Amido

Amido ou amilo é um carboidrato polimérico que consiste em numerosas unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas. Este polissacarídeo é produzido pela maioria das plantas verdes para armazenamento de energia. Em todo o mundo, é o carboidrato mais comum na dieta humana e está contido em grandes quantidades em alimentos básicos como trigo, batata, milho (milho), arroz e mandioca (mandioca).

O amido puro é um pó branco, insípido e inodoro, insolúvel em água fria ou álcool. É composto por dois tipos de moléculas: a amilose linear e helicoidal e a amilopectina ramificada. Dependendo da planta, o amido geralmente contém 20 a 25% de amilose e 75 a 80% de amilopectina em peso. O glicogênio, a reserva energética dos animais, é uma versão mais ramificada da amilopectina.

Na indústria, o amido é frequentemente convertido em açúcares, por exemplo, pela maltagem. Esses açúcares podem ser fermentados para produzir etanol na fabricação de cerveja, uísque e biocombustível. Além disso, os açúcares produzidos a partir do amido processado são utilizados em muitos alimentos processados.

A mistura da maioria dos amidos em água morna produz uma pasta, como a pasta de trigo, que pode ser usada como agente espessante, endurecedor ou de colagem. O principal uso industrial não alimentar do amido é como adesivo no processo de fabricação de papel. Uma pasta semelhante, goma para roupas, pode ser aplicada a certos produtos têxteis antes de passá-los para endurecê-los.

Etimologia

A palavra "amido" vem de sua raiz germânica com os significados "forte, rígido, fortalecer, endurecer". O alemão moderno Stärke (força) está relacionado e referindo-se há séculos à aplicação principal, o uso em têxteis: dimensionamento de fios para tecelagem e engomagem de linho. O termo grego para amido, "amylon" (ἄμυλον), que significa "não fresado", também está relacionado. Ele fornece a raiz amila, que é usada como prefixo para vários compostos de 5 carbonos relacionados ou derivados do amido (por exemplo, álcool amílico).

Histórico

Grãos de amido dos rizomas de Typha (taboas, juncos) como farinha foram identificados em pedras de moagem na Europa que datam de 30.000 anos atrás. Grãos de amido de sorgo foram encontrados em pedras de moagem em cavernas em Ngalue, Moçambique, que datam de 100.000 anos atrás.

A pasta de amido de trigo extraído puro era usada no Antigo Egito, possivelmente para colar papiro. A extração de amido é descrita pela primeira vez na História Natural de Plínio, o Velho, por volta de 77-79 DC. Os romanos também o utilizavam em cremes cosméticos, para polvilhar os cabelos e para engrossar molhos. Persas e indianos o usavam para fazer pratos semelhantes à halva de trigo gothumai. O amido de arroz como tratamento de superfície de papel tem sido usado na produção de papel na China desde 700 dC.

Indústria do amido

Além das plantas amiláceas consumidas diretamente, em 2008, 66 milhões de toneladas de amido eram produzidas por ano em todo o mundo. Em 2011, a produção foi aumentada para 73 milhões de toneladas.

Na UE, a indústria do amido produziu cerca de 11 milhões de toneladas em 2011, sendo cerca de 40% utilizadas para aplicações industriais e 60% para utilizações alimentares, a maior parte destas últimas como xaropes de glicose. Em 2017, a produção da UE foi de 11 milhões de toneladas, das quais 9,4 milhões de toneladas foram consumidas na UE e das quais 54% eram adoçantes de amido.

Os EUA produziram cerca de 27,5 milhões de toneladas de amido em 2017, das quais cerca de 8,2 milhões de toneladas eram xarope de alto teor de frutose, 6,2 milhões de toneladas eram xaropes de glicose e 2,5 milhões de toneladas eram produtos de amido. O restante do amido foi utilizado para a produção de etanol (1,6 bilhão de galões).

Armazenamento de energia das plantas

A maioria das plantas verdes armazena energia na forma de amido, que é embalado em grânulos semicristalinos. A glicose extra é transformada em amido, que é mais complexo do que a glicose produzida pelas plantas. As plantas jovens vivem dessa energia armazenada em suas raízes, sementes e frutos até encontrarem um solo adequado para crescer. Uma exceção é a família Asteraceae (ásteres, margaridas e girassóis), onde o amido é substituído pelo frutano inulina. Os frutanos semelhantes à inulina também estão presentes em gramíneas como o trigo, na cebola e no alho, na banana e nos aspargos.

