Estructura del Almidón

Publicado el: 28/04/2017

Autor/es: G.D. Mendoza M., R. Ricalde V., P.A. Hernández G.

El almidón es un polimero de condensación de glucosa en una proporción de átomos de C, H y O de 6:10:5 que está presente en forma granular en las semillas, tuberculosy raices. La forma y el tamaño del gránulo varía con el grano (Cuadro 1.1) El almidón no es un producto uniforme, la mayoria de los almidones continen dos polímeros: amilosa y amilopectina que se encuentran en proporciones diferentes en los granos (Cuadro 1.2).

La amilosa es un polímero lineal que contiene hasta 6 000 unidade de glucosa con enlace α- 1,4; con algunas ramificaciones que contienen de 3 a 20 cadenas de glucosa. Por otro lado, la amilopectina tiene una estructura altamente ramificada (Figura 1.1); ésta consiste en cadenas cortas de amilosa conectada con enlaces α- 1,6 (Swinkels, 1985).

Los gánulos de almidón tienen regiones amorfas y cristalinas. La región cristalina tiene un alto grado de organización y se compone principalmente de amilopectina, mientras que la amorfa es rica en amilosa y tiene menor organización (Rooney y Pflugfelder, 1986). Debido a la complejidad de la amilopectina se han postulado varios modelos para describir su estructura

En general se considera que la amilopectina tienen una estructura tipo racimo (Figura 1.1) compuesta por tres tipos de glucanos A, B y C.

Las cadenas A son adyacentes y ligadas al respto de la molécula por el grupo reductor potencial; la B son similares y están ligadas por el grupo reductor y tambien se enlazan con la posición 6 de un o más residuos llevando una o más cadenas A; las cadenas C tienen un grupo reductor libre (Rooney y Pflugfelder, 1986; Chesson y Forsberg, 1988; Manners, 1989).

Con base a los estudios de difracción de rayos X se puede considerar que el almidón tiene diferentes niveles de organización: a) unidades de glucosa (Figura 1.2); b) doble hélice en la amilopectina compuesta por 20 unidades de glucosa; c) lamella conformada por alrededor de 100 hélices de doble cadena; d) una súper hélice o superestructura helicoidal; e) anillos de crecimiento (con unas estructuras internas denominadas blockets); y f) gránulos (Figura 1.3) (Imberty et al., 1998; Perez y Bertoft, 2010; Perez et al., 2009).

Debido a los avances de la biotecnología, existen líneas de granos mutantes que han permitido realizar estudios de la biosíntesis del almidón (Yao et al., 2004) y a través de estudios de dispersión de rayos X y microscopía electrónica de barrido, se puede estudiar la estructura interna de los gránulos de almidón con diferente contenido de amilosa para conocer los valores de los parámetros estructurales de los aglomerados de amilopectina y el tamaño de la laminilla cristalina y amorfa (Yuryev et al., 2004). Se han revisado las interacciones entre el almidón y los lípidos, las diferentes formas cristalinas de almidón (Buleon et al., 1998). La relación de esta información con los procesos digestivos es algo que tendrá que incluirse en estudios futuros de digestión animal.

El estudio de la estructura del almidón estará orientado a descifrar la estructura en forma fina de las cadenas, su longitud y distribución. Se están estudiando el peso molecular (número, promedio), el grado de polimerización, la longitud de las cadenas y su distribución, la poli-dispersión, por medio de cromatografía de exclusión de tamaño (conocidas en inglés como sec y hpsec), electroforesis de carbohidratos fluoroforo-asistida (face), cromatografía de alta resolución de intercambio aniónico (hpaec) entre otros (Buleon et al., 1998; Imberty et al., 1998; Yao et al., 2004).

Otro aspecto que la nutrición de rumiantes deberá de considerar, es involucrar el concepto de almidón resistente, el cual es el almidón que resiste la digestión de la α-amilasa pues existe mucho trabajo orientado a clasificar y trabajar en categorías ese almidón (Leszczyñski, 2004) y no se ha estudiado la relación que tiene con la degradación ruminal pero las categorías I, II, III o IV podrían estar relacionadas con la tasa de degradación en el rumen. Por ejemplo, la categoría IV comprende almidón que resulta de modificaciones químicas que interfiere con la digestión enzimática (Leszczyñski, 2004).

El uso de líneas mutantes de granos y el estudio permitirá el obtener no solo granos de mayor rendimiento sino de mayor digestibilidad. Sin embargo, para lograr modificaciones genéticas exitosas se requiere conocer a profundidad los procesos de biosíntesis de almidón, las enzimas involucradas y su posible manipulación.

Parte del Libro "Alimentación de ganado bovino con dietas altas en grano" ISBN: 978-607-28-1031-0

 Fuente: ENGORMIX