Recurso didáctico n.1: Materias primas básicas

1.1. Harina de trigo

El trigo se encuentra dentro de los cereales más importantes del mundo.  A pesar de que el grano de trigo es muy pequeño, se caracteriza por ser un organismo muy complejo.  

Figura 1. Morfología del grano de trigo. Fuente: Fernández (2016).

El grano de trigo consta de tres partes: Germen, Salvado y Endospermo.

•      Germen: También conocido como embrión, es la parte del grano donde se inicia el crecimiento de la planta nueva, cuando se siembra la semilla. 

•      Salvado o cubierta exterior: Está formado por varias capas.  Su función es proteger la estructura del grano, la cual es muy delicada. 

•      Endospermo: El endospermo amiláceo es el que conforma la mayor parte del grano de trigo, y al ser molido se obtiene la harina blanca. 

El trigo presenta una superioridad sobre otros granos para la elaboración del pan y otros productos horneados o de panificación.  Ello, por las proteínas que contiene el endospermo que forman el gluten. 

Tipos de trigo 

•      Trigo Spring: De este tipo de trigo se obtiene una harina alta en proteínas y baja en almidones.  Se utiliza principalmente, para la realización de panes artesanales. 

•      Trigo Durum: Con este se obtiene una harina alta en proteínas, es especial para preparar pastas “fideos”  

•      Trigo Winter: A partir de él, se produce una harina con niveles intermedios de proteínas y almidones.  Se usa para: panes dulces, salados y bollería. 

•      Trigo Soft: A través de él se tiene una harina baja en proteínas, pero alta en almidones.  Se emplea especialmente, en la elaboración de galletería, pastelería y pastas secas.

Molienda del trigo 

El grano del trigo está compuesto por tres elementos, a saber: Endospermo, Germen y Salvado.  El gráfico siguiente muestra la presencia y composición porcentual de cada uno de los citados elementos. 

 

  

Gráfico 1. Composición del grano del trigo. 

            

En el grano de trigo se encuentran carbohidratos, proteínas y lípidos.  En el caso de los carbohidratos, son los que constituyen la mayor parte del grano, donde su principal componente es el almidón; en menores cantidades contiene dextrina y azúcar.    

Por su parte, las proteínas, contenidas en el endospermo, constituyen del 70 – 75% de la proteína total del grano y están compuestas por glutenina y gliadina, en proporciones muy similares.   

 

Los lípidos o grasas crudas constituyen las sustancias grasas del trigo y se encuentran en mayores proporciones en el germen. Al ser la grasa cruda susceptible a ranciarse por la oxidación e hidrólisis enzimática, debe cuidarse el almacenamiento de la harina. En condiciones de alta temperatura y humedad, pierde propiedades, características y calidad panificable, en un período de tiempo relativamente corto.  (AIB, 1993, p.6). 

 

La molienda consiste en separar el endospermo del resto del grano (Salvado y Germen), por medios mecánicos. Por otro lado, es reducir el endospermo a un tamaño de partícula fino y uniforme para obtener la harina (AIB, 1993, p.7). 

 

Teóricamente se conoce que la harina de trigo tiene un 75% de extracción, esto quiere decir que de cada 100 kg de trigo, 75 kg serán harina. (Quaglia, 1991, p.31).   

 

Descripción de la harina  de trigo

La harina de trigo es el producto elaborado con granos de trigo común o combinaciones de ellos, por medio de procedimientos de trituración o molienda en los que se separa parte del salvado y del germen. A su vez, el resto se muele hasta darle un grado adecuado de finura (CODEX, 1995).

Clasificación de las harinas según el grado de extracción

 

La clasificación de las harinas varía según el país o el continente, pero todas coinciden en la cantidad de cenizas que contienen las harinas, para valorar el factor de calidad panadera. Las normas molineras estadounidenses, las clasifican según la parte del grano del que se extraen. 

 

Harina completa: Está elaborada de la totalidad del endospermo después de extraerle el salvado y el germen. Es la más utilizada para realizar panes. Un valor de extracción del 75% es normal (Sultan, 1986).

Ilustración 2. En la ilustración se muestra la harina de trigo después del proceso del proceso de extracción. Fuente (Sultan, 1986).

 

Harina patente: El porcentaje de extracción varía según las necesidades y la calidad del trigo. La harina patente extrafina tiene un porcentaje de extracción de menos del 60%. Se obtienen de la parte más central del grano y es la más blanca de todas las harinas.

Harina clara: Es la harina que se obtiene después de extraer la harina patente. Esta porción se encuentra más cerca al salvado. Debido a su color, la harina clara no es adecuada para la elaboración de pan blanco. Su uso principal, es en la elaboración del pan de centeno (Gisslen, 2014).

