!
E
EXTRACCIÓN DE HARINA DEL
I
L.) SOBRE
SUS
PROPIEDADES
BRAVO
MOLIWA JOSÉ
DE
JESÚS
ORTÍZ HERNÁNDEZ
GABINO
RAFAEL
__
Chapingo, México
1999
L a presente tesis titulada "EFECTO DEL GRADO DE EXTRACCION DE HARINA
DEL TRIGO (Triticum acstivum) SOBRE SUS PROPIEDADES FISICOQuIMlCAS Y DE
PANiFICACION", fue realizada por los alumnos: JOSE DE JESUS BRAVO MOLINA Y
GABINO RAFAEL ORTIZ HERNANDEZ bajo la dirección del DR ALFRED0
SALAZAR
ZAZüETA, ha sido aprobada por él mismo y por el jurado examinador como requisito parcial
para obtener el título de:
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
JURADO EXAMINADOR
PRESiDENTE
SECRETARIO
VOCAL
ler SUPLENTE
2do SUPLENTE
DR.
&&REDO SALAZAR
ZA%JXA/ING. J@GE CASTILLO
MERINO
DRA.
MARTHA
B.
G.hGZAR GARZAr
ING. VICTOR SANCHEZ PEÑA
\ I - yc
4 G . FELiX ESPARZA TORRES
Chapingo, México,
Febrero
de 1999.Hace tiempo, en una singular
noche,
soñé
que muchas
daban
la
mano,
aban
y
apoyaban
para
CUY
mayo]
todop
odtwoso, por
habernos
creado
v
dado la dicha de
M I C E DE TABLAS
...
iVM I C E DE FíGURAS
...
VRESUMEN
...
VISUMMARY
...
w
1.- INTRODUCCI~N
...
12.- JUSTIFICACIóN Y OBJETIVOS
...
22.1.- JUSTIFICACI~N
...
22.2.- OBJE’MVOS ... 2
2.2.1.- GENERAL:
...
22.2.2.- ESPEChXOS:
...
32.3.- HIPÓTESIS
...
33.- REVJSIbN DE LiTERATiJR.4
...
43.1.- RESEÑA HIST~RICA
...
4. . .
...
3I
1-
MOLIENDA 5 3.1.2.- PANIFICACIÓN...
63.2.- INDUSTRIALIZACIÓN DEL TRIGO .. 3.2.1- ESTRUCTURA
.
COMPOSICI~NY LITIUZACI~NDEL TRIGO...
73.2.1.2.-PROTEhS
...
...
83.2.1.1.- ALMlE6N Y ... 7
3.2.1.3.- Lh’Iws ...
...
3.2.1.4.-ViTAMlNASYMINERALEs
...
:IOI
DICE
3.2.1.5.- SALVAW ... ... 10
3.2.1.6.-GERMEN ... 11
3.2.1.7.- USOS DEL TIUGO ... ... 11
3.2.2.- PROCESO DEMOLIENDA
...
I 1 3.2.2.1.- MOLIENDA DE TRIGOS PANADEROS Y SUAVES. 3.2.2.2..- MOLIENDA DE TRIGOS DURUM CRISTALINOS (Triihcum durum) ... 14... 17
3.2.3.- GRADOSDEEYTMCCIIÓNDEHARINA
...
...
3.2.4.- COA4POSICIIÓNMlNERAL DE LAS HARINAS...
3.3.- U. COLOR EN LAS HARINAS...
2 1 3.3.1.- DEFINCIIÓNDE COLOR...
...
213.3.2.- IMPORTANCIA DEL COLOR EN
...
233.3.3.- COMPUESTOS QUE DAN COLOR A LA F U R I A DE TRIGO
...
233.3.3.1.- CAROTENOIDES ... 24
3.3.3.2.-ESTABlLIDADDELOS CAROTENOIDES. 29 3.3.3.3.- USOS COMERCIALES ... 29
...
303.3.4.-MÉTODOS YEQUIPO PARA MEDIR COLOR ENHARINA
....
3.3.4.1.- &TOWS ... 3.3.4.2.-EQUIPO...
4.- MATERIALES Y MÉTODOS...
404.1.- UTERIALES
...
404.2.- METODOS
...
404.2.1.- ANÁwsS FiSICO DEL GRANO
...
404.2.2.
-
PROCESO DE MOLIENDA...
424.2.3. - ANÁLISIS QUlMlCO DE LA HARINA
...
434.2.4.- PRUEBAS REOL~GICAS.
...
... 444.2.4.2.- FARINOGRAMA (MICROFAIUN~GRAFO BRABENDER)
...
454.2.4.1.- ALVEOGRAMA (ALVE6GRAFO DE CH0H.N).
...
44 4.2i.4.3.- EXTEliSOGRAMA (MICROEXl"S6GRAFO DE BRABENDER)...
.
.
.
.-r i i
-MICE
4.3.- DISER0 EWERIMENTAL
...
475.- RESULTADOS Y DISCUSIONES
...
495.1.- CARACTEFdSTICAS DE CALIDAD DE LAS VARIEDADES
...
495.2.- CARACTER~STICAS FISICOQU~CAS DE LA HARINA
...
505.2.1.- CONTENIDO DE CENIZAS
...
...
505.2.2.- COLOR
...
515.2.3.- COMPOSICIIÓN QVhlCA DE LA HARINA
...
535.3.- C A R A m S T I C A S REOLbGICAS DE LA MASA
...
545.3.1.- CARA
CTER~STCAS
AL YEOGRA'FICAS ... 5.3.2.- CARACTER~STICASFARINOGRA'FIO~S...
565.3.3.-
CIR~CTER~~ICASE~'NSOGRA'FICAS
...
58...
545.4.- CARACTER~STICAS DE PANIRCACI~N
...
596.- CONCLUSIONES
...
621.- LITERATURA CITADA
...
63ANEXOS
...
61ANEXO 1.-DIAGRAMA DE EL ALVEOGRAMA
...
67ANEXO 2.- DIAGRAMA DEL FARINOGRAMA
...
'68ANEXO 3.- DIAGRAMA DEL EXTENSOGRAMA
...
69ANEXO 4.- TABLAS DE RESULTADOS
...
70hDICE DE TABLAS
ÍNDICE
DE TABLAS
TABLA 1
..
RENDIMiENTO Y COMPOSiCi6N QWhUCA DE PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS DE LA MOLIENDA DE TRIGOSDUROS Y SUAVES
...
16TABLA 2.- COMPOSIC16N QIJhlCA 6pIIMA DE HARINAS PARA PANIFICACIÓN. GALLETERfA DULCE Y S A L A D q PASTELERfAY DE SEMOLINAPARAELABORACI6N DE PASTAS
...
17TABLA 3
..
RENDMENTO Y COMPOSiCl6N QWhUCA DE PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS DE LA MOLIENDA DE TRIGOS...
18TABLA 4.- CAROTENOIDES MAS COMUNES EN LANA'IURALUA
...
25TABLA 5.- CQNTENIW DE CAROTENOIDES DELTRIGO Y SUS FRACCIONES
...
26TABLA 6.- DETERMNAC16N ESPECTROFOTOMÉTRICA DE CAROTENOIDES EN HARINA DE TRIGO EN AGUA SATURADACON N-BUTANOLA450 NM
...
27TABLA7.- CONTENIDO DE FLAVONES EXPRESADO COMOTRICINA
...
28TABLA8.- INSTRWNTOS EMPLEADOS EN LAMEDIC16N DE COLOREN LOS ALIMENTOS
...
34TABLA 9.-RELACi6N ENTRE LA BIULLANTEZ DE LA HARINA, EL COLQP., EL CONTENIDO DE PIGMENTOS Y DE CENIZAS DE LA MIGADE DIVERSAS ASH. ... 36
TABLA 10
.-
FÓRMULADE PAN BLANCO DE CAJACON BASE AL PESO DE HARINA ... 46TABLA 11.- CARACTERfSnCAS DE CALIDAD DE LAS VARIEDADES ESTUDIADAS (ARANDAS F89 Y ~ALAhllWCA TABLA 12.- CARACTERfSTICAS QIJhlCAS DE LAHARINA DETRIGO DELAS VARIEDADES ES TUDIADAS
...
