AMIDO

AMIDO (dal gr. ἄμυλον; fr. amidon; sp. almidón; ted. Starke; ingl. starch)

Sembra che l'amido venisse preparato nell'isola di Chio già alcuni secoli prima dell'èra cristiana; poi fu prodotto anche in Creta e nell'Egitto. Dioscoride, il quale è uno dei primi che ne fa menzione, dice che il nome di amido (lat. amylum) deriva da ἄμυλον (sottinteso ἄλενρον) cioè " (farina) non molita"; e difatti, come vedremo, è una sostanza farinosa che si può ottenere senza l'uso della macina (ἀ-μύλη). L'amido è un prodotto morfologicamente organizzato, elaborato dagli organismi vegetali, nei quali si trova assai diffuso, e si distingue in amido di assimilazione, amido transitorio e amido di riserva. L'amido di assimilazione è contenuto nelle cellule a clorofilla sotto forma di granelli microscopici disposti a strati. Tutte le piante, a eccezione di alcune famiglie di crittogame, lo contengono. Esso rappresenta il primo prodotto nettamente identificabile dell'assimilazione dell'anidride carbonica dell'aria, effettuata dalle parti verdi delle piante sotto l'azione della luce. L'amido formatosi nei grani a clorofilla viene a sua volta ridisciolto dall'azione di un enzima (l'amilasi) e passa negli altri organi delle piante dove in parte è utilizzato per i bisogni della vita dell'organismo stesso, in parte si rideposita sotto forma di piccoli granuli e costituisce l'amido transitoro, così chiamato perché, se il bisogno si presenta, può di nuovo passare in soluzione ed essere trasformato. Quando l'organismo vegetale si è completamente sviluppato, allora l'amido va ad accumularsi in altri organi, come i semi, le radici, i bulbi, i tuberi, ecc., per servire di nutrizione alla nuova generazione della pianta. Questo è l'amido di riserva. Esso vale come alimento alla futura pianticella nel suo primo periodo di germogliazione, quando le parti verdi non si sono ancora formate e la pianta non è in grado di assimilare l'anidride carbonica e di produrre da sé l'amido che le occorre. Negli organi di certe piante questo amido di riserva si accumula in grande quantità ed è appunto da tali materiali che si ricava. Così esso si può estrarre dai semi del frumento (Triticum vulgare, Triticum turgidum, ecc., famiglia Graminaceae) e di altri cereali, dai rizomi della Maranta arundinacea (arrow-root), dai tuberi della patata, della Jatropha Manihot (tapioca), dai frutti del castagno, dal midollo delle palme, ecc. Presentemente la maggior parte dell'amido si ricava dal riso, dal granturco e dalle patate. Ma l'amido ricavato dalle patate o da altri tuberi o bulbi, per quanto chimicamente non differisca dall'amido dei cereali, si chiama di preferenza fecola.

Mentre l'estrazione industriale delle fecole è generalmente facile, bastando spesso semplici operazioni meccaniche per separare i granuli amidacei dai tegumenti che li trattengono, quella invece degli amidi propriamente detti è più complessa, dovendosi separare l'amido da materie azotate e grasse oltre che dal celluloso.

Tanto gli amidi quanto le fecole hanno una grande importanza industriale, sia per l'uso diretto che se ne fa quale materia sussidiaria in alcune industrie, come cartiere, stamperia e apparecchiatura di tessuti, preparazione di filati, sia quale materia prima per fabbricazione di destrina, glucosio e per trasformazione anche in alcool etilico.

Industrialmente si preparano l'amido di frumento, quello di riso e quello di mais. Quest'ultimo ha assunto una grande importanza, specialmente dopo che l'America del Nord ne ha intrapresa la produzione su scala vastissima e quindi a prezzi tali da renderlo una delle materie amidacee oggi a migliori condizioni sul mercato mondiale.

Amido di frumento. - L'amido di frumento si può ricavare o col processo antico di fermentazione, nel qual caso si perde completamente il glutine, o col processo moderno senza fermentazione, ricavando invece il glutine, che, opportunamente depurato e trattato, serve per colle da calzolai o per paste alimentari.

