POLISACÁRIDOS UNIDAD III Son polímeros de alto PM formados por más de 20 monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos 1.

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1 POLISACÁRIDOS UNIDAD III Son polímeros de alto PM formados por más de 20 monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos 1

2 CARACTERÍSTICAS: Peso molecular elevado No tienen sabor dulce Pueden ser insolubles o formar soluciones coloidales No poseen poder reductor Bromatología → polisacáridos de plantas relación con la textura 2

3 CLASIFICACIÓN  SEGÚN LA FUNCIÓN BIOLÓGICA DE RESERVA ESTRUCTURALES  SEGÚN LA COMPOSICIÓN HOMOPOLISACÁRIDOS HETEROPOLISACÁRIDOS ALMIDÓN GLUCÓGENO CELULOSA QUITINA ALMIDÓN GLUCÓGENO CELULOSA QUITINA PECTINA AGAR GOMAS 3

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5 ALMIDÓN (homopolisacárido de reserva de los vegetales) Polímero de GLUCOSAS unidas mediante DOS ZONAS enlaces  (1,4). DOS ZONAS: α - AMILOSA Región CENTRAL. Disposición helicoidal. AMILOPECTINA Región exterior de la molécula de almidón. Presenta ramificaciones cada 15-30 restos de glucosa. 5

6 AMILOSA AMILOPECTINA 6

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9 a) El modelo de clúster de amilopectina que muestra tres láminas (marcados con flechas) b) el posible enredo entre una cadena de amilosa (rojo) y amilopectina hélices dobles (verde y amarillo) Región cristalina Región amorfa Región cristalina 9

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11 El almidón puede gelatinizar entre 55 y 70º C Antes de la desnaturalización Tras la desnaturalización, la amilosa sale del gránulo Los diferentes gránulos forman un gel con agua en su interior 11 GELATINIZACIÓN DEL ALMIDÓN

12 Agua Calor Gránulos de almidón Gránulos hidratadosGel de almidón 12

13 Gránulo de almidón Cambios irreversibles= GELATINIZA CIÓN Cambios irreversibles= GELATINIZA CIÓN Insoluble Gránulo estable. Forma suspensión Insoluble Gránulo estable. Forma suspensión Si se disuelve en Agua a 60-70º C En agua fría Se produce en etapas Ruptura de enlaces puente H por la Tº -Absorción de agua, hidratación e hinchamiento. -Aumento viscosidad. -Formación de pasta GELATINIZACIÓN GELIFICACIÓN Las cadenas de amilosa se acercan, se forman nuevos puentes H, redes cristalinas que retienen agua. NO es estable RETROGRADACIÓN Amilosa y amilopectina se acercan. Sale agua del gel (Sinéresis) Dando lugar a Al enfriarse La Tº de inicio de gelatinización depende de Tipo de almidón. Tº de cocción < viscosidad. Tamaño del gránulo. Almidón con 100 % de amilopectina tiene alta viscosidad y forma masa viscoelástica 13

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16 Retrogradación del almidón 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. La retrogradación está directamente relacionada con el envejecimiento del pan, las fracciones de amilosa o las secciones lineales de amilopectina que retrogradan, forman zonas con una organización cristalina muy rígida, que requiere de una alta energía para que se rompan y el almidón gelatinice. 16

17 RETROGRADACIÓN DEL ALMIDÓN Gelatinización: amilosa sale del grano Porción lineal Gránulo de almidón Retrogradación: en el enfriamiento, amilosa se dispone en forma lineal paralela, las cadenas se unen por uniones puente hidrógeno y cristaliza. 17

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20 Almidones modificados Los almidones de harina de maíz, son comúnmente usados para espesar salsas y sopas. Sin embargo es muy difícil controlar su acción espesante a nivel de procesamiento industrial de alimentos. Por ejemplo el almidón de maíz puede espesar demasiado por calentamiento o formar un gel indeseable en el proceso de enfriamiento. Esto explica porque los almidones de un amplio rango de fuentes naturales tales como papas, maíz o arroz son adaptados o modificados para dar funciones especificas y controlables cuando son usados en diferentes tipos de alimentos. Este proceso involucra someter a los almidones nativos a procesos químicos tales como: Hidrólisis ácida (afinamiento) Oxidación Entrecruzamiento 20