54TABLA 13.- CARACTERfSnCAS PARINOOl&'ICAS DE LA HARINA DE TRIGO DE LAS VARIEDAD- ESTUDIADAS
...
57TABLA 14.- CARACTERfSTlCAS WTENSOOl&'ICAS DE LA HARINA DE TRIGO DE LAS VARIEDADES ESTIJDIADAS
...
58TABLA 15.- CARACTERfSTlCAS DE CALIDAD DEL PAN ELABORADO CON LA HARINA DE TRIGO DE LA VARIEDADES ESTUDIADAS A DISTINTOS GRADOS DE ExrACCI6N
...
60TABLA 16.- COLoR DE LA MIGA DEL PAN ELABORADO CON HARINA DE TRIGO DE LAü VARIEDADES BTUDiqDAS A DIFERENTES GRADOS DE EXII(ACCI(>N
...
61TABLA 17.- COLORDE LAHARINAA LOS DIFER€NTES GRADOS DE ExTT(ACCI6N (MOSAICO BLANCO)
...
70TABLA 18.- COLOR DE LAHARINA ALOS DIFERENTESGRAWS DEEXIRACCI6N(MOSAICOAMARILLO)
...
71TABLA 19.- CARACTERfSTlCAS A L V E O O ~ C A S DE LAHAüNADE TRIGO DE LAS VARIEDADES ES TUDIADAS
...
72TABLA2O.- OPS- ESTADfSTICOS DE LAS VARIEDADES ANAUZADAS
...
73Iv
hDICE DE PIOURAS
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1.- DIAGW DE FLUJO PARA LAOBTENCdN DE HARINADE TRIGO
...
FIGURA^.- CLASES DE HARINAO~TENIDADEL 7~100
...
...
19FIGURA 3.- ESQUEMADE LAXANTOPILA
...
27FIGURA4.- ESQUEMA DE LATRICINA(5,7,4-TRJHIDROX 3,5-DIMETOX FLAV6N)
...
28FIGURA 5.- DIAGRAMA PARA LA MOLIENDA DE TRIGOS DUROS Y BLANDOS CON EL MOLINO ALTOMÁ~CO DE LABORATORIO, M O D E L o a U - 2 0 2
...
... 42FIGURA^.- mLACl6N ENTRE ELCONTENIMI DE C E N W Y ELGRADO DE ~ C C d N
...
51FIGURA 7.- RELACI~N ENTRE L Y EL GRADO DE EXiRACCIÓN (MOSAICO BLANCO).
...
52FIGW 8.- RELACi6N ENTRE L Y EL GRADO DE EXTRACCI~X (MOSAICO AMAWLO).
...
52FIGURA 9.- RELACI~N ENTRE EL GRADO DE EXTRACCIÓN Y EL PAIZÁMETRO
w
(FUERZA GENERAL)..
55V
...
RESUMEN
El grado de extracción L- .A harinas en el proceso de molienL- A u y e sobre
las
propiedades fisicoquímicas y de panificación, incorporadas en las variedades de trigo (Trifimm uesfiwm) en suproceso de formación por el programa de mejoramiento. El objetivo de este trabajo fue evaluar los
efectos de diferentes porcentajes de extracción de harina (71, 72, 74, 76 y 78%), obtenidos en un
molino experimental Buhler MLU-202, sobre
las
características de calidad de dos variedades de trigos harineros: Arandas F89 (grano duro y gluten fuerte) y Salamanca S75 (grano suave y gluten débil). Las harinas se evaluaron por contenido de cenizas y color para determinar calidad molinera. El análisis reológico y de panificación se realizó para medir el grado de deterioro del potencial depanificación relacionado con el incremento de porcentaje de extracción. De las variables de calidad evaluadas, en las harinas extraidas de ambas variedades, el contenido de cenizas y el índice “L” de color medido en el Hunter Lab aumentaron y disminuyeron, respectivamente, con el aumento del porcentaje de extracción, y no se observaron diferencias significativas (a=0.05) en el comportamiento molinero de
las
dos variedades. El contenido de proteína aumentó ligeramente en ambas variedades. Los valores de fuerza general (W del alveógrafo) fueron superiores para lasextracciones al 71% que las obtenidas para las extracciones al 78%, observandose un decremento gradual y significativo (a=0.05). En los farinogramas y extensogramas se registraron variaciones importantes entre variedades y grados de extracción, siendo las harinas obtenidas de la variedad Arandas F89 las que tuvieron tiempos Óptimos de amasado más prolongados, con una media de 9.5 minutos. Los volúmenes de pan más altos se obtuvieron de las harinas extraidas diferentes grados de extracción de la variedad Arandas F89. Estos resultados permiten señalar un importante efecto del grado de extracción de harinas sobre las características de calidad, debido a la incorporación de partes harinosas asociadas al pericarpio y aleurona.
SUMMARY
The degree of flour extraction in the milling process influences the physicochemical and breadmaking properties incorporated into wheat varieties (Triticum uestivum) by the breeding
program. The objective of this work was to evaluate the effects of increasing flour extraction (71,
72, 74, 76 and 78%), obtained in an experimental Buhler mill Model MLU-202, on the quality characteristics of
two
bread wheat varieties: Arandas F89 (hard grain and strong gluten strength) and Salamanca S75 (soft grain and weak gluten strength). Flours were evaluated by ash andprotein content, color and alveograph, farinograph and breadmaking characteristics. Ash content and "L" Hunter Lab values increased and decreased respectively, with the increase of flour extraction rate and there were no significant differences (a=O.OS) observed in both varieties.
Protein content increased slightly
in
flours 60m both varieties. Gluten strength values (W of the Alveograph) were greater for flour extraction at 71% than those for extractions at 78%. It was observed a gradual and signifucant (a=O.OS) decrease. in the farinograms and extensograms wereregistered important variations among varieties and flour extraction rates. Flours 60m variety handas F89 had longer mixing times with an average of 9.5 min. The higest loaves volumenes were obtained fiom flours of the variety Arandas F89 with diferent degrees of extraction. These results suggest an important effect of flour extraction rate on flour quality characteristics due to the incorporation of bran and aleurone parts.
w
tNTRODUCCi6N
I.-
INTRODUCCI~N
El proceso de molienda es la separación fisica de las distintas partes anatómicas del grano de trigo para la producción de harinas, donde el rendimiento harinero y calidad de las harinas
determinan el éxito económico e industrial. Sin embargo, la calidad molinera del trigo también se ve influenciada por el grado de desarrollo de la tecnología empleada en
el
molino. Estas diferencias en tecnología de molienda producen variaciones en el rendimiento harinero medido como porcentaje de extracción de harinas. El rendimiento harinero comercial varía de 74 a 78% (Yamasaky y Posner, 1989).A nivel experimental, las variedades de trigo, en su proceso de formación en los programas de mejoramiento, se evalúan utilizando el molino Buhler experimental
MLU-202,
el cual se basa en la técnica de molienda fija única cuyo objetivo es evaluar el comportamiento molinero en una pequeña cantidad de trigo bajo condiciones fijas en los procesos de quiebra, reducción y purificación, y aún cuando este método ha sido aplicado con éxito en los programas de investigación, no provee informaciónen
el potencial molinero máximo del trigo (Dexter, 1987).Lo
anterior ha ocasionado que el grano cosechado de las variedades de trigo cuando se muelea
nivel comercial producen harinas cuyas caracteristicas de calidad no coinciden con las obtenidas a
nivel experimental, ya que no se informa el grado de extracción de harina. A mayor grado de extracción de harinas se incrementan los valores de cenizas y color,
lo
cual limita sus usosindustriales. También, el molinero utiliza mezclas de diferentes clases, variedades, grados de calidad y aditivos (blanqueadores y mejoradores) en su proceso de molienda,
lo
cual se considera como secreto industrial, por lo que es dificil establecer comparaciones directas de las Características de calidad de las harinas, ya que depende del grado de extracción, textura del trigo,contenido y calidad de
las
proteínas, daño del almidón, tamaño de partícula y actividad enzimática (Kent, 1987).En base en esta información, el objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto del grado de extracción de harinas sobre las características fisicoquímicas y de pani6cación de dos variedades
de trigo que difieren en textura (dureza) y calidad industrial.
