¿Qué es el almidón modificado? - Descubre los secretos del almidón modificado

En el campo de la alimentación y la industria, el término ‘almidón modificado’ acapara la atención por sus versátiles aplicaciones y efectos transformadores. En esta publicación, te mostramos qué es el almidón modificado y exploramos cómo se obtiene, cuáles son sus ventajas y cuáles son sus usos en diversas industrias.

El almidón es un carbohidrato natural que se encuentra en muchas plantas, como el maíz, el trigo, la patata y la yuca. El almidón nativo es una importante fuente de energía para los seres humanos y los animales, aunque también se utiliza como espesante, estabilizante, emulsionante o edulcorante.

A fin de mejorar o modificar estas características, al almidón nativo se le aplican diversos tratamientos físicos, químicos o enzimáticos. De estos tratamientos se obtienen almidones modificados con propiedades diferentes a las del almidón original.

Dependiendo de la fuente, la estructura y el método de procesamiento, los almidones modificados varían en sus propiedades y funcionalidad. Esto incluye factores como solubilidad, viscosidad, temperatura de gelatinización, tendencia a la retrogradación y resistencia al calor, al ácido, al cizallamiento y a la congelación.

Características del almidón modificado

El almidón modificado posee una serie de características que lo hacen superior a sus homólogos nativos, incluyendo:

Solubilidad

Una característica destacable del almidón modificado es la mayor solubilidad  en agua fría. A diferencia del almidón tradicional, que suele requerir calor para disolverse, el almidón modificado se dispersa fácilmente en líquidos fríos.

Estabilidad

Uno de los principales atributos del almidón modificado es su mayor estabilidad frente al calor, el ácido, el cizallamiento (desplazamiento relativo de capas en direcciones opuestas), el tiempo, el enfriamiento o la congelación. Esto le permite soportar una gama más amplia de temperaturas y condiciones de procesado.

Viscosidad

La viscosidad, un factor crítico en muchas aplicaciones, aumenta en el almidón modificado. Esta característica mejora su capacidad espesante, convirtiéndolo en un ingrediente fiable en salsas, salsas de carne y sopas.

Resistencia

Además, el almidón modificado demuestra una resistencia superior a las fuerzas de cizallamiento. Esta propiedad lo convierte en la opción ideal para productos alimentarios sometidos a tensiones mecánicas durante el procesado, garantizando una textura y estabilidad uniformes.

Retención de humedad

En panadería y pastelería, el almidón modificado resalta por su contribución a la retención de la humedad y a la mejora de la textura. Su capacidad para unir y retener moléculas de agua se traduce en productos horneados más suaves, húmedos y con una frescura prolongada.

Beneficios y desventajas del almidón modificado

Los almidones modificados presentan varios beneficios frente a los almidones nativos para diversas aplicaciones. Algunas de estas ventajas son:

• Mejorar la calidad y la vida útil de los productos comestibles al mejorar su textura, aspecto, sabor y estabilidad.
• Reducir el coste y la complejidad para procesar un alimento o bebida al simplificar la formulación y reducir la necesidad de usar otros ingredientes.
• Aumentar la funcionalidad y versatilidad de los productos alimentarios al proporcionarles diferentes propiedades para fines específicos.
• Satisfacer la demanda de comodidad y variedad de los consumidores al permitir la elaboración de productos instantáneos o listos para el consumo.

Sin embargo, los almidones modificados también tienen algunas desventajas que hay que tener en cuenta, como lo son:

• Valor nutritivo inferior al de los almidones nativos, debido a la pérdida de algunos nutrientes durante el proceso de modificación.
• Efectos adversos para la salud si se consumen en exceso o si contienen sustancias nocivas como alérgenos o contaminantes.
• Efectos negativos en el medio ambiente si no se producen de forma sostenible o si generan residuos o contaminación.

Tipos de almidón modificado

Existen muchos tipos de almidones modificados que se elaboran a partir de distintas fuentes y mediante diferentes métodos y técnicas. Los tipos más comunes de almidón modificado se elaboran a partir de ingredientes como el maíz, el trigo y la papa.

