Almidón

Almidón

Revisado por: Todd Smith, PhD

Definición de almidón

sustantivo
plural: almidón, almidones
almidón, stɑɹtʃ
Un carbohidrato polisacárido (C6H10O5)n formado por un gran número de moléculas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos, y se encuentra especialmente en semillas, bulbos y tubérculos

Descripción general

El almidón pertenece a un grupo de carbohidratos polisacáridos. Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, normalmente en la proporción 1:2:1. Son una de las principales clases de biomoléculas. Como nutrientes, pueden clasificarse en dos grandes grupos: los hidratos de carbono simples y los complejos. Los hidratos de carbono simples, a veces denominados simplemente azúcar, están formados por uno o dos residuos de sacáridos. Se digieren fácilmente y sirven como fuente rápida de energía. Los carbohidratos complejos (como la celulosa, el almidón, la quitina y el glucógeno) son los que necesitan más tiempo para ser digeridos y metabolizados. Suelen tener un alto contenido en fibra y, a diferencia de los hidratos de carbono simples, es menos probable que provoquen picos en los niveles de azúcar en sangre. El glucógeno, en particular, se almacena en el hígado para tener un acceso rápido a la energía, ya que se quema antes que la grasa.

Historia y terminología

El almidón se conoce y se utiliza desde hace mucho tiempo, incluso desde hace 100.000 años. Se cree que se utilizaba en la preparación de alimentos, como en la elaboración de pan y en las papillas. Esta hipótesis se basa en las herramientas de piedra desenterradas en antiguas cuevas. Las herramientas se utilizaban probablemente para raspar y moler los granos de almidón del sorgo silvestre. Esta observación llevó a los científicos a suponer que la inclusión del almidón en la dieta prehistórica de los primeros humanos en las sabanas y bosques africanos mejoró la calidad de la dieta. La transformación de los cereales en un alimento básico marcó el cambio de la dieta prehistórica y se cree que fue un paso crucial en la evolución humana. (Ref.1) La palabra almidón puede proceder del inglés antiguo stearc («descarnado, fuerte, áspero»), que a su vez podría tener un origen germánico, es decir, starchī, que significa «fuerte».

Características

Un almidón es un polisacárido complejo formado por un gran número de unidades de glucosa unidas por enlaces glucosídicos. Es un polvo blanco, insípido e inodoro. Tiene una masa molar variable. Es insoluble en alcohol y en agua fría. Su fórmula química es (C6H10O5)n. Dos tipos de moléculas componen un almidón puro: la amilosa y la amilopectina. Tanto la amilosa como la amilopectina son polisacáridos compuestos por residuos de glucosa. Se diferencian en su estructura: la amilosa es una cadena lineal de moléculas de glucosa unidas por enlaces α-(1,4) glicosídicos, mientras que la amilopectina es una cadena ramificada de moléculas de glucosa unidas linealmente con enlaces α-(1,4) glicosídicos y α-(1,6) a intervalos de 24 a 30 subunidades de glucosa. Dado que el almidón es un polisacárido formado esencialmente por D-glucosa, pertenece al grupo de los α-glucanos.

La amilopectina es más soluble en agua y más fácil de digerir que la amilosa. Su solubilidad se debe a los numerosos puntos finales, que pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua. En general, el almidón contiene un 75-80% de amilopectina y un 20-25% de amilosa en peso.

Síntesis por deshidratación

El proceso químico de unión de unidades de monosacáridos se denomina síntesis por deshidratación, ya que da lugar a la liberación de agua como subproducto. El almidón se produce por síntesis de deshidratación. Las plantas almacenan la glucosa que no se utiliza en forma de almidón. Primero, la glucosa se fosforila en glucosa-1-fosfato. Los gránulos de almidón se almacenan dentro de los amiloplastos situados en el interior de las células de varios órganos de la planta. Los gránulos de almidón pueden encontrarse en los frutos, las semillas, los tubérculos y los rizomas. Las margaritas, los girasoles y las alcachofas de Jerusalén son ejemplos de plantas que almacenan inulina (que es un fructano) en lugar de almidón.

