Carboidrati

POLISACCARIDI Quindi, abbiamo visto che esistono i monosaccaridi, i disaccaridi, esistono anche gli oligosaccaridi (man mano che leghiamo i monosaccaridi tra loro aumentiamo la

complessità di queste catene) e i polisaccaridi, quali l’amido.

L’AMIDO è il polimero più grande che possiamo avere per combinazione di unità monosaccaridiche. L’amido è il costituente fondamentale di alimenti di largo consumo (pane, pasta, riso, legumi,



patate ecc.). Perché di fatto è il polimero di stoccaggio del glucosio nelle piante fotosintetiche Rappresenta la riserva energetica delle piante fotosintetiche, che lo immagazzinano nei semi, nei

tuberi, nelle radici, in granuli di forma e caratteristiche diverse per ogni specie vegetale. Esso è costituito da una miscela di 2 polimeri diversi del glucosio, che sono l’amilosio (20%) e l’amilopectina

(80%), presenti generalmente in un rapporto 80:20.

L’amilosio è un polimero lineare, costituito da monomeri di glucosio che sono legati insieme tramite legami 1,4-glicosidici (abbiamo il carbonio C1, l’ossidrile in basso, quindi vuol dire che il legame

,  -1,4

è accanto abbiamo un’altra molecola di glucosio e quindi il C1 lega il C4 della molecola adiacente legami glicosidici tra molecole di glucosio, a costituire catene sufficientemente

lunghe); essendo lineare ed essendo costituito da molecole poliossidrilate, tende ad avvolgersi a spirale, come conseguenza del fatto che tra una molecola e l’altra di glucosio la presenza dei gruppi

ossidrilici consente la formazione di legami ponte idrogeno che stabilizzano una struttura lineare, ma a forma di spirale; generalmente ogni 6 residui di glucosio abbiamo un giro di spirale.

-1,4-glicosidica, -1,6-

L’amilopectina, invece, ha una struttura ramificata, “ad albero”, perché su una catena ogni 25-32 residui di glucosio si inserisce una ramificazione mediante un legame



glicosidico; poi parte un’altra catena lineare per poi inserirsi un’altra ramificazione e così via (-1,6 vuol dire che il carbonio C1 del glucosio lega il carbonio C6 di una molecola adiacente).

L’amido lo ritroviamo all’interno delle piante fotosintetiche sotto forma di granuli ; se andiamo a sezionare i granuli ritroviamo un’alternanza di strati amorfi e strati più cristallini (cioè dove le

catene sono più rigidamente impaccate l’una rispetto all’altra) e questa alternanza di starti di fatto è la diretta conseguenza della struttura dell’amilopectina, che ha dei tratti lineari su cui poi si inserisce



una ramificazione e poi riparte il tratto lineare, per poi avere un’altra ramificazione; quindi, finché abbiamo il tratto lineare avremo l’aspetto più cristallino, poi quando partono le ramificazioni -1,6

avremo uno strato più amorfo e poi di nuovo una parte più cristallina e così via. Questo è ciò che vediamo al microscopio.

All’interno di questa struttura tridimensionale di amilopectina (circa l’80% del granulo di amido), si inseriscono le catene lineari dell’amilosio che sono disperse nell’albero dell’amilopectina, a darci

al microscopio una tipica struttura alternata.

Se consideriamo la struttura chimica dell’amilosio e dell’amilopectina, queste sono diverse tra loro e questo vuol dire che sono molecole che hanno un comportamento diverso e, sulla base di questo,

negli Stati Uniti sono partiti degli studi per selezionare delle piante che potessero esprimere un amido prevalentemente costituito da amilosio oppure prevalentemente costituito da amilopectina. Questo

perché se abbiamo a che fare con un amido che è prevalentemente costituito da amilosio, come nel caso del così detto “Amylomaze” (52-80% di amilosio) e recuperiamo questo amilosio, il fatto che

l’amilosio sia costituito chimicamente da catene lineari e che si impaccano bene una accanto all’altra, ci restituisce un prodotto dalle proprietà filmogene (spruzzate, per esempio sulla frutta,



restituiscono una protezione della frutta stessa, oppure sulle patatine precotte surgelate per dare croccantezza alla superficie) Amilosio: protettivo (frutta fresca, disidratata, candita; patatine

fritte, protezione degli alimenti); gelificante; il lancio dell’Amylomaze è stato con la prima missione dell’uomo nello spazio, perché l’irrorazione dell’Amylomaze sugli alimenti solidi destinati agli

astronauti, di fatto, le proprietà filmogene riducevano lo sbriciolamento dell’alimento. Allo stesso tempo, è stato isolato il così detto “ Waxy corn” (0-1% di amilosio), dove l’amido è prevalentemente

costituito da amilopectina; ha funzioni tipicamente leganti, stabilizzanti e gelificanti delle matrici alle quali viene aggiunto, in quanto questo albero tridimensionale dell’amilopectina si idrata con



facilità (si aprono le ramificazioni della molecola, consentendo di trattenere al suo interno l’acqua) Amilopectina: scaldata in acqua, forma una soluzione trasparente, altamente viscosa, spessa

ed adesiva. Non c’è tendenza a retrogradazione, invecchiamento, gelificazione. Stabilizzante, legante, adesivo.

L’idratazione dell’amido, in generale inteso come miscela di amilosio e amilopectina, fa sì che avvenga, con le ramificazioni dell’amilopectina e le catene di amilosio che si inseriscono all’interno

della struttura ad albero dell’amilopectina, avendo un’affinità con l’acqua notevole, un’apertura delle ramificazioni dell’amilopectina, un rilasciamento delle catene di amilosio, quindi, di fatto, quando

mettiamo l’amido in acqua abbiamo le proprietà addensanti e gelificanti dell’amido stesso.

