Carbohidratos almidon

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imforme de laboratorio del curso de composicion bioquimica de productos agroindustriales

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Carbohidratos almidon

  1. 1. CARBOHIDRATOS - ALMIDON<br />INTRODUCCION<br />El almidón es un polisacárido vegetal formado por dos componentes: la amilosa y la amilopectina. La primera se colorea de azul en presencia de yodo debido no a una reacción química sino a la adsorción o fijación de yodo en la superficie de la molécula de amilosa, lo cual sólo ocurre en frío. Como reactivo se usa una solución denominada Lugol que contiene yodo y yoduro potásico. Como los polisacáridos no tienen poder reductor, la reacción de Fehling da negativa.<br />La prueba del almidón es una prueba muy sencilla pero que todavía se utiliza para determinar la presencia de almidón en algunos alimentos. La prueba se basa en una reacción física y no química, en la cual el almidón reacciona con el yodo para formar un complejo de color azul intenso. Bajo las mismas condiciones, el glucógeno da una coloración café.<br />OBJETIVOS:<br />Extraer almidón presentes en tubérculos y raíces.<br />Evaluar sus características y propiedades fisicoquímicas.<br />FUNDAMENTO TEORICO:<br />El almidón es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, constituido por amilosa y amilopectina. Proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual. Del mismo modo, la cantidad de almidón utilizado en la preparación de productos alimenticios, sin contar el que se encuentra presente en las harinas usadas para hacer pan y otros productos de panadería. Los almidones comerciales se obtienen de las semillas de cereales, particularmente de maíz, trigo, varios tipos de arroz, y de algunas raíces y tubérculos, particularmente de patata, batata y mandioca. Los almidones modificados tienen un número enorme de posibles aplicaciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizante de espumas, agente anti-envejecimiento de pan, gelificante, glaseante, humectante, estabilizante, texturizante y espesante.<br />El trigo, el centeno y la cada tienen dos tipos de granos de almidón: los grandes lenticulares y los pequeños esféricos. En la cebada, los nos lenticulares se forman durante los primeros 15 días después de la polinización. Los pequeños gránulos, presenta un total de 88% del número de granos, aparecen a los 18-30 días posteriores a la polinización.<br />Los almidones de los cereales contienen pequeñas cantidades de grasas. Los lípidos asociados al almidón son, generalmente, lípidos polares, que necesitan disolventes polares tales como metanol-agua, para su extracción. Generalmente el nivel de lípidos en el almidón cereal, está entre 0.5 y 1%. Los almidones no cereales no contienen esencialmente lípidos.<br />Químicamente es una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la amilosa y la amilopectina; contienen regiones cristalinas y no cristalinas en capas alternadas. Puesto que la cristalinidad es producida por el ordenamiento de las cadenas de amilo pectina, los gránulos de almidón céreo tienen parecido grado de cristalinidad que los almidones normales. La disposición radial y ordenada de las moléculas de almidón en un gránulo resulta evidente al observar la cruz de polarización (cruz blanca sobre un fondo negro) en un microscopio de polarización cuando se colocan los polarizadores a 90° entre sí. El centro de la cruz corresponde con el hilum, el centro de crecimiento de gránulo.<br />La amilosa es el producto de la condensación de D-glucopiranosas por medio de enlaces glucosídicos a(1,4), que establece largas cadenas lineales con 200-2500 unidades y pesos moleculares hasta de un millón; es decir, la amilosa es una a-D-(1,4)-glucana cuya unidad repetitiva es la a-maltosa. Tiene la facilidad de adquirir una conformación tridimensional helicoidal, en la que cada vuelta de hélice consta de seis moléculas de glucosa. El interior de la hélice contiene sólo átomos de hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras que los grupos hidroxilo están situados en el exterior de la hélice. La mayoría de los almidones contienen alrededor del 25% de amilosa. Los dos almidones de maíz comúnmente conocidos como ricos en amilosa que existen comercialmente poseen contenidos aparentes de masa alrededor del 52% y del 70-75%.