Degradación

En las plantas, la degradación del almidón ocurre naturalmente por la noche. La enzima glucano diquinasa de agua fosforila el almidón, particularmente en el C-6 de uno de los residuos de glucosa. A continuación, otra enzima (fosfoglucano diquinasa del agua) fosforila el residuo de glucosa en C-3. Tras la fosforilación, las enzimas degradantes pueden ahora actuar sobre el almidón para liberar azúcares simples. Por ejemplo, la beta-amilasa libera dos residuos de glucosa en forma de maltosa. Otra enzima degradadora es la enzima desproporcionadora-1 que al final del proceso de degradación libera una molécula de glucosa. La degradación del almidón da lugar principalmente a maltosa y a pequeñas cantidades de glucosa. Estos azúcares simples saldrán del plástido hacia el citosol a través de transportadores: el transportador de maltosa para la maltosa y el translocador de glucosa plastidiano para la glucosa. Posteriormente pueden ser utilizados como sustrato para la biosíntesis de sacarosa, que es esencial en la vía pentosa oxidativa mitocondrial que genera ATP por la noche. (Ref.2)

Hidrólisis

La hidrólisis es el proceso de conversión de un polisacárido, como el almidón, en componentes simples de azúcar. El proceso de conversión de polisacáridos en monosacáridos, en particular, se denomina sacarificación. En los seres humanos, los hidratos de carbono complejos, como el almidón, se digieren mediante una serie de reacciones enzimáticas. Estas enzimas son la amilasa salival, la amilasa pancreática y la maltasa. La amilasa salival actúa sobre el almidón y lo descompone en maltosa. Cuando los hidratos de carbono parcialmente digeridos llegan al intestino delgado, el páncreas secreta jugos pancreáticos que incluyen la amilasa pancreática. Esta enzima actúa sobre los hidratos de carbono parcialmente digeridos descomponiéndolos en azúcares simples. El borde en cepillo del intestino delgado libera enzimas digestivas como la isomaltasa, la maltasa, la sacarasa y la lactasa. La isomaltasa digiere los polisacáridos en los enlaces alfa 1-6, y convierte la dextrina de límite alfa en maltosa. La maltasa descompone la maltosa (un disacárido) en dos unidades de glucosa. La sucrasa y la lactasa digieren la sacarosa y la lactosa en componentes monosacáridos, respectivamente. Las células epiteliales (enterocitos) del borde en cepillo del intestino delgado absorben los monosacáridos y los liberan en los capilares. A continuación, los azúcares simples son transportados a las células de otros tejidos, especialmente al hígado, desde el torrente sanguíneo. La glucosa en la sangre puede ser utilizada por el organismo para producir ATP. De lo contrario, se transporta al hígado, junto con la galactosa y la fructosa (que se convierten en gran parte en glucosa), para su almacenamiento como glucógeno.

Almidón resistente

El almidón resistente es una forma de almidón que resiste la digestión en el intestino delgado de los seres humanos. También es fibra dietética. En cambio, es metabolizado en el intestino grueso por la microbiota del colon. Los microbios del colon lo fermentan y producen subproductos metabólicos como gases y ácidos grasos de cadena corta. Los ácidos grasos de cadena corta, en particular, se absorben y proporcionan beneficios para la salud del cuerpo humano. La fermentación del almidón resistente también ayuda a promover el crecimiento de bacterias beneficiosas.

Almidón vegetal frente a almidón animal

El almidón animal no es un almidón en sí mismo. Se refiere al constituyente del glucógeno del animal debido a la similitud en la estructura y composición de la amilopectina. Mientras que las plantas almacenan el exceso de glucosa en forma de almidón, los animales también lo hacen en forma de glucógeno. El glucógeno es un polímero ramificado de glucosa que se produce principalmente en las células hepáticas y musculares, y funciona como almacenamiento secundario de energía a largo plazo en las células animales. Al igual que el almidón, el glucógeno es un carbohidrato complejo que sirve principalmente como carbohidrato de almacenamiento. La diferencia entre la amilopectina de las plantas y la amilopectina de los animales es que esta última tiene una ramificación más extensa cada 8 a 12 unidades de glucosa.