Na fotossíntese, as plantas usam a energia luminosa para produzir glicose a partir do dióxido de carbono. A glicose é utilizada para gerar a energia química necessária ao metabolismo geral, para formar compostos orgânicos como ácidos nucléicos, lipídios, proteínas e polissacarídeos estruturais como a celulose, ou é armazenada na forma de grânulos de amido, em amiloplastos. Perto do final da estação de crescimento, o amido se acumula nos galhos das árvores perto dos botões. Frutas, sementes, rizomas e tubérculos armazenam amido para se prepararem para a próxima estação de cultivo.

Algas verdes e plantas terrestres armazenam seu amido nos plastídios, enquanto algas vermelhas, glaucófitas, criptomônadas, dinoflagelados e os apicomplexos parasitas armazenam um tipo semelhante de polissacarídeo chamado amido floridiano em seu citosol ou periplasto.

A glicose é solúvel em água, hidrofílica, liga-se à água e ocupa muito espaço e é osmoticamente ativa; a glicose na forma de amido, por outro lado, não é solúvel, portanto osmoticamente inativa e pode ser armazenada de forma muito mais compacta. Os grânulos semicristalinos geralmente consistem em camadas concêntricas de amilose e amilopectina que podem ser tornadas biodisponíveis mediante demanda celular na planta.

As moléculas de glicose estão ligadas ao amido pelas ligações alfa facilmente hidrolisadas. O mesmo tipo de ligação é encontrado no glicogênio polissacarídeo de reserva animal. Isto contrasta com muitos polissacarídeos estruturais, como quitina, celulose e peptidoglicano, que são ligados por ligações beta e são muito mais resistentes à hidrólise.

Biossíntese

As plantas produzem amido convertendo primeiro a glicose 1-fosfato em ADP-glicose usando a enzima glicose-1-fosfato adenililtransferase. Esta etapa requer energia na forma de ATP. A enzima amido sintase então adiciona ADP-glicose através de uma ligação 1,4-alfa glicosídica a uma cadeia crescente de resíduos de glicose, liberando ADP e criando amilose. A ADP-glicose é quase certamente adicionada à extremidade não redutora do polímero de amilose, assim como a UDP-glicose é adicionada à extremidade não redutora do glicogênio durante a síntese do glicogênio.

A enzima ramificadora do amido introduz ligações 1,6-alfa glicosídicas entre as cadeias de amilose, criando a amilopectina ramificada. A enzima desramificadora do amido isoamilase remove algumas dessas ramificações. Existem várias isoformas dessas enzimas, levando a um processo de síntese altamente complexo.

O glicogênio e a amilopectina têm estrutura semelhante, mas o primeiro tem cerca de um ponto de ramificação para cada dez ligações 1,4-alfa, em comparação com cerca de um ponto de ramificação para cada trinta ligações 1,4-alfa na amilopectina. A amilopectina é sintetizada a partir de ADP-glicose, enquanto mamíferos e fungos sintetizam glicogênio a partir de UDP-glicose; na maioria dos casos, as bactérias sintetizam glicogênio a partir de ADP-glicose (análoga ao amido).

Além da síntese de amido em plantas, o amido pode ser sintetizado a partir de amido não alimentar mediado por um coquetel enzimático. Neste biossistema livre de células, a celulose ligada por ligação beta-1,4-glicosídica é parcialmente hidrolisada em celobiose. A celobiose fosforilase se cliva em glicose 1-fosfato e glicose; a outra enzima, a alfa-glucana fosforilase da batata, pode adicionar uma unidade de glicose da glicose 1-fosforilase às extremidades não redutoras do amido. Nele, o fosfato é reciclado internamente. O outro produto, a glicose, pode ser assimilado por uma levedura. Este bioprocessamento livre de células não necessita de nenhum insumo químico e energético dispendioso, pode ser conduzido em solução aquosa e não apresenta perdas de açúcar.

Degradação

O amido é sintetizado nas folhas das plantas durante o dia e armazenado na forma de grânulos; serve como fonte de energia à noite. As cadeias de amido insolúveis e altamente ramificadas precisam ser fosforiladas para serem acessíveis às enzimas de degradação. A enzima glucano, água diquinase (GWD) fosforila na posição C-6 de uma molécula de glicose, perto das ligações ramificadas 1,6-alfa da cadeia. Uma segunda enzima, fosfoglucano, água diquinase (PWD) fosforila a molécula de glicose na posição C-3. A perda destas enzimas, por exemplo, uma perda da GWD, leva a um fenótipo de excesso de amido (sexo) e, como o amido não pode ser fosforilado, acumula-se nos plastídios.

