Amilosa

Amilosa es un polisacárido formado por unidades de α-D-glucosa, unidas entre sí mediante enlaces glicosídicos α(1→4). Es uno de los dos componentes del almidón y representa aproximadamente entre el 20 y el 30%. Debido a su estructura helicoidal muy compacta, la amilosa es más resistente a la digestión que otras moléculas de almidón y, por tanto, es una forma importante de almidón resistente.

Estructura

La amilosa está formada por moléculas de glucosa unidas a α(1→4). Los átomos de carbono de la glucosa están numerados, comenzando en el carbono del aldehído (C=O), por lo que, en la amilosa, el carbono 1 de una molécula de glucosa está unido al carbono 4 de la siguiente molécula de glucosa (α(1→4) bonos). La fórmula estructural de la amilosa se muestra a la derecha. El número de subunidades de glucosa repetidas (n) suele estar en el intervalo de 300 a 3000, pero puede ser de muchos miles.

Hay tres formas principales de cadenas de amilosa que se pueden adoptar. Puede existir en una conformación amorfa desordenada o en dos formas helicoidales diferentes. Puede unirse consigo mismo en una doble hélice (forma A o B), o puede unirse con otra molécula huésped hidrófoba, como yodo, un ácido graso o un compuesto aromático. Esto se conoce como forma V y es la forma en que la amilopectina se une a la amilosa en la estructura del almidón. Dentro de este grupo, existen muchas variaciones diferentes. Cada uno está anotado con V y luego un subíndice que indica el número de unidades de glucosa por turno. La más común es la forma V₆, que tiene seis unidades de glucosa por turno. También existen las formas V₈ y posiblemente V₇. Estos proporcionan un espacio aún mayor para que se una la molécula huésped.

Esta estructura lineal puede tener cierta rotación alrededor de los ángulos phi y psi, pero en su mayor parte los oxígenos unidos al anillo de glucosa se encuentran en un lado de la estructura. La estructura α(1→4) promueve la formación de una estructura de hélice, lo que hace posible que se formen enlaces de hidrógeno entre los átomos de oxígeno unidos en el carbono 2 de una molécula de glucosa y el carbono 3 de la siguiente molécula de glucosa.

El análisis de difracción de rayos X de fibra junto con el refinamiento de la estructura por computadora ha encontrado polimorfos A, B y C de amilosa. Cada forma corresponde a las formas de almidón A, B o C. Las estructuras A y B tienen diferentes estructuras cristalinas helicoidales y contenidos de agua, mientras que la estructura C es una mezcla de celdas unitarias A y B, lo que resulta en una densidad de empaquetamiento intermedia entre las dos formas.

Propiedades físicas

Debido a que las largas cadenas lineales de amilosa cristalizan más fácilmente que la amilopectina (que tiene cadenas cortas y altamente ramificadas), el almidón con alto contenido de amilosa es más resistente a la digestión. A diferencia de la amilopectina, la amilosa es soluble en agua. También reduce la cristalinidad de la amilopectina y la facilidad con la que el agua puede infiltrarse en el almidón. Cuanto mayor sea el contenido de amilosa, menor será el potencial de expansión y menor será la fuerza del gel para la misma concentración de almidón. Esto se puede contrarrestar parcialmente aumentando el tamaño de los gránulos.

Función

La amilosa es importante en el almacenamiento de energía de las plantas. Se digiere menos fácilmente que la amilopectina; sin embargo, debido a su estructura helicoidal, ocupa menos espacio en comparación con la amilopectina. Como resultado, es el almidón preferido para el almacenamiento en plantas. Constituye aproximadamente el 30% del almidón almacenado en las plantas, aunque el porcentaje específico varía según la especie y variedad.

La enzima digestiva α-amilasa es responsable de la descomposición de la molécula de almidón en maltotriosa y maltosa, que pueden utilizarse como fuentes de energía.

La amilosa también es un importante espesante, aglutinante de agua, estabilizador de emulsión y agente gelificante tanto en contextos industriales como alimentarios. Las cadenas de amilosa helicoidales sueltas tienen un interior hidrofóbico que puede unirse a moléculas hidrofóbicas como lípidos y compuestos aromáticos. El único problema con esto es que, cuando cristaliza o se asocia, puede perder cierta estabilidad, liberando a menudo agua en el proceso (sinéresis). Cuando aumenta la concentración de amilosa, la pegajosidad del gel disminuye pero aumenta la firmeza del gel. Cuando otras cosas, incluida la amilopectina, se unen a la amilosa, la viscosidad puede verse afectada, pero la incorporación de κ-carragenano, alginato, goma xantana o azúcares de bajo peso molecular puede reducir la pérdida de estabilidad. La capacidad de unir agua puede agregar sustancia a los alimentos, sirviendo posiblemente como sustituto de la grasa. Por ejemplo, la amilosa es responsable de hacer que la salsa blanca se espese, pero, al enfriarse, se producirá cierta separación entre el sólido y el agua. La amilosa es conocida por sus buenas propiedades de formación de película, por lo que tiene una importancia potencial en el envasado de alimentos. Ya en la década de 1950 se estudió el excelente comportamiento de formación de película de la amilosa. Las películas de amilosa son mejores tanto en cuanto a propiedades de barrera como en propiedades mecánicas en comparación con las películas de amilopectina.

En un laboratorio, puede actuar como marcador. Las moléculas de yodo encajan perfectamente dentro de la estructura helicoidal de la amilosa y se unen al polímero de almidón que absorbe ciertas longitudes de onda de luz conocidas. Por lo tanto, una prueba común es la prueba de yodo para detectar almidón. Mezcle almidón con una pequeña cantidad de solución de yodo amarillo. En presencia de amilosa se observará un color negro azulado. La intensidad del color se puede comprobar con un colorímetro, utilizando un filtro rojo para discernir la concentración de almidón presente en la solución. También es posible utilizar almidón como indicador en valoraciones que implican reducción de yodo. También se utiliza en resinas y perlas magnéticas de amilosa para separar la proteína de unión a maltosa.

Estudios recientes

Las variedades de arroz con alto contenido de amilosa, el arroz de grano largo menos pegajoso, tienen una carga glucémica mucho menor, lo que podría ser beneficioso para los diabéticos.

Los investigadores han identificado la sintasa de almidón unida a gránulos (GBSS) como la enzima que alarga específicamente la amilosa durante la biosíntesis del almidón en las plantas. El locus ceroso del maíz codifica la proteína GBSS. Los mutantes que carecen de la proteína GBSS producen almidón que contiene sólo amilopectina, como el maíz ceroso. En las hojas de Arabidopsis, además del GBSS, se requiere otro gen, que codifica la proteína dirigida a la proteína STarch (PTST), además del GBSS para la síntesis de amilosa. Los mutantes que carecen de cualquiera de las proteínas producen almidón sin amilosa. El cultivar de papa genéticamente modificado Amflora de BASF Plant Science fue desarrollado para no producir amilosa.