<br />La amilopectina se diferencia de la amilosa en que contiene ramificaciones que le dan una forma molecular similar a la de un árbol; las ramas están unidas al tronco central (semejante a la amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas cada 15-25 unidades lineales de glucosa. Su peso molecular es muy alto ya que algunas fracciones llegan a alcanzar hasta 200 millones de daltones. La amilopectina constituye alrededor del 75% de los almidones más comunes. Algunos almidones están constituidos exclusivamente por amilopectina y son conocidos como céreos. La amilopectina de papa es la única que posee en su molécula grupos éster fosfato, unidos más frecuentemente en una posición O-6, mientras que el tercio restante lo hace en posición O-3.<br />MATERIALES Y METODOS<br />MATERIALES :<br />Muestras: papa, camote, yuca y otros.<br />Licuadora y cuchillos, tela filtrante, vasos de precipitación de 500 ml, acido clorhídrico concentrado, solución de almidón al 1 %, solución de almidón al 2%, alcohol 95 %, solución de yodo, solución de Lugol.<br />PROCEDIMIENTO:<br />Experimento Nº 02: Detección del almidón.<br />Se colocan en vidrios de reloj o placas petri la muestra (maicena y camote) a investigar. Debemos tener en cuenta que el almidón de camote fue extraído en la anterior practica<br /> Maicena <br />Camote <br />Se añade sobre cada uno una gota de Lugol.<br />Se observan los resultados. La aparición de color azul oscuro indica la presencia de almidón.<br />Experimento Nº 4: Reacción del almidón con el yodo.<br />Preparar 6 tubos de ensayo y agregarle 5 ml de solución de almidón al 2 %.<br /> <br />Agregar a 5 de ellos 2 ml de HCl concentrado y al sexto 1 ml de agua.<br /> <br />Colocar los tubos en baño maría hirviente y retire los tubos en intervalos de 5 minutos.<br />Enfrié con agua corriente.<br />Agregarle 2 gotas de solución de yodo y observar el tono e intensidad de color.<br /> Experimento Nº 5: Determinación del punto de gelatinización.<br />Preparar una suspensión de almidón al 1%.<br />Preparar 8 tubos de ensayo y añadirle 10 ml de la suspensión.<br />Durante 5 minutos extraer un tubo luego de haber estado en baño maría a 45°C. Subir la temperatura a 50°C durante 5 minutos y extraer otro tubo. Así sucesivamente hasta 75°C.<br /> <br /> <br /> <br />Observe los resultados y determine la temperatura de gelatinización.<br />RESULTADOS<br />Experimento Nº 02: Detección del almidón.<br /> <br />Experimento Nº 4: Reacción del almidón con el yodo.<br />Experimento Nº 5: Determinación del punto de gelatinización.<br /> Tubo 75°C (gel)<br />DISCUSION<br />355854095885Según Fennema (2000), las moléculas de amilosa son helicoidales, con la zona interior hidrófoba (lipofila), y son capaces de formar complejos con porciones lineales hidrófobas de moléculas que se ajustan a las dimensiones del tubo hidrofóbico. El yodo (como I3ˉ) es capaz de formar complejos tanto como amilosa como amilopectina. También en este caso, el complejo se forma cuando se introduce el yodo en el interior hidrofóbico de segmentos de hélice. En el caso de la amilosa, los largos segmentos helicoidales permiten la formación de largas cadenas de poli (I3ˉ), que dan lugar al color azul característico que puede ser utilizado como diagnostico de la presencia de almidón. El complejo amilosa – yodo contiene un 19% de yodo, y la determinación de la cantidad de complejo sirve para medir la cantidad de amilosa aparente presente en el almidón. La amilopectina se colorea de color rojo purpura con el yodo, debido a que las ramas de amilopectina son demasiado cortas para la formación de largas cadenas de poli (I3ˉ). <br />En la experiencia que realizamos para la detección del almidón observamos que tanto como la maicena como el camote contienen almidón, una proporción de amilosa que ambas muestras tienen, la combinación con el reactivo yodo nos dio la característica del color azul en las dos muestras. Esta coloración se debe a la amilasa que absorbe Yodo en cantidad aproximadamente igual a un 20% de su peso, formando un complejo violeta, que es un complejo de inclusión, en el que las moléculas de Yodo se sitúan en el espacio que queda libre en el centro, al adoptar las largas cadenas de amilasa una conformación en hélice.