Após a fosforilação, a primeira enzima degradante, a beta-amilase (BAM), pode atacar a cadeia de glicose na sua extremidade não redutora. A maltose é liberada como principal produto da degradação do amido. Se a cadeia de glicose consistir em três ou menos moléculas, o BAM não poderá liberar maltose. Uma segunda enzima, a enzima desproporcional-1 (DPE1), combina duas moléculas de maltotriose. Dessa cadeia, uma molécula de glicose é liberada. Agora, o BAM pode liberar outra molécula de maltose da cadeia restante. Este ciclo se repete até que o amido seja completamente degradado. Se o BAM chegar perto do ponto de ramificação fosforilado da cadeia de glicose, ele não poderá mais liberar maltose. Para que a cadeia fosforilada seja degradada, é necessária a enzima isoamilase (ISA).

Os produtos da degradação do amido são predominantemente maltose e menores quantidades de glicose. Essas moléculas são exportadas do plastídio para o citosol, maltose, através do transportador de maltose, que se mutado (mutante MEX1) resulta no acúmulo de maltose no plastídio. A glicose é exportada através do translocador plastídico de glicose (pGlcT). Esses dois açúcares atuam como precursores da síntese de sacarose. A sacarose pode então ser usada na via oxidativa da pentose fosfato nas mitocôndrias, para gerar ATP à noite.

Propriedades

Estrutura

Embora se pensasse que a amilose era completamente não ramificada, sabe-se agora que algumas de suas moléculas contêm alguns pontos de ramificação. A amilose é uma molécula muito menor que a amilopectina. Cerca de um quarto da massa de amido armazenado nas plantas consiste em amilose, embora exista cerca de 150 vezes mais amilose do que moléculas de amilopectina.

O amido acumulado nas plantas é armazenado em grânulos semicristalinos. Cada espécie de planta tem um tamanho granular de amido único: o amido de arroz é relativamente pequeno (cerca de 2 μm), os amidos de batata têm grânulos maiores (até 100 μm) e o trigo e a tapioca estão entre eles. Ao contrário de outras fontes botânicas de amido, o amido de trigo tem uma distribuição de tamanho bimodal, com grânulos menores e maiores variando de 2 a 55 μm.

Algumas variedades de plantas cultivadas contêm amido de amilopectina pura sem amilose, conhecido como amidos cerosos. O mais utilizado é o milho ceroso, outros são o arroz glutinoso e a fécula de batata cerosa. Os amidos cerosos sofrem menos retrogradação, resultando em uma pasta mais estável. Uma cultivar de milho com uma proporção relativamente elevada de amido de amilose, amilomaize, é cultivada para utilização da sua força de gel e para utilização como amido resistente (um amido que resiste à digestão) em produtos alimentares.

A amilose sintética feita de celulose tem um grau de polimerização bem controlado. Portanto, pode ser usado como um potencial transportador de fármacos.

Dissolução e gelatinização

Quando aquecidos em água abundante, os grânulos de amido nativo incham e rompem, a estrutura semicristalina é perdida e as moléculas menores de amilose começam a lixiviar do grânulo, formando uma rede que retém água e aumentando a mistura's viscosidade. Este processo é chamado de gelatinização do amido. A temperatura de gelatinização do amido varia dependendo do cultivar de amido, do teor de amilose/amilopectina e do teor de água. O amido com água pode experimentar transições multifásicas complexas durante a varredura de temperatura por calorimetria de varredura diferencial (DSC). Para amido com excesso de água, uma única endotérmica de gelatinização pode ser geralmente observada na faixa de baixa temperatura (54–73 °C). Ao reduzir o teor de água (<64%) no amido, podem ser observadas mais transições endotérmicas representando diferentes mudanças estruturais porque eles se separam e passarão para temperaturas mais altas. Com um teor limitado de água, as forças de inchamento serão muito menos significativas, e o processo de gelatinização em um ambiente com baixo teor de umidade poderia ser definido com mais precisão como o processo de "fusão" de amido. Além disso, o número de endotérmicos e entalpias dependia da razão amilose/amilopectina, e a entalpia de gelatinização do amido rico em amilopectina era maior que a do amido rico em amilose. Especificamente, os amidos de milho cerosos e normais apresentam uma grande endotérmica de gelatinização a cerca de 70°C; para amidos de milho normais, houve também uma segunda endotérmica a cerca de 90°C, considerada como a transição de fase dentro de um complexo amilose-lipídio; Em contraste, para amidos com alto teor de amilose (por exemplo, Gelose 50 e Gelose 80), há uma endotérmica muito ampla na faixa de temperatura entre 65 e 115 °C, que é composta pela principal endotérmica de gelatinização e pela transição de fase dentro de uma amilose –complexo lipídico.