JUSTIFICACi6N Y OBlEnVOS
2.- JUSTIFICACIdN Y OBJETIVOS
2.1.- JUSTIFICACIÓN
Las harinas comerciales se producen a diferentes grados de extracción de molienda y por consiguiente con diferentes contenidos de cenizas, así como con diferente color. Hasta hoy, en la industria molinera de México no se conoce los efectos de los diferentes grados de extracción de harinas de variedades de trigo en relación con las características de tenacidad, extensibilidad y
otras propiedades de procesamiento que repercuten en la calidad del producto final, como podrían ser
un
volumen de pan pobre y propiedades sensoriales de la miga indeseables (Oliver, 1994).Este fenómeno se ve enmascarado por el empleo de aditivos en el proceso de molienda que mejoran las características de procesamiento de las masas en las panaderías, pero tienen un comportamiento deficiente en la fase de fermentación debido a reacciones de sobreoxidación. Con base en esta información, es importante estudiar el porciento de extracción de harina, contenido de cenizas, color y su relación con las características de calidad reológicas y de panificación.
La información que se genere servirá de base para apoyar la norma de comercidmción de harinas y establecer diferencias de calidad industrial en harinas de trigo.
2.2.- OBJEnVOS
2.2.1.- GENERAL:
Obtener harinas de tngo (Triticum aestivum) con diferentes grados de extracción por medio de un proceso de molienda fraccionada a partir de dos variedades de tngo (trigo de grano duro variedad Arandas y trigo de grano suave variedad Salamanca) para conocer la relación entre el grado de extracción y sus propiedades fisicoquúnicas y de procesamiento en la elaboración de pan.
2
__.I___
~ JUSTIFICACIÓN Y OBIETIVOS
2.2.2.-
ESPECJFICOS:
.
Caracterizar fisicay
químicamentea
la harina obtenidas..
Caracterizar las propiedades reológicas de las harinas por medio del Alveógrafo, Fhógrafoy Extensógrafo.
.
Determinar la relación existente entre el grado de extracción en harinas y sus propiedadesfisicoquímicas y de procesamiento.
2.3.- HlP6TESIS
En
nuestro trabajo se puede establecer las siguiente hipótesis:El
grado de extracción de harinas en el proceso de molienda está directamente relacionado con el contenido de cenizas, el color, sus características reológicas y de panificación.REWS16N DE LiTFAATWU
3.-
REClSIdN
DE
LITERATURA
3.1.- RESEfiA HlSTdRtCA
La llegada del trigo
a
América ocumó en los primeros viajes de la conquista. Según una versiónllegó al Perú al inicio de la década de 1530 mezclado con otros granos, que le enviaron como presente de España a Doña Inés de Muñoz, viuda de
un
hermano de Francisco Pizarro. Se cuenta que Doña Inés separó cuidadosamente los granos, 45 en total, que sembró. Años más tarde el trigo se cosechaba en Lima siendo el mismo Pizarro quién instaló el primer molino de trigo (Peterson, 1965).En lo que se refiere a México se afirma que el grano lo trajeron los hermanos de Cortéz. Una
versión del cronista López de Gomara citado por Salazar (1990), cuenta que en 1520
un
esclavo de Cortéz encontró tres granos de trigo en el fondo de un costal, los cuales sembró y que de ellos obtuvo 186g. Otra versión asegura que algunos de los soldados invasores encontraron granos detrigo entre sus navíos y los sembraron durante el asentamiento en las tierras conquistadas. Según
Femández del Castillo, para 1523 la tierra mexicana estaba cubierta por campos de trigo y un año después se fabricaba pan de trigo con harina nativa (Peterson, 1965).
Los primeros cultivos de trigo se hicieron en areas aledaiias a la capital de la Nueva España desplazando al maíz y al fijol. Con el tiempo, el cultivo del trigo se extendió al Bajío y a los valles de Puebla y Tlaxcala.
El
trigo se traía de esos lugares a los molinos de la capital en recuas eincluso en trajineras. Para el siglo
XVI
la producción de trigo se efectuaba en gran escala y secultivaban ya varias clases de trigo. La forma principal de consumo de trigo era como pan. En el siglo
XVI
se producían en la Nueva España dos tipos de pan según el tipo de harina utilizada paraelaborarlo, el pambazo y el pan floreado (Rodríguez, 1947).
La conquista trajo como consecuencia la mezcla en los hábitos de consumo tanto de los
indígenas como de los españoles. Una de las consecuencias de esta mezcla de culturas fue el nicimiento de una gran variedad de tipos de pan. Con la llegada de la pastelería hncesa a México la diversidad de panes se increment6 dando como resultado mucho de los productos a los que estamos hoy en día, acostumbrados a consumir.
Al
mismo tiempo, el desarrollo de la industria de4
la panificación y sus inovaciones se generaron principalmente en la capital de la república. A
manera de ejemplo se puede citar que para 1847 se fabrica por primera vez pan de caja en México, y para 1850 existen en la ciudad de México 34 fábricas de pan biscocho y 19 pastelerías.
En
1877se considera la panadería como de las principales industrias en México (Garcia, 1989).
El cambio más representativo de la industria de la panificación se dió en el
año
de 1920 cuando se inicia la mecanización de las panaderías en México, al comenzar a utilizar mezcladoras. Sin embargo, los cambios tecnológicos que se han llevado a cabo en esta industria son pocos y se considera que es una de las industrias más antiguas y con más tradición. Los mayores cambios se han llevado a cabo en las ciudades más industrializadas, pero existen aún una gran cantidad de establecimientos que no cuentan con un desarrollo tecnológico adecuado, que pueda hacer susprocesos más rentables y que les permitan competir con las grandes empresas industrializadas de panificación, que día a día abarcan una mayor proporción del mercado con un producto de mayor vida de anaquel. La pequeña y mediana panadena a la fecha sigue trabajando bajo un esquema casi en su totalidad artesanal (Rodríguez, 1948).
3.1.1.- MOLIENDA
Peterson (1965) señala que la utilización del trigo como alimento data de tiempos prehistóricos.
N o se sabe con exactitud cuando se inició el cultivo
ni
su consumo y transformación.El
métodomás primitivo de consumirlo consistía en resecar o tostar los granos sobre piedras calientes, lo que
provocaba una fácil separación de la cascarilla y un producto de menor dureza más senciiio de consumir.
El
inicio de la molienda consistia en colocar el grano, tostadoo
sin tratamiento térmico,entre dos piedras, restregando una contra la otra y triturando el grano hasta obtener una harina gruesa e integral. La piedra inferior estaba diseñada de forma tal que podía retener la harina, que caía por gravedad en un hueco.
A estos instrumentos les sucedió el rabíl, que son dos piedras circulares, una fija y otra móvil entre las cuales se coloca el grano. Este tipo de moho continua
en
uso en algunas partes deAñica. :Sin embargo, cualquiera que fuese el procediento empleado, la molturación manual del grano era muy penosa y
árida
por io que casi siempre se encomendabaa
esclavos o a los sirvientesREVISI~N DE LJTERA'iUñA
de menor estima (Bennion, 1967).