<br />Según Fennema (2000), las moléculas de almidón, como todas las de los demás polisacáridos, se despolimerizan por acción de los ácidos en caliente. Industrialmente, se añade acido clorhídrico a los almidones bien mezclados, la mezcla se calienta entonces hasta que se obtiene el grado deseado de despolimerización. El acido se neutraliza y se recupera el producto, tras lavado y desecación. Estos almidones se denominan modificados por ácidos o bien por cocción rápida, y el proceso esta relacionado con la perdida de viscosidad del almidón. A pesar de que solo unos pocos de los enlaces glucosidicos han sido hidrolizados, los gránulos de almidón se desintegran mucho mas fácilmente por calentamiento de agua. Los almidones modificados por ácidos forman geles de gran claridad y muy fuertes, aunque dan lugar a soluciones de menor viscosidad. La modificación más intensa utilizando ácidos da lugar a la formación de dextrinas. <br />En la experiencia de reacción del almidón con el yodo se puede observar que después de agregar la solución de yodo a los 5 primeros tubos con HCl estas no aparece el color azul-violeta porque al romperse o hidrolizarse el almidón en unidades más pequeñas de carbohidrato, el color azul-negro desaparece. En consecuencia, esta prueba puede determinar el final de una hidrólisis, cuando ya no hay cambio de color, en cambio al tubo que no tenía el HCL obtuvo el color característico azul violeta. <br />Según Fennema (2000), los gránulos de almidón no dañados son insolubles en agua fría, pero pueden embeber agua de manera reversible; es decir pueden hincharse ligeramente con el agua y volver luego al tamaño original al secarse. Sin embargo, cuando se calientan en agua, los gránulos de almidón sufren el proceso denominado gelatinización. La gelatinización es la disrupción de la ordenación de las moléculas en los gránulos. Evidencias de la perdida de orden son: el hinchamiento irreversible del granulo, la perdida de la birrefringencia y la perdida de la cristalinidad. La gelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo más o menos amplio de temperatura siendo los gránulos más grandes los que primero se gelatinizan. La temperatura inicial aparente de gelatinización y el intervalo dentro del cual tiene lugar dependen del método de medida y de la relación almidón - agua, del tipo de granulo, así como de las heterogeneidades en la población de gránulos. El hinchamiento de los gránulos y la disrupción da lugar a una masa viscosa (la pasta) que consiste en una fase continua de amilosa y/o amilopectina solubilizadas y una fase discontinua de restos de los gránulos.<br />En la experiencia de la determinación del punto de gelatinización se observo que en todos los tubos cuando se calentaban empezaba un proceso lento de absorción de agua en las zonas intermicelares amorfas, que son las menos organizadas y las más accesibles, ya que los puentes de hidrogeno no son tan numerosos ni rígidos como en las áreas cristalinas (Badui, 1986). A medida que se incrementa la temperatura, se retiene más agua y el granulo empieza a hincharse y aumentar el volumen. Al llegar a una cierta temperatura (75°C), el granulo alcanza su volumen máximo y pierde tanto su patrón de difracción de rayos X como la propiedad de birrefringencia; si se administra más calor, el granulo hinchado, incapacitado para retener el liquido, se rompe parcialmente y la amilosa y la amilopectina, fuertemente hidratadas, se dispersan en el seno de la disolución. Una vez que los gránulos se rompen, la viscosidad se reduce hasta alcanzar un valor estable en el que se genera un gel cuyas características físicas y químicas son diferentes en cada almidón.<br />CONCLUSIONES<br />La degradación del color se debe a la fragmentación del almidón.<br />En la hidrólisis ácida se produce un rompimiento total de los enlaces que mantienen unido a los monómeros del almidón y se forma glucosa, maltosa, iso-maltosa. <br />En los primeros tubos, aún queda algo del almidón, ya que el tiempo de reacción es menor, por ello existe coloración al reaccionar con el yodo. En los últimos tubos, la degradación ha aumentado debido al tiempo, por ello la coloración tiende a desaparecer.