2. Composición centesimal de las harinas y/o almidones
5.1. Efecto del agregado de emulsionantes sobre las propiedades de la masa
La incorporación de emulsionantes afectó el comportamiento de la masa durante la fermentación, aunque el efecto fue diferente de acuerdo al emulsionante utilizado (Tabla 4.11). Cuando se incorporó SSL, la resistencia de las masas luego de la primera fermentación fue mayor en relación al control, mientras que lo contrario se obtuvo para las masas con DATEM. El porcentaje de reducción de la resistencia luego del proceso completo de fermentación, sin embargo, no fue modificado con la incorporación de los emulsionantes.
En masas de trigo, se ha informado que el DATEM facilita la interacción entre los lípidos, las proteínas y el almidón (Jacobsberg y col., 1976). Tu y Tsen (1978) postularon que los emulsionantes aniónicos se unen a las gluteninas del trigo durante el amasado, formando complejos glutenina-emulsionante. Mediante el uso de espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR) se ha identificado el enlace entre el grupo carbonilo del DATEM y los residuos glutamina de las gluteninas (Hähnel y col., 1994). Estas interacciones serían las responsables del efecto reforzador del DATEM sobre la estructura de las masas de trigo. Sin embargo, si bien la mayor fracción proteica del arroz está constituida por glutelinas, éstas son extremadamente insolubles en agua en estado nativo, debido a su alta hidrofobicidad y a los puentes de hidrógeno y enlaces disulfuro que se establecen en su estructura, formando complejos rígidos de alto peso molecular (Graham y Philips, 1979; Juliano, 1985; Hamada, 1996), por lo que se considera que la interacción entre éstos y los emulsionantes aniónicos es poco probable. Las proteínas de soja, por otro lado, están constituidas casi en su totalidad por
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albúminas y globulinas, hidrofílicas (Tang y col., 2006) y con residuos hidrofóbicos en el interior de la estructura proteica, que potencialmente podrían interaccionar con los emulsionantes aniónicos (Malhotra y Coupland, 2004). Otra teoría para explicar el reforzamiento de las masas se basa en las propiedades físicas de los lípidos polares (galactolípidos o fosfolípidos presentes en la harina de cereales, y surfactantes como el DATEM o el SSL) y su capacidad para formar fases líquidas- cristalinas en agua. Los lípidos polares de la harina son esenciales para la calidad de los productos horneados y su función en la masa puede ser vista como la de estabilizar las espumas. De acuerdo a este concepto, estas moléculas polares están asociadas con proteínas en estructuras líquido-cristalinas en la fase acuosa que rodea las burbujas de gas y los gránulos de almidón en la masa, y consecuentemente, contribuyen a la elasticidad, permitiendo que las celdas de gas se expandan. Los surfactantes, probablemente, actúen de la misma forma que los lípidos naturales de la harina y mejoren el desempeño de la masa en el proceso de panificación (Tamstorf y col., 1986). Este mecanismo parece más probable para explicar el efecto de los emulsionantes en estas masas, contribuyendo así a la estabilidad y consistencia de las mismas.
Tabla 4.11. Valores de resistencia durante la fermentación, módulos elástico (G’) y viscoso (G’’)
y tan a 1 Hz, para las masas control y con emulsionantes.
Formulación Control DATEM SSL Resistencia (g) Primera fermentación 76,3b* 47,0a 88,8c Segunda fermentación 46,3b 28,7a 53,8b % Reducción 39,3 38,9 39,4 Reometría G’ (kPa) 29,75a 84,55b 165,50c G’’ (kPa) 6,84a 15,85b 41,10c tan 0,230b 0,188a 0,246b
DATEM: éster de monoglicéridos de ácido diacetil tartárico, SSL: estearoil 2-lactilato de sodio. *Letras diferentes en una misma fila corresponden a valores significativamente diferentes (p0,05).