Harina integral: Se obtiene moliendo todo el grano de trigo a una harina granular fina. En la teoría se conoce como harina 100% de extracción. Es importante mencionar, que en algunos procesos de molienda, se separa el germen del grano, para evitar el enranciamiento u oxidación de la harina. Por esta razón, se realiza una mezcla entre salvado y harina directa, la cual, se ofrece al consumidor como harina integral.

Ilustración 7. Imagen de la harina integral de trigo. 

Fuente: (Gisslen, 2014).

Características importantes en las harinas de trigo

Para que una harina sea panificable, debe cumplir con ciertas características, entre las cuales se encuentran las siguientes:  

Extracción: Esto hace referencia a la cantidad de harina utilizada del grano de trigo para la elaboración del pan. El grado de extracción indica que por cada 100 Kg de trigo se obtiene del 72% al 75% de harina. Se normaliza en las harinas una tasa de extracción del 75%. El contenido de cenizas se relaciona con la tasa de extracción.

Conforme lo mencionado por Rojas (2016), el porcentaje según el grado extracción se determina aplicando la siguiente fórmula:

kilogramos de harina / kilogramos  de grano * 100% 

Ejemplos: 

1. En una harina integral, se procesan 100 kilogramos de grano entero, después de la molienda se obtiene alrededor de 100 kilogramos de harina, eso significa que el grado de extracción corresponde al 100%. 

2. En una harina panadera, se procesan 100 kilogramos de grano entero, al extraer la harina, se separa el salvado y el germen, se obtienen 75 kilogramos de harina. Esto representa el 75% de la extracción.

75 kilogramos / 100 kilogramos .  100% =  75% de extracción

 

Absorción: Consiste en la capacidad para absorber y retener agua durante el amasado, las harinas con mayor cantidad de proteínas son las que presentan más absorción.

 

Fuerza: Es el poder de la harina para hacer panes de buena calidad. Se refiere a la cantidad y calidad de proteínas que posee la harina. La fuerza de la masa depende en primer lugar, de la fuerza de la harina. En menor medida de la temperatura de la masa, de la dosis de aditivo o de la cantidad de masa madre incorporada. La fuerza de la harina aumenta la duración e intensidad del amasado (Flecha, 2015).

 

Tolerancia: Capacidad para soportar fermentaciones prolongadas sin que se deteriore la masa.

 

Maduración: Tiempo de reposo para que la harina se oxide y decolore naturalmente.

En la actualidad, para el proceso de maduración se utiliza azodicarbonamida (ADA), que a su vez, no tiene efectos sobre el blanqueamiento. Este aditivo se adiciona al trigo duro durante la molienda. 

Según la reglamentación, la cantidad máxima a utilizar de ADA es de 45 partes por millón.

 

Enriquecimiento: Las harinas se enriquecen con vitaminas y minerales permitidos según la legislación nacional, porque durante el proceso de acondicionamiento del grano se pierden y deben ser reconstituidos los valores nutricionales iniciales del cereal.

La normativa actual indica que la harina debe enriquecerse con niveles apropiados de tiamina, riboflavina, niacina y hierro. (AIB, 1993, p.6-7) 

Blanqueamiento en harinas pasteleras

En la molienda de los granos del trigo, se utiliza un aditivo para blanquear las harinas, este es el peróxido de benzoilo, el cual, no actúa sobre el proceso de maduración.  Este blanqueamiento se aplica en harina de trigo blando, dado que actúa muy rápido sobre la misma, debilitando sus proteínas y reduciendo su pH.   

Este tipo de harina se utiliza para tortas, las cuales utilizan menos gluten y menor pH que las harinas requeridas para la elaboración del pan (AIB, 2013).

 

Clasificación de la harina en panificación

 

a) Dura o fuerte: Con gran contenido proteico. Se extraen de trigos con alto contenido de proteínas. Su porcentaje de proteína oscila en un rango de 11% al 14% aproximadamente. Se obtiene a partir de los trigos rojo duro de invierno y primavera. Se utiliza mayormente, en productos como el pan, dada la cantidad de proteínas que contiene, lo que produce mayor cantidad de gluten. 