Col primo procedimento il frumento pulito viene messo a macerare e rammollire in tini finché il granello si schiaccia facilmente fra due dita. Allora vien passato fra due cilindri lisci, che lo riducono ad una poltiglia, la quale, versata in vasche, viene abbandonata alla fermentazione (alcoolica, lattica, acetica, butirrica, ecc.) con sviluppo di gas puzzolenti. L'acqua poi si decanta, e il deposito amidaceo si passa su stacci sotto getti di acqua ricavando da una parte l'amido puro e sugli stacci le crusche che si usano per alimentazione del bestiame.

L'amido ben lavato si depura definitivamente con una centrifuga, si prosciuga in stampi ad aspirazione (detti bachots), e infine si essiccano i pani in stufe ove la massa assume una struttura aghiforme. L'amido di frumento è ordinariamente azzurrato con leggiere quantità di oltremare o carminio d'indaco, quale tinta complementare. Il procedimento ora descritto è oggi quasi universalmente abbandonato per le quantità di acque di rifiuto puzzolenti che vengono prodotte.

Il secondo processo, senza fermentazione, consiste nel trattamento di una pasta consistente, ottenuta dallo schiacciamento del frumento bagnato (processo alsaziano), o direttamente dalla mescolanza di 100 parti di farina e 50 di acqua (processo Martin), con fini getti d'acqua in una specie di conca a forma di canale con pareti parzialmente di tela finissima o metallica o di seta, nella quale la pasta viene continuamente rimescolata e premuta da un cilindro a pareti scanalate dotato di movimento oscillatorio. L'acqua asporta l'amido, lasciando indietro la massa pastosa di glutine. Dal latte d'amido si ricava l'amido per deposizione e coi metodi già descritti; il glutine viene invece depurato, passandolo in cilindri girevoli irti di punte che trattengono quello puro, mentre dei getti d'acqua asportano le crusche. Un metodo ideato da Fesca separa l'amido dal glutine col semplice uso di una centrifuga che lavora sotto un getto d'acqua continuo che asporta l'amido attraverso un tamburo forellato. Il frumento a seconda delle qualità, contiene dal 56 al 65% di amido; il più ricco è il frumento tenero, che viene preferito industrialmente per l'estrazione dell'amido. Il diametro medio dei granuli elementari dell'amido di frumento è variabile fra i 40 e i 50 micromillimetri.

Amido di riso. - Il riso contiene una qualità d'amido molto fina e pregiata, in quantità considerevole, di circa il 75%, mentre è povero di sostanze azotate: ma l'estrazione di questo amido presenta qualche difficoltà, perché i granelli si trovano imprigionati in un tessuto cellulare molto consistente e legati fra loro da una sostanza glutinosa che non si può separare senza ricorrere ad agenti chimici. Per questo il processo che dà ancora i migliori risultati è quello di Orlando Jones, ideato fin dal 1840. Il riso (quasi sempre risina o riso rotto di scarto) si rammollisce, lasciandolo macerare da 5 a 20 ore a seconda delle qualità, in soluzioni d'idrato di sodio diluite dal 0,3 al 0,5%, rimescolando con opportuni agitatori la massa. Dal liscivio che si separa, si può, acidificandolo con acido cloridrico, precipitare) il glutine che, riscaldato a 8°, si raccoglie su filtri-presse. Il riso molle si porta a macinare in molini a pietre orizzontali, dove si riduce ad una poltiglia, che, trattata di nuovo con soluzione ancor più debole d 'idrato di sodio (circa o,2%) in tini quadrati di cemento muniti di agitatori, lascia poi, dopo fermati gli agitatori, in circa un'ora e mezzo, depositare l'amido. Si decanta allora l'acqua, si ripete il trattamento due o tre volte, usando da ultimo acqua pura, e raschiando ed eliminando ogni volta la parte superficiale dell'amido depositato che contiene le maggiori impurità; il latte d'amido si fa anche passare su stacci cilindrici di seta convenientemente fitta. Infine, dopo l'ultima deposizione, si completa la lavorazione con le centrifughe, facendo, poi, l'essiccamento in pani; durante l'essiccamento, se si gradua opportunamente l'aumento di temperatura, si ottiene una specie di cristallizzazione della massa che dà origine al cosiddetto amido in cannelli. Durante la lavorazione, per ottenere un maggior imbianchimento e per impedire le fermentazioni, si usa acido solforoso e, per dare al prodotto un bel bianco azzurrognolo, si unisce nell'ultimo latte di amido un'opportuna quantità d'oltremare.

