Estructura del Almidón
Publicado: 28 de abril de 2017
Por: G.D. Mendoza M., R. Ricalde V., P.A. Hernández G.
El almidón es un polimero de condensación de glucosa en una proporción de átomos de C, H y O de 6:10:5 que está presente en forma granular en las semillas, tuberculosy raices. La forma y el tamaño del gránulo varía con el grano (Cuadro 1.1) El almidón no es un producto uniforme, la mayoria de los almidones continen dos polímeros: amilosa y amilopectina que se encuentran en proporciones diferentes en los granos (Cuadro 1.2).
La amilosa es un polímero lineal que contiene hasta 6 000 unidade de glucosa con enlace α- 1,4; con algunas ramificaciones que contienen de 3 a 20 cadenas de glucosa. Por otro lado, la amilopectina tiene una estructura altamente ramificada (Figura 1.1); ésta consiste en cadenas cortas de amilosa conectada con enlaces α- 1,6 (Swinkels, 1985).
Los gánulos de almidón tienen regiones amorfas y cristalinas. La región cristalina tiene un alto grado de organización y se compone principalmente de amilopectina, mientras que la amorfa es rica en amilosa y tiene menor organización (Rooney y Pflugfelder, 1986). Debido a la complejidad de la amilopectina se han postulado varios modelos para describir su estructura
En general se considera que la amilopectina tienen una estructura tipo racimo (Figura 1.1) compuesta por tres tipos de glucanos A, B y C.
Las cadenas A son adyacentes y ligadas al respto de la molécula por el grupo reductor potencial; la B son similares y están ligadas por el grupo reductor y tambien se enlazan con la posición 6 de un o más residuos llevando una o más cadenas A; las cadenas C tienen un grupo reductor libre (Rooney y Pflugfelder, 1986; Chesson y Forsberg, 1988; Manners, 1989).
Con base a los estudios de difracción de rayos X se puede considerar que el almidón tiene diferentes niveles de organización: a) unidades de glucosa (Figura 1.2); b) doble hélice en la amilopectina compuesta por 20 unidades de glucosa; c) lamella conformada por alrededor de 100 hélices de doble cadena; d) una súper hélice o superestructura helicoidal; e) anillos de crecimiento (con unas estructuras internas denominadas blockets); y f) gránulos (Figura 1.3) (Imberty et al., 1998; Perez y Bertoft, 2010; Perez et al., 2009).
Debido a los avances de la biotecnología, existen líneas de granos mutantes que han permitido realizar estudios de la biosíntesis del almidón (Yao et al., 2004) y a través de estudios de dispersión de rayos X y microscopía electrónica de barrido, se puede estudiar la estructura interna de los gránulos de almidón con diferente contenido de amilosa para conocer los valores de los parámetros estructurales de los aglomerados de amilopectina y el tamaño de la laminilla cristalina y amorfa (Yuryev et al., 2004). Se han revisado las interacciones entre el almidón y los lípidos, las diferentes formas cristalinas de almidón (Buleon et al., 1998). La relación de esta información con los procesos digestivos es algo que tendrá que incluirse en estudios futuros de digestión animal.
El estudio de la estructura del almidón estará orientado a descifrar la estructura en forma fina de las cadenas, su longitud y distribución. Se están estudiando el peso molecular (número, promedio), el grado de polimerización, la longitud de las cadenas y su distribución, la poli-dispersión, por medio de cromatografía de exclusión de tamaño (conocidas en inglés como sec y hpsec), electroforesis de carbohidratos fluoroforo-asistida (face), cromatografía de alta resolución de intercambio aniónico (hpaec) entre otros (Buleon et al., 1998; Imberty et al., 1998; Yao et al., 2004).
Otro aspecto que la nutrición de rumiantes deberá de considerar, es involucrar el concepto de almidón resistente, el cual es el almidón que resiste la digestión de la α-amilasa pues existe mucho trabajo orientado a clasificar y trabajar en categorías ese almidón (Leszczyñski, 2004) y no se ha estudiado la relación que tiene con la degradación ruminal pero las categorías I, II, III o IV podrían estar relacionadas con la tasa de degradación en el rumen. Por ejemplo, la categoría IV comprende almidón que resulta de modificaciones químicas que interfiere con la digestión enzimática (Leszczyñski, 2004).
El uso de líneas mutantes de granos y el estudio permitirá el obtener no solo granos de mayor rendimiento sino de mayor digestibilidad. Sin embargo, para lograr modificaciones genéticas exitosas se requiere conocer a profundidad los procesos de biosíntesis de almidón, las enzimas involucradas y su posible manipulación.
Parte del Libro "Alimentación de ganado bovino con dietas altas en grano" ISBN: 978-607-28-1031-0
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Yaneline Hidalgo VasquezÚnete para poder comentar.
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8 de mayo de 2017
Muy interesante el artículo . Guardé una copia en mi relación de trabajos de interés.
En mi opinión, lo importante va a ser la cantidad de almidón no degradado en el rumen y que, digerido posteriormente en el intestino delgado, será fuente de glucosa para el organismo del animal. Esto puede ser de interés en determinadas situaciones fisiológicas (véase el otro interesante artículo en Engormix sobre interacciones entre ureagénesis y gluconeogénesis).
El pretender que el almidón lentamente degradable en el rumen permita un mejor aprovechamiento del nitrógeno degradado de la hierba ingerida en pastoreo, considero que es una vía muerta. Una falta de sincronía en la ingestión de forrajes y concentrados no se puede solucionar con las diferentes velocidades de degradación en el rumen, como ya expuse en comentarios previos.
Universidad Autónoma Chapingo
2 de mayo de 2017
El artículo da bases para entender que los diferentes granos de las especies de cereales están conformados en estructuras ordenadas en diversos patrones. Con mayor razón se diferencian entre los tubérculos y plátanos.
Por decir arroz y yuca se parecen. El atole de maíz puede ser usado en infantes con menores riesgos digestivos.
Los valores energéticos metabolizables y digestivos de estos cuadros señalarían muy bien las diferencias entre las especies de alimentos. Composición similar en compuestos en cadena pero su estructura molecular con otro orden. Arrojan diferencias nutricionales y respuestas productivas diferentes.
Vimifos
30 de septiembre de 2022
Hola buen día, me gustaría abordar un tema sobre la gelatinización, actualmente laboro en una industria de procesados de extrucción.
Para análisis de almidón, quiero saber la diferencia puntual de %Gelatinización y %Cocción.
Gracias. Saludos
3 de mayo de 2017
Muy objetiva la información. Soy estudiante en ing producción animal. Quiero realizar bloques multinutricionales para bovinos (ordeño y engorde) con productos de postcosecha (hortalizas, papa y zanahoria) para mi proyecto de grado. Por favor quien me podría prestar asesoramiento ya que estamos pasando por un momento critico en el país y no contamos con alimento balanceado y la alternativa mas viable en la zona son los productos postcosecha. Y en el sitio donde me encuentro tenemos únicamente ganaderia de altura. Gracias por la atención y por la información facilitada. Contacto Jhosuehernandez6@gmail.com. 00584269878426
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