21 Una amplia variedad de almidones modificados son manufacturados para: Obtener una estabilidad congelado/descongelado en salsas. adicionadas de queso, por ejemplo en lasagna congelada. Permitir que postres al enfriarse mantengan su estructura de gel. Hacer glaceados claros para carnes y pasteles. Ayudar a estabilizar emulsiones. Actuar como un reemplazante de grasas en productos bajos en grasas. Para unir ingredientes entre sí. Los almidones modificados son particularmente útiles en: Alimentos congelados. Cómidas instantáneas Comidas para microondas Salsas Aderezos Sopas Postres Snacks 21

22 Los almidones modificados son almidones normales que han sido alterados quimicamente o fisicamente del mismo modo. Los almidones han sido siempre usados como agentes espesantes en alimentos, es así que el almidón de maíz se usa saborizado para generar los “postres”. Cuando la leche hierve los granos de almidón se hinchan y el “postre” espesa. Los almidones granulares han sido ahora desarrollados para que se hinchen en agua fría y así ser usados para obtener postres instantáneos. 22

23 Almidones oxidados: producen endurecimiento, que hacen que productos como papas fritas parezcan mas “crispies” o crujientes. También son adicionados a algunos cereales de desayuno para que se mantengan crujientes aún después de agregar la leche. Los almidones re-secados tienen menos humedad que los ordinarios y se usan para espolvorear productos dulces de repostería para evitar el apelmazamiento. Almidones modificados son usados también en productos bajos en grasas. Ellos mejoran el el punto de fusión y el formado de hilos en la imitación del queso mozzarella de bajas calorias. Además de mejorar ampliamente su flavor. En sopas instantáneas de taza. 23

24 PECTINAS GELIFICANTES ESTABILIZANTES 24

25 Según el grado de metilación se clasifican en HM: HM: metilación > del 50 % gelatiniza por interacciones hidro- fóbicas LM: LM: metilación < 50 % gelatiniza por iones calcio intercatenarios 25 Pectinas de alto metoxilo Pectinas de bajo metoxilo

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27 ═ regiones de las cadenas poliméricas implicadas en las zonas de unión --- otras regiones de orientación irregular, llamadas espirales  Pectina muy esterificada ≈ 70 %  pH < 3,5  Azúcares > 50 % (p/v) CAPACIDAD DE FORMAR GELES 27

28 GELES DE PECTINA DE HM A > grado de esterificación, > T gelificación pH bajo Azúcar: 55 % - 85 % “Pectinas rápidas y lentas” GELES DE PECTINA DE LM Saturación de calcio: 500 ppm 28 PECTINA de HM Mecanismo de gelación PECTINA de LM Mecanismo de gelación

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30 PECTINAS AMIDADAS (LMA) LM Hidrólisis con NH 3 LMA < 50 % de grupos metoxilo 1 – 25 % grupos amídicos 30

31 POLISACÁRIDOS DERIVADOS DE ALGAS MARINAS  ALGINATO: polímero lineal de: β- D – Ácido Manurónicoα – L – Ácido gulurónico 31

32 Las algas sintetizan el alginato incialmente como un polímero de ácido manurónico, que posteriormente modifican transformando unidades de manurónico en gulurónico mediante una epimerización enzimática. El producto final contiene zonas formadas por gulurónico, zonas formadas por manurónico y zonas con gulurónico y manurónico alternados. Las zonas de ácido manurónico son casi planas, con una estructura semejante a una cinta, mientras que las de ácido gulurónico presentan una estructura con entrantes y salientes. GELES: secuencias -G – G – G – G – con ion Ca 2+ entre los grupos de ác. Gulurónico con cargas negativas 32