I granuli elementari dell'amido di riso hanno un diametro medio intorno ai 5 micromillimetri, hanno una forma poliedrica e sono spesso raccolti in grappoli.

Amido di mais. - La fabbricazione dell'amido di mais ha preso uno sviluppo grandissimo, specialmente negli Stati Uniti d'America e in epoca abbastanza recente, essendosi introdotti nei processi di estrazione dei miglioramenti notevoli che hanno permesso di ottenere un amido molto puro. Il mais viene, anzitutto, sottoposto ad un'accurata pulitura con le solite macchine a crivello a scossa (tarare) e passato a un apparecchio magnetico per separare tutti i chiodi e particelle di ferro. Viene posto poi in grandi tini, dov'è ricoperto d'acqua con soluzione di anidride solforosa. Il grano rammollito leggermente è poi passato ad un frantoio speciale, ove viene sufficientemente schiacciato per staccarne il cotiledone o germe nel quale è contenuta la materia grassa. La separazione poi del germe può avvenire per lavaggio in liquido mantenuto a una densità di circa 12 gradi Baumé per mezzo di una soluzione di cloruro di calcio, approfittando del diverso peso fra il grano dove è contenuto l'amido, che va al fondo, e il germe oleoso più leggero, che viene alla superficie, oppure anche con mezzi meccanici per via secca. Mentre il germe centrifugato ed essiccato viene poi portato alle presse per l'estrazione dell'olio e la formazione del panello, il grano viene invece portato ai molini, dove, ridotto in poltiglia finissima, passa sugli stacci a scosse; qui, sotto getti d'acqua, si separano le crusche; quindi, o con acido solforoso o con deboli soluzioni di soda, si passa ancora ai tini di sedimentazione, dai quali, dopo opportuni abbondanti lavaggi, si arriva ai piani inclinati o a successive operazioni di centrifugazione con lo scopo di depurare e in ultimo di disidratare l'amido. L'amido viene poi essiccato, attualmente in essiccatoi di varî tipi, tutti però applicanti il concetto di un'evaporazione continua e in concorso del vuoto.

Il mais contiene dal 62 al 65% di amido: tale amido ha granelli elementari di diametri medî intorno ai 20-30 millesimi di millimetro, somiglianti per l'aspetto poliedrico a quelli dell'amido di riso.

Bibl.: J. Fritsch, Fabrication de la fécule et de l'amidon d'après les procédés les plus récents, 1925.

L'amido si presenta in masse bianche, inodore e insipide, che schiacciate tra le dita si riducono facilmente in polvere. Questa, esaminata al microscopio, risulta costituita di granuli di forma e di dimensione caratteristiche e diverse secondo la diversa provenienza dell'amido. I granuli sono talora semplici (frumento, patate), altra volta formati invece da più granuli riuniti insieme (riso, avena). Così pure mentre i granuli dell'amido di frumento sono lenticolari o rotondi e mostrano struttura a stratificazioni concentriche, nel centro delle quali sta una specie di depressione detta ilo, quelli del granturco e quelli del riso sono poliedrici, quelli della patata ellittici, ecc. Quanto alla loro grandezza massima, si va dai granuli dell'amido delle patate che sono tra i più grandi e che possono avere il diametro di 0, 1 mm. e anche più, a quelli del riso, che sono fra i più piccoli e che non hanno più di 0,007 mm. di diametro. Esaminati al microscopio con apparecchio polarizzatore, i granuli di amido appaiono chiari nel campo oscuro e sono attraversati da una croce nera, le cui branche s' incrociano in corrispondenza dell'ilo. Queste branche talora sono regolari (frumento) talora iperboliche (patate). I granuli dell'amido vengono perciò considerati come sfero-cristalli risultanti dalla riunione di aghi birifrangenti.