Las características más importantes que se observan en las harinas provenientes de este trigo son: el color, la cantidad y calidad de las proteínas, capacidad de absorción del agua, retención del gas formado durante la fermentación, tiempo y tolerancia al mezclado.  

b) Suaves o débiles: De bajo contenido proteico. Se extraen de trigos con bajo contenido de proteínas. Su porcentaje de proteína oscila en un rango de 7% al 9%. Se obtiene de harina de trigo blando. Estas harinas se utilizan especialmente para pastelería: tortas, galletas, donas y panes leudados con polvo de hornear. 

c) Media o Semi fuerte: Se pueden hacer mezclas entre harinas duras y suaves para obtener una harina media o harinas semi-fuertes. Los molinos también ofrecen harinas de mediana fuerza llamadas harinas pasteleras, cuyo rango de proteína oscila entre 9% al 11% de proteína aproximadamente. Se utiliza principalmente en productos de pastelería o bollería dulce (AIB, 2010).

 

Almidón de trigo

El almidón de trigo juega un papel importante en la formación de la estructura,             cuando se gelatiniza durante el horneado. Los gránulos de almidón se hinchan y rompen a una temperatura entre los 60°C a 82.2°C, durante el proceso de cocción, absorbiendo toda el agua que está disponible y aumentando así su volumen. Es en este punto, cuando el producto cambia de estado de una masa viscosa y elástica al estado de un producto horneado más rígido (Badui, 2006).

El almidón se compone de dos tipos de moléculas de estructura diferente: La Amilosa, que está formada por unidades de glucosa que forman cadenas lineales, y de Amilopectina, cuyas cadenas de unidades de glucosa están ramificadas. La producción de azúcares fermentables para la levadura se realiza, mediante rotura de estas cadenas de moléculas de glucosa por acción de las amilasas, lo que se denomina hidrólisis enzimática.

Estas, actúan en acción combinada: La alfa amilasa va cortando las cadenas lineales en fracciones de menor longitud, llamadas dextrinas, mientras que la beta amilasa va cortando las cadenas en moléculas de maltosa, formada por dos unidades de glucosa. A continuación, se presenta una ilustración para comprender mejor estos conceptos.

                        

 

Ilustración 3. A) Amilosa cadena lineal. B) Amilopectina cadena ramificada.

Fuente: Badui, (2006).

Como el contenido en beta amilasa del trigo es generalmente suficiente para la actividad requerida en la fermentación. En los molinos sólo se controla el contenido de alfa amilasa de las harinas antes de su utilización. Las Amilasas contribuyen en las siguientes características:

• Simetría: Al generar azúcares para la fermentación, esta se hace de manera controlada, formando una hogaza uniforme.

• Color: Caramelización y reacción de Maillard (responsable del color, aroma y sabor en alimentos cocidos. Reacción entre azúcares reductores y aminoácidos).

• Textura: Los azúcares actúan como agentes humectantes, el crecimiento del pan evita que se compacte.

•  Vida de anaquel: El envejecimiento de la miga se controla por medio de la esponjosidad.

Dextrinas

 

El contenido en dextrinas (cadenas de glucosa) y almidones, en las harinas, parece tener un efecto importante en la capacidad de retención de agua en la masa, en la coloración del pan, en la consistencia de la masa y en la formación de la corteza. Si la harina procede de trigo germinado se produce una excesiva dextrinación y las masas resultan blandas y pegajosas (Tejero, 1999). Este tema se retoma más adelante, en el proceso de coloración del pan.

 

Lípidos (grasa)

 

El contenido de grasa en la harina es bajo, al separarse el germen y el salvado. La harina de trigo integral, contiene toda la grasa del germen y el salvado porque el grano entero se muele en harina. Por esta razón, se debe evitar almacenar harina integral por periodos prolongados.

 

Humedad

 

La humedad de las harinas varía con el tipo de trigo, el clima, el acondicionamiento para la molienda y el almacenamiento de la harina. En climas húmedos y cálidos, la harina tiende a absorber humedad del ambiente. Si se almacena en condiciones húmedas y en espacio cerrado, tiende a absorber humedad. Por legislación, la humedad de la harina no debe exceder el 15,5% de humedad (RTCA, 2007).

 

Minerales y Vitaminas

 

Estos constituyentes se localizan, en su mayor parte, en el salvado. Los más importantes son: Calcio, Fósforo, Hierro, Magnesio y Potasio (Liu et al, 2006). El trigo es una importante fuente de vitaminas del grupo B y de vitamina E (Liyana et al, 2007).

 

Cenizas

 

Se refiere a la materia mineral que está presente en el grano de trigo. La harina contiene 0,5% de cenizas y este material inorgánico posee baja influencia en la formación de la masa. (Cauvain y Young, 2007. P. 311-316).

Para determinar el contenido de ceniza se quema la harina bajo calor intenso. Lo que queda, se compara con el peso total de la harina antes de calentarla y el resto es la cantidad determinada de ceniza. No debe sobrepasar un máximo de 1,0% (RTCA, 2007). Este factor es importante, para determinar la calidad de la harina.

