Componentes Funcionales de los Cereales: Fibra dietetica.

Los hidratos de carbono presentes en los granos enteros se pueden dividir en dos grupos , basados ​​en la capacidad del sistema digestivo humano a digerirlos . El almidón es el único hidrato de carbono complejo en los cereales enteros que puede digerirse (debido a la presencia de la a-amilasa en el
sistema digestivo humano ) . Las enzimas intestinales son incapaces de digerir cualquiera de los otros hidratos de carbono complejos presentes en los cereales integrales.

La digestibilidad de un carbohidrato es la base para definir lo que es la fibra dietética: '' las partes comestibles de plantas o análogos hidratos de carbono que son resistentes a la digestión y la absorción en el intestino delgado humano con la fermentación completa o parcial en el intestino grueso . '' (1)

Los polisacáridos complejos no digeribles están formados por oligosacáridos (OS) y los polisacáridos no amiláceos (NSP ) . Los NSP se han clasificado en dos grupos principales en base a su solubilidad en agua: solubles e insolubles. Por lo tanto , existen polisacaridos no amiláceos solubles e insolubles o "fibra soluble y fibra insoluble"

'La definición de fibra dietética elaborada por la American Association of Cereal Chemists (1) incluye los componentes químicos que forman parte de esta fracción de hidratos de carbono: '' la fibra dietética incluye polisacáridos, oligosacáridos, lignina , y plantas asociadas sustancias '' .

Tomado de: Rev Chil Nutr Vol. 33, Suplemento Nº2, Noviembre 2006, pags: 342-351

Además , la definición de fibra dietética destaca las funciones fisiológica más documentadas sobre los efectos de la fibra dietética : fibras dietéticas promueven beneficiosa efectos fisiológicos incluyendo efecto laxante , y / o colesterol en la sangre atenuación , y / o atenuación de la glucosa en sangre . '' Debe ser tenerse en cuenta que en el momento en que se elaboró esta definición (2001) solo se incluyeron los beneficios para la salud más conocidas y documentadas para la época.

(1) AACCI. Cereal Foods World, 2001, 46, p. 112.

Almidones modificados por entrecruzamiento (cross-linked)

Dicho de una manera simple, los almidones modificados por entrecruzamiento (cross-linked) involucran la formación de un enlace covalente entre dos moléculas de almidón para genera una molécula más grande. La reacción ocurre por la formación de un enlace diester con el ácido fosforico (POCl3) o por la formación de un enlace éter por reacción del almidón con epiclorhidrina.

Altos niveles de entrecruzamiento producen almidones con altas temperaturas de gelatinizacion. Se pueden preparar almidones con altos niveles de entrecruzamiento para que no gelatinicen cuando son hervidos en agua. Los almidones modificados usados en alimentos generalmente poseen un cierto grado de entrecruzamiento. La cantidad de entrecruzamiento se designa a través de lo que se conoce como grado de sustitución (GS). Un GS de 1 indica una molécula substituida (en promedio). En alimentos , los GS van desde 0,01 a 0,1.

Los almidones modificados por entrecruzamiento (cross-linked) produce suspensiones menos viscosas al ser calentadas (comparadas con el almidón nativo no modificado).
Otra característica interesante de los almidones modificados por entrecruzamiento (cross-linked) es que los mismos producen soluciones altamente viscosas en sistemas con pH ácido. Esto tendría una aplicación como agente espesante (aumento de viscosidad) en rellenos para pie (tartas) de frutas por ejemplo.

Proteinas de los Cereales

Las proteínas son polímeros de aminoácidos encadenados por enlaces peptídico. La estructura de los aminoácidos puede ser consultada en cualquier libro básico de bioquímica. Lo importante es saber que los aminoácidos poseen grupos R que varían de un aminoácido a otro. Existen a aminoácidos ácidos, básicos, hidrofílicos (afines al agua) e hidrofóbicos (repelen el agua). La cadena de aminoácidos determina la conformación final que las proteínas asumirán y es ésta conformación tridimensional (estructura terciaria) donde radical la especificidad de los millones de proteínas existentes.


En los cereales, las proteínas han sido clasificadas tradicionalmente en cuatro grupos de acuerdo a su solubilidad en diversos solventes. Las albuminas son las proteínas solubles en agua, las Globulinas son solubles en soluciones diluidas de sales . Las prolaminas son aquellas solubles en etanol al 70%, mientras que las glutelinas son insolubles en etanol 70% pero soluble en ácidos o bases diluidas.

Por supuesto existen proteínas que no se adaptan a esta clasificación pero a pesar de ello esta es una clasificación que en primera instancia sirven par iniciar el estudio de sus propiedades.