La necesidad de una mayor producción de harina generó innovaciones en los procesos primitivos de molturación tomando como base los molinos manuales. Como ejemplo se puede decir que apartir del rabil nació el molino clásico de muelas accionado por fuerza humana y animal. Posteriormente se empezó a hacer uso de elementos como el agua y el viento, donde estos
abundaban, con el fin de dar mejor uso a la mano de obra esclava. El molino hidráulico fue un invento romano que se remota a unos 100 años a.c. y que es de los pocos mecanismos economizadores de mano de obra. En Italia aún se encuentran ejemplos de este tipo de molinos
hidraúlicos. Otro de los molinos que utilizaba menor cantidad de mano de obra fueron los de viento. A principios del siglo
XM
aparecen los primeros molinos de cilindros, obteniendo unamolienda de baja extracción.
Al
final de este mismo siglo Francia y Austria generaron la tecnologíapara la molienda de alta extracción. En ese mismo siglo, Hungría se convirtió en el centro de la industria harinera con el desarrollo de las máquinas de vapor (Pelshenke, 1966).
3.1.2.- PANIFICACI~N
Adrian (1959) señala que el arte de la panadería tiene su propia historia. Las gachas o puchas pueden considerarse como la forma más antigua de pan. Estas se elaboraban utilizando la harina obtenida durante la molienda a la cual se le adicionaba agua y posteriormente se sometía
a
cocimiento en piedras calientes. Las gachas comenzaron pronto a ceder el paso
a
las tortas no fermentadas que resultaban más ventajosas y se hacian calentando la pasta resultante de amasar laharina con agua. Apareció así el oficio de panadero. En un principio las tortas no fermentadas se cocían sobre piedras muy calientes, más tarde se inventó el homo. A las tortas cocidas y Sin
fermentar se les suele llamar actualmente pan ácimo y se consumen en varias partes del mundo. Un ejemplo de ello lo ofrecen
las
tortiUas delgadas de harinao
chapatis de la india y Paquistán.La elaboración del pan fermentado quizás tuvo su origen en Egipto ya que los primeros testimonios claros del proceso datan de una etapa temprana de esta civilización, y bien pudiera ser que la masa fermentada y la producción de pan con levadura se hubiera descubierto por casualidad al dejar la harina mezclada con agua en algún lugar caliente y al aire libre. Se cree que la etapa
6
REvIS16N DE LlTERATuRA
siguiente fue la adición de una pequeña cantidad de masa fermentada a un volumen mayor de masa sin fermentar, originando de esta forma los pies de fermentación. Esta práctica fue seguida durante mucho tiempo hasta la aparición de los cultivos artificiales de levadura, primeramente obtenidos de las cervecerías y posteriormente mediante la producción de levaduras para panificación (Lupton,
1987).
En la antigua Roma así como en la antigua Grecia, la molienda y la cocción eran, por lo común, operaciones combinadas. Había en Roma mohos homos de gran capacidad de producción, que abastecían de pan a los ciudadanos, a los cuarteles y a las instituciones públicas, además de fábricas. El pan se distribuía a la plebe como raciones gratuitas a expensas del erario público. Sin embargo, en muchos pueblos y ciudades, el pan se cocía en el hogar. El desarrollo de la molineria y la panificación se puede decir que siguió el siguiente curso: Egipto, Grecia, Roma, Las W a s , España y América (Pelshenke, 1966).
3.2.- iNDUSTRIAUZACi6N DEL iRiG0.
3.2.1- ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN Y UTILIZACIÓN DEL TRIGO.
Tecnológicamente, el grano de trigo se compone de tres grandes porciones; el endospermo que abarca el 82%, el salvado que ocupa aproximadamente el 15% y el germen que es la
más
pequeñay solo conforma el 3% del total del gano (Kent, 1987).
Cada parte comprende dos o más tejidos con diferencias anatómicas.
El
endospermo incluye el almidón y la capa de aleurona. El salvado consiste en mínimo seis tejidos diferentes y el germen normalmente incluye el cotiledón con el embrión (Kent, 1987). La composición de estas tres partes es marcadamente diferente desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo, y esta será revisada más adelante.,
3.2.1.1.- AwM;IDdN Y OTROS C4RBOHLDR4TOS
El almidón es más del 80% de la materia seca del endospermo. Otros carbohidratos del
7
REVISIÓN DE LlTEIWilJRA
endospermo incluyen aproximadamente 2% de pentosanas, 2% de azúcares y 0.4% de celulosa. El almidón es la fuente de azúcares de la semilla de trigo, en las células del endospermo se encuentra como partículas características llamadas gránulos. Este polisacárido tiene como característica su
distribución bimodal en los gránulos. Los gránulos, pequeños y esféricos, tienen diámetros de 2-10
pm de largo, y los gránulos grandes tienen diámetros de 20-25 pm. Estos gránulos representan el
12.5% pero pueden tener el 93% del peso total (Santos, 1980).
Según Kent (1987),
las
moléculas de almidón organizadas dentro de losgránulos,
son polimeros de glucosa. Hay dos tipos generales que presenta el almidón. Las moléculas lineales en las cuales la glucosa esta unida por enlace glucosídico a(l-4),a
esta cadena se le llama amilosa.La amilopectina es una molécula ramificada del almidón, dónde las ramificaciones están unidas por enlaces u(1-6).
Las moléculas de almidón tienen diferentes pesos moleculares. La masa molecular, de la amilosa es 100
a
200 Kd y la amilopectina puede llegar a tener 4000 Kd, aunque la proporción depende de las especies. Los gránulos de almidón tienen características y propiedades fisicas que son importantes para su funcionalidad.Los
gránulos intactos son insolubles en agua, pero cuandoeste es calentado en exceso de agua, estos se hinchan y absorben agua y eventualmente se
desintegran. Durante la molienda los gránulos pueden sufrir daños fisicos, esto puede ocasionar que absorban más agua y que sean más susceptibles al ataque de u-amilasas (Santos, 1980).
3.2.1.2.- PROTEbAS
Las proteínas son el constituyente más importante en la harina de trigo, debido al uso que se le da, que es la formación del pan. En términos de la función fisiológica en la semilla hay tres tipos de proteínas: las de reserva, estructurales y
las
metabólicas. Las primeras tiendena
estar en el centroen partículas distintivas llamadas cuerpos de proteínas. El principal precursor de la germinación de la semilla es el nitrógeno. La selección de los aminoácidos por la planta para proveer precursores eficientes de nitrógeno tienen que producir una proteína que es única, en funciónalidad para preparar pan, aunque la calidad nutricional es relativamente baja (Kent, 1987).
El total de proteínas que están
en
el endospermo del trigo pueden ser separadas en fiaccionesREVISI~N DE LITERATURA
empleando el método de solubilidad de Osbome, el cual requiere de los siguientes solventes: agua, cloruro de sodio, etanol y ácido acético; y las fracciones obtenidas son: albúmina (15%), globuiina
(5%), gliadma (33%) y glutenina soluble (14%) e insoluble (33%) (Simmonds, 1985).
Las proteinas del endosperno, son únicas porque tienen un alto contenido de prolamina- giutenina. La solubilidad de cada una de las fracciones es altamente heterogenea en pesos moleculares y/o propiedades químicas. Las gliadmas por ejemplo, comprenden moléculas que cubren un rango angosto de pesos moleculares (30 O00
-
75 000), pero pueden determinase en más de 50 componentes por el mapeo de proteínas en dos dimenciones. Las moléculas de gluteninas, por otro lado cubren un rango amplio de pesos moleculares, donde el más bajo es de10 000, y el más alto de
un
millón. Las proteínas llamadas solubles del endosperno del trigo, albúminas y globulinas, se originan en el citoplasma. Estas fracciones contienen todas las enzimasdel endosperno y algunas proteínas inactivas (Santos, 1980).
La composición mayoritaria de aminoácidos en las proteínas de trigo son caracterizados por su
alto contenido de ac. giutámico, la mayor parte en forma de amida, un alto contenido relativo de prolina y leucina, y un bajo contenido de kina y ácidos iónicos. Las gluteninas y las giiadmas son dos de las proteínas menos cargadas que se conocen (Kasarda y N m s , 1981).