Se abbiamo idratato l’amido, quindi abbiamo a che fare con un insieme omogeneo gelatinoso, e lo lasciamo a sé, ma mano che passa il tempo, l’acqua evapora e, evaporando, la struttura dell’amilosio

e

dell’amilopectina si ricompatta (o meglio, si ricompatta l’amilopectina, quindi richiude le sue ramificazioni man mano che l’acqua evapora, con le catane di amilosio che anche queste si ricompattano



gradualmente). Quindi otteniamo, man mano che evapora l’acqua, una struttura sempre più compatta questo fenomeno prende il nome di retrogradazione, perché siamo passati dall’amido

nativo/iniziale che è stato gelatinizzato, ovvero aggiunta di acqua in riscaldamento, quindi idratato, e poi, per raffreddamento e passaggio del tempo, con evaporazione dell’acqua, abbiamo il

ricompattamento della struttura dell’amido, a ottenere un amido quindi retrogradato.

La retrogradazione dell’amido impatta sulla digeribilità dell’amido stesso, perché non abbiamo più un amido nativo, nella sua struttura originaria, ma ne abbiamo uno che si è compattato rispetto

all’originale, che ha perso la distribuzione alternata amorfa/regolare che ci ha fornito la natura, ed è una struttura assai più compatta e quindi meno aggredibile da parte degli enzimi litici, quindi meno

digeribile, il che comporta un minor rilascio di monomeri di glucosio in seguito alla digestione. Un esempio di amido retrogradato è il pane del girono prima.



AMIDO MODIFICATO Abbiamo visto che per ottenere le proprietà gelificanti e addensanti dell’amido, quindi, dobbiamo idratare e riscaldare. Ora, il riscaldare può non essere compatibile con la

matrice che stiamo allestendo, perché si tratta sempre di riscaldare un insieme di composti chimici, alcuni dei quali potrebbero essere termolabili. Allora, allo scopo di mantenere ed esaltare le

proprietà gelificanti e addensanti dell’amido, ma poterne usufruire in condizioni più blande, quindi poter utilizzare l’amido in condizioni tecnologiche più blande, ha portato i ricercatori a modificare la

struttura nativa dell’amido, operare modifiche chimiche, in modo tale da favorire la sua gelificazione e quindi, di fatto, la sua idratabilità, in condizioni più blande, anche a T° più basse, per proteggere

le matrici alimentari. Così, dall’iniziale uso dell’amido nativo come tale, si sono sviluppati tutta una serie di amidi modificati.

Le prime modifiche che sono state fatte a carico della struttura dell’amido sono state delle modifiche fisiche:

- MACINAZIONE O PRESSIONE dell’amido, in presenza di acqua: questo per rendere l’amido il più possibile amorfo (aumenta la quota di amido amorfo), sottoponendolo a macinazione



o pressione, in modo da aumentare la quota del prodotto amorfo. In questo modo favoriamo la sua idratabilità migliora disperdibilità e capacità di rigonfiamento in acqua fredda. Basta

solo una macinazione per avere un guadagno (riduzione) da 5 a 10°C nella temperatura di gelatinizzazione. Al tempo stesso, poiché non abbiamo più a che fare con una struttura rigida e

cristallina, ma amorfa, aumentiamo anche la vulnerabilità enzimatica, quindi la digeribilità dell’amido modificato

- RISCALDAMENTO A CALDO A 100-200°C (<15% DI ACQUA) CON QUANTITÀ MINIME DI ALCOLI O ACIDI: soluzione adesiva di viscosità variabile (dolci, sostitutivo di grassi)

- RISCALDAMENTO DI SOSPENSIONE ACQUOSA, SEGUITA DA ESSICCAMENTO: prodotto idratabile in acqua fredda, forma paste e gel per riscaldamento (cibi pronti)

- IDROLISI PARZIALE IN AMBIENTE ACIDO: abbiamo l’amido come polimero, quindi catene polimeriche di amilosio e amilopectina, lo trattiamo con acidi, i legami glicosidici, che

legano tra loro i monomeri di zucchero, sono instabili in ambiente acido; quindi, vengono rotti e se controlliamo questa aggiunta di acidi, in condizioni quindi di idrolisi, passiamo da un

polimero nativo a un insieme di oligomeri; quindi, tagliamo parzialmente le catene polimeriche dell’amilosio e dell’amilopectina. Arriviamo a ottenere delle catene più corte, che si bagnano

quindi con maggiore facilità, ottenendo un prodotto immediatamente solubile in acqua calda (non a freddo). La soluzione risultante è poco viscosa e rimane fluida per riscaldamento

Queste sono state le prime modifiche che sono state fatte a carico dell’amido, ma andando avanti i ricercatori hanno capito che operando modifiche più spinte sulla struttura dell’amido il guadagno

tecnologico nell’utilizzo di questi derivati era maggiore.

Così, non ci si è più limitati a modificare fisicamente la struttura dell’amido nativo, ma si è passati alle modifiche chimiche, quindi decorare chimicamente la struttura dell’amido, ovvero decorare i

residui zuccherini monomerici che costituiscono i polimeri dell’amido, cioè amilosio e amilopectina, in modo tale da implementare la funzionalità addensante e gelificante dell’amido. Queste

modifiche chimiche sono:  

- IDROSSIETIL E IDROSSIPROPIL DERIVATI: abbiamo visto le catene di amilosio e di amilopectina, sono costituite da residui di glucosio leg