Prof. Luis A. Brumovsky PROCESO DE MOLIENDA Objetivo

Prof. Luis A. Brumovsky
Ingeniero Químico
Magíster en Tecnología de los Alimentos
Doctor en Ciencias Técnicas
Triticum vulgare (blandos): son ricos en proteínas y dan harinas de fuerza con
abundante gluten y una buena absorción de agua, dando pastas elásticas con gran
retención de gases.
Triticum durum (duros): se utiliza para la fabricación de pastas alimenticias.
PROCESO DE MOLIENDA
Objetivo: separar el endospermo del salvado y del germen y reducirlo a harina.
El surco del grano de trigo no permite extraer las capas externas por abrasión.
La molienda se realiza mediante molinos de rodillos, que erosionan, desgarran y
trituran el grano, siendo esta acción diferente, respectivamente, sobre el salvado, el
germen y endospermo, lo que permite su separación por medio de tamices y
separadores de aire.
Grado de extracción: cantidad de kg de harina obtenidos con 100 kg de trigo
% de germen, salvado y endospermo incorporado a la harina con diferentes grados de extracción
Parte del grano
Grado de extracción (%)
100
85
80
Salvado
13,5
3,4
1,4
Germen
2,5
1,6
1,4
Endospermo
84,0
79,7
77,0
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Principales motivos de la obtención de harinas
Reducir el contenido de fibra y eliminar el ácido fítico
Eliminar el germen cuyos lípidos se deterioran durante el almacenamiento
Mejorar las características organolépticas y funcionales.
Etapas de la molienda
1) Limpieza: con zarandas, aspiradores y lavado.
2) Acondicionamiento: consiste en secar o rehumectar el grano hasta el 15 17 % de humedad. En estas condiciones el salvado es relativamente duro y
elástico y el endospermo es blando y quebradizo.
3) Primera molienda: se realiza con molinos de rodillos acanalados de
velocidad diferencial, cada vez más próximos.
Granos enteros
Granos partidos
Rodillos acanalados para la molturación del trigo
Aquí se logra que:
el germen se aplaste
el salvado es más duro y no se quiebra
el endospermo es más blando y se quiebra.
El germen se elimina por tamizado. El salvado y el endospermo son más
difíciles de separar, por lo que se necesita molerlos varias veces, con el fin de
separar los pequeños fragmentos de endospermo, de los trozos de salvado, que
son más grandes y duros y que finalmente se separan por tamizado.
4) Segunda molienda: El tamaño de los fragmentos del endospermo se
reducen todavía más, por molturación entre dos rodillos lisos.
5) Tamizados: tiene por objetivo clasificar harinas y sémolas.
Las fracciones de harinas tienen tamaños comprendidos entre 10 y 120 µm.
Las partículas de semolina van desde los 120 a 200 µm
Las de sémola van de los 200 a 500 µm.
Composición de la harina de trigo (valores medios)
70 % almidón
2 % de lípidos
0,5 % sales minerales
12 % proteínas 2 % pentosanos 12 % de agua
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La harina de trigo contiene casi la totalidad del almidón y una gran parte de
las proteínas del grano, principalmente las glutelinas y prolaminas.
Sin embargo, la preparación de esta harina acarrea una pérdida considerable de
elementos nutritivos, especialmente minerales y vitaminas.
Composición de las harinas de trigo con diversos grados de extracción
Harinas tipificadas comercialmente según el CAA Art. 661
Harina tipo
Humedad
g/100 g
Cenizas g/100 g
Absorción
g/100 g
Volumen pan
Máximo
Máximo
0000
15
0,492
56 - 62
550
000
15
0,650
57 - 63
520
00
14,7
0,678
58 - 65
500
Mínimo
0
14,7
0,873
60 - 67
475
½0
14,5
1,350
--
--
Harinilla tipo Humedad g/100 g Cenizas g/100 g
Tamizado
Máximo
Máximo
Primera
14,5
1,35 – 2,00
50, 60 y 80 XX sin residuo
Segunda
14,5
2,0 – 3,0
50 y 60 XX
8 XX hasta 10 %
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ETAPAS DEL PROCESAMIENTO DE TRIGO
Almacenamiento del grano
El objetivo es conservar el grano durante tiempos prolongados.