El alto contenido de glutamina, es importante en la fincionaiidad de las proteínas del trigo al hacer pan, pero su bajo contenido de lisina disminuye su calidad nutricional. Las proteínas
solubles, albúminas y globulinas tienen claras diferencias en la composición de sus aminoácidos.
Estas contienen notablemente un bajo contenido de ácido giutámico, de prolina y de considerablemente más lisina.
Por
esta razón la selección de variedades de trigo por su altocontenido aparente de lisina, es antagónico con su alta calidad de panifícación (Bushuk, 1978).
3.2.1.3.- LfPIDOS
La harina de trigo contiene aproximadamente el 2% de iípidos totales. Depende de la fanlidad
con que son extraídos los iípidos con solventes no polares que estos se clasifican en libres y
ligados. Cada parte es separada y se subdivide en polares y no polares (Mecham, 1971).
REVISI~N DE LIIZRAWR.4
La mayor parte la constituye la fracción polar que son los fosfoiípidos y glicolípidos.
La composición total de los Iípidos en la harina de trigo es altamente heterogénea. Los triglicéridos son los mayores constituyentes de la fracción no polar.
Los
digalactosiglicéridos forman aproximadamente el 50% de la fracción glicolípida.Los
principales componentes de la fracción fosfoiípida son las fosfotiddcolinas. Los lípidos del endospermo contribuyen sustancialmente a la composición del pan de harina (Kent, 1987).3.2.1.4.- V I T m A S
YMINERQLES
Las vitaminas y minerales forman menos del 1% del endospermo del trigo. Los componentes mayoritarios de la fracción mineral son los fosfatos y sulfatos de
K,
Mg
y Ca. Algunos de los fosfatos se encuentran presentes como ácidos fiticos. Los elementos importantes minoritarios incluyen al Fe,Mn,
Zn y Cu (Kent, 1987).El dato del contenido de vitaminas en el endospermo varía extensamente en los reportes totales. La contribución precisa de las vitaminas naturales en el endospermo con la calidad nutricional para
los
productos homeados no puede ser determinada. En la práctica de molienda, la harina es usualmente fortificada en vitaminas que contienen un rango de conformación total en el trigo.3.2.1.5.- SALVADO
Los
carbohidratos representan el 70% del salvado; de este el 50% son pentosanas, el 40% celulosa, y el 10% restante son otros carbohidratos. El salvado no tiene naturalmente almidón. Las proteínas del salvado son aproximadamente el 16% del total, de las cuales tenemos, que las albúminas representan el 18-22.9%,las
globulinas el 11.4-16.5%, las prolaminas el 9.1%,las
gluteninas el 19.1% y el 15.6-22.7% son proteínas no clasificadas. Lo importante es que las proteínas del salvado no producen gluten. En cuanto a las grasas, este tiene más que el endospermo, y básicamente son triglicéidos, y en menor medida fosfo y giicolipidos (Kent, 1987).10
REVISI~N DE UTERATURA
3.2.1.6.- GERMEN
Los azúcares simples son la mayor cantidad de carbohidratos en el germen, mientras que la
celulosa y las pentosanas representan el 25% restante. El contenido de proteínas aumenta en comparación del salvado hasta en un 32.4%, donde las albúminas tienen la mayor proporción, aproximadamente un 32.2%.
Al
igual que en el salvado, no se conoce que las proteínas sean capaces de formar gluten. Lo más interesante en su composición, es el alto contenido de grasas,que es 11.9%, donde encontramos triglicéridos, ácidos grasos, esteroles, fosfo y glicolípidos. Este alto contenido lo hace muy susceptible a la oxidación, lo que hace indispensable su eliminación durante su molienda (Kent, 1987).
3.2.1.7.-
USOSDEL
TRIGOSegún Heyne (1987), la producción mundial asciende a aproximadamente 500 millones de toneladas, de las cuales 100 millones se exportan a diferentes partes del mundo, siendo China el principal productor mundial. Del total producido,
el
65% es dirigido a consumo humano, en forma de pan y otros productos, el 20% del total se destina para alimentación animal, y el 15% restantees usado como semillas.
Las proteínas que contiene la harina de trigo, al ser mezcladas con agua forman lo que se conoce como gluten, que es una masa viscoelástica y es la responsable de la formación del pan.
3.2.2.- PROCESO
DE
MOLIENDALa molienda consiste en la separación fisica de
las
distintas partes anatómicas del grano. Tiene como principal objetivo obtener el endosperm0 en forma entera, parcialmente quebrado o enharina. A los productos terminados de estos procesos se les considera como intermedios ya que son la principal materia prima utilizada en otras industrias alimentarias. Indudablemente que la calidad de los productos resultaqtes de las industrias molineras está estrechamente vinculado con la calidad de productos terminados y los parámetros del proceso (Sema, 1996).
En la actualidad, los procesos de rnolturación son complejos pero dinámicos y eficientes. En
REVISI~N DE LiTER4TüRA
DE QRANOS (Cribado, Asplndo. Mapnetor. Separadores de Dlwoar)
DEL GRANO DE TRIO0
MEZCLADO DE GRANOS ACONDICIONADOS
GRANOSQUEBRADOS
Y aANADOS
ON RODILLOS CORRUCADOS
1
(20, 3s. 60. 100 US)I
SERIE DE CLASIFICADORES
MOLINOS REDUCTORES PURIFICADORES
QUIEBRA
TAMIZADO I TAMIZADO I
SISTEMA D E 8 A 12 CLASIFICADORES MOLINOS REDUCTORES Y TAMICES
1-pLANQYQ Y.MWURACI6#
[image:24.623.98.530.39.681.2]I ALMACENAMIENTO I
Figura 1.- Diagrama de flujo para la obtención de harina de trigo (Sama, 1996).
13
El grano una vez acondicionado y equilibrado se conduce primeramente a una máquina abrasiva provista con un sistema de aspiración por aire, cuyo fin es eliminar impurezas localizadas en el
pericarpio y quebrar los granos vacios o contaminados con insectos. El trigo se conduce en medio
de un par de conos invertidos, uno elástico y el otro en movimiento. El grano desciende en forma de espiral y en la caída es friccionado entre ambas superficies, al final desemboca en una malla metálica perforada en forma cilíndrica, donde las partículas de pericarpio y granos vacíos se separan del trigo sano y limpio (Sema, 1996).
3.2.2.1.- MOLIENDA DE TRIGOS
PANADEROS
Y SUAVESLa molturación del trigo se realiza con dos tipos de molinos de rodillos: a) molinos de quiebra y b) molios de reducción de partículas. La separación y clasificación de las partículas se realizan
con tamizadores y purificadores. El propósito de la molienda es primeramente quebrar el grano en pedazos grandes para obtener el pericarpio
o
salvado en forma de hojuelas y S i residuos de endospermo. Después, los pedazos del endospermo gradualmente se reducen hasta obtenerun
harina que cumpla con las especificaciones de color, cantidad de cenizas y proteína (Pomeranz y Shellenberg, 197 1).Los molinos de quiebra consisten en
un
par de rodillos metálicos comgados, mientras que los rodillos de los molinos de reducción son lisos. Ambos tipos de molinos están provistos con sistemas de control de alimentación automático de granoo
partículas del mismo y de la luz entre los rodillos.El
largo y diámetro de los rodillos varía de 0.8-1.25 m y de 0.25-0.30m,
respectivamente (Kent, 1987).Sistema de quiebra
El trigo limpio y debidamente acondicionado se pasa al sistema de quiebra, que consiste en
varios molinos de rodillos comgados estacionados
en
batería. Los molinos trabajan condiferencial de velocidad, pues un molino rota a mayorees velocidades que el otro (v. gr. 1 %-3: 1).
El rodillo rápido gira generalmente de 250 a 650 rpm.