Durante o cozimento, o amido se transforma em uma pasta e aumenta ainda mais a viscosidade. Durante o resfriamento ou armazenamento prolongado da pasta, a estrutura semicristalina se recupera parcialmente e a pasta de amido engrossa, expelindo água. Isto é causado principalmente pela retrogradação da amilose. Este processo é responsável pelo endurecimento ou envelhecimento do pão e pela camada de água sobre o gel de amido (sinérese).

Certos amidos, quando misturados com água, produzirão um fluido não newtoniano, às vezes apelidado de “oobleck”.

O amido também pode ser dissolvido ou sofrer gelificação em líquidos iônicos ou soluções salinas de cloreto metálico. A transição térmica do amido é amplamente influenciada pela proporção líquido iônico/água. O líquido iônico aquoso com uma certa proporção líquido iônico/água leva à desorganização estrutural mais eficaz de alguns amidos a temperatura significativamente reduzida (mesmo à temperatura ambiente). Este fenómeno é muito diferente da dissolução da celulose, uma vez que esta última ocorre de forma mais eficiente em líquidos iónicos puros e qualquer água contida nos líquidos iónicos irá dificultar significativamente a dissolução. Propõe-se que para amidos com poros na superfície dos grânulos (por exemplo, milho-miúdo, milho ceroso, milho normal e amidos de trigo), a corrosão pelo IL aquoso segue um padrão de dentro para fora e a destruição dos grânulos é rápida e uniforme, enquanto que para amidos com uma superfície relativamente lisa (por exemplo, amidos de milho com alto teor de amilose, batata, inhame roxo e ervilha), a corrosão só pode começar na superfície e, portanto, a mudança causada pelo IL aquoso é lenta. Um estudo adicional revelou que, embora os amidos do tipo A (mandioca e milho ceroso) sejam estruturalmente rompidos mais facilmente do que os amidos do tipo B (batata e milho com alto teor de amilose) devido aos pontos fracos da superfície, os grânulos de amido do tipo B fraturados mecanicamente tornam-se espaço. -processável à temperatura, assim como os amidos tipo A. Além disso, o amido, mesmo o amido rico em amilose, pode ser totalmente dissolvido por sais aquosos de cloreto metálico (por exemplo, ZnCl₂, CaCl₂ e MgCl₂ sub>) em temperatura moderada (≤50 °C), e nanopartículas de amido podem se formar durante esse processo de dissolução. A pesquisa demonstrou que o amido rico em amilose dissolvido em solução de CaCl₂ pode formar materiais condutores de íons e responsivos à tensão. O gel de amido/CaCl₂ também pode ser usado como adesivo retardador de chama para papel e papelão.

Hidrólise

As enzimas que decompõem ou hidrolisam o amido nos açúcares constituintes são conhecidas como amilases.

As alfa-amilases são encontradas em plantas e animais. A saliva humana é rica em amilase e o pâncreas também secreta a enzima. Indivíduos de populações com dieta rica em amido tendem a ter mais genes de amilase do que aqueles com dietas com baixo teor de amido;

A beta-amilase corta o amido em unidades de maltose. Esse processo é importante na digestão do amido e também é utilizado na fabricação de cerveja, onde a amilase da casca dos grãos da semente é responsável pela conversão do amido em maltose (Maltação, Mosturação).

Dado um calor de combustão da glicose de 2.805 quilojoules por mol (670 kcal/mol), enquanto o do amido é de 2.835 kJ (678 kcal) por mol de monômero de glicose, a hidrólise libera cerca de 30 kJ (7,2 kcal) por mol, ou 166 J (40 cal) por grama de produto de glicose.

Dextrinização

Se o amido for submetido ao calor seco, ele se decompõe formando dextrinas, também chamadas de "pirodextrinas" nesse contexto. Este processo de decomposição é conhecido como dextrinização. As (piro)dextrinas são principalmente de cor amarela a marrom e a dextrinização é parcialmente responsável pelo escurecimento do pão torrado.

Testes químicos

Uma solução de triiodeto (I₃⁻) formada pela mistura de iodo e iodeto (geralmente de iodeto de potássio) é usada para testar o amido; uma cor azul escura indica a presença de amido. Os detalhes desta reação não são totalmente conhecidos, mas trabalhos científicos recentes usando cristalografia de raios X de cristal único e espectroscopia Raman comparativa sugerem que o complexo amido-iodo final é semelhante a uma cadeia infinita de poliiodeto como aquela encontrada em um complexo pirroloperileno-iodo. A intensidade da cor azul resultante depende da quantidade de amilose presente. Amidos cerosos com pouca ou nenhuma amilose presente ficarão vermelhos. O teste de Benedict e o teste de Fehling também são feitos para indicar a presença de amido.

