3.3 AMIDO
3.3.1 AMILOSE E AMILOPECTINA
A amilose é um polissacarídeo composto por unidades de D-glucose, ligadas entre si por ligações α(1– 4) (Figura 2).
FIGURA 2 – SEÇÃO DA ESTRUTURA LINEAR DA AMILOSE
Fonte: ZAMORA (2010).
A amilopectina é uma molécula altamente ramificada formada por unidades de D-glucose ligadas em α (1 – 4) e com 5 a 6 % de ligações α (1 – 6) nos pontos de ramificação (Figura 3). A grande maioria dos amidos contém de 20 a 30% de amilose e 70 a 80% de amilopectina e essa razão se altera conforme a fonte botânica (CORDENUNSI, LAJOLO; MENEZES, 2006).
FIGURA 3 – SEÇÃO DA ESTRUTURA RAMIFICADA DA AMILOPECTINA
Fonte: ZAMORA (2010).
Uma molécula de amilopectina consiste de uma cadeia principal (representada pela letra C), que carrega o único grupo redutor, e numerosas cadeias ramificadas denominadas cadeias A e B (Figura 4). As cadeias A são aquelas que são conectadas a outras cadeias via ligações α (1 – 6) mas não carregam qualquer ramificação. Cadeias B (mais ramificadas) são aquelas conectadas a outras cadeias via ligações α (1 – 6) que possuem uma ou mais cadeias A ou B (CHAPLIN, 2010).
FIGURA 4 – DIAGRAMA DA ESTRUTURA MOLECULAR DA AMILOPECTINA EM FORMA DE CACHOS (CLUSTERS).
Fonte: CHAPLIN (2010).
As moléculas de amilopectina são orientadas radialmente dentro do grânulo de amido e, à medida que o raio do grânulo de amido aumenta, aumentam o número de ramificações necessárias para preencher os espaços vazios, com a conseqüente formação de regiões concêntricas alternadas em amorfas e cristalinas (BERTOFT, 2004).
As ramificações consistem em um grande número de cadeias laterais lineares curtas, arranjadas em dupla hélice formando cachos (clusters) em estruturas extremamente compacta, resultando em regiões cristalinas, conhecidas por sua resistência a hidrólise tanto ácida como enzimática (lamela cristalina). Estas regiões se alternam com regiões amorfas, mais susceptíveis à hidrolise ácida, que são pouco ramificadas e menos compactas (lamela amorfa) (CORDENUNSI, LAJOLO;
MENEZES, 2006).
A amilopectina é praticamente a única fonte da cristalinidade do amido, contudo, verifica-se a existência de pontos de ramificação da amilopectina que são expulsos das cristalinidades para dentro das zonas amorfas (amilose e água). Desta forma, a amilopectina pode pertencer às camadas cristalinas e aos pontos de ramificação, tornando-se ainda, mecanismo de união entre as camadas concêntricas (BROUILLET-FOURMAM et al. 2003).
A Figura 5 mostra a organização das regiões amorfas e cristalinas na estrutura da amilopectina.
FIGURA 5 – ORGANIZAÇÃO DO GRÂNULO DE AMILOPECTINA
Fonte: CHAPLIN (2010).
Unidades repetitivas das regiões amorfas e cristalinas formariam os blocklets, ou seja, alternações das duas camadas organizadas dentro de estruturas maiores mais ou menos esféricas (CORDENUNSI, LAJOLO; MENEZES, 2006).
Segundo as pesquisas de Gallant e colaboradores (1997) os blocklets teriam formatos (redondos ou alongados) e tamanhos variados de acordo com a origem do amido e com a sua localização dentro do grânulo.
De acordo com Zobel (1998) são as áreas cristalinas do amido que mantêm a estrutura do grânulo, controlam seu comportamento na presença de água e a resistência aos ataques químicos ou enzimáticos. O poder de inchamento do grânulo é propriedade da amilopectina. A amilose age somente como um diluente, enquanto que a presença de lipídios inibe o inchamento através da sua ligação com a amilose.
A fase amorfa dos grânulos é a região menos densa e mais suscetível ao ataque enzimático e absorve mais água em temperaturas abaixo da temperatura de gelatinização.
A cristalinidade do amido pode ser medida através de difração de raio X, que conforme a fonte botânica apresentam modelos de difração característicos que se dão pelas cadeias curtas da amilopectina. Existem três padrões de difração para os
amidos: A, B e C. Os amidos de cereais, em geral, possuem um padrão de cristalinidade do tipo A (látice monocíclico), ou seja, as moléculas de amilopectina são densamente empacotadas e resultam em alta cristalinidade (CORDENUNSI, LAJOLO; MENEZES, 2006).
Segundo Mestres (1996), com a difração de raio X é possível evidenciar e definir os tipos de arranjos segundo a posição dos picos de difração:
• Tipo A - apresentam maiores picos de intensidade de refração para os ângulos a 2o a 15o, 17o, 18o e 23o, sendo típicos dos amidos de cereais.
• Tipo B - apresentam maiores picos de intensidade de refração para os ângulos a 2o a 5o, 6o, 15o, 17o, 22o e 23o, sendo mais comuns nos amidos de tuberosas, mas o representante mais típico é o amido de batata, com o pico 5,6o.
• Tipo C - é uma mistura dos precedentes sendo o amido de mandioca um exemplo típico. Classifica-se do tipo C com características de A e B, mas predominantemente de A.
Gidley (1987) sugere que o tipo C não é um cristal polimorfo verdadeiro e sim uma mistura de polimorfos A e B. Cairns et al. (1997) sustentaram essa hipótese ao calcular a proporção de polimorfos A e B em amido de ervilha do tipo C ao computarem a combinação dos espectros de raio-X de uma mistura de amido de milho (A) e de batata (B).
O padrão tipo A possui a cadeia de amilopectina mais curta, a estrutura é ortogonal e contém apenas 8 moléculas de água com ligações pouco numerosas, irregulares, sendo a amilose, distanciada da amilopectina por uma região amorfa que é menos densa, absorve água mais rapidamente e é mais susceptível as modificações químicas e enzimáticas (ANNISION; TOPPING, 1994).
Os amidos de batata, tubérculos em geral e de banana possuem cristalinidade com padrão B (látice hexagonal). Os amidos com cristalinidade tipo B têm formatos e tamanhos similares e são resistentes à hidrólise, tanto enzimática quanto ácida. Os do tipo C também são encontrados em ervilhas e feijão (TANG, MITSUNAGA; KAWAMURA, 2006).
A arquitetura do grânulo de amido mostrando um esquema dos blocklets com os tipos de cristalinidade está representada na Figura 6.
FIGURA 6 – ESQUEMA DA ESTRUTURA DO BLOCKLET NO GRÂNULO DE AMIDO
Fonte: TANG; MITSUNAGA; KAWAMURA (2006).
Segundo Mestres (1996) todos os amidos são semi-cristalinos e a cristalinidade é calculada a partir da área dos picos de difração, sendo de cerca de 40% para a maioria dos amidos. A interpretação dos picos de difração de raio X permite calcular a estrutura molecular dos tipos cristalinos. As conclusões, entretanto, são ainda bastante discutíveis. O modelo mais aceito é o de que cada série da hélice é constituída de seis moléculas de glucose por passo. As hélices se dispõem paralelamente para formar os cristais. É a organização das hélices que diferencia os tipos cristalinos.