Almidón modificado de maíz

El almidón de maíz modificado es uno de los que más se utiliza en la industria alimentaria. Para su elaboración se procesan granos de maíz para extraer el almidón, que luego de modifica. El almidón de maíz modificado tiene propiedades diferentes en función del tipo de tratamiento y el grado de modificación. Los tipos más comunes son:

• Almidón de maíz modificado con ácido: este tipo de almidón se trata con ácido para reducir su viscosidad y fuerza de gelatinización.
• Almidón de maíz oxidado: se obtiene tratando el almidón de maíz con agentes oxidantes, como el cloro o el peróxido de hidrógeno, para aumentar su blancura y claridad.
• Almidón de maíz reticulado: se trata con agentes reticulantes, como oxicloruro de fósforo o trimetafosfato de sodio, para aumentar su estabilidad y resistencia.
• Almidón de maíz pregelatinizado: se obtiene a partir de un proceso de cocimiento y secado que lo hace soluble en agua fría.

Almidón modificado de papa

El almidón se obtiene a partir de papas peladas, lavadas, ralladas y secadas, que luego se modifica mediante diversos métodos. Algunos de los tipos más comunes son:

• Almidón de papa dextrinizado: este tipo de almidón modificado se calienta en presencia de ácido o enzimas para descomponer algunas de las cadenas de glucosa en moléculas más cortas llamadas dextrinas.
• Almidón de papa esterificado: el almidón nativo se trata con agentes esterificantes como el anhídrido acético o el anhídrido succínico. Esto permite introducir grupos acetilo o succinilo en las moléculas de fécula.
• Almidón de papa catiónico: se produce a partir de un tratamiento con agentes cationizantes, como compuestos de amonio cuaternario. Esto introduce cargas positivas en las moléculas del almidón nativo.
• Almidón de papa resistente: este tipo de fécula se somete a un tratamiento de calor-humedad o retrogradación para aumentar su resistencia a la digestión por las enzimas humanas.

Almidón modificado de trigo

El almidón de trigo modificado se elabora a partir de granos de trigo que se muelen para separar el endospermo del salvado y el germen. Luego, el almidón obtenido se modifica mediante diversas técnicas. Algunos de los tipos más comunes de almidón de trigo modificado son:

• Almidón de trigo hidrolizado: se obtiene al tratar el almidón nativo con ácido o enzimas para descomponer algunas de las cadenas de glucosa en moléculas más cortas llamadas maltodextrinas.
• Almidón de trigo eterificado: este tipo de almidón modificado se obtiene del procesamiento con agentes eterificantes. Esto introduce grupos hidroxipropilo o carboximetilo en las moléculas del almidón.
• Almidón de trigo fosfatado: para su obtención, el almidón nativo se trata con agentes fosfatantes para introducir grupos fosfato en las moléculas de almidón.
• Gluten de trigo modificado: su proceso de producción implica tratar el almidón nativo con calor, ácido, álcali o enzimas para modificar el componente proteico del almidón de trigo.

Proceso de modificación del almidón

El proceso de modificación del almidón implica varios pasos que afectan a las propiedades y funcionalidad del producto final. Este tratamiento, aprobado por organizaciones como la FDA (Food & Drugs Administration), puede clasificarse en tres técnicas principales:

Tratamientos físicos para la modificación del almidón

Los tratamientos físicos son los métodos más sencillos y naturales de modificación del almidón. Consisten en aplicar fuerzas físicas como calor, presión, humedad o cizallamiento al almidón nativo sin cambiar su estructura química. Entre los principales tratamientos físicos para la modificación del almidón se encuentra:

• Tratamiento calor-humedad: consiste en calentar el almidón nativo en presencia de humedad para inducir su gelatinización y retrogradación. Esto aumenta la resistencia a la digestión y mejora su estabilidad térmica.
• Recocido: este tratamiento consiste en calentar el almidón nativo en agua por debajo de su temperatura de gelatinización para inducir una cristalización parcial. Este proceso incrementa la temperatura de gelatinización y reduce la hidropesía (hinchamiento) del almidón.
• Extrusión: este proceso de modificación consiste en forzar el almidón nativo a través de una matriz a alta temperatura y presión para inducir la fusión y el cizallamiento. Esto resulta en un aumento de la solubilidad, viscosidad y expansión del almidón.
• Secado en tambor: para este procedimiento se extiende el almidón nativo sobre un tambor calentado para inducir un secado y gelatinización rápida. Esto mejora la solubilidad y la claridad del almidón.