Importancia biológica

Todas las semillas y tubérculos de las plantas contienen almidón que está presente predominantemente como amilosa y amilopectina. Las plantas utilizan el almidón como una forma de almacenar el exceso de glucosa, y por lo tanto también utilizan el almidón como alimento a través de la fosforilación oxidativa mitocondrial durante la noche o cuando la fotosíntesis es poco probable. Las plantas almacenan el exceso de almidón en los amiloplastos, que son leucoplastos que funcionan principalmente en el almacenamiento de gránulos de almidón a través de la polimerización de la glucosa y en la conversión de estas reservas de nuevo en azúcares más simples (por ejemplo, maltosa y glucosa), especialmente cuando la luz no está disponible. Los cloroplastos, orgánulos pigmentados que participan principalmente en la fotosíntesis, también son capaces de almacenar almidón.

Los animales no almacenan el exceso de glucosa en forma de almidón; lo hacen en forma de glucógeno. Sin embargo, ciertos animales se alimentan de alimentos cargados de almidón.
El almidón dietético está presente en muchos alimentos básicos, como el maíz, el arroz, el trigo, las patatas, la yuca, la cebada, el centeno, el taro, el ñame, etc. También está presente en diversos productos alimenticios como cereales, fideos, tortitas, pan, pasta, etc. El almidón aporta unas 4,2 kilocalorías por gramo. En los seres humanos, el almidón puede servir como fuente principal de glucosa. La glucosa es esencial, ya que interviene en el metabolismo general, por ejemplo, en la glucólisis (para la síntesis de energía), la glucogénesis (para la síntesis de glucógeno), la vía de las pentosas fosfato (para la síntesis de pentosas y NADPH para su uso en la síntesis de ácidos nucleicos y la síntesis de lípidos, respectivamente).
El almidón tiene muchos usos comerciales, como en la fabricación de papel, como alimento, en la producción de azúcar de uva comercial, para endurecer la ropa en las lavanderías, en la elaboración de una pasta, en la industria de la impresión, en la producción de hidrógeno, etc.

Riesgo para la salud

Demasiado almidón en la dieta se asocia con la caries dental, la obesidad y la diabetes mellitus. El almidón (especialmente el cocinado y el contenido en los alimentos procesados) puede provocar picos en los niveles de glucosa en sangre después de una comida. Por ello, se aconseja consumir almidón con moderación. Las personas con enfermedad celíaca y deficiencia congénita de sucrasa-isomaltosa pueden tener que evitar los alimentos con almidón. (Ref.3)

Etimología

• El inglés antiguo stearc («stark, strong, áspero»)

Fórmula química

• (C6H10O5)n

Términos relacionados

• Animal almidón
• Almidón soluble
• Equivalente de almidón
• Goma de almidón
• Azúcar de almidón
• Sintasa de almidón
• Amidón-comer
• Estómago-prueba de yodo

Comparar

• glicógeno

Ver también

• polisacárido
• carbohidrato
• amilosa
• amilopectina
• prueba de yodo

1. Las gachas se comían hace 100,000 años atrás. (2009, 18 de diciembre). Recuperado de telegraph.co.uk/news/uknews/6834609/Porridge-was-eaten-100000-years-ago.html Link
2. Contribuidores de Wikipedia. (2019, 25 de febrero). Starch (almidón). Recuperado de es.wikipedia.org/wiki/Almidón#Almacenamiento de plantas Link
3. Almidón: Alimentos, digestión, índice glucémico. (2016, 4 de junio). Recuperado de nutrientsreview.com/carbs/polysaccharides-starch.html Link