L'amido, sebbene differisca per l'aspetto e per la dimensione dei suoi granuli, a seconda della sua provenienza, presenta sempre però dal punto di vista chimico caratteri e proprietà identiche. Tuttavia non è da ritenersi che sia una sostanza chimicamente omogenea, ma consta di due sostanze, la granulosa o amilosa che sta nell'interno del granulo ed è più o meno completamente solubile nell'acqua, e l'amilocellulosa o amilopectia, che costituisce la membrana entro la quale è racchiusa la granulosa e che con l'acqua non si scioglie ma si rigonfia dando una materia collosa.

L'amido è insolubile nell'acqua fredda e in tutti gli ordinarî solventi neutri (alcool, etere, cloroformio, benzene, ecc.): per riscaldamento con l'acqua verso i 60° i granuli divengono trasparenti, si rigonfiano e gli strati concentrici si lacerano ottenendosi così la colla d'amido. È caratteristica l'intensa colorazione azzurra che si manifesta quando l'amido allo stato solido, o anche allo stato di colla, si tratta con quantità sia pure minime di soluzione acquosa di iodio, e che è dovuta a formazione di soluzione solida. Col riscaldamento la colorazione scompare, e ritorna se il liquido si raffredda. Soltanto la granulosa dà la colorazione con lo iodio. L'amido non riduce la soluzione alcalina di rame. Se la colla d'amido si fa bollire a lungo, a poco per volta perde il suo aspetto gelatinoso e si trasforma in un liquido limpido, filtrabile, che fa rotare fortemente a destra il piano di polarizzazione della luce (la soluzione al 100% presenta il potere rotatorio: [α] = 195°.3). Con tale trattamento si ottiene il cosiddetto amido solubile, amidulina o amilogeno, che si può far precipitare dalle sue soluzioni per aggiunta di alcool e che dà ancora la colorazione azzurra con lo iodio. Scaldando a 110° l'amido da solo, o meglio inumidito con acqua acidulata con acido nitrico, si trasforma in destrina, sostanza gommosa solubile nell'acqua e che con lo iodio dà colorazione rossastra. Per lunga ebollizione con acidi minerali diluiti, l'amido subisce un processo di ancora più profonda scissione idrolitica e si trasforma quasi del tutto in glucosio (C₆H₁₂O₆). I fermenti diastasici contenuti nel malto lo trasformano invece in maltodestrina e successivamente in maltosio (C₁₂H₂₂O₁₁), disaccaride che alla sua volta può scindersi in due molecole di glucosio. Il glucosio rappresenta dunque l'estremo termine a cui può arrivare la scissione idrolitica dell'amido.

L'amido appartiene al gruppo dei cosiddetti idrati di carbonio o carboidrati, che vengono così denominati perché insieme col carbonio contengono idrogeno e ossigeno nella proporzione nella quale questi due elementi formano acqua. Infatti all'analisi organica elementare si ottengono dall'amido valori corrispondenti alla formula (C₆H₁₀O₅)_n. Sulla sua grandezza molecolare si hanno opinioni molto disparate, ma certamente n è un numero assai grande. Siccome per completa scissione idrolitica dell'amido si origina glucosio, così l'amido si può considerare come formato da molte molecole di questo zucchero riunite fra loro per eliminazione di acqua e gli si può assegnare la formula n(C₆H₁₂O₆) − (n-1) H₂O. Se n è assai grande, questa formula si avvicina a nC₆H₁₂O₈ - nH₂O, ossia a (C₆H₁₂O₅)n, che abbiamo visto si deduce anche dai risultati dell'analisi. Per distillazione secca nel vuoto dell'amido si ha in notevole quantità un composto della formula C₆H₁₀O₅, cristallizzato in aghi, levogiro, detto levulosano, che per ebollizione con acqua acidulata con acido solforico si trasforma in glucosio C₆H₁₂O₆. Questo levulosano ha probabilmente la struttura:

Siccome questo prodotto si ottiene, in condizioni identiche, anche dal celluloso, così amido e celluloso non dovrebbero differire molto nella loro intima struttura molecolare.