A solução indicadora de amido composta por água, amido e iodeto é frequentemente usada em titulações redox: na presença de um agente oxidante a solução fica azul, na presença de um agente redutor a cor azul desaparece porque o triiodeto (I₃ ⁻) os íons se dividem em três íons iodeto, desmontando o complexo amido-iodo. A solução de amido foi utilizada como indicador para visualizar a formação periódica e o consumo do intermediário triiodeto na reação oscilante de Briggs-Rauscher. O amido, entretanto, altera a cinética das etapas de reação envolvendo o íon triiodeto. Uma solução a 0,3% p/p é a concentração padrão para um indicador de amido. É feito adicionando 3 gramas de amido solúvel a 1 litro de água aquecida; a solução é resfriada antes do uso (o complexo amido-iodo torna-se instável em temperaturas acima de 35 °C).

Cada espécie de planta possui um tipo único de grânulos de amido em tamanho granular, formato e padrão de cristalização. Sob o microscópio, os grãos de amido corados com iodo iluminados por trás com luz polarizada mostram um efeito distinto da cruz de Malta (também conhecido como cruz de extinção e birrefringência).

Comida

O amido é o carboidrato mais comum na dieta humana e está contido em muitos alimentos básicos. As principais fontes de ingestão de amido em todo o mundo são os cereais (arroz, trigo e milho) e as raízes vegetais (batata e mandioca). Muitos outros alimentos ricos em amido são cultivados, alguns apenas em climas específicos, incluindo bolotas, araruta, mandioca, banana, cevada, fruta-pão, trigo sarraceno, canna, colocasia, katakuri, kudzu, malanga, milho, aveia, oca, araruta polinésia, sagu, sorgo, batata-doce, centeio, taro, castanhas, castanhas-d'água e inhame, e muitos tipos de feijão, como favas, lentilhas, feijão mungo, ervilha e grão de bico.

Antes dos alimentos processados, as pessoas consumiam grandes quantidades de plantas contendo amido cru e não processado, que continham grandes quantidades de amido resistente. Os micróbios do intestino grosso fermentam ou consomem o amido, produzindo ácidos graxos de cadeia curta, que são usados como energia e apoiam a manutenção e o crescimento dos micróbios. Após o cozimento, o amido é transformado de um grânulo insolúvel e de difícil digestão em cadeias de glicose facilmente acessíveis, com propriedades nutricionais e funcionais muito diferentes.

Nas dietas atuais, os alimentos altamente processados são digeridos mais facilmente e liberam mais glicose no intestino delgado – menos amido chega ao intestino grosso e mais energia é absorvida pelo corpo. Pensa-se que esta mudança no fornecimento de energia (como resultado da ingestão de mais alimentos processados) pode ser um dos factores que contribuem para o desenvolvimento de distúrbios metabólicos da vida moderna, incluindo obesidade e diabetes.

A proporção amilose/amilopectina, o peso molecular e a estrutura molecular fina influenciam as propriedades físico-químicas, bem como a liberação de energia de diferentes tipos de amidos. Além disso, o cozimento e o processamento de alimentos impactam significativamente a digestibilidade do amido e a liberação de energia. O amido foi classificado como amido de digestão rápida, amido de digestão lenta e amido resistente, dependendo do seu perfil de digestão. Os grânulos de amido cru resistem à digestão por enzimas humanas e não se decompõem em glicose no intestino delgado - em vez disso, chegam ao intestino grosso e funcionam como fibra alimentar prebiótica. Quando os grânulos de amido são totalmente gelatinizados e cozidos, o amido torna-se facilmente digerível e libera glicose rapidamente no intestino delgado. Quando os alimentos ricos em amido são cozidos e resfriados, algumas das cadeias de glicose recristalizam e tornam-se novamente resistentes à digestão. O amido de digestão lenta pode ser encontrado em cereais crus, onde a digestão é lenta, mas relativamente completa no intestino delgado. Alimentos preparados contendo amido amplamente utilizados são pão, panquecas, cereais, macarrão, massas, mingaus e tortilhas.

Durante o cozimento em fogo alto, os açúcares liberados do amido podem reagir com aminoácidos por meio da reação de Maillard, formando produtos finais de glicação avançada (AGEs), contribuindo com aromas, sabores e textura aos alimentos. Um exemplo de AGE dietético é a acrilamida. Evidências recentes sugerem que a fermentação intestinal dos AGEs da dieta pode estar associada à resistência à insulina, aterosclerose, diabetes e outras doenças inflamatórias. Isto pode ser devido ao impacto dos AGEs na permeabilidade intestinal.

