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L'amidon est le polysaccharide de réserve le plus répandu chez les plantes.
L'amidon est un mélange de deux a-D-glucanes : l'amylose et l'amylopectine. La teneur de l'amidon en ces deux types moléculaires varie avec l'espèce végétale. L'amylose est en général le constituant le moins abondant de l'amidon. Les amidons de blé et de pomme de terre qui en sont les plus riches n'en contiennent que de 20 à 30%.
Dans les cellules végétales, l'amidon est stocké dans des particules insolubles partiellement cristallines appelées grains d'amidon, dont les diamètres varient de 1 à 100 micromètres. On trouve ces granules dans les chloroplastes, où l'amidon est synthétisé, et dans les amyloplastes qui en constituent le réservoir à long terme. Les granules présentent une structure feuilletée, formée de zones concentriques de 100-400 nm d'épaisseur, responsables du phénomène bien connu de la croix noire à l'observation microscopique en lumière polarisée.
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Granules d'amidon de maïs Micrographie obtenue au microscope à balayage (x3000). (Reproduite avec l'autorisation du Dr. Zoe Ann Holmes, Nutrition and Food Management,Oregon State University,Corvallis, USA). |
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Observer le phénomène de la croix noire La microscopie en lumière polarisée met en évidence l'arrangement radial des molécules dans le grain d'amidon. |
Cette forme du glucose, que l'eau ne peut que très difficilement pénétrer, limite les problèmes de pression osmotique que poserait l'accumulation d'une même quantité de glucose libre dans des organites limités par des membranes.
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Observer l'ultrastructure de grains d'amidon Une coupe ultrafine montre les strates concentriques de dépôt d'amidon. |
Les proportions relatives d'amylose et d'amylopectine influencent les propriétés physiques de l'amidon.
L'amidon est insoluble dans l'eau froide, et forme un empois (dispersion visqueuse) quand on chauffe le mélange. Cette modification est dûe à l'affaiblissement des liaisons intermoléculaires (principalement hydrogène) avec le chauffage, et se fait en trois étapes. Jusqu'à 70°C environ, les grains d'amidon s'hydratent et gonflent. A ces températures c'est essentiellement l'amylose qui passe en solution. Au refroidissement, cette solution d'amylose forme un gel. Avant la mise au point de l'acrylamide, des gels d'amidon (d'amylose en fait) étaient utilisés pour l'électrophorèse des protéines. Si on continue le chauffage jusqu'à 95°C, l'amylopectine restée dans les grains après diffusion de l'amylose donne une solution très visqueuse qui ne gélifie pas au refroidissement. Si la température est maintenue quelques temps à 95°C, la viscosité de la solution chute brutalement avec la reformation de liens intermoléculaires. De l'eau est expulsée de la masse d'amylopectine. C'est la rétrogradation de l'amidon.
| Dissolution de l'amidon |
Ces propriétés de l'amidon sont utilisées dans l'industrie alimentaire, dans la préparation d'agents gélifiants (amylose) et épaississants (amylopectine), et aussi dans la fabrication des colles et dans l'industrie papetière. On comprend l'intérêt d'une maîtrise des proportions d'amylose et d'amylopectine dans la qualité des amidons naturels (par la génétique et la sélection des plantes).
L'amidon est fabriqué par tous les végétaux supérieurs et s'accumule en grandes quantités chez la plupart des plantes.
L'amidon transitoire joue un rôle dans le métabolisme photosynthétique du carbone, par lequel il est synthétisé dans les plastes au cours de la photosynthèse, puis dégradé pour fournir de l'énergie et des chaînons carbonés pour le métabolisme en période sombre. L'amidon de réserve est synthétisé dans les amyloplastes des tissus de stockage (graines, tubercules) où il s'accumule pendant une des phases du développement (le développement des graines par exemple), puis est dégradé et utilisé pendant une autre phase (la germination).
Le métabolisme de l'amidon est un chemin important au plan quantitatif. Beaucoup de plantes incorporent la plus grosse partie du carbone nouvellement fixé à partir du CO2 de l'air dans leurs réserves d'amidon.
L'amidon n'est pas l'unique polysaccharide de réserve trouvé chez les végétaux. Quelques plantes, et aussi quelques bactéries, mettent en réserve des polymères de fructose appelés fructanes.
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S'informer sur les fructanes Quelques exemples illustrent la diversité structurale de ces molécules. |
L'amidon fournit plus de la moitié des ressources alimentaires de l'humanité.
A l'échelle mondiale, la plus grande partie de l'amidon alimentaire est fournie par le maïs, mais d'autres sources comme le riz, le blé, la pomme de terre et la patate douce peuvent prédominer selon les régions.
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Quelques produits alimentaires contenant de l'amidon Le maïs, la pomme de terre et la patate douce sont, avec le riz et le blé (non représentés sur la photo) les principales sources d'amidon alimentaire de l'humanité. |
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