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En la Figura 4.8 se presentan las curvas de barrido de frecuencia para las masas control y con emulsionantes. Las masas con emulsionantes presentaron mayores valores para los módulos elástico y viscoso, respecto al control. La masa con SSL presentó mayores G’ y G’’ que aquellas con DATEM, aunque el valor de tan de esta última fue menor (p0,05) (Tabla 4.11). Los mayores valores de los módulos dinámicos claramente indican que los emulsionantes están incorporando distintas interacciones al sistema, y su efecto dependerá también del tipo de interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas que se formen entre los distintos componentes de la masa. Como se mencionó anteriormente, si estas interacciones son débiles, como las fuerzas de van de Waals o puentes de hidrógeno, estas tendrán un papel más importante sobre los ensayos llevados a cabo a bajas deformaciones (reométricos) que a altas deformaciones (ensayo de penetración). A partir de los resultados reométricos se observa, como se esperaba, un efecto reforzador de la masa mediante la incorporación de ambos emulsionantes; sin embargo, este efecto no se evidenció mediante la evaluación de la resistencia de las masas durante la fermentación. 1 10 100 1000 0,01 0,1 1 10 G ' ( k P a ) Frecuencia (Hz) Control DATEM SSL 1 10 100 0,01 0,1 1 10 G '' ( k P a) Frecuencia (Hz) Control DATEM SSL a) b)
Figura 4.8. Variación de los módulos dinámicos en función de la frecuencia de las masas control, con éster de monoglicéridos de ácido diacetil tartárico (DATEM) y estearoil 2-lactilato de sodio (SSL). a) módulo elástico (G’), b) módulo viscoso (G’’).
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No se observaron diferencias en las electroforesis de las extracciones proteicas a partir de las masas control y con DATEM o SSL (datos no mostrados), lo que indica que, independientemente de las interacciones que se establezcan entre los componentes de estas masas, la solubilidad de las proteínas no se vio modificada. La entalpía de gelatinización del almidón se vio reducida por la incorporación de los dos emulsionantes, pero más notoriamente por el DATEM que, además, produjo un corrimiento del pico hacia la derecha (Tabla 4.12). Eliasson (1986) informó que la incorporación de emulsionantes como el SSL demoraba la gelatinización, y también encontró una disminución en los valores de entalpía, atribuyendo este comportamiento a la ocurrencia de reacciones exotérmicas, como la formación de complejos amilosa-emulsionante. La capacidad de los emulsionantes de formar complejos con los lípidos y la amilosa ha sido ya demostrada, y estos complejos afectan las características físicas del almidón (Larsson, 1980; Ghiasi y col., 1982a,b). Ghiasi y col. (1982a,b) observaron una disminución en la capacidad de hinchamiento del almidón de trigo en presencia de SSL que explica en parte las mayores temperaturas de gelatinización.
Numerosos trabajos (Brates y White, 1986; Krog y col., 1989; Eliasson y Ljunger, 1988; Biliaderis y Tonogai, 1991; Gudmundsson, 1992) informan la disminución de la recristalinización del almidón por parte de los emulsionantes, especialmente del DATEM y el SSL. Sin embargo, en este trabajo se encontró un aumento en la retrogradación de la amilopectina en presencia de DATEM, mientras que el pico fue más angosto, probablemente relacionado a la formación de cristales de estabilidad similar.
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Tabla 4.12. Valores de H, To y ancho de pico para la gelatinización del almidón y la retrogradación de la amilopectina en masas con incorporación de emulsionantes.
Formulación Control DATEM SSL Horneado H (J/g sólidos) 7,01c* 4,98a 5,86b To (°C) 66,23a 67,82b 66,46a Ancho de pico (°C) 22,10a 22,59a 21,79a Retrogradación H (J/g sólidos) 1,71b 2,89a 2,09b To (°C) 42,88a 44,19a 43,25a Ancho de pico (°C) 16,58b 12,21a 15,59b
DATEM: éster de monoglicéridos de ácido diacetil tartárico, SSL: estearoil 2-lactilato de sodio, ΔH: entalpía de transición (expresada en valor absoluto), To: temperatura de inicio de la transición.
*Letras diferentes en una misma fila corresponden a valores significativamente diferentes (p0,05).
Mediante el análisis de las imágenes obtenidas durante la fermentación de las masas se encontraron diferencias durante la primera fermentación únicamente para el área relativa de alvéolos, que fue mayor para la masa control que para aquellas con incorporación de emulsionantes, y la masa con SSL fue la que menor área presentó. Por otro lado, durante la segunda fermentación tampoco se observaron diferencias entre las muestras (Tabla 4.13).
Tabla 4.13. Número, tamaño y fracción de alvéolos en masas con incorporación de emulsionantes luego de la primera y la segunda fermentación.
Formulación Control DATEM SSL N° alvéolos/mm2 F1 4,2 a * 5,3a 4,8a F2 3,7a 4,0a 5,9b Tamaño alvéolos (mm2) F1 0,026a 0,017a 0,015a F2 0,074a 0,061a 0,049a % Área de alvéolos F1 13,1 c 8,1b 6,9a F2 30,9a 24,8a 26,2a
DATEM: éster de monoglicéridos de ácido diacetil tartárico, SSL: estearoil 2-lactilato de sodio. F1: primera fermentación, F2: segunda fermentación.
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