Tratamientos químicos para la modificación del almidón

Los tratamientos químicos son los métodos más comunes y eficaces para modificar el almidón. Consisten en añadir reactivos químicos al almidón nativo para introducir nuevos grupos funcionales o enlaces cruzados en las moléculas de almidón.

Los tratamientos químicos pueden afectar a la estructura molecular, reactividad, solubilidad, viscosidad, temperatura de gelatinización, tendencia a la retrogradación y estabilidad del almidón. Algunos ejemplos de tratamientos químicos son:

• Oxidación: este tratamiento consiste en añadir agentes oxidantes al almidón nativo para introducir grupos carbonilo y carboxilo y romper algunos de los enlaces glicosídicos. Esto aumenta la blancura y claridad del almidón y reduce su tendencia a la retrogradación.
• Reticulación: consiste en añadir agentes reticulantes para introducir enlaces cruzados entre las moléculas de almidón. Este proceso incrementa su estabilidad y resistencia al calor, al ácido, al cizallamiento y a la retrogradación.
• Esterificación: se trata de un tratamiento con agentes esterificantes para introducir grupos acetilo o succinilo en las moléculas de almidón. El resultado es un almidón modificado que tiene alta solubilidad, claridad y estabilidad.
• Eterificación: este proceso implica añadir agentes eterificantes para introducir grupos hidroxipropilo o carboximetilo en las moléculas de almidón. Esto produce un almidón modificado con solubilidad, viscosidad y estabilidad incrementada.
• Cationización: para este tratamiento se añaden agentes cationizantes para introducir cargas positivas en las moléculas de almidón. Este proceso aumenta su afinidad por sustancias cargadas negativamente, como el papel o el tinte.

Técnicas enzimáticas para la modificación del almidón

Las técnicas enzimáticas son los métodos más recientes y avanzados de modificación del almidón. Consisten en añadir enzimas al almidón nativo para catalizar reacciones específicas que pueden modificar la estructura base y funcionalidad del almidón.

Estos tratamientos son más selectivos, eficaces y respetuosos con el medio ambiente que los tratamientos químicos. Algunos ejemplos de tratamientos enzimáticos son:

• Hidrólisis: esta técnica consiste en añadir enzimas como amilasas o glucoamilasas al almidón nativo para descomponer algunas de las cadenas de glucosa en moléculas más cortas. Puede utilizarse para producir edulcorante, jarabe o maltodextrina.
• Transglicosilación: para esta técnica se añade enzimas al almidón nativo para reorganizar algunas de las cadenas de glucosa en estructuras diferentes, como ciclodextrinas o dextrinas ramificadas. Esto produce nuevos derivados del almidón, como complejos de inclusión o fibras solubles.
• Modificación: este tratamiento consiste en añadir enzimas (lipasas o lacasas) para introducir en las moléculas de almidón grupos funcionales como ácidos grasos o compuestos fenólicos. Esta técnica se utiliza para producir almidones modificados con diferentes propiedades, como actividades emulsionantes, antioxidantes o antimicrobianas.