A gelatinização do amido durante o cozimento do bolo pode ser prejudicada pela competição do açúcar pela água, impedindo a gelatinização e melhorando a textura.

Produção de amido

A indústria do amido extrai e refina amidos de sementes, raízes e tubérculos, por meio de moagem úmida, lavagem, peneiramento e secagem. Hoje, os principais amidos refinados comerciais são amido de milho, tapioca, araruta e amidos de trigo, arroz e batata. Em menor grau, as fontes de amido refinado são a batata doce, o sagu e o feijão mungo. Até hoje, o amido é extraído de mais de 50 tipos de plantas.

O amido não tratado requer calor para engrossar ou gelatinizar. Quando o amido é pré-cozido, ele pode ser usado para engrossar instantaneamente em água fria. Isto é referido como um amido pré-gelatinizado.

Açúcares de amido

O amido pode ser hidrolisado em carboidratos mais simples por ácidos, várias enzimas ou uma combinação dos dois. Os fragmentos resultantes são conhecidos como dextrinas. A extensão da conversão é normalmente quantificada pelo equivalente de dextrose (DE), que é aproximadamente a fração das ligações glicosídicas no amido que foram quebradas.

Esses açúcares de amido são de longe o ingrediente alimentar à base de amido mais comum e são usados como adoçantes em muitas bebidas e alimentos. Eles incluem:

• Maltodextrin, um produto de amido levemente hidrolisado (DE 10–20) usado como um enchimento de bland-tasting e espessante.
• Vários xaropes de glicose (DE 30–70), também chamados xaropes de milho nos EUA, soluções viscosas usadas como adoçantes e espessantes em muitos tipos de alimentos processados.
• Dextrose (DE 100), glicose comercial, preparada pela hidrólise completa de amido.
• Xarope de alta frutose, feito pelo tratamento de soluções de dextrose com a enzima glicose isomerase, até que uma fração substancial da glicose tenha sido convertida em frutose. No xarope de milho de alta-frutase dos EUA é significativamente mais barato do que o açúcar, e é o principal adoçante usado em alimentos processados e bebidas. Fructose também tem melhor estabilidade microbiológica. Um tipo de xarope de milho de alta frutose, HFCS-55, é mais doce do que a sacarose, porque é feito com mais frutose, enquanto a doçura de HFCS-42 está em par com sacarose.
• Álcoois de açúcar, como maltitol, erythritol, sorbitol, mannitol e hidrolisado de amido hidrolisado, são adoçantes feitos pela redução de açúcares.

Amidos modificados

Um amido modificado é um amido que foi quimicamente modificado para permitir que o amido funcione adequadamente sob condições frequentemente encontradas durante o processamento ou armazenamento, como alto calor, alto cisalhamento, baixo pH, congelamento/descongelamento e resfriamento.

Os amidos alimentares modificados são codificados E de acordo com a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos e os Aditivos Alimentares codificados INS de acordo com o Codex Alimentarius:

• 1400 Dextrin
• 1401 Amido tratado com ácido
• 1402 Amido tratado alcalino
• 1403 Amido escaldante
• 1404 Amido oxidado
• 1405 Starches, tratada por enzimas
• 1410 fosfato de monostarco
• 1412 Distarch fosfate
• 1413 Fosfato distarch fosfato
• 1414 fosfato de desacordo acetilado
• acetato de amido 1420
• 1422 Acetilizado adipate de desacordo
• 1440 amido hidroxipropílico
• 1442 Fosfato de distarch hidroxipropil
• 1443 Hidroxipropil desmarque glicerol
• 1450 amido de sódio octenyl succinate
• 1451 Amido oxidado acetilado

INS 1400, 1401, 1402, 1403 e 1405 estão nos ingredientes alimentares da UE sem número E. Amidos modificados típicos para aplicações técnicas são amidos catiônicos, hidroxietilamido e amidos carboximetilados.

Usar como aditivo alimentar

Como aditivo para processamento de alimentos, os amidos alimentares são normalmente usados como espessantes e estabilizantes em alimentos como pudins, cremes, sopas, molhos, molhos, recheios de tortas e molhos para salada, e para fazer macarrão e massas. Funcionam como espessantes, extensores, estabilizadores de emulsão e são aglutinantes excepcionais em carnes processadas.