<br />Si calentamos almidón con agua, no se va a producir fragmentación alguna. Esto lo confirma el intenso color azul que tiene el respectivo tubo al agregarle yodo<br />RECOMENDACIONES<br />El tiempo no debe de exceder al dicho por el profesor, de lo contrario, los resultados no serán los esperados, debido a la total fragmentación del almidón en el primer tubo.<br />Al homogenizar los tubos mientras se encuentran en el baño, tener precaución de no usar la misma bagueta para los tubos con ácido y con el de agua, ya que podría generar reacciones no deseadas.<br />ANEXOS<br />Escriba la estructura química del almidón: amilosa y amilopectina, indicando sus enlaces respectivos.<br />Revise la tabla de composición de alimentos y copie el contenido de carbohidratos de los alimentos considerados como altos en este compuesto.<br />a<br />Rol de la pectina en la formación de geles.<br />Las pectinas son un hidrato de carbono que forma parte de la fibra soluble. Este tipo de fibra se caracteriza porque en contacto con el agua, forma un retículo en el que el agua queda atrapada haciendo que la mezcla se gelifique. Gracias a su capacidad de absorción de agua, la pectina aumenta el volumen de las heces. Además, es capaz de captar sustancias a nivel intestinal y retrasar la absorción de algunos nutrientes así como de ralentizar el vaciado gástrico.<br />La capacidad de retener agua que presentan las pectinas, así como su propiedad formadora de geles, hacen que éstas sean beneficiosas en caso de diarrea, ya que hacen que el proceso fisiológico de vaciado del estómago sea más lento, y captan agua, por lo que las heces líquidas propias de los procesos diarreicos se van volviendo más espesas. Por tanto, aunque la pectina de manzana forma parte de la fibra, puede usarse como un anti diarreico. Entre sus propiedades también está la de ralentizar la absorción intestinal de los azúcares simples, por lo que las pectinas son capaces de mejorar la intolerancia a la glucosa. Además su consumo puede resultar beneficioso en personas diabéticas ya que al disminuir la velocidad de paso de los azúcares del estómago al duodeno, se evita que aumenten de forma brusca los niveles de azúcar en sangre (hiperglucemia).La presencia de pectinas en la dieta también puede tener efectos beneficiosos sobre los niveles de colesterol en sangre. Las pectinas son capaces de unirse a los ácidos biliares, facilitando su expulsión junto con las heces. Estos ácidos biliares son los productos de la degradación del colesterol, por lo que las pectinas como consecuencia, presentan efectos hipocolesterolémicos (disminuyen los niveles de colesterol en sangre), lo que contribuye a la disminución del riesgo de aparición de diferentes enfermedades cardiovasculares.<br />Mencione el uso y aplicaciones de los almidones.<br />El almidón es un importante aglutinante y espesante usado por ejemplo en sopas, salsas, alimentos infantiles, productos de panadería, mayonesas, etc. el almidón de maíz es el almidón comestible más importante y principal materia prima para la obtención de jarabe de almidón y de glucosa. La amilosa es útil para recubrimientos de frutas (dátiles, higos) y frutas desecadas o glaseadas, pues en toda adhesividad que normalmente posee. Un tratamiento similar de las patatas fritas, hace disminuir el peligro de oxidación. La buena capacidad de formación de geles de amilasa dispersable la hace indicada para su uso en postres y salsas instantáneas. La película de amilosa se utiliza también para un mejor envasado de alimentos como cafés y tés instantáneos. <br />La amilopectina se utiliza extensamente como espesante, estabilizante y adhesivo<br />BIBLIOGRAFIA<br />Badui, S. 1986. Química de los Alimentos. Edit. Alhambra. México, D.F.<br />Química de los alimentos. Owen R. Fennema. Edit. Acribia, 2000<br />Cheftel, J.; Cheftel, H. 1976. Introducción a la Bioquímica y Tecnología de los Alimentos. Acribia. Zaragoza, España.<br />http://es.scribd.com/doc/8420450/Almidon-Yodo<br />http://es.wikipedia.org/wiki/Prueba_del_yodo<br />

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