BIOQUIMICA DE LOS ALIMENTOS
Miguel Calvo
OTROS POLISACARIDOS

OTROS POLISACARIDOS

Celulosa

La celulosa fue descrita como una substancia individual en la década de 1820 por Payen, el mismo científico francés que posteriormente aislaría el primer enzima la “diastasa” (amilasa) de la malta. La celulosa consiste en largas cadenas de unidades de glucosa, hasta 10.000, unidas entre sí por enlaces b 1-4. La únidad básica, dos glucosas unidas por este enlace, recibe el nombre de "celobiosa"


Estructura de la celotriosa, formada por tres unidades de glucosa unidas por enlaces b 1-4 , que son los que forman la cadena de la celulosa


La estructura del enlace entre las unidades de glucosa hace que las cadenas de celulosa sean lineales, y que se unan fácilmente entre ellas mediante puentes de hidrógeno, formando fibras de un espesor de entre 30 y 40 unidades de polisacárido. Algunas regiones de las fibras están ordenadas como un material cristalino, mientras que otras regiones están desordenadas.




La celulosa es totalmente insoluble en agua, e indigerible por los enzimas humanos o de otros animales. Los rumiantes la degradan en el metabolismo ruminal, dado que sí existen celulasas en los microrganismos del rumen. En el tubo digestivo humano no se degrada, y forma parte de la "fibra".

La celulosa es un componente fundamental de las paredes celulares de los vegetales, y consecuentemente representa un contenido importante de la dieta. No obstante, salvo una cierta capacidad de rención de agua, no desempeña ningún papel de utilidad tecnológica o nutricional.

La celulosa, y especialmente algunos de sus derivados se utilizan ocasionalmente en tecnología de los alimentos como aditivos. La llamada “celulosa microcristalina” se obtienen con hidrólisis parcial con ácido, que afecta a las regiones amorfas de las fibras liberando partículas cristalinas de un tamaño de unas dos décimas de micra. Se utiliza como “carga” en alimentos bajos en calorías.

La metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y carboximetilcelulosa son derivados artificiales, solubles en agua (las cadenas laterales introducidas en ellos impiden la organizacioón típica de la celulosa), utilizados a veces como estabilizantes, generalmente mezclados con otros polisacáridos, o como sustitutos de la grasa para obtener alimentos bajos en calorías. La carboximetilcelulosa, con parte de las unidades de glucosa con un grupo carboximetilo, estabiliza disoluciones de proteínas, por lo que se utiliza en materiales que contienen leche, especialmente en helados. Produce soluciones muy viscosas con una proporción pequeña de polisacárido.





Unidad de glucosa modificadapor un grupo carboximetilo


La metilcelulosa se comporta al revés que los demás polisacáridos, siendo más soluble en frío que en caliente, incluso llegando a gelificar (de forma reversible) al calentar una disolución. Por eso se utiliza como componente de masas de fritura, ya que al calentarse forma un gel que actúa como barrera y reduce la absorción de grasa.


Inulinas

Las inulinas son polímeros de fructosa formados por entre 2 y 150 unidades de fructosa, con una glucosa en el extremo. La más sencilla de las inulinas, que debería considerse un oligosacárido, es la 1-kestosa.





1-kestosa


Las inulinas de menor tamaño tienen sabor dulce, mientras que las de mayor longitud de cadena carecen de sabor. Se encuentran presentes en muchos vegetales, como la cebolla, espárrago, alcachofa o plátano. Una dieta normal aporta diarimante unos diez gramos de inulina. También se encuentran inulinas (de longitud de cadena larga) como polisacárido de reserva, representando la mayoría de su peso seco, en la raíz de la achicoria y en los tubérculos de la pataca o tupinambo, Helianthus tuberosus.


Pataca o tuminambo. Flores y rizomas
Fotografías por cortesía de Juan Fullana, Jardín Botánico Mundani

La inulina no es digerible por las enzimas humanas, por lo que en principio no aporta calorías. Se utiliza por lo tanto en la elboración de algunos alimentos dietéticos. Si es hidrolizada en parte por las bacterias del tubo digestivo, contribuyendo a seleccionar la flora a favor de las bifidobacterias, por lo que se utiliza también como ingrediente “funcional”. Se hidroliza con facilidad en medio ácido, por lo que en algún momento se ha considerado la posibilidad de utilizarla para la elaboración industrial de jarabes de fructosa. Sin embargo, los sistemas actuales de producción de fructosa a partir de almidón son en este momento económicamente más ventajosos.


Konjac

La goma konjac es un glucomanano que se extrae del rizoma del konjac, Amorphophallus konjac rizoma que puede pesar varios kilogramos y está formado en un 70% por glucomanano y en un 30% por almidón.


Rizomas de konjac con plantas en crecimiento
Fotografías por cortesía de Bartosz T. Zalewski, Aroid
© Bartosz T. Zalewski


Esta goma se utiliza en Japón desde hace siglos, con el nombre de "konyaku". Está autorizado su uso tanto en Estados Unidos como en la Unión Europea (con el código de aditivo E 425), empleándose fundamentalmente en alimentos bajos en calorías.


Goma gellán

La goma gellán se obtiene, de modo semejante a la goma xantana, por fermentación con el microrganismo Sphingomonas elodea , conocido anteriormente como Pseudomonas elodea. Esta goma se descubrió tra un programa sistemático de investigación en polisacáridos microbianos con aplicaciones prácticas, tras el éxito del dextrano y de la goma xantana. Aunque se utilice el nombre de "goma", la goma gellán o el gellán se comporta más bien de forma semejante a las pectinas, formando geles. En Estados Unidos está autorizado su uso desde 1990.

El polisacárido está formado por la repetición de una unidad básica formada por cuatro monosacáridos:

-4)-L-ramnosa-(a-1-3)-D-glucosa-(b-1-4)-D-glucurónico (b-1-4)-D-glucosa-(b-1-

Además, la goma en su forma nativa, o "de alto acilo", tiene un glicerato en la primera glucosa por cada unidad básica, y un acetato en la misma glucosa por cada dos unidades. Su tamaño es muy grande, del orden de 50.000 monosacáridos por molécula.

Las cadenas de la goma gellán se asocian entre sí formando una doble hélice, con los grupos acilo hacia el exterior y los grupos glicerato hacia el interior, participando en la unión entre cadenas mediante puentes de hidrógeno. Los geles formados son termorreversibles, y pueden conseguirse con concentraciones muy bajas de polisacárido, del orden del 0,1 %. La goma gellán de alto acilo produce geles blandos, elásticos y no quebradizos. Los geles producidos por la goma gellán "de bajo acilo", obtenida eliminando los grupos acilo y glicerilo por tratamiento en medio alcalino, son quebradizos y poco elásticos.


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