Quanto alla genesi dell'amido nelle parti verdi delle piante, essa, secondo Baeyer, avverrebbe prima di tutto per la riduzione della CO₂ dell'aria a formaldeide CH₂O, secondo la reazione; CO₂ + H₂O = CH₂O + O₂. La formaldeide poi si polimerizzerebbe immediatamente dando luogo ad uno zucchero C₆H₁₂O₆ e cioè: 6CH₂O = C₆H₁₂-O₆. E da questo, per ulteriore condensazione con eliminazione di acqua, si formerebbe infine l'amido: la riduzione dell'anidride carbonica a formaldeide rappresenterebbe perciò una reazione di fondamentale importanza per la vita, perché sarebbe in virtù di essa che il carbonio entra nel ciclo delle trasformazioni biologiche. Senza questa reazione non vi sarebbe vita. Questa reazione si può effettuare anche in laboratorio e così pure la trasformazione della formaldeide CH₂O in una sostanza zuccherina C₆H₁₂O₆, ma non si è ancora riusciti ad ottenere artificialmente la trasformazione dello zucchero C₆H₁₂O₆ in amido. Molti fatti si possono citare in appoggio all'interpretazione di Baeyer ora riferita. Così è stato constatato che le foglie di Spyrogyra maiuscula prive o quasi di amido, poste a vegetare in un liquido di coltura esente da ogni traccia di anidride carbonica, ma contenente un composto che lentamente può svolgere formaldeide (l'ossimetilsolfonato sodico: HO−CH₂−SO₃Na), dopo qualche giorno contengono quantità notevoli di amido. D'altra parte foglie esenti d'amido per prolungato soggiorno nell'oscurità, poste a vegetare al buio in soluzioni prive di acido carbonico, ma contenenti certi zuccheri, dopo qualche tempo contengono amido.

Per l'identificazione dell'amido è di capitale importanza l'esame al microscopio che permette anche di stabilire da quale pianta l'amido provenga. La reazione chimica più caratteristica è la già ricordata colorazione azzurra che si ha per azione dello iodio. La determinazione quantitativa si può fare trasformando l'amido in zucchero riducente (glucosio) per mezzo dell'ebollizione cogli acidi minerali diluiti, e poi determinando questo con la soluzione alcalina di rame (liquido di Fehling). L'amido rappresenta uno degli alimenti fondamentali, essendo il principale costituente dei cereali e quindi della farina di frumento, della tapioca, del sago, dell'arrow-root, ecc. È usato per rendere lucida la biancheria, perché col calore del ferro da stirare si converte in uno strato compatto e rigido di destrina. Serve in medicina come eccipiente di medicamenti; come cosmetico sotto forma di cipria, ecc. Nell'industria dei tessuti si usa per dare ad essi l'apparecchio o bozzima. Infine costituisce la materia prima della fabbricazione dell'alcool dai cereali. Per la loro natura chimica sono molto simili all'amido il glicogeno che si trova nell'organismo animale e l'inulina che si ricava da alcune piante (Inula helenium, Taraxacum officinale, Cichorium intybus, ecc.).

Bibl.: Czapek, Biochemie der Pflanzen, Jena 1922; T. Bokorny, Lehrbuch der Pflanzenphysiologie, Berlino 1898; R. Willstätter e A. Stoll, Untersuchungen über die Assimilation der Kohlensäure, Berlino 1918; L. Maquenne, Sur la théorie de l'assimilation chrolophyllienne, in Bull. Soc. Chim. de France, XXXV (1924), p. 649; H. Belval, La génèse de l'amidon dans les céréales, in Rev. gén. Bot., XXXVI (1924), p. 306 seg.; A. Pictet e collaboratori, in Helvetica chim. acta, dal vol. IV (1921) all'XI (1928) in numerose memorie; P. Karrer e collaboratori, Polysaccharide, in Helv. chim. acta, dal vol. IV (1921) all'XI (1928), in numerose memorie; H. Pringsheim, Zur Chemie der Polysaccharide, in Berichte d. Deutschen pharm. Gesellschaft, XXVII (1917), p. 4; Die Polysaccharide, Berlino 1919.