Amidon

Amidon

Révisé par : Todd Smith, PhD

Définition de l’amidon

nom
pluriel : amidon, amidons
amidon, stɑɹtʃ
Hydrate de carbone polysaccharide (C6H10O5)n constitué d’un grand nombre de molécules de glucose unies par des liaisons glycosidiques, et que l’on trouve notamment dans les graines, les bulbes et les tubercules

Aperçu

L’amidon appartient à un groupe de glucides polysaccharides. Les glucides sont des composés organiques constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, généralement dans le rapport 1:2:1. Ils constituent l’une des principales classes de biomolécules. En tant que nutriments, ils peuvent être classés en deux grands groupes : les glucides simples et les glucides complexes. Les glucides simples, parfois appelés simplement « sucre », sont constitués d’un ou deux résidus de saccharides. Ils sont facilement digérés et constituent une source d’énergie rapide. Les glucides complexes (tels que la cellulose, l’amidon, la chitine et le glycogène) sont ceux qui nécessitent plus de temps pour être digérés et métabolisés. Ils sont souvent riches en fibres et, contrairement aux glucides simples, ils sont moins susceptibles de provoquer des pics de glycémie. Le glycogène, en particulier, est stocké dans le foie pour un accès rapide à l’énergie car il est brûlé avant les graisses.

Histoire et terminologie

L’amidon est connu et utilisé depuis longtemps, dès 100 000 ans. On pense qu’il était utilisé dans les préparations alimentaires, notamment dans la fabrication du pain et dans les bouillies. Cette hypothèse est basée sur les outils en pierre mis au jour dans d’anciennes grottes. Ces outils étaient probablement utilisés pour gratter et moudre les grains d’amidon du sorgho sauvage. Cette observation a conduit les scientifiques à supposer que l’inclusion d’amidon dans le régime préhistorique des premiers hommes des savanes et des forêts africaines améliorait la qualité de leur alimentation. La transformation des céréales en un aliment de base a marqué le changement du régime préhistorique et est considérée comme une étape cruciale de l’évolution humaine. (Réf.1) Le mot amidon pourrait provenir du vieil anglais stearc (« austère, fort, rugueux »), qui à son tour pourrait avoir une origine germanique, c’est-à-dire starchī, signifiant « fort ».

Caractéristiques

Un amidon est un polysaccharide complexe composé d’un grand nombre d’unités de glucose reliées entre elles par des liaisons glycosidiques. C’est une poudre blanche, sans goût et sans odeur. Il a une masse molaire variable. Il est insoluble dans l’alcool et dans l’eau froide. Sa formule chimique est (C6H10O5)n. Deux types de molécules composent un amidon pur : l’amylose et l’amylopectine. L’amylose et l’amylopectine sont des polysaccharides constitués de résidus de glucose. Leur structure diffère : l’amylose est une chaîne linéaire de molécules de glucose reliées par des liaisons α-(1,4) glycosidiques alors que l’amylopectine est une chaîne ramifiée de molécules de glucose reliées linéairement par des liaisons α-(1,4) glycosidiques et α-(1,6) à intervalles de 24 à 30 sous-unités de glucose. L’amidon étant un polysaccharide constitué essentiellement de D-glucose, il appartient donc à un groupe d’α-glucanes.

L’amylopectine est plus soluble dans l’eau et plus facile à digérer que l’amylose. Sa solubilité est due aux nombreux points terminaux, qui peuvent former des liaisons hydrogène avec l’eau. En général, l’amidon contient 75 à 80 % d’amylopectine et 20 à 25 % d’amylose en poids.

Synthèse par déshydratation

Le processus chimique d’assemblage des unités monosaccharides est appelé synthèse par déshydratation car il entraîne la libération d’eau comme sous-produit. L’amidon est produit par synthèse par déshydratation. Les plantes stockent le glucose qui n’est pas utilisé sous forme d’amidon. Tout d’abord, le glucose est phosphorylé en glucose-1-phosphate. Les granules d’amidon sont stockés à l’intérieur des amyloplastes situés dans les cellules de divers organes végétaux. On peut trouver des granules d’amidon dans les fruits, les graines, les tubercules et les rhizomes. Les marguerites, les tournesols et les topinambours sont des exemples de plantes qui stockent l’inuline (qui est un fructane) au lieu de l’amidon.