 

Pentosanos

 

Son polisacáridos (formados por cadenas monosacáridos) de la familia de las hemicelulasas (enzimas), diferentes a los almidones y están presentes entre un 2 -2,5% en la harina. Absorben agua (Gómez, 1983).

 

Proteínas

 

La harina proporciona la estructura o base para los productos. Las proteínas de la harina insolubles en agua, como la gliadina o prolaminas y glutenina o glutelina (que representan aproximadamente, el 85% total de las proteínas), se hidratan al mezclarse con agua, formando así, el gluten por acción de la fricción en el amasado.

El gluten es la sustancia responsable de la retención del gas en los productos de panificación leudados con levadura.

              

    

Ilustración 4. Formación del gluten en la masa.

               Fuente: (Badui, 2006).

 

La glutenina da a la masa la fuerza para retener los gases del leudado que se desprenden de la levadura durante la fermentación y determina la estructura del producto horneado. La gliadina proporciona las propiedades de elasticidad o estiramiento del gluten (Sultán, 1986).

 

Definición de gluten

 

Membrana elástica que se forma en la masa a partir de la unión de las proteínas gliadina y glutenina en presencia del agua y por acción física del amasado.  El gluten es una estructura tridimensional viscosa y elástica, que retiene el CO₂ producido por las levaduras durante la fermentación. Para que se forme el gluten es necesario amasar (desnaturalizar) las proteínas en presencia de agua (Rembado & Sceni, 2009).

 

El gluten brinda a la masa elasticidad, extensibilidad y tenacidad, propiedades que bien balanceadas son las que regulan la propiedad de retener el gas.

¿Qué porcentaje de gluten contiene la harina de trigo?

 

Las harinas no contienen gluten. Las proteínas de la harina en presencia de agua y energía, se adhieren entre sí. De esta manera, se desarrolla la red tridimensional conocida como gluten, necesaria para la retención de los gases que desarrollan las bacterias y levaduras en el proceso de fermentación en los panes.

Ilustración 5. Prueba de gluten, realizada de manera artesanal a la harina de trigo.

Fuente: (Núñez, 2017).

Proteasas

Su función es hidrolizar las proteínas, actúan sobre las proteínas que conforman el gluten, dividiéndolo en fragmentos más pequeños. La cantidad natural de éstas en el grano, por lo general no representa riesgo (Sultan, 1986).

Las proteasas ejercen una acción ablandante en las proteínas de la harina. Dividen las cadenas de proteínas (Figura 13) y de este modo, se produce en primer lugar un ablandamiento y después, un colapso completo de la estructura.

 

 

Fuente: (Popper et al, 2007).

Ilustración 6. Representación de la hidrolisis de las proteínas por acción de las proteasas (representadas como tijeras).

Es importante señalar, que la adición intencional de proteasas en la elaboración de panes de molde, pizzas o panes para hamburguesa puede utilizar de manera controlada, para mejorar la extensibilidad de la masa y la figura de los productos formados en moldes (AIB, 2016). El pan resultante adquiere mayor volumen por una mejor retención de gas, mejorando su textura y simetría, como también, sus condiciones de conservación y de aroma (Badui, 2006).

 

Lipasas

Las lipasas convierten los lípidos (grasas) no polares en diglicéridos y monoglicéridos, es decir, emulsificantes (Ilustración. 7).

 

La formación de emulsionantes produce un reforzamiento de la masa y un rendimiento de volumen mayor, pero no una mejora del tiempo de caducidad, no se forma suficiente emulsionante, para interferir con la retrogradación del almidón (Popper et al,). 

 

 

Ilustración 7. Acción de las lipasas sobre las grasas. Fuente: (Popper et al, 2007).

 

En la harina se encuentran lipasas (enzimas que hidrolizan lípidos-grasa). Los ácidos grasos libres generados provocan el enranciamiento oxidativo de los mismos durante el almacenamiento.

Estas se inactivan por tratamiento térmico y de este modo se evita el deterioro de la calidad de la harina (Tejero, 1999).

 

Proceso de maduración en la harina

 

La harina debe tener un adecuado proceso de maduración, luego de su producción (molienda), con la finalidad de alcanzar el punto óptimo de las características que le son propias (características tecnológico/científicas).   

 

El tiempo de maduración de la harina va a depender de varios factores, entre otros: 

 

•      Variedad del trigo. 

•      Tiempo de elaboración. 

•      Conservación del trigo y la harina. 

 

Durante este período, hay un mejoramiento en las características panificables de la harina.  Este espacio suele ser de cuatro a seis semanas. 