Diferencias entre almidón modificado y el almidón nativo

Los almidones modificados tienen propiedades diferentes a las de los almidones nativos debido a los cambios en su estructura y funcionalidad causados la modificación. De este modo, los almidones modificados se distinguen por:

• Tener mayor o menor viscosidad que los almidones nativos.
• Presentar una temperatura de gelatinización más alta o más baja que los almidones nativos.
• Ser más o menos estables frente al calor, el ácido, el cizallamiento, el tiempo, el enfriamiento o la congelación que los almidones nativos.
• Ofrecer una textura y una sensación en boca diferentes a las de los almidones nativos.
• Los almidones modificados tienen mayor o menor viscosidad que los nativos.
• Tener diferente tendencia a la retrogradación que los nativos.
• La capacidad del almidón modificado para soportar altas temperaturas y fuerzas de cizallamiento lo hace más adecuado para procesos industriales exigentes.

¿Cuáles son los usos del almidón modificado?

Los almidones modificados tienen diversos usos en diferentes industrias debido a sus propiedades y funcionalidad mejoradas. Entre los principales usos de los almidones modificados encontramos:

Industria alimentaria: estabilizantes y espesantes

Los almidones modificados se utilizan ampliamente en la industria alimentaria como estabilizantes y espesantes para diversos productos alimenticios. Pueden mejorar la calidad y la vida útil de los productos alimentarios al potenciar su textura, aspecto, sabor y estabilidad. Algunos ejemplos de productos alimentarios que utilizan almidones modificados son:

• Productos de panadería: los almidones modificados se utilizan para mejorar el volumen, la suavidad, la retención de humedad y la vida útil de productos de panadería y repostería como pan, pasteles, tortas, bollería y galletas. También reducen la necesidad de añadir grasa, azúcar o huevos en la formulación.
• Productos lácteos: se uso frecuente, los almidones modificados mejoran la consistencia, suavidad, cremosidad y estabilidad de productos lácteos como el yogur, el queso, el helado y la leche.
• Productos cárnicos: este tipo de almidón mejora el ligado, la textura, la jugosidad y la vida útil de productos cárnicos como salchichas, jamones, nuggets y hamburguesas. También pueden reducir el contenido de grasa y mejorar su sabor.
• Salsas y aderezos: los almidones modificados mejoran la viscosidad, la claridad, la estabilidad y la sensación en boca de salsas y aderezos. Eso incluye el ketchup, la mayonesa, los aliños para ensaladas y las salsas.

Industria farmacéutica: encapsulantes y excipientes

Los almidones modificados también se utilizan en la industria farmacéutica como encapsulantes y excipientes para diversos fármacos y suplementos. Su uso mejora el suministro, solubilidad, estabilidad y biodisponibilidad de los principios activos. Algunos de los usos más comunes en la industria farmacéutica son:

• Comprimidos y cápsulas: los almidones modificados se utilizan ampliamente en la elaboración de comprimidos y cápsulas. En este contexto se utilizan como aglutinantes, rellenos, desintegrantes o en los recubrimientos de formas farmacéuticas sólidas.
• Polvos y gránulos: los almidones modificados ayudan a mejorar la fluidez, solubilidad y homogeneidad de los ingredientes activos en fármacos con presentación en polvo o gránulos.
• Líquidos y geles: en este contexto los almidones modificados actúan como espesantes, estabilizantes o emulsionantes. Esto les permite mejorar la viscosidad, claridad, estabilidad y la sensación en boca de los ingredientes activos de productos en forma líquida o de gel.

Industria papelera: mejoradores de resistencia y retención de tinta

Los almidones modificados también se utilizan en la industria papelera como potenciadores de resistencia y agentes de retención de tinta para diversos productos. Algunos ejemplos de productos de papel que utilizan almidones modificados son:

• Cartón y cartulina: los almidones modificados actúan como aditivos de acabado húmedo o agentes de encolado superficial para cartón y cartulina. Esto incrementa la resistencia, rigidez, suavidad y resistencia al agua de estos productos.
• Papel estucado: en la elaboración de este producto se utilizan almidones modificados por sus propiedades aglutinantes. Esto mejora el brillo, la suavidad, el lustre y la retención de tinta del papel estucado.
• Papel tisú: los almidones modificados actúan como suavizantes o agentes de crepado para el papel tisú. Estas propiedades mejoran la suavidad, el volumen, la absorbencia y la flexibilidad de este producto.