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Se ha observado que los alimentos libres de gluten son ricos en hidratos de carbono, especialmente por su elevado contenido en almidón, lo cual se ha relacionado con altos niveles de glucosa postprandial. Se han desarrollado numerosas estrategias para reducir la hidrólisis enzimática del almidón, aunque no se ha profundizado en como modular la accesibilidad enzimática al almidón. Algunos estudios sugirieron una relación entre la viscosidad y la digestibilidad del almidón, pero sin resultados concluyentes. El objetivo de esta tesis doctoral fue determinar el impacto de la viscosidad de los sistemas de almidón en su tasa de hidrólisis enzimática (k), utilizando diferentes metodologías in vitro y sistemas con base de almidón. Los geles de almidón de maíz preparados a diferentes concentraciones mostraron diversas viscosidades. Los resultados presentaron que una mayor viscosidad daba lugar a geles con una estructura más compacta y con ello una menor hidrólisis. Los geles de almidón de maíz, arroz y trigo con viscosidades constantes mostraron propiedades viscoelásticas y tasas de hidrólisis similares, lo que confirma el importante papel que tiene la viscosidad en la accesibilidad de las enzimas. Dada la importancia de conocer y predecir la hidrólisis enzimática del almidón, se desarrollaron métodos reológicos rápidos y continuos basados en los cambios de la viscosidad aparente tras la adición de alfa-amilasa. Además, esta metodología se utilizó con sistemas heterogéneos basados en mezclas de diferentes almidones (maíz, trigo, arroz, patata, tapioca, guisante) e hidrocoloides (goma garrofín, goma guar, goma xantana, hidroxipropilmetilcelulosa, psyllium). Se obtuvo una correlación negativa significativa (r = -0,55) entre la viscosidad a 37 ºC y la cinética de hidrólisis (k), particularmente dicha correlación fue mayor en el sistema formado por almidón de patata con goma xantana (r = -0,75). En conclusión, la viscosidad de los geles con base de almidón podría utilizarse como predictor de su hidrólisis enzimática, estudiándose mediante métodos rápidos. En general, la relación entre la viscosidad de los sistemas con base de almidón y su hidrólisis debida a alfa-amilasa, reveló la importancia de la viscosidad de la matriz alimentaria en la accesibilidad de la enzima al almidón. Este resultado podría ser fundamental a la hora de diseñar alimentos con base de almidón que generaran una menor glucemia postprandial. Gluten free foods have been recognized as carbohydrate-rich, particularly high starch content, which has been related to high glucose postprandial levels. Numerous strategies have been applied to reduce starch enzymatic hydrolysis, but less attention has been paid to modulate the enzyme accessibility to starch. Some studies suggested the relationship between viscosity and starch digestibility, but without concluding results. The objective of this doctoral thesis was to determine the impact of the viscosity of the starch systems on their enzymatic hydrolysis rate (k), using different in vitro methodologies and starch-based systems. The different viscosity resulting from corn starch gels prepared at different concentrations indicated that higher viscosity led to more compact structure and reduced hydrolysis. Starch gels from corn, rice and wheat with constant viscosities displayed similar viscoelastic properties as well as hydrolysis rates, confirming the important role of viscosity on enzyme accessibility. Considering the importance of predict starch enzymatic hydrolysis, rapid and continuous rheological methods were developed based on the changes on the apparent viscosity after adding alpha-amylase. Furthermore, this methodology was tested with heterogeneous systems consisting of blends of different starches (corn, wheat, rice, potato, cassava, pea) and hydrocolloids (locust bean gum, guar gum, xanthan gum, hydroxypropylmethylcellulose, psyllium). A significant negative correlation (r = -0.55) between viscosity at 37 ºC and the kinetic hydrolysis rate (k) was obtained, particularly high in the system of xanthan gum with potato starch (r = -0.75). Therefore, viscosity of starch-based gels could be used as a predictor of their enzymatic hydrolysis, which could be assessed using rapid methods. Overall, the relationship between the viscosity of starch-based systems and their hydrolysis by alpha-amylase, revealed the importance of the system viscosity on the enzyme accessibility to starch. This result could be fundamental when designing starch-based foods that generated low postprandial glucose response. |