Las
comgaciones y el diferenc¡al enREVISIÓN DE LiTñüATiJRA
velocidad
logran
que el grano se rompa y se abra liberando al pericarpioo
cascarilla en forma de pequefías hojuelas, fracciones o pedazos gruesos de endospermo con algo de pericarpio adherido, fracciones del endospermo de tamaño medio e inclusive un poco de harina (harina de quiebra). El material del sistema de quebrado se tamiza y clasifica por tamaño Las fracciones más gruesas pasan a un segundo sistema para su posterior reducción en tamaño y clasificación con tamices. Engeneral, la operación de quebrado consiste en una batería de cuatro molinos comigados. La luz entre los rodiUos, número de comigaciones y diferencial en velocidad dífieren de tal manera que al
final del proceso se obtiene el salvado o pericarpio en forma de hojuelas y con el mínimo de residuos de endospermo (Serna, 1996).
Del sistema de clasificación, después del quebrado, se obtiene el salvado o pericarpio (retenido por la maüa EUA NÚm 35), la fracción intermedia consiste en pedazos de endospermo mezclados
con germen y pedazos pequeños del pericarpio llamado salvadillo (retenido por la malla EUA Núm 70), la fracción mediana denominada comunmente semolina consiste en pedazos de endosperno casi puro (retenido por la malla EUA Núm. 100) y finalmente la fracción más
pequeña, llamada harina de quiebra, que pasa através de la malla EUA Núm. 100 (Sema, 1996)
La fracción intermedia que está contaminada con el germen
y
pequeños pedazos de pericarpio se pasa nuevamente por la molienda de quiebra para separar los pedazos de endospermo adheridos al pericarpio y germen. Posteriormente, la fracción se tamiza y aspira con aire en purificadores provistos con malla de calibre intermedio y pequeño ( v.gr.
EUA Núm. 70, 85, 100). La separación de los contaminantes se logra por medio del tamizado y aspiración conaire.
El salvado y salvadillo (junto con ell germen) tienen una menor densidad que el endospermo, por lo tanto pueden ser removidos del sistema con comentes de aire que fluyen a través del sistema de tamizado (Yamasakyy
Posner, 1989).Sistema
de reducciónE n el sistema de reducción, los gránulos de endosperno de tamaño intermedio y, o semolina se reducen gradualmente en partículas más pequeñas mediante rodillos lisos que generaimente giran a
casi las mismas revoluciones (1.05-1.4:l). Este sistema consiste generalmente en 6-10 molinos
15
REVlSldN DE LiTERAlURA
estacionados en batería. Cada estación está provista con un sistema integrado de cribas
o
clasificadoras para la obtención de harina y fiacciones más gruesas que son posteriormente conducidas ai próximo moho. De esta manera, al final del proceso se obtienen por separado
cuando menos 10 diferentes harinas, 3 6 4 provenientes del sistema de quebrado y 6-10 de los mohos de reducción. Las harinas dfieren en calidad, cantidad de proteína, ceniza y color. La
mezcla de todas las harinas produce la llamada harina de grado convencional, mientras que la selección de aproximadamente 75-80% de los mejores lotes de harina produce la llamada harina patentada. Los lotes de peor calidad comúnmente se identifican como harinas de descarte. Este último lote de harinas generalmente proviene de los últimos molinos de reducción y es la que contiene la mayor cantidad de cenizas y almidón dañado y el peor grado de color. En la tabla 1 se resume las composiciones químicas del grano original, diversas clases de harinas y los
subproductos de molienda (Sema, 1996)
Tabla 1.- Rendimiento y composición química de productos y subproductos de la molienda
de trigos duros y suaves.
Producto Rendimiento Humedad Proteína
PA)
Grasa cruda Fibra cruda Cenizas% x 5 . q
...______._____________...
C??
...
1..1...
(N
... ...P3!
...
<. C?L!...
P41
...
Trigo panaderoGrano entero 100.00 10.30 13.40 2.34 2.23 1.93
Harinas
Patentada 64.50 11.50 12.00 1.13 0.22 0.45
Descarte 5.50 10.70 14.60 2.07 0.28 0.91
Harina roja 1 .o0 9.20 18.50 5.95 2.64 5.70
Salvado 12.00 8.80 14.90 4.49 11.84 9.18
Salvaddlo 15.00 8.90 15.00 6.69 9.64 7.00
Germen 2.00 8.50 39.90 13.01 1.97 5.24
Trigo suave
Grano entero 100.00 10.70 1 1.70 2.88 2.54 1.73
Harinas
Patentada
---
11.40 9.70 1.36__-
0.42Grado convencional
---
12.80 10.60 I .79---
0.56Sema, 1996
El
término porciento de extracción se refiere a la cantidad de harina producida por 100kg
deREVISI~N DE LiTERATLR.4
trigo. Generalmente, los valores de extracción varían de 72-78%, aunque cabe mencionar que el porcentaje de extracción llega a ser hasta 85% en países pobres
o
en donde el trigo es escaso.En
términos generales, un mayor grado de extracción se traduce en una calidad más pobre de la harina, es decir con mayor contenido de cenizas y peor grado de color (Sema, 1996).Según el mismo autor, la calidad de las harinas que se obtienen en el proceso de molienda descrito anteriormente va a depender fuertemente de la clase de trigo. Existen básicamente tres grandes grupos de harinas: harinas panaderas, harinas galleteras y pasteleras y harinas de doble propósito o multifuncionales. La diferencia primordial entre ellas está en el contenido de proteína. Las mejores harinas panaderas contienen un alto contenido protéico que se traduce en
un
gluten fuerte, alta absorción de agua y mejor volumen y textura del pan. Estas harinas son las preferidas para la elaboración de productos leudados con fermento. Las harinas suaves o con bajos contenidos protéicos son preferidas por las industrias productoras de galletas, mezclas parapasteles y productos leudados con agentes químicos.
Las harinas de doble propósito
son
las que tienen un contenido de proteína intermedio entre el intervalo recomendado para harinas suaves y panaderas. Estas se utilizan, generalmente por amas de casa, para la producción de pan, galletas, pasteleso
tortillas de harina. La siguiente tabla muestralas
especiñcaciones de harinas recomendadas para la elaboración de diversos productos terminados (Sema, 1996).Tabla 2.- Composición química Óptima de harinas para panificación, gaiietería dulce y
salada, pastelería y de semolina para elaboración de pastas.
Pani@cación Galletería Pastelería Semolina Dulces Sala&
Humedad (%) 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00
Proteína (%) 11.50-14.50 7.50-9.50 8.50-10.50 7.00-8.50 11.50-15.00
cenizas (%) 0.32-0.50 0.30-0.55 0.32-0.45 0.30-0.36 0.55-0.75
Serna, 1996
3.2.2.2..- MOLIENDA DE
TRIGOS
DURUM CRlSTALmOS (Triticum durum)A diferencia de
los
trigos panaderos y suaves, la molienda de trigos cristalinoso
pasteros tienecomo principal objetivo producir semolina.
La
semolina son partículaso
gránulos refinados de17
REVISI~N DE L.iTERATiJR.4
endosperm0 de tamaño intermedio (v.
gr.
retenido por la malla EUA Núm. 40 a 85) generalmente de color amadio. En este caso, la producción de partículas finas como la harina es considerada como un defecto en el proceso de molienda. Dentro delas
especificaciones para la semolina, la gran mayoría de las partículas tienen una granulometna entrelas
mallas 40 y 70. Cuando la semolina excede con más de 3% de partículas 6nas que pasan la malla 100 se considera que es defectuosao
de menor calidad (Serna, 1996).El equipo y la operación de molienda para producción de semolina son similares a los de la molienda de los trigos harineros.
