Almidón en panificación

Almidón de trigo

Después de hablar del papel del gluten, toca hablar del papel del almidón, que es el principal componente de la harina, en el proceso de panificación. Aunque en el mundo de la harina de trigo y su control de calidad se le suele dar mucha importancia a sus proteínas, el almidón cumple unas funciones básicas en el proceso de panificación que debemos conocer. En otros procesos su importancia es todavía mayor, ya que no se llega a formar la red de gluten. De la misma manera, en el caso de los productos elaborados con harinas sin gluten el almidón suele jugar un papel fundamental.

Almidón dañado

Lo primero que debemos saber es que el almidón se encuentra en la naturaleza en forma de gránulos. Estos gránulos pueden ser más o menos grandes, y su forma puede ser poliédrica, redondeada o lenticular. La forma y tamaño de estos gránulos es distinta en cada cereal. En concreto, en el caso del trigo existen dos tipos de gránulos, ambos lenticulares, con dos tamaños distintos. Estos gránulos suelen estar rodeados de una matriz proteica que los protege. En general, los gránulos de almidón no son degradados por las enzimas presentes en el medio, o estas los degradan muy lentamente, por lo que su acción no se aprecia en el proceso de panificación convencional. Sin embargo, en el proceso de molienda una parte de los gránulos son dañados, pudiendo ser atacados por las enzimas posteriormente. Este hecho tiene un papel fundamental en el proceso de panificación, ya que es el responsable de que se generen los azúcares fermentables, que alimentarán a las levaduras durante la fermentación. La cantidad de almidón dañado es algo mayor en los granos más duros, y menor en los más blandos. También es mayor en los sistemas de molienda más agresivos, y cuando se pretenden conseguir tamaños de partícula más finos. Otro aspecto importante del almidón dañado es que tiene más capacidad de absorción de agua que el almidón no dañado, por lo que cuanto mayor es la cantidad de almidón dañado mayor suele ser el poder espesante en frío de la harina, aunque hay otros factores que también influyen. Por tanto, las masas con harinas con altos porcentajes de almidón dañado parecen pedir más agua, pero suelen quedar más pegajosas.

Un alto nivel de almidón dañado ayudará a generar un número excesivo de azúcares en el proceso de panificación, y puede generar panes más oscuros, ya que estos azúcares no llegan a consumirse en la fermentación y participan en las reacciones de Maillard, responsable del color de la corteza. Por el contrario, un bajo contenido en almidón dañado puede generar masas que no pueden fermentar, ya que las levaduras necesitan azúcares fermentables para ejercer su misión. En el caso de las harinas de trigo, el almidón dañado suele oscilar entre el 3 y el 8% del total del almidón presente. Este nivel suele ser adecuado para los procesos de panificación. Sin embargo, en el caso de los panes sin gluten, suele usarse bastante el almidón de maíz como fuente de almidón. El nivel de almidón dañado en estos productos es muy bajo, por lo que en el proceso de panificación no se generan los azúcares suficientes. Este es uno de los motivos por los que en este tipo de formulaciones se suele incorporar azúcar.

Amilosa y amilopectina

El almidón está compuesto por amilosa y amilopectina. Ambas sustancias están compuestas por unidades de glucosa, pero mientras la amilosa es una cadena lineal, la amilopectina es una molécula mucho más grande y ramificada. A nivel funcional lo importante es que la amilosa tiene tendencia a retrogradar (ver siguiente punto), mientras que la amilopectina no lo hace, o al menos no lo hace de manera rápida. La mayoría de los cereales tienen un contenido de amilosa en torno al 25%, mientras que la amilopectina suele representar cerca del 75%. Las diferentes variedades pueden presentar distinto contenido en amilosa y amilopectina, e incluso existen variedades sin amilosa (céreas), o con un alto contenido en amilosa (amilotipos). El número y longitud de las ramificaciones también influye en estas propiedades, pero esto es más difícil de modificar.

En el caso del trigo existen variedades céreas, que se han propuesto para su uso en panadería para reducir el endurecimiento de los panes, pero no han tenido éxito para este propósito. Quizás, en parte, porque en el proceso de panificación tiene más importancia la cantidad y calidad de las proteínas, y la variedad de trigos céreos es todavía escasa. También hay que considerar que, como se verá, estas variedades afectarán a la textura y aspecto de la miga.

Gelatinización y retrogradación

Quizás lo más importante de los almidones es su comportamiento cuando se calientan y posteriormente se enfrían. Cuando un almidón se mezcla con agua y se calienta llega un momento en que los gránulos comienzan a hincharse, y se incrementa de manera muy importante la consistencia de la pasta. Este fenómeno es el que se observa cuando se elabora una bechamel, por ejemplo, y se conoce como gelatinización. La gelatinización de los almidones se produce a una temperatura, normalmente entre los 60-70ºC, que depende del tipo de grano. En panificación es importante, porque cuando el almidón gelatiniza en el horno la masa se vuelve mucho más consistente, pierde su flexibilidad, y a partir de este punto es incapaz de incrementar su volumen. Por ese motivo, todo aquello que pueda retrasar la temperatura de gelatinización puede ayudar a incrementar el volumen de los panes. La gelatinización también es la responsable de que tengamos que realizar cortes en los panes. Si no lo hiciéramos el pan se rompería de forma irregular, pero al hacer cortes provocamos que el pan se abra de una forma concreta. El motivo de esta rotura está en que una vez gelatinizado el almidón se siguen produciendo gases en el interior de las piezas, o estos tienden a expandirse, por lo que ejercen una presión interna en una masa que ya no puede expandirse, llegando a reventarla o abrirla.

Tras la gelatinización, si se sigue calentando, el almidón pierde algo de poder espesante, pero en todo caso presenta un poder espesante mucho mayor que el del almidón no gelatinizado. Tras este proceso, cuando el almidón se enfría, las moléculas se reorganizan formando una estructura que endurece todavía más las pastas. Este es el fenómeno conocido como retrogradación, y es el causante, entre otros, de la textura de la miga. Así, si abrimos el pan recién salido del horno encontramos una miga excesivamente blanda, pero cuando se enfría su textura cambia a una más firme y elástica. Este cambio se produce por la retrogradación del almidón. En el almidón, la amilosa es la parte que tiende a retrogradar, mientras que se suele decir que la amilopectina no retrograda (como veremos a continuación esto no es del todo cierto). Así en el caso de los arroces, los que presentan un mayor contenido en amilosa suelen quedar más sueltos tras la cocción, ya que retrogradan más y su textura, cuando se enfrían, es algo más dura y menos pegajosa. En el caso del trigo, no suele haber grandes diferencias en el contenido de amilosa y amilopectina entre las distintas variedades, por lo que las diferencias en la textura de la miga no podemos achacarlas a estos cambios. Pero si el almidón ha sido degradado, por la acción de las enzimas en mayor medida, podemos encontrarnos con migas demasiado blandas, como ocurre en los panes elaborