Gelatinizarea Retrogradarea și Modificarea Amidonului

I. AMIDONUL NATIV

Amidonul este un polizaharid de rezervă, specific organismelor vegetale, care se găsește atât în țesuturile fotosintetice, cât și în majoritatea țesuturilor de rezervă ( semințe, tuberculi, etc).

Extragerea amidonului se face din:

- semințe: amidonurile cerealiere ( porumb, orez, secară, grâu);

- leguminoase: amidonul de cartofi;

- tulpini: amidonul de saga;

- fructe: amidonul de banane.

Ponderea amidonului este influențată de originea botanică, varietatea plantei, condiții pedoclimatice.

Din punct de vedere structural, amidonul este un amestec format din 2 polimeri:

- amiloza

- amilopectina

Granula de amidon este considerată o entitate compusă din straturi concentrice denumite striuri, care sunt considerate inele de creştere datorate mecanismului de biosinteză a amidonului. La nivelul fiecărui strat, moleculele de amiloză şi amilopectină sunt întrepătrunse pe direcţie radială şi se asociază prin legături de hidrogen şe legături van der Waalls pe direcţie transversală, formînd unităţi structurale organizate (micelii), orientate radial. [1]

II. GELATINIZAREA AMIDONULUI

Proprietatea cea mai importantă a amidonului din punctul de vedere al industriei alimentare este gelatinizarea acestuia.

La temperatura mediului ambient şi pH = 3-10, granulele de amidon sunt insolubile. La rece, acestea se umflă reversibil și devin parțial hidratate, revenind la forma iniţială prin uscare. ele se umflă reversibil, devenind parţial hidratate. Prin încălzire la temperaturi de peste 60ºC are loc distrugerea ireversibilă a granulei de amidon, transformare care poartă numele de gelatinizare. În urma unui tratament hidrotermic granula de amidon trece trei stadii: granulă umflată, granulă gelatinizată şi granulă solubilizată.

Prin încălzirea unei suspensii de amidon în apă, granulele se umflă fără a-şi modifica înfăţişarea până în momentul în care este atinsă o temperatură critică numită şi temperatură de gelatinizare. [1]

Prin răcirea dispersiei de amidon (pastă sau clei) au loc reorganizări ale amilozei şi amilopectinei ce conduc la formarea unui gel opac. Aceste reorganizări constau dintr-o separare de fază a amilozei de amilopectină, urmată de formarea unei reţele tridimensionale stabile. Stadiile ulterioare gelifierii sunt caracterizate printr-o tranziţie de la organizarea tip ghem static la o organizare tip dublu helix a lanţurilor liniare, urmată în a doua etapă de formarea cristalelor prin agregarea heluxurilor duble. Această cristalizare are loc cu o viteză ridicată în cazul amilozei şi mult mai lentă în cazul amilopectinei. Formarea cristalelor este însoţită de o creştere a rigidităţii şi o separare afazelor polimer/solvent (sinereză). Aceste transformări sunt cunoscute sub numele de retrogradarea amidonului.

Consecinţa practică a gelatinizării este vâscozitatea mare a pastelor de amidon. [1]

Cu cât proporția de amiloză este mai scăzută, cu atât gelatinizarea este mai importantă și invers. A putut fi demostrat că , cu cât un amidon se gelatinizează (datorită nivelului său redus de amiloză), cu atât este mai ușor hidrosolubil de către alfa-amilaze (enzimele digestive din amidon), iar înclinația sa de a se transforma în glucoză este mai puternică si glicemia are evident tendința de a se ridica. Invers, cu cât proporția de amiloză este mai mare, cu atât gelatinizarea este mai mică și cu atât mai puțin există transformare în glucoză și indexul glicemic este mai mic.

Așa putem înțelege cu ușurință de ce cartoful, care are un nivel de amiloză foarte mic, are un indice glicemic ridicat iar lintea, care are un nivel de amiloză ridicat, are indexul glicemic este foarte mic.[3]

Gelatinizarea amidonului este influențată de mai mulți factori, cum ar fi:

- prezenţa proteinelor; în cazul făinii de grâu în care conţinutul de proteine este mare, se formează complecşi între proteine şi amidon datorită interacţiunilor electrostatice, complecşi care împiedică solubilizarea unei anumite părţi din granulă determinând astfel scăderea vâscozităţii pastei; la încălzire proteinele îşi pierd capacitatea de asociere datorită denaturării;

- prezenţa lipidelor care interacţionează cu amidonul şi proteinele având un

- efect important asupra temperaturii de gelatinizare şi asupra vâscozităţii;

- prezenţa zaharurilor care inhibă umflarea granulelor şi previn gelatinizarea

- amidonului, în principal prin legarea apei;

- prezenţa agenţilor activi de suprafaţă care reduc vâscozitatea şi a sărurilor

- care o măresc.

- concentrația suspensiei de amidon;

- asocierea unui tratament mecanic cu tratamentul termic; [4]