Gelatinizacion del almidón de maíz.
El almidón es un polímero cuya estructura molecular se basa en la unión de moléculas de glucosa que están unidas entre ellas mediante enlaces _-D-(1-4) y/o _-D-(1-6), que forman sus dos macromoléculas principales: la amilosa, polímero lineal con grado de polimerización de 100 a 1000 unidades de glucosa y la amilopectina, un polímero ramificado con grado de polimerización de aproximadamente 40.000 unidades de glucosa. El almidón es único entre los c arbohidratos que ocurren en la naturaleza en forma de gránulos constituidos por regiones amorfas y semicristalinas. Es reconocida la gran importancia que tiene la organización física de estos gránulos en su funcionalidad y por tanto en el comportamiento de los productos alimenticios con formulaciones ricas en almidón. Por su tamaño y complejidad, el gránulo de almidón crudo no es digerible por el organismo humano debido a su estructura semicristalina, por lo cual se deben utilizar procesos calor – humedad para transformarlo. La gelatinización es quizá la transición más importante del almidón. Es una transición de orden –desorden que sufren los polímeros de almidón sometidos a procesos de calentamiento lo cual tiene gran impacto en el procesamiento, calidad y estabilidad de los productos basados en almidón. Durante la gelatinización ocurren cambios irreversibles que provocan el hinchamiento y disrupción del gránulo con una consecuente pérdida de cr istalinidad. Los cambios que ocurren en la transición están influenciados por factores intrínsecos como tipo de almidón, tamaño de los gránulos, etcétera, y por factores extrínsecos, como la velocidad de calentamiento, el conte nido de humedad, el daño mecánico de los g ránulos, la historia térmica de la muestra y las condiciones de extracción del almidón, entre otras. Par a la transición se requiere un porcentaje de agua mayor al 30% y una temperatura entre entr e 60 y 75oC, v alor que depende de la fuente de origen del almidón. Durante el proceso, las moléculas de almidón vibran rompiendo los puentes de hidrógeno intermoleculares de las zonas amorfas de los gránulos, lo que provoca e l hinchamiento por una absorción progresiva e irreversible de agua que finalmente se liga a la estructura. Una vez la parte amorfa del gránulo gr ánulo se ha hidratado completamente, la parte cr istalina inicia un proceso similar, disminuyendo el número y tamaño de las regiones ordenadas. Se e stima que un gránulo gelatinizado ha perdido tanto orden de corto alcance (a nivel molecular) como de largo alcance (cristalinidad). La evaluación de los cambios en la microestructura de los almidones durante la gelatinización se realiza mediante distintas técnicas que tratan de estimar el orden interno de los gránulos. Entre las técnicas más usadas está DSC, que determina la temperatura temper atura y el rango en el cual suceden los cambios de estado y el flujo de calor involucrado. Los estudios sistemáticos sobre el almidón se remontan a 1974, cuando Lelievre relacionó la gelatinización del almidón con la fusión de los polímeros homogéneos. Marchant y Blanshard, en 1978, demostraron que durante la ge latinización ocurren tres procesos: difusión del aguan dentro del grano, desaparición de la birrefringencia, y expansión del gránulo. Evans y Haisman en 1982, aplicaron técnicas calorimétricas para comprobar la perdida de e structura física del almidón al gelatinizar; esta pérdida estructural fue demostrada por Zobel e n 1988. En 1988 Atwell definió la
gelatinización como un fenómeno durante el cual el orden molecular dentro del gránulo de almidón colapsa. Recientemente los estudios de Baks (2007) y de Habeych (2009) han propuesto un modelo matemático y teórico para explicar e l comportamiento de la gelatinización del almidón. En estos estudios se hace referencia al almidón como un polímero que cumple con la ec uación de Flory para los polímeros en soluciones. En Latinoamérica se han realizado investigaciones relacionada con el almidón de maíz proce sado en México, con base en el comportamiento de las harinas de maíz provenientes del m aíz tratado con procedimientos termoalcalinos. Actualmente estos estudios se han enfocado en cómo los iones de calcio ingresan al grano de maíz e n un proceso de difusión [13]. En Colombia se han desarrollado estudios teóricos [14] y experimentales [15] sobre el comportamiento térmico del almidón en harinas de maíz, y cómo afectan los procesos de cocción y preparación de la harina al gránulo de almidón. La cantidad de agua afecta el proceso de gelatinización del almidón, pero su influencia se ve menos marcada cuando la velocidad de calentamiento es menor, pues se permite la aproximación hacia el equilibrio. Los resultados encontrados en diversos experimentos permiten deducir que si el proceso de gelatinización se quiere observar minimizando efectos extrínsecos como velocidad de calentamiento y contenido de humedad. Desde el punto de vista científico y tecnológico es recomendable estudiarlo a bajas velocidades de calentamiento y alto contenido de humedad según se demuestra en los resultados obtenidos de este estudio. Maíz dulce.