Doces de goma, como jujubas e gomas de vinho, não são fabricados com molde no sentido convencional. Uma bandeja é preenchida com amido nativo e nivelada. Um molde positivo é então pressionado no amido, deixando uma impressão de cerca de 1.000 jujubas. A mistura de gelatina é então despejada nas impressões e colocada no fogão para endurecer. Este método reduz bastante o número de moldes que devem ser fabricados.

Uso na indústria farmacêutica

Na indústria farmacêutica, o amido também é utilizado como excipiente, como desintegrante de comprimidos e como aglutinante.

Amido resistente

O amido resistente é o amido que escapa da digestão no intestino delgado de indivíduos saudáveis. O amido rico em amilose de trigo ou milho tem uma temperatura de gelatinização mais elevada do que outros tipos de amido e mantém o seu teor de amido resistente através de panificação, extrusão suave e outras técnicas de processamento de alimentos. É usado como fibra alimentar insolúvel em alimentos processados, como pães, massas, biscoitos, biscoitos, pretzels e outros alimentos com baixo teor de umidade. Também é utilizado como suplemento dietético por seus benefícios à saúde. Estudos publicados demonstraram que o amido resistente ajuda a melhorar a sensibilidade à insulina, reduz os biomarcadores pró-inflamatórios interleucina 6 e o fator de necrose tumoral alfa e melhora os marcadores da função colônica. Foi sugerido que o amido resistente contribui para os benefícios à saúde dos grãos integrais intactos.

Amido sintético

Em 2021, pesquisadores relataram a primeira síntese artificial de amido em laboratório do mundo. Um processo quimioenzimático livre de células foi usado para sintetizar amido a partir de CO₂ e hidrogênio. Se o processo for viável e puder ser dimensionado, poderá reduzir substancialmente o uso da terra, dos pesticidas e da água, bem como as emissões de gases com efeito de estufa, aumentando ao mesmo tempo a segurança alimentar. A via química de 11 reações principais foi elaborada por projeto de via computacional e converte CO₂ em amido a uma taxa ~8,5 vezes maior que a síntese de amido no milho.

Aplicações não alimentares

Fabricação de papel

A fabricação de papel é a maior aplicação não alimentar de amidos em todo o mundo, consumindo muitos milhões de toneladas métricas anualmente. Numa típica folha de papel de cópia, por exemplo, o teor de amido pode atingir 8%. Amidos quimicamente modificados e não modificados são usados na fabricação de papel. Na parte úmida do processo de fabricação do papel, geralmente chamada de "wet-end", os amidos utilizados são catiônicos e possuem carga positiva ligada ao polímero de amido. Esses derivados de amido associam-se às fibras de papel/celulose aniônicas ou carregadas negativamente e às cargas inorgânicas. Os amidos catiônicos, juntamente com outros agentes de retenção e de colagem interna, ajudam a conferir as propriedades de resistência necessárias à folha de papel formada no processo de fabricação de papel (resistência a úmido) e a fornecer resistência à folha de papel final (resistência a seco).

Na fase seca do processo de fabricação de papel, a folha de papel é reumedecida com uma solução à base de amido. O processo é chamado de dimensionamento de superfície. Os amidos utilizados foram despolimerizados quimicamente ou enzimaticamente na fábrica de papel ou pela indústria do amido (amido oxidado). As soluções de colagem/amido são aplicadas à folha de papel por meio de diversas prensas mecânicas (prensas de colagem). Juntamente com os agentes de colagem de superfície, os amidos de superfície conferem resistência adicional à folha de papel e, adicionalmente, proporcionam resistência à água ou "dimensionamento" para propriedades de impressão superiores. O amido também é utilizado em revestimentos de papel como um dos aglutinantes para as formulações de revestimentos que incluem uma mistura de pigmentos, aglutinantes e espessantes. O papel revestido melhorou a suavidade, a dureza, a brancura e o brilho e, portanto, melhora as características de impressão.

Adesivos para papelão ondulado

Os adesivos para papelão ondulado são a segunda maior aplicação de amidos não alimentares em todo o mundo. As colas de amido são baseadas principalmente em amidos nativos não modificados, além de alguns aditivos como bórax e soda cáustica. Parte do amido é gelatinizado para transportar a pasta de amidos crus e evitar a sedimentação. Essa cola opaca é chamada de adesivo SteinHall. A cola é aplicada nas pontas das caneluras. O papel canelado é pressionado contra um papel chamado liner. Em seguida, é seco em fogo alto, o que faz com que o restante do amido cru da cola inche/gelatinize. Essa gelatinização torna a cola um adesivo rápido e forte para a produção de papelão ondulado.

