectina pectina pectina
(a) (^) (b)
(c)
OH^
OH^
OH
OH^
OH^
OH^ OH OH
OH
OH (^) OH
OH (^) OH (^) OH
agua
pectina
pectina
Figura 2.29 Gelificación de las pectinas: (a) de bajo metoxilo mediante uniones electrostáticas con iones calcio; (b) de alto metoxilo por puentes hidrófobos de los grupos metilo; (c) estructura tridimensional o gel de las pectinas, cuya unión (círcu- los) es por los mecanismos (a) o (b); los OH del ácido galacturónico quedan libres para retener agua mediante puentes de hidrógeno.
El uso de las pectinas comerciales está ampliamente difundido, ya que se consideran aditivos cuya aplicación responde a lo que se conoce como “buenas prácticas de manufactura”. En ocasiones se emplean en combinación con algunas gomas; cuando esto ocurre llegan a inducirse interacciones de estos dos grupos de polímeros, por lo que su cuantificación se vuelve compleja. Sin embargo, ya hay métodos analíticos que permiten determinar las pectinas en presencia de gomas de tragacanto, karaya, algarrobo o agar.^80
2.11.5 Glucógeno
Es el polisacárido de reserva energética animal más importante, por lo cual también se le conoce co- mo el “almidón animal”. Se encuentra principalmente en el músculo y en el hígado; es un polímero de D-glucosa altamente ramificado. Está formado por cadenas de 8-12 moléculas de glucosa, unidas en enlaces 1-4; a su vez, estas pequeñas cadenas están unidas entre sí por enlaces 1-6, pudiendo for- mar estructuras de hasta 120,000 moléculas.^195 En el nivel de metabolismo se emplea como fuente de glucosa, la que a su vez se usa en la glu- cólisis para producir moléculas de ATP y de ácido láctico. Después del sacrificio de los animales se reduce el pH por efecto de este ácido, lo que trae consigo una contracción muscular y el endureci- miento característico de la carne post-mortem. Del contenido de glucógeno en los animales depende, en gran medida, la calidad de su carne, ya que si no hay glucógeno, no habrá conversión en ácido láctico y el pH no descenderá lo suficiente, haciendo susceptible la carne al ataque microbiano. Por otra parte, esta situación puede dar lugar a una disminución de la retención de agua en la elabora- ción de productos cárnicos, produciendo carne PSE (Pálida, Suave y Exudativa), o DFD (siglas en inglés de Oscura, Firme y Seca).
2.11.6 Gomas
En sus orígenes, este término se refería a los productos de la exudación de algunas plantas y árbo- les; sin embargo, en la actualidad su uso se ha extendido a un grupo muy amplio de polisacáridos de alto peso molecular, que tienen la capacidad de actuar como espesantes y gelificantes, y que presen- tan además algunas propiedades funcionales, como emulsificación, estabilización, crioprotección, etc.58, 88, 148 De acuerdo con lo estudiado en secciones anteriores, muchos polímeros naturales (almidón, pec- tinas y celulosas) tienen algunas características propias de las gomas, por lo que hay autores que los incluyen en la clasificación general de estas últimas (cuadro 2.17); se observa entonces que existen gomas naturales, semisintéticas y sintéticas. Las gomas semisintéticas se elaboran a partir de un polímero natural que se somete a alguna transformación física o química; en esta categoría están los almidones modificados, al igual que los distintos derivados celulósicos (sección 2.11.1). Las gomas sintéticas son polímeros vinílicos y acríli- cos que hasta la fecha no están aprobadas para el consumo humano, aunque presentan muchas de las propiedades de las naturales. En esta sección sólo se estudiarán aquellas gomas naturales de importancia que no hayan sido revisadas anteriormente, y la de xantano, que se considera semisintética. Todas ellas forman parte de la fibra cruda, ya que el organismo humano está incapacitado para metabolizarlas por carecer del sis- tema enzimático necesario; son heteropolisacáridos que pueden ser iónicos, neutros, lineales, rami- ficados, etc. Su característica más importante se basa en la capacidad que tienen para interactuar con
2.11 Polisacáridos • 97