El maíz dulce se conoce botánicamente como Zea mays var. Rugosa y en su estado seco , o sea en grano, se distingue del maíz común en que el grano es arrugado o r ugoso y no liso como la mayoría de los tipos de maíz. En el maíz dulce, el almidón es reemplazado en buena parte por el azúcar. Esto hace que en estado t ierno óptimo, la mazorca llena de granos constituya una hortaliza apetecida. El maíz dulce difiere genéticamente del maíz regular en que, en este último, es homocigoto recesivo al gen que produce un e ndosperma azucarado. Este gen provoca una acumulación de hasta 25% de fitoglucógeno, un polisacárido que le confiere al m aíz una textura cremosa que no es posible de obtener sólo con el almidón. El maíz dulce posee sustancias con un gran valor nutritivo, en especial, vitamina E, folatos y carotenos ya que actúan como antioxidantes. Historia
El maíz dulce era ya conocido por los pueblos americanos pre colombinos; sin embargo, tal como se usa hoy en el mundo occidental, es un desarrollo de los agricultores del este nor teamericano de los siglos XVIII y XIX. En 1822 se publicó un artículo en una revista de Nueva Inglaterra situando la primera introducción en esa zona en 1779; pero la primera mención fidedigna del maíz dulce se debe a Thomas Jefferson en 1810, e n su Libro de la huerta. A lo largo del siglo XIX el interés por
este cultivo aumentó rápidamente y comenzaron a aparecer numerosas variedades resultado del cruzamiento de maíz dulce con variedades de maíz grano. Tipos de maíz dulce
Tres son los tipos de maíz dulce que se cultivan en las zonas templadas. Históricamente, hasta los años sesenta, todo el maíz dulce que se comercializaba estaba basado en el gen sugary1 (su1), un mutante en el brazo corto del cromosoma 4, que retarda la conversión de azúcares en almidón y aumenta el contenido de fitoglucógeno. En los últimos 40 años se han empleado otros dos mutantes. El primero de dichos mutantes en aparecer fue el gen shrunken2 (sh2), situado en el brazo largo del cromosoma 3, que produce una concentración de azúcar muy superior, así como una mayor duración del periodo apto para la recolección. En contrapartida, e l grano sh2 carece prácticamente de almidón y tiene unos contenidos muy bajos de polisacáridos solubles en agua. Como consecuencia de ello, el grano adquiere, al secar, un aspecto muy arrugado y la germinación del mismo y el vigor de la plántula disminuyen considerablemente en comparación con el m aíz normal. Además, al no poseer fitoglucógeno no posee una textura cremosa sino crujiente. Dentro del mundo comercial los híbridos homocigóticos para el gen sh2 re ciben el nombre de superdulces. El segundo mutante está situado en el brazo largo del cromosoma 4 y recibe el nombre de sugary enhancer1 (se1). Este mutante se usa e n combinación con sugary1 y aumenta el contenido e n azúcares, mantienendo la proporción de fitoglucógeno, por lo que produce variedades con mayor dulzor y con una textura cremosa similar a las variedades dulces. Las variedades con la combinación de su1 y se1 reciben el nombre de variedades dulces mejoradas.
Usos
El maíz dulce se cultiva actualmente para uno de los usos siguientes:
Enlatado o congelado industrial
Hortaliza de estación
Huertos familiares
Contenido nutrimental.
Bibliografía
Casseres, E. Producción de hortalizas. Instituto Interamericano de Cienc ias Agrícolas, Tercera Edición. San José de Costa Rica, 1980. Pág 232.
Lorenz, K. Handbook of Cereal Science and Technology. Marcel Dekker, Inc. Nueva York, 1991.
http://www.horticom.com/pd/article.php?sid=67438
http://www.fatsecret.com.mx/calor%C3%ADas-nutrici%C3%B3n/gen%C3%A9rico/ma%C3%ADzdulce