Amilopectina: el Componente Ramificado del Almidon

La amilopéctina tambien es un polímero de a-D-glucosa unidos entre sí por enlaces glicosídicos a-1,4. Pero, la amilopéctina posee ramificaciones que se originan cuando dos moléculas de glucosas se unen formando en laces a-1,6. Estas son mucho más frecuentes que en la amilasa (recuerde que en la amilosa tambien ocurren muy de vez en cuando ciertas ramificaciones). Se ha calculado que en la amilopéctina cada 20-25 subunidades de glucosa ocurre una ramificación a-1,6. La amilopéctina posee un peso molecular elevado en el orden de 100.000.000 ( la amilosa es de solo 250.000). Esto hace que la amilopéctina tenga aproximadamente cerca de 600,000 moléculas de glucosa en su estructura.

Debido a la naturaleza ramificada de la amilopéctina sus cadenas se las clasifican en A, B y C. Las cadenas A son las cadenas de glucosa unidas por a-1,4, las cadenas B son aquellas que poseen a-1,4 y a-1,6, mientras que las C poseen a-1,4 y a-1,6 y además un grupo reductor libre (la ultima glucosa libre que no se une a nada). Así pues, las A no poseen ramificaciones y las B sí,: las cadenas C también tienen ramificaciones y, además, es donde finaliza la molécula.

Amilosa: el Componente Lineal del Almidon

En un artículo anterior se mencionó la presencia de dos polímeros que forman parte del almidón: uno lineal (amilosa) y una ramificado amilopéctina. La amilosa es en esencia el polímero lineal del almidón.

La amilosa es, desde el punto de vista químico, un polímero de a-D-glucosa unidos entre sí por enlaces glicosídicos a-1,4 (esto quiere decir un enlace covalente desde el carbono 1 de una de las glucosas hasta el carbono 4 de otra molécula de glucosa). El peso molecular es en promedio de 250.000 aunque éste varia ampliamente. En promedio son unos 1500 residuos de glucosa unidos entre sí (ojo esto es variable según el peso molecular).

Como hemos visto, el polímero de amilosa es esencialmente lineal. Sin embargo, de vez en cuando ocurren ramificaciones, pero éstas son tan escasas que se puede considerar al polímero como lineal o más bien, tiene porciones lineales tan largas que esencialmente se comporta como un polímero lineal.

La naturaleza lineal de la amilosa le confiere propiedades únicas como por ejemplo la capacidad de formar clatratos, que son complejos helicoidales formados por la interacción de la amilosa con el iodo, compuestos orgánicos y ácidos. Además, la naturaleza lineal de la molécula propicia la interacción de esta con moléculas de amilosa vecinas pudiendo formar (bajo ciertas condiciones) grandes complejos de amilosa que se insolubilizan y precipitan. Este fenómeno conocido como retrogradación es parte del proceso de envejecimiento de muchos productos hechos a base de cereales (por ejemplo cuando el pan se pone “duro” después de uno o dos días de elaborado).

El otro polímero de almidón, de naturaleza ramificada, se denomina amilopéctina y será la base para un próximo artículo en este Blog.

Granulos de almidon

El almidón presente en los cereales y tubérculos (y en las plantas en general) se encuentra en las células formando estructuras discretas llamadas los gránulos de almidón. Estos a su vez están ubicados en los amiloplastos. Los gránulos de almidón poseen un tamaño entre 2 y 100 micrómetros, dependiendo del cereal siendo los gránulos de almidón del arroz los más pequeños, y los del almidón de papa los más grandes. La forma suele ser redondeada pero los hay de forma alargada o irregular. Las moléculas de amilosa y de amilopectina (componentes químicos del almidón) se hallan dispuestos de forma radial, formando una serie de capas concéntricas. En estas estructuras existen zonas cristalinas en las que las cadenas están asociadas en forma de hélices

Composicion quimica del almidon

El almidón esta compuesto básicamente de glucosa. Aunque posea componentes minoritarios (grasas y minerales) muchos de ellos se encuentra a nivel de trazas. Así que generalmente el almidón es básicamente un polímero de glucosa. Sin embargo, estas trazas (ya sean contaminantes del proceso de extracción o realmente asociadas a la composición química del almidón) tienen un efecto definitivo sobre las propiedades del mismo.

Los almidones de cereales poseen grasas asociadas a su estructura (bajas concentraciones) usualmente las grasas unidas al almidón son del tipo polar, ya que se necesitan solventes polares para extraerlos (metanol, por ejemplo). La concentración de lípidos en cereales se ubica entre un 0,5 y 1%. Además de lípidos, el almidón posee nitrógeno y fósforo y básicamente no existe nitrógeno, por lo tanto no hay proteínas en él.
Básicamente el almidón en los cereales es un polímero de glucosa. Desde un punto de vista químico hay dos tipos de polímeros: amilasa y amilopectina. El primero es lineal, el segundo ramificado.