E
l
grano se recibe, se limpia y se clasifica por tamaño yacondicionado. La humedad y el tiempo de acondicionado varía de 17-17.5% por 16-24 horas, respectivamente. El tiempo de acondicionado se debe ajustar de acuerdo con la estación del año ya que el trigo absorbe más lentamente el agua durante los meses fiíos. La molienda de trigos durums o cristalinos requiere varios sistemas de rodillos comgados, cuya función es separar los residuos de pericarpio de la semolina. En general, las plantas molineras están integradas por seis sistemas de quiebra
o
de pasoa
través de rodillos conugados para la purificación de la semolina y de dos a tres sistemas de reducción, ajustados para uniformizar el tamaño de la partícula de la semolina. Todos los sistemas se calibran para producir el mínimo de harina y obtener el máximo rendimiento de semolina en forma purificada. A diferencia de la molienda de trigos panaderos y suaves, lossistemas de tamizado están diseñados para clasificar
a
la semolina y separar a la harina considerada como contaminante y como una fracción que interfiere en el proceso de tamizado de la semolina (Serna, 1996).La composición química típica de un trigo cristalino (Triticum durum) con su respectiva
semolina se muestra en la siguiente tabla.
Tabla 3.- Rendimiento y composición química de productos y subproductos de la molienda
de trigos crirtaünos.
Producto de Rendimiento Humedzd Proteína PA) Grasa enida Fibra cruda Cenizas
Grano entero 100.00 10.50 15.60 3.58 2.77 2.03
trigo cistalino (93) (93) (Nx 5.85) (%) (%) (%)
Semolina 75.30 14.40 15.20 1.90
---
0.83Sema, 1996
REVISIdN DE LiTERATURA
3.2.3.- GRADOS
DE
EXTRACCIÓNDEHARINA
La recombinación de todas las harinas producidas en el molino es la “straight grade fluor” (harina de grado correcto) que viene a ser la harina blanca estandar (Figura 2), representa un 72% de los productos totales. La harina que se produce al comienzo del sistema de reducción es la harina “patent” (viene a ser la harina fluor o de patente), que puede ser “short (corto) patent” cuando tiene el mínimo de cenizas, y representa un 45% del total de productos, o “long (largo) patent” que puede integrar hasta el 65% del total de productos. La harina “cut-off (harina límite) es la que corresponde a 20% de diferencia entre las patentes larga y corta. El 7% de diferencia entre patente larga y la de grado correcto, es una harina de grado bajo (“clear
flour”
harina clara). Esta harina, que proviene de las colas de los sistemas de fragmentación y de reducción, tiene coloroscuro y es rica en cenizas.
Otro
producto de la molturación es el “millfeed”, es decir, salvado y “shorts (cortos)” (Hoseney, 1986).El salvado representa un 11% de los productos totales, y los “cortos” el 15%. El germen puede ser un producto adicional recuperado generalmente hasta un 0.5%. El ctilculo del rendimiento parecería sencillo. A partir de 1000 g de trigo, si se obtienen 700 g de harina, se obtiene rendimiento de 70% o grado de extracción, lo cual puede ser cierto. Aunque se puede utilizar el
Lima YO de extracción
1 . I b
O
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Harina ink@ de trigo
Harina de grado COIYCC~O Cortos y salvado ’
Harina “Patent” Hatinas de baja üraduacidn
c
c
[image:30.622.102.477.431.624.2]4 4
+
Figura 2.- Clases de harina obtenida del trigo. L a harina integral es de extracción 100%
(linea 2), pero se puede subdividir en harina de grado correcto
+
cortos y salvado (línea 3).La harina de grado correcto se puede subdividir a su vez en harina “patent” (fluor) y
harina de baja graduación (línea 4).
19
REVISI~N DE L.iTEilAuRA
cálculo anterior después de decidir si tomar como base trigo sucio
o
limpio, la expresión de rendimiento más comentemente utilizada por los harineros, se basa en el rendimiento de harina como porcentaje del producto total, no como porcentaje del material de partida. El porcentaje del producto total en cualquier fracción, se llama extracción.Es
decir, una harina de grado directo, que es 72% del producto total, es una harina de 72% de extracción (Hoseney, 1986).3.2.4.- COMPOSICI~N MINERAL
DE
LAS
HARINASLas cenizas pueden estar en un rango aproximadamente de 1 a 2 % del trigo total,
consistentes de varias sales inorgánicas y elementos que constituyen las sustancias minerales del grano
o
harina. Como los constituyentes de las cenizas de trigo son tomados de los minerales del suelo, resulta evidente que tanto el contenido total de minerales como las proporciones relativas de los elementos individuales dependen grandemente del suelo, lluvia y otras condiciones climatológicas durante el crecimiento (Salazar, 1995) .El fósforo es el macromineral encontrado en mayores cantidades en todos los cereales.
El
fósforo se asocia con el ácido fitico (mioinositol), que es la principal forma de almacenamiento para el fósforo e inositol. Aproximadamente el 80 YO del mineral está asociado con el ácido fitico en trigo. El ácido fitico se encuentra principalmente en la capa de aleurona. El fósforo asociado con el ácido fitico tiene baja biodisponibilidad (40-
80 %) y liga a otros minerales como son el calcio, magnesio, zinc, hierro y cobre. La biodisponibilidad del fósforo y otros minerales aumenta considerablemente durante los procesos de malteado y fermentación principalmente por la actividad de las fitasas.El
magnesio se localiza en la capa de aleurona, generalmente ligado al ácido fitico. El hierro, el cobre y el zinc están en el pericarpio, germen y en la capa de aleurona, por lo tanto cantidades considerables de estos microminerales se pierden durante el proceso de refinacióno
molienda (Salazar, 1995)*.Los minerales del trigo no se encuentran distribuidos uniformemente en las partes individuales de la semilla, pero se encuentmn en mucho mayor concentración en la porción del
I
.*
Dr. Atfrcdo salazar zanieta, profesor e investigador de la Universidad Autónoma Chapingo.I
salvado o cáscara que en la porción del endospermo. Los análisis han mostradoque el salvado, en el grano entero, contiene aproximadamente 20 veces más cenizas que el endospermo, los valores aproximados reales van de 5.5 a 8% de cenizas para el salvado y 0.28 a 0.39% para el endospermo. iiinton, citado por Salaza? (1995), analizó el contenido de cenizas de las partes obtenidas por una disección de cuatro trigos y encontró que la capa aleurónica contiene 56.4 -
60.2% de las cenizas totales; el endospermo, 20.3 - 25.9%; el pericarpio, testa y hialina, 7.3 -
9.8%; el escutelo 5.5
-
8.2%; y el embrión, 2.8 - 4.0%. Observó que el gradiente en el contenidode cenizas disminuyó de las capas externas hacia las internas del endospermo con diferentes proporciones en los cuatro trigos, así que la misma proporción de extracción de los trigos no
produjo el mismo valor medio de contenido de cenizas.
La marcada diferencia en contenido de cenizas de las diferentes partes del grano de trigo
ofrece un medio conveniente de verificación de la eficiencia del proceso de molienda. Como el contenido de cenizas de la harina (superior al contenido normal de minerales del endospermo) es derivado principalmente del salvado, un contenido excesivamente alto de cenizas indica relativamente altas mezclas de material de salvado con la harina,
lo
cual puede ocumr con harina de bajo grado. El contenido de cenizas es un indicador importante de calidad de la harina, la correlación entre el contenido de minerales de la harina y su comportamiento en la panificación esrealmente baja. Las sales minerales de la harina tienen un papel en la fermentación contribuyendo a la alimentación de la levadura, pero también, y más particularmente, infíuyen en la formación del gluten (Salazar, 1995)
'.
3.3.- EL COLOR EN LAS HARINAS
3.3.1.- DEFINICIÓN DE
COLOR
La palabra "color" describe la sensación de luz visible
tal
como es vista por el ojo del observador e interpretada por el cerebro. A medida que cambia la cantidad y la calidad de la luzvisible y a medida que el objeto iluminado posee la propiedad de absorber o reflejar toda,
o
parte,
*'
Dr. AIfrcdo Salazar zanieta, profesor e investigador de la Universidad Auiónoma Chapingo.I
I
I
21REVIS16N DE L.iTERATlR.4
de la luz que cae sobre él, varia la sensación de color. El color es una sensación tridimensional y cuando se tiene presente este aspecto, resulta más fácil describir un color como un punto en el espacio de color (AOCS, 1993).