Goma para roupas

O amido para roupas ou roupas é um líquido preparado pela mistura de um amido vegetal em água (o amido não modificado apenas gelifica em água perto do ponto de ebulição, enquanto os produtos comerciais podem não necessitar de calor) e é usado na lavagem de roupas. O amido foi amplamente utilizado na Europa nos séculos XVI e XVII para endurecer os colarinhos largos e golas de linho fino que cercavam o pescoço dos abastados. Durante o século 19 e início do século 20, era elegante endurecer as golas e mangas das camisas masculinas e os babados das anáguas femininas, engomando-as antes de as roupas limpas serem passadas. O amido dava às roupas bordas lisas e nítidas e tinha um propósito prático adicional: a sujeira e o suor do pescoço e dos pulsos de uma pessoa grudam no amido e não nas fibras da roupa. A sujeira seria removida junto com o amido; após a lavagem, o amido seria reaplicado. O amido está disponível em latas de spray, além dos habituais grânulos para misturar com água.

Bioplástico

O amido é um polímero natural importante para a produção de bioplásticos. Com água e plastificantes como o glicerol, o amido pode ser processado no chamado "amido termoplástico" usando técnicas convencionais de processamento de polímeros, como extrusão, moldagem por injeção e moldagem por compressão. Como os materiais baseados apenas em amido nativo têm baixa processabilidade, propriedades mecânicas e estabilidade, amidos mais comumente modificados (por exemplo, hidroxipropilamido) são usados e o amido é combinado com outros polímeros (preferencialmente polímeros biodegradáveis, como policaprolactona), como alguns produtos comerciais (por exemplo, PLANTIC HP e Mater-Bi) disponíveis no mercado.

Outro

Outra grande aplicação do amido não alimentar é na indústria da construção, onde o amido é usado no processo de fabricação de placas de gesso. Amidos quimicamente modificados ou não modificados são adicionados ao estuque contendo principalmente gesso. Folhas de papel de alta gramatura superior e inferior são aplicadas à formulação e o processo é aquecido e curado para formar a eventual placa de parede rígida. Os amidos atuam como cola para a rocha de gesso curada com o revestimento de papel, além de conferir rigidez à placa.

O amido é usado na fabricação de vários adesivos ou colas para encadernação de livros, adesivos para papel de parede, produção de sacos de papel, enrolamento de tubos, papel gomado, adesivos para envelopes, colas escolares e rotulagem de garrafas. Os derivados do amido, como as dextrinas amarelas, podem ser modificados pela adição de alguns produtos químicos para formar uma cola dura para papelada; algumas dessas formas usam bórax ou carbonato de sódio, que são misturados com a solução de amido a 50–70 °C (122–158 °F) para criar um adesivo muito bom. Silicato de sódio pode ser adicionado para reforçar esta fórmula.

• Produtos químicos têxteis do amido: agentes de dimensionamento warp são usados para reduzir a quebra de fios durante a tecelagem. O amido é usado principalmente para tamanho de fios baseados em algodão. O amido modificado também é usado como espessante de impressão têxtil.
• Na exploração de óleo, o amido é usado para ajustar a viscosidade do fluido de perfuração, que é usado para lubrificar a cabeça da broca e suspender o resíduo de moagem na extração de petróleo.
• O amido também é usado para fazer alguns amendoins de embalagem, e algumas telhas de teto gota.
• Na indústria de impressão, o amido de grau alimentar é usado na fabricação de pó de pulverização anti-set-off usado para separar folhas impressas de papel para evitar que a tinta molhada seja cortada.
• Para o pó do corpo, o amido de milho em pó é usado como um substituto para o pó de talco, e similarmente em outros produtos de saúde e beleza.
• O amido é usado para produzir vários bioplásticos, polímeros sintéticos que são biodegradáveis. Um exemplo é o ácido poliláctico baseado na glicose do amido.
• A glicose do amido pode ser fermentada para o etanol de milho biocombustível usando o chamado processo de moagem molhada. Hoje a maioria das plantas de produção de bioetanol usam o processo de moagem a seco para fermentar o milho ou outra matéria-prima diretamente ao etanol.
• A produção de hidrogênio poderia usar a glicose do amido como matéria-prima, usando enzimas.

Segurança e saúde ocupacional

Nos EUA, a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) estabeleceu o limite legal (Limite de exposição permitido) para a exposição ao amido no local de trabalho como 15 mg/m³ exposição total e 5 mg /m³ exposição respiratória durante uma jornada de trabalho de oito horas. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) de 10 mg/m³ exposição total e 5 mg/m³ exposição respiratória mais de uma jornada de trabalho de oito horas.