33 Los geles de alginato con calcio son irreversibles térmicamente, por lo que se utilizan mucho en materiales reestructurados que van a ser calentados posteriormente, para su conservación o procesado posterior. Permite obtener piezas de "fruta" para su uso en repostería, o incluso piezas con forma definida como "aros de cebolla" o "guindas". Irreversibilidad térmica de los geles de alginato, comparada en este experimento con la de los geles de agar. 33

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35 La fluidez antes de que se produzca la gelificación, combinada con la irreversibilidad térmica, se utiliza en la fabricación de aceitunas rellenas "de anchoa" o "de pimiento". El relleno consiste en una pasta formada por el componente básico triturado, los saborizantes que procedan, alginato, y un compuesto que aporte calcio para la formación del gel. Después de la solidificación, las aceitunas pueden procesarse térmicamente al ponerlas en conserva, sin que el relleno se licúe y salga al exterior. El alginato actúa de forma sinérgica con las pectinas de alto metoxilo, formando un gel mixto que no requiere cantidades elevadas de azúcar y que, en ausencia de calcio, es reversible a pH por debajo de 3,8. También se utiliza como estabilizante de suspensiones, asociado al carragenano, y para frenar el crecimiento de cristales de hielo en helados. 35

36  CARRAGENANOS Se obtiene de algas rojas. Formado por galactosa y 3,6- anhidrogalactosa parcialmente sulfatadas. Forma geles térmicamente reversibles Es una mezcla de varios polisacáridos Estas algas se han utilizado de forma tradicional desde hace al menos 600 años para fabricar postres lácteos, simplemente haciéndolas hervir en leche para que se liberen los carragenanos. El peso molecular es normalmente de 300.000 a 400.000. La longitud de la cadena es importante, ya que por debajo de 100.000 de peso molecular, el carragenano no es útil como gelificante 36

37 Forma geles estables con las proteínas lácteas κ - carragenano: forma geles fuertes y rígidos. ι - carragenano: se mezclan con agua o leche para formar geles débiles, sin sinéresis y elásticos. Presenta estabilidad a su destrucción mecánica y a ciclos de congelación/ descongelación. La sal sódica es soluble en agua fría. λ - carragenano: no gelifica pero ofrece alta viscosidad. Soluble en agua fría. 37

38  AGAR (agarosa y agaropectina) 38 Gelidium almansii.

39 39 Pescadora artesanal de algas en Japón. Estas algas producen, procesadas de forma artesanal, un agar de alta calidad

40 GOMAS 40 POLISACÁRIDOS DE ORIGEN VEGETAL

41 CELULOSA Y HEMICELULOSA 41 Célula vegetal Pared celular Malla en capas, de microfibrillas en la pared celular Estructura de la Microfibrilla Molécula de celulosa Celulosa cristalina Microfibrilla simple

42 Unidad: cadenas de glucosas unidas por enlaces  (1,4) Glucosas giradas 180º alternativamente. Puentes de hidrógeno intercatenarios e intracatenarios Formada por unas 60 cadenas de glucosas. Formada por la unión de 20 a 30 micelas. Es una agrupación de microfibrillas. F I B R A: agrupación de fibrillas 42

43 Hemicelulosa 43 Glucosa Manosa Galactosa Ramnosa Xilosa Arabinosa

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45 La fibra se encuentra en las paredes de las células de origen vegetal. Está constituida por celulosa, hemicelulosa y demás glúcidos complejos (carbohidratos). Las fibras vegetales transitan a través del tubo digestivo sin ser modificadas dado que nuestro organismo carece de enzimas para poder metabolizarlas. Es así que estas logran barrer con todos los desechos formados, los cuales se eliminan a través de las heces. Las fuentes de fibra soluble son: El salvado de avena, los frutos secos (nueces), cebada, semillas, legumbres (lentejas), cáscara de manzana y patata y demás frutas y hortalizas. Las fuentes de fibra insoluble son: Los granos enteros, el salvado de trigo y los cereales integrales. 45

46 BIBLIOGRAFÍA -Coultate, Manual de química y bioquímica de los alimentos. 1998. -Cheftel y Cheftel, Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. 2000. -Wong, Química de los alimentos: mecanismos y teorías. 1995. 46