Dégradation

Dans les plantes, la dégradation de l’amidon se produit naturellement la nuit. L’enzyme glucane eau dikinase phosphoryle l’amidon, notamment en C-6 d’un des résidus glucose. Ensuite, une autre enzyme (phosphoglucan water dikinase) phosphoryle le résidu de glucose en C-3. Après la phosphorylation, les enzymes de dégradation peuvent maintenant agir sur l’amidon pour libérer les sucres simples. Par exemple, la bêta-amylase libère deux résidus de glucose sous forme de maltose. Une autre enzyme de dégradation est l’enzyme 1 de disproportionnement qui, à la fin du processus de dégradation, libère une molécule de glucose. La dégradation de l’amidon produit principalement du maltose et de petites quantités de glucose. Ces sucres simples vont ensuite être déplacés du plaste vers le cytosol par l’intermédiaire de transporteurs : le transporteur de maltose pour le maltose et le translocateur de glucose plastidique pour le glucose. Ils pourront être utilisés ultérieurement comme substrat pour la biosynthèse du saccharose, essentiel dans la voie oxydative mitochondriale des pentoses qui génère de l’ATP la nuit. (Réf.2)

Hydrolyse

L’hydrolyse est le processus de conversion d’un polysaccharide, tel que l’amidon, en composants sucrés simples. Le processus de conversion des polysaccharides en monosaccharides, notamment, est appelé saccharification. Chez l’homme, les glucides complexes tels que l’amidon sont digérés par une série de réactions enzymatiques. Ces enzymes sont l’amylase salivaire, l’amylase pancréatique et la maltase. L’amylase salivaire agit sur l’amidon et le décompose en maltose. Lorsque les glucides partiellement digérés atteignent l’intestin grêle, le pancréas sécrète des sucs pancréatiques qui comprennent l’amylase pancréatique. Cette enzyme agit sur les glucides partiellement digérés en les décomposant en sucres simples. La bordure en brosse de l’intestin grêle libère des enzymes digestives telles que l’isomaltase, la maltase, la sucrase et la lactase. L’isomaltase digère les polysaccharides au niveau des liaisons alpha 1-6, et transforme la dextrine en maltose. La maltase décompose le maltose (un disaccharide) en deux unités de glucose. La sucrase et la lactase digèrent le saccharose et le lactose en constituants monosaccharides, respectivement. Les cellules épithéliales (entérocytes) de la bordure en brosse de l’intestin grêle absorbent les monosaccharides et les libèrent ensuite dans les capillaires. Les sucres simples sont ensuite transportés vers les cellules d’autres tissus, notamment vers le foie, à partir de la circulation sanguine. Le glucose présent dans le sang peut être utilisé par l’organisme pour produire de l’ATP. Sinon, il est transporté vers le foie, avec le galactose et le fructose (qui sont largement convertis en glucose), pour être stocké sous forme de glycogène.

Amidon résistant

L’amidon résistant est une forme d’amidon qui résiste à la digestion dans l’intestin grêle de l’homme. Il s’agit également d’une fibre alimentaire. Il est plutôt métabolisé dans le gros intestin par le microbiote colique. Les microbes du côlon le fermentent et produisent des sous-produits métaboliques tels que des gaz et des acides gras à chaîne courte. Les acides gras à chaîne courte, en particulier, sont absorbés et apportent des bénéfices pour la santé du corps humain. La fermentation de l’amidon résistant permet également de favoriser la croissance des bactéries bénéfiques.