Las tres dimensiones del color son: tono, saturación y brillo. El “Tono” describe el tipo de color: rojo, verde, azul, etc. La “Saturación” describe la pureza del tono: un color con un tono rojo puede ser un rosa páíido
o
un granate oscuro. En algunos sistemas se usa la palabra “croma” (pureza o intensidad de color) para aludir a la saturación. El “brillo” es una medida de laluminancia del color, o la cantidad de luz que se transmite o se refleja. En algunos sistemas se utiliza la palabra “valor” refiriéndose al brillo
(AOCS,
1993).El color es, entonces, un fenómeno que involucra componentes fisicos y psicológicos: la
percepción del ojo de luz de longitud de onda de 380 a 500 nrn (azul), de 500
a
600nm
(verde y amarillo), y de 600 a 770 nrn (rojo) (Badui, 1981), comúnmente expresado en términos de matz(hue), valor y croma de el sistema de color Munsell (Meilgaard, 1991).
Otro autor afirma que el color es una propiedad de la materia directamente relacionada con el espectro de la luz y que por lo tanto se puede medir fisicamente en términos de su energía radiante o intensidad, y por su longitud de onda; de ahí que la definición de color sea “la parte de energía
radiante que el humano percibe a través de
las
sensaciones visuales que se generan por la estimulación de la retina en el ojo’’ (Badui, 1981).Los alimentos como el pan deben su color a las reacciones de oscurecimiento no enzimática que suceden al momento del cocimiento (Badui, 1981).
Los
colores rojos, amados, verdes, etc., de muchos alimentos se deben a diferentes compuestos orgánicos que se encuentran distribuidos en forma abundante en muchos productos, principalmente de origen vegetal. En general, podemos clasificar los pigmentos en siete grupos, que son los de mayor interés para el tecnólogo en alimentos:1. Carotenoides 2. Cloroñias. 3. Antocianinas.
4. Flavonoides.
5. Taninos.
REVISI~N DE LiTERATJRA
6. Betalaínas.
7.
Mioglobma y hemoglobina.Los pigmentos más importantes de origen vegetal son los carotenoides, mientras que la mioglobma es el principal pigmento de los tejidos musculares (Badui, 1981).
Es importante hacer notar que el deterioro de alimentos es frecuentemente acompañado por cambios en el color Weilgaard, 1991). De esta misma forma, a través de reacciones químicas y enzimáticas, se inducen muchos colores que han sido sujetos a algún tratamiento durante su preparación (Badui, 1981).
3.3.2.- IMPORTANCIA DEL COLOR EN LA
HARINA
DETRIGO
Las harinas comerciales se producen a diferentes grados de extracción de molienda. El contenido de cenizas y el color están bien establecidos como índices de refinamiento en harinas de trigo en algunos mercados, debido a que están realmente estandarizados.
Además, estos parámetros están influenciados por el contenido de proteína, independientemente de la interacción de fibra; por otro lado, el color en la harina es un factor comercial importante ya que el consumidor lo asocia con su calidad. El objetivo de la medición de
color en harina, es juzgado por muchos como el indicador real de la calidad de la harina, más que las cenizas, sin embargo, como ya se mencionó, existe relación entre las variables del color y el
contenido de ceniza así como con el grado de reñnación (Symons y Dexter, 1992).
3.3.3.- COMPUESTOS QUE DAN COLOR A LA HARINA DE TRIGO
La harina es un mezcla heterogenea compuesta de varios tamaños y contiene proporciones variadas de salvado, endospermo y a veces semolina. El color de la harina puede, por tanto, ser afectado por varios factores, algunos de los cuales se mencionan a continuación:
1.- El contenido de materia natural colorante amarilla en el endospermo, se compcne principalmente de carotenoides, conocidos como xantoñlas (mayoritariamente luteína) y ésteres de xantoñlas y otros, que pueden blanquearse, bien por oxidación natural, bien por pequeñas
REVISI~N DE LiTERATURA
cantidades de agentes oxidantes, hasta compuestos incoloros (Aiexandre, 1971).
2.- La graduación de la harina, la cual se relaciona con la cantidad, tamaño y color de las partículas de salvado presentes (Aiexandre, 1971).
3.- La presencia de impurezas, tales como polvo, carbón, etc. Además, la valoración visual del
color puede verse afectada por la luz con que se examina la muestra y el alcance visual del observador. El color de la miga de pan depende, en gran parte, del color de la harina, pero, sin duda, este puede verse afectado considerablemente por variaciones en el método de panificación.
3.3.3.1.- CAROTENOIDES
Los carotenoides desempeñan un papel muy importante en la fotosíntesis, ya que absorben luz al igual que la clorofila. Estos compuestos se pueden dividu en dos grandes grupos de acuerdo con su estructura química: carotenos y xantoíiias (forma oxigenada de los carotenos). En la naturaleza existen tanto en forma libre como en el tejido vegetal disueltos en Iípidos, como formando complejos con proteínas, carbohidratos y ácidos grasos, que generan diferentes colores según la manera en que interaccionen. La interacción de proteínas y carotenoides aumenta la estabilidad de estos pigmentos y modifica el color que originalmente tienen en forma individual. Algunos azúcares reductores como la gentobiosa, así como los ácidos grasos palmitic0 y liioléico, pueden interaccionar con los carotenoides (Badui, 1981).
En general, los carotenoides forman un grupo de compuestos liposolubles de color amarillo, naranja y rojo, ampliamente distribuidos en la naturaleza y que constituyen uno de los pigmentos más importantes; se encuentran en plátanos, tomates, chiles, papas, duramos, melocotones, zanahorias, leche, huevos, trigo, maíz, soya y otros (Badui, 1981).
Existen más de 200 carotenoides naturales de estructura conocida, así como algunos que se
modifican químicamente para emplearlos en la industria alimentaria; la suma total de ambos gnipos es de aproximadamente 400. Los carotenoides más comunes en la naturaleza se muestran en la tabla 4.
Los
carotenos son hidrocarburos en los que la molécula de isopreno es la unidad repetitivaREVISI~N DE LiTERATWfA
(ocho unidades normalmente), y existen tres isómeros fundamentalmente: a,
p
y y. El más común es el p-caroteno (C&S~), que tienen dos d o s de ionona unidos a través de una cadena intermedia isoprenoide con diez dobles ligaduras conjugadas que contribuyen a la estabilidad y el color de los carotenoides. La abertura delos
d o s o el aumento de la conjugación de los enlacesproduce un cambio de color hacia el rojo, mientras que la epoxidación o la perdida de conjugación produce colores a m a d o s (Badui, 1981).
Algunos otros pigmentos de la familia de los carotenoides se encuentran formando diferentes compuestos químicos, como la luteína que está esterificada con varios ácidos grasos y que es el
principal pigmento del trigo y del cempasúchil (Tugeles erectu). Deshidratadas, estas flores se
utilizan en la alimentación avícola para mejorar el color amarillo de la yema del huevo (Badui,
1981).
Tabla 4.- Carotenoida
más
comunes en la naturaleza.Nombre Producto
Fucoxantina Aigas
Luteína Cempasúchil y trigo
Violaxantina Plantas verdes
Neoxantina Plantas verdes
a-caroteno Ampliamente distribuido p-caroteno Ampliamente distribuido Zeaxantina Ampliamente distribuido
Licopeno Tomates
Capsantina Pimentón
Bixina Achiote
Criptoxantina Naranjas, maíz Badui, 1981.
.... . ...
En la harina de trigo se ha encontrado que
los
principales pigmentos son las xantoñias y losestreres de xantofilas. En las más recientes investigaciones, Lepage y Simonds (citados por Pomeranq 1978) encontraron por métodos espectrofotométncos y cromatográñcos que el mayor
compuesto de los carotenoides de la harina de trigo fueron xantoñias y ésteres de xantoñias (en trigo
HRS)
(ver tabla 5). Por su parte, otros investigadores (Wiidfeur y Acker, citados por25