 

Cuando las harinas se conservan en un ambiente adecuado, las enzimas comienzan a degradar los componentes del trigo. 

 

  

Ilustración 8. Fotografía de Harina de trigo, granos y espigas de trigo. Fuente: Freepik, (2022)

  

Defectos en la harina 

 

A lo largo del tiempo, las personas dedicadas a la panadería se enfrentan con cambios en la calidad de la harina, así como, con diferentes cambios climáticos de temperatura y/o humedad. Estas variaciones, tanto en materia prima, como en el clima, provocan en las masas falta o exceso de fuerza, lo que repercute en la irregularidad de la calidad del pan. 

 

Ilustración 9. Dibujo saco de harina. Fuente: Arias, (2014).

En su mayoría, los problemas son originados por deficiencias en el proceso, pero algunos también, se deben a defectos en la harina, entre otros, se encuentran los siguientes: 

•      Harinas incorrectas: Falta (carencia) o exceso de fuerza. 

•      Harinas desequilibradas: Tenaces o extensibles. 

•      Incorrecta actividad enzimática: Baja o excesiva actividad enzimática. 

•      Harinas con degradación. 

 

Cuando la harina presenta una consistencia “floja”, no necesariamente es de mala calidad, sino que es una harina “incorrecta” (inadecuada) para ciertas elaboraciones, puesto que esa característica es una de las ideales al elaborar galletas o bien, al ser utilizada en procesos rápidos de panificación. 

 

Carencia de fuerza: Cuando la harina es floja o débil, la masa es poco resistente a la acción de la levadura, por tanto a la retención del gas.  Las harinas muy flojas poseen gluten débil y poroso, permitiendo que el gas que se desarrolla durante el proceso de fermentación se escape. 

Exceso de fuerza: Las harinas con mucha fuerza necesitan de un tratamiento especial que modifiquen la fuerza final de la masa. A modo de ejemplo, cuando se tiene una harina muy fuerte, se debe añadir más agua o aumentar los tiempos de amasado, disminuir la temperatura final del amasado, así como la levadura.  El pan elaborado con harinas muy fuertes tienen menos volumen y la corteza puede volverse chiclosa.  

  

Harinas desequilibradas 

 

Para definir el término “equilibrio de las masas” se toma una relación entre la resistencia de la masa cuando se estira y la capacidad de dejarse estirar. Por ejemplo, en las masas duras, la harina debe ser más tenaz que extensible, caso contrario con masas suaves, donde la harina debe ser más extensible que tenaz. 

 

Tenaces: Son aquellas que durante el amasado se desgarran o rompen. Igualmente, durante la fermentación, la hacen de forma redondeada y con poco contacto sobre la mesa o bandeja. Además, dificulta la expansión de los gases durante la fermentación y primeros minutos de cocción, dando como resultado panes redondeados, con formas arqueadas.   

 

Incorrecta actividad enzimática 

 

Baja actividad: Algunas harinas son deficientes en enzimas α-amilasas, esto se traduce en índices de caída superiores a 300 segundos, cuando lo normal es entre 250 – 300 segundos.  Esta carencia trae consigo falta de azúcares durante la fermentación, provocando que sea más lenta. Por otro lado, cuando hay una baja actividad enzimática, los panes crecen menos y su miga se seca, así como la corteza es pálida. 

Exceso de actividad: En algunas ocasiones, el trigo puede tener un exceso de humedad, provocado porque se moja antes de su recolección.  Es decir, se trata de un trigo que entró en un proceso de germinación (trigo germinado). Cuando esto ocurre aumenta en exceso el contenido de enzimas α-amilasas, lo que induce a un alto índice de maltosa, que el gluten se altere parcialmente y también, que haya una disminución en la fuerza y capacidad de desarrollo de la masa. La mayor consecuencia que tiene el uso de harina proveniente de trigo germinado, se da durante los primeros minutos de cocción, porque los almidones se transforman en dextrinas, licuándose en vez de coagularse. El almidón tiene función estructural dentro del pan, al transformarse en azúcares, debilita la miga y la hace pastosa. 

El exceso de actividad, tiene como consecuencia que se presenten algunos defectos, entre otros:  

• Masas blandas, pegajosas y extensibles. 
• Corteza con mucho color.
• Miga húmeda y oscura. 
• Panes pesados. 

 

Cuando el grado de germinación del trigo no es mucho, se pueden hacer algunas correcciones, entre otras, las siguientes:  

1. Masas más duras.  
2. Disminución en el tiempo de fermentación. 
3. Acidificar las masas. 
4. Hacer las piezas más pequeñas. 
5. Aumentar la temperatura inicial del horno.