Amidon végétal vs amidon animal

L’amidon animal n’est pas un amidon en soi. Il désigne le constituant du glycogène de l’animal en raison de la similitude de structure et de composition de l’amylopectine. Alors que les plantes stockent l’excès de glucose sous forme d’amidon, les animaux le font également sous forme de glycogène. Le glycogène est un polymère ramifié de glucose qui est principalement produit dans les cellules hépatiques et musculaires, et fonctionne comme un stockage secondaire d’énergie à long terme dans les cellules animales. Comme l’amidon, le glycogène est un glucide complexe qui sert principalement de glucide de stockage. La différence entre l’amylopectine des plantes et l’amylopectine des animaux est que cette dernière présente une ramification plus importante toutes les 8 à 12 unités de glucose.

Importance biologique

Toutes les graines et tubercules des plantes contiennent de l’amidon qui est principalement présent sous forme d’amylose et d’amylopectine. Les plantes utilisent l’amidon comme moyen de stocker l’excès de glucose, et donc aussi comme nourriture via la phosphorylation oxydative mitochondriale pendant la nuit ou lorsque la photosynthèse est improbable. Les plantes stockent l’excès d’amidon dans les amyloplastes, qui sont des leucoplastes dont la fonction principale est de stocker les granules d’amidon par la polymérisation du glucose et de reconvertir ces réserves en sucres plus simples (par exemple, le maltose et le glucose), surtout lorsque la lumière n’est pas disponible. Les chloroplastes, organites pigmentés impliqués principalement dans la photosynthèse, sont également capables de stocker de l’amidon.

Les animaux ne stockent pas les excédents de glucose sous forme d’amidon ; ils les stockent sous forme de glycogène. Cependant, certains animaux se nourrissent d’aliments chargés en amidon.
L’amidon alimentaire est présent dans de nombreux aliments de base, comme le maïs, le riz, le blé, les pommes de terre, le manioc, l’orge, le seigle, le taro, les ignames, etc. Il est également présent dans divers produits alimentaires tels que les céréales, les nouilles, les crêpes, le pain, les pâtes, etc. L’amidon fournit environ 4,2 kilocalories par gramme. Chez l’homme, l’amidon peut servir de source majeure de glucose. Le glucose est essentiel car il est impliqué dans le métabolisme général, par exemple la glycolyse (pour la synthèse de l’énergie), la glycogenèse (pour la synthèse du glycogène), la voie des pentoses phosphates (pour les pentoses et les synthèses de NADPH à utiliser respectivement dans la synthèse des acides nucléiques et des lipides).
L’amidon a de nombreuses utilisations commerciales, comme dans la fabrication du papier, comme aliment, dans la production de sucre de raisin commercial, pour raidir le linge dans les blanchisseries, pour fabriquer une pâte, dans l’industrie de l’imprimerie, dans la production d’hydrogène, etc.

Risque pour la santé

Une trop grande quantité d’amidon dans l’alimentation est associée aux caries dentaires, à l’obésité et au diabète sucré. L’amidon (surtout cuit et contenu dans les aliments transformés) peut provoquer des pics de glycémie après un repas. Il est donc conseillé de consommer l’amidon avec modération. Les personnes atteintes de la maladie cœliaque et d’un déficit congénital en sucrase-isomaltase peuvent avoir besoin d’éviter les féculents. (Réf.3)

Étymologie

• Vieux anglais stearc (« austère, fort, rugueux »)

Formule chimique

• (C6H10O5)n

Termes connexes

• Animal amidon
• Amidon soluble
• Equivalent amidon
• Gomme amidon
• Sucre amidon
• Amidon synthase
• Amidon-manger
• Amidon-test à l’iode

Comparez

• glycogène

Voyez aussi

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• polysaccharide
• glucide
• amylose
• amylopectine
• test d’iode

1. La bouillie était consommée 100,000 ans. (18 décembre 2009). Récupéré de telegraph.co.uk/news/uknews/6834609/Porridge-a-été-mangé-100000-ans-ago.html Lien
2. Contributeurs de Wikipédia. (2019, 25 février). Starch. Récupéré de fr.wikipedia.org/wiki/Starch#Energy-store-of-plants Lien
3. Amidon : Aliments, digestion, indice glycémique. (2016, 4 juin). Récupéré de nutrimentsreview.com/carbs/polysaccharides-starch.html Lien

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