La gelatinización y la retrogradación son dos propiedades físicas importantes en el procesamiento y almacenamiento de alimentos. Aprender sobre ellas no solo entiende el almidón profundamente, sino que también explica los cambios en los alimentos con almidón en la vida cotidiana.
¿Qué ocurre en la gelatinización del almidón?
Aunque el almidón se parece al polvo de café instantáneo y la leche en polvo, no se disuelve rápidamente cuando se vierte en agua. En su lugar, se hunde en el fondo del recipiente y absorbe muy poca agua inicialmente. Cuando se calienta a una temperatura umbral, se hinchan violentamente para convertirse en una pasta espesa. Este fenómeno es la gelatinización que proviene de su compleja estructura granular. Su cristalinidad y organización molecular se pierden. Se forma un coloide hidrofílico a medida que el almidón se dispersa en el agua.
Las tres etapas
La gelatinización del almidón se divide en tres etapas. La primera etapa es un proceso de absorción de agua reversible. El agua entra preferentemente en las regiones amorfas y se une a los grupos hidroxilo. Es difícil entrar en la región semicristalina donde la amilopectina está dispuesta de manera ajustada y ordenada. Se absorbe un poco de agua y la expansión es ligera, por lo que el semicristal no ha sido destruido. Si el almidón se seca, se encontrará que vuelve a su estado original.
Cuando alcanza la temperatura de gelatinización, las moléculas de agua no solo entran en la región amorfa, sino que también penetran en la región semicristalina. Tienen suficiente energía cinética para descomponer los enlaces de hidrógeno y desenrollar las hélices dobles de la amilopectina. Los gránulos de almidón absorben una gran cantidad de agua de manera irreversible y de repente se hinchan hasta 60-100 veces su volumen original. En esta etapa, la estructura ordenada ha pasado a un estado desordenado, que no puede revertirse a su estado original ni siquiera al secarse.
La tercera etapa implica el colapso completo de los gránulos. Si el calentamiento continúa, la fuerza atractiva ya no restringe el movimiento térmico, y las moléculas se separan gradualmente de los gránulos. Finalmente, se forma una pasta viscosa y semitransparente en el agua. A veces, un tratamiento térmico prolongado degradará algunas moléculas de almidón.
Retrogradación del almidón: amilosa vs amilopectina
Es esencialmente una transición de un estado desordenado a uno relativamente ordenado. Cuando el almidón se calienta en agua y se enfría, las moléculas alteradas se vuelven a asociar gradualmente en una estructura ordenada debido a los enlaces de hidrógeno y la disminución del movimiento térmico. Estas estructuras son similares al almidón nativo, pero no idénticas. Solo tienen una estructura de hélice doble en las regiones enredadas, pero no tienen un hilio y distribución radial como los gránulos de almidón nativo.
La amilosa se une automáticamente para formar una red que proporciona un hidrogel con elasticidad y resistencia contra la deformación. Promueve la etapa temprana de retrogradación del almidón.
Aunque las cadenas laterales en la amilopectina a veces se unen por enlaces de hidrógeno, es difícil para ellas formar una red elástica, tal como sería difícil construir una red con palos ramificados. Por lo tanto, su retrogradación es más lenta.