Las condiciones deben evitar los ataques de roedores, insectos y otros factores de
deterioro como ser:
Germinación
Desarrollo de mohos (Aspergillus flavus
micotoxinas)
Acción de lipasas y lipoxigenasas.
Oxidación química.
La respiración de los granos produce desprendimiento de calor y por lo tanto
aumento de temperatura
Aceleración de reacciones enzimáticas
El aumento de temperatura
produce
Oxidación de lípidos
Modificación de proteínas del gluten
Favorece el desarrollo de mohos
En el almacenamiento se debe mantener bajo el contenido de humedad
A temperaturas < a 20 °C
del 10 % al 15 %
A temperaturas > a 20 °C
9%
Maduración y almacenamiento de la harina
La harina de trigo recién molturada tiene color amarillo pálido y produce una
masa adherente que no amasa ni panifica bien.
La harina almacenada se torna lentamente blanca y experimenta un proceso de
envejecimiento o maduración que mejora su aptitud para la panificación.
Para acelerar este proceso se recurre a tratamientos químicos y al uso de aditivos
para mejorar la actividad leudante de la levadura.
El blanqueado de la harina pretende en primer lugar oxidar los pigmentos
carotenoides para obtener una coloración más blanca.
La acción mejorante de los oxidantes, se debe a la oxidación de grupos
sulfhidrilos [-SH] de las proteínas del gluten, para producir enlaces disulfuros
intermoleculares [-S—S-].
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Los enlaces cruzados permiten a las proteínas del gluten formar una fina y firme
estructura de películas de proteínas que engloban las burbujas de gas y vapor.
Con ello se obtiene una masa más consistente, seca y extensible que permite
obtener productos de mejor calidad.
Algunos oxidantes que actúan como blanqueadores y mejoradores son:
• El gas cloro [Cl2]
• Dióxido de cloro [ClO2]
• Cloruro de nitrosilo [ClON]
• Los óxidos de nitrógeno [NO2 y N2O4]
Estos oxidantes gaseosos ejercen su acción inmediatamente después de entrar en
contacto con la harina.
El peróxido de benzoilo [(C6H5CO)2O2], es sólo blanqueador y no influye en la
panificación
Los oxidantes que actúan principalmente como mejoradores son:
• Bromato de potasio [BrO3K]
• Yodato de potasio [IO3K]
• Yodato cálcico [Ca(IO3)2]
• Peróxido de calcio [CaO2],
• Azodicarbonamida [H2N-CO-N=N-CO-NH2]
• Ácido dehidroascórbico
Ejercen su acción sobre la harina
durante la operación de amasado
Las harinas con un contenido de humedad < al 12 % se pueden almacenar a
20 °C y a una humedad relativa del aire < 70 % durante más de seis meses
sin cambios significativos en las propiedades panarias.
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PANIFICACIÓN Y BIOQUÍMICA DEL PAN
Procedimiento de elaboración del pan francés - Amasado directo
Amasado
25 a 30’
Refinado
2 a 3’
Cortado
Armado o Moldeo
Estivado
Fermentación
Cocción
4 h a 35 - 40 °C
85 - 90 % HR
230 ºC a 245 °C durante 30 - 35’
con atmósfera saturada.
Composición promedio de la masa del pan francés: 100 kg de harina, 62 kg de
agua, 2 kg de sal, 0,7 kg de levadura y mejorador químico.
Envejecimiento del pan
El pan que sale del horno, va perdiendo progresivamente su calidad, estas
alteraciones indeseables que se producen con el tiempo se designan con el nombre
de envejecimiento o staling, y se hace notable, después de 12 a 18 horas del
horneado.
El envejecimiento incluye:
la correosidad de la corteza
la compacidad y aumento de opacidad de la miga
endurecimiento y pérdida de elasticidad de la miga
pérdida de sabor
disminución de almidón soluble
Cuando el pan es reciente, la corteza contiene 2 – 5 % de humedad. En estas
condiciones es quebradiza y apetecible. Al difundirse el agua desde la miga, la
corteza pierde su friabilidad y se vuelve correosa.
Las alteraciones que se producen en la miga, son más complicadas, la rigidez
por ejemplo, no es una simple desecación, pues ocurre aunque no haya pérdida de
humedad, tampoco es una reacción química, porque la velocidad de endurecimiento
aumenta cuando la temperatura decrece, con un máximo hacia los 0 °C.
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Envejecimiento del pan: velocidad de endurecimiento en función de la temperatura
El endurecimiento corresponde a la cristalización de la amilopectina.
El aumento de opacidad de la miga, se debe al crecimiento de los cristalitos, lo cual
hace cambiar el índice de refracción.
Si el pan viejo se calienta, se hace más tierno: la amilopectina pasa del estado
cristalino al estado amorfo. El ablandamiento sólo es temporal; pues el calentamiento
provoca una deshidratación que facilita la recristalización de la amilopectina.
Envejecimiento del pan: modificaciones de la amilosa y de la amilopectina
LAS PROTEINAS DE LA HARINA Y SU PAPEL EN PANIFICACION
Las proteínas constituyen el 9 - 13 % del peso seco de la harina de trigo.
El 85 % de las mismas poseen la característica singular de combinarse con el
agua, dando lugar al Gluten, que confiere a la masa la capacidad de retener gas.
El Gluten posee las siguientes propiedades plásticas:
Cohesividad
Extensibilidad
Elasticidad
Composición del gluten (%)
Proteínas
75 - 80
Almidón
5 - 15
Lípidos
5 - 10
Minerales
<1
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PROTEÍNAS DEL GLUTEN
• Gluteninas: (son glutelinas). PM: 100.000 a más de 2.000.000.
Insolubles en soluciones salinas neutras y etanol. Solubles en Sn diluídas de ácidos y bases.
Forman enlaces -S-S- intermoleculares principalmente, originando agregados de alto PM y
cuando se hidratan, dan una masa tenaz y elástica.
• Gliadinas: (son prolaminas). PM: 25.000 a 100.000.
Solubles en etanol al 70 %. Forman puentes -S-S- intramoleculares, originando plegamiento
de cadenas y al hidratarse dan lugar a una masa fluida, viscosa y poco elástica.
Ilustración del enlace disulfuro entre cadenas polipeptídicas A (intermolecular) y dentro
de la misma cadena polipétídica B (intramolecular).
El gluten, en conjunto, muestra propiedades de cohesión, elasticidad y
viscosidad intermedias
ALBÚMINAS Y GLOBULINAS
Son principalmente enzimas solubles en agua y en soluciones salinas neutras, y no
poseen las características del gluten.
Amilasas
Las α-amilasas hidrolizan el almidón en los enlaces α-1-4-glucosídicos al azar,
originado fragmentos cortos denominados dextrinas.
Hidrolizan enlaces α-1-4 a ambos lados de enlaces α-1-6, dando lugar a
oligosacáridos con enlaces α-1-6.
La actividad α-amilásica es alta durante la maduración del grano, luego disminuye
muy rápidamente, y en el grano maduro se detectan niveles muy bajos.
Acción de las α-amilasas sobre las cadenas ramificadas de la molécula de amilopectina
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Las β -amilasas hidrolizan el almidón en los enlaces α-1-4 en unidades de maltosa
comenzando del extremo no reductor.
Se encuentran localizadas fundamentalmente en el endospermo del grano de trigo.
La actividad β-amilolítica aumenta durante la maduración del grano y se mantiene a
niveles relativamente altos en el trigo maduro.
Acción de las β-amilasas sobre las cadenas ramificadas de la molécula de amilopectina
La harina de trigo contiene alta actividad β-amilásica y baja actividad α-amilásica. Esta
aumenta considerablemente al germinar el trigo, y por ello, la harina obtenida de un trigo que
contenga muchos granos germinados tiene una alta actividad α-amilásica. Esto da lugar a que
durante la cocción se transforme en dextrina una cantidad elevada de almidón, debilitando la
miga y haciéndola pastosa.
Por el contrario, una harina con muy poca actividad de α-amilasa da una corteza pálida y poco
quebradiza, y en las últimas fases de la fermentación pueden faltar azúcares y por lo tanto CO2
debido a que no se producen cadenas cortas que la β-amilasa pueda escindir en maltosa.
PAPEL DE OTROS CONSTITUYENTES DE LA HARINA EN EL PROCESO DE
PANIFICACIÓN
Lípidos
Se agrupan en: a) enlazados dentro del gránulo de almidón
b) no enlazados o libres
ros
Los 1 son principalmente MG y están enlazados en el interior del gránulo de almidón con
las cadenas helicoidales de amilosa, a las que se incorporan durante su biosíntesis.
Los libres se extraen con facilidad y están constituidos principalmente por TG, glicolípidos
y fosfolípidos.
En panificación los lípidos libres cumplen el papel más importante y de ellos los polares.
Para la mejor calidad panadera de la masa y volumen del pan, es necesaria una proporción
adecuada de lípidos polares.
Estos actúan como agentes humectantes, facilitando la hidratación de la harina y la
ordenación y deslizamientos de las moléculas de proteínas durante el amasado.
Modelo de estructura del
gluten (Grosskreutz, 1961)
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Los lípidos polares y las moléculas de proteínas forman asociaciones, a modo
de una doble capa molecular.
Los grupos polares de los lípidos se asocian con restos polares de los
aminoácidos de la proteína y los grupos apolares se dirigen hacia el interior de la
doble capa.
Asociación lípido-proteína en el gluten de la harina de trigo
Hidratos de carbono
Los principales componentes son: azúcares, almidón y hemicelulosas.
El almidón en el proceso de panificación cumple las siguientes funciones:
Diluye el gluten
Es fuente de azúcar
Proporciona superficie de unión al gluten
Por gelatinización parcial forma una masa flexible
Al gelatinizarse absorbe agua del gluten originando una
estructura permeable a los gases.
Los azúcares
Constituyen el sustrato inicial de la fermentación.
Contribuyen al sabor.
Son responsables del color de las cortezas.
Las hemicelulosas solubles en agua originan un aumento de la absorción de agua
y una disminución del tiempo de amasado, mejorando el volumen del pan y su
textura.
EVALUACION DE LA CALIDAD PANADERA DE LA HARINA
La calidad de la harina y su comportamiento en el proceso de fabricación depende
principalmente de los siguientes factores:
capacidad de hidratación
extensibilidad y elasticidad de la masa
capacidad de producir gas y la retención de este gas
comportamiento de la masa en la cocción
La fuerza de la harina se mide con el alveógrafo, el cual consta de una platina con
una perforación central, sobre la que se ajusta una lámina de masa, preparada en
condiciones definidas. Se inyecta aire, el cual hincha la masa y forma una burbuja
que al final se rompe.
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La extensibilidad se estima por la longitud L.
P proporciona una medida de la estabilidad de
la masa.
W es la fuerza de la harina y se determina a
partir de P y L, (área bajo la curva).
W > 90 para harinas panificables.
P/L expresa el equilibrio entre la estabilidad y
extensibilidad de la masa.
Curva característica (alveograma) obtenida en el alveógrafo.
Muy tenaz y
poco extensible
Alveogramas de tres harinas, con el mismo W
(160), pero con distinto grado de equilibrio
Harina bien equilibrada
Poco tenaz y
excesivamente extensible
A. Alveógrafo Chopin
B. Alveogramas típicos
Clasificación de la harina de trigo de acuerdo a su fuerza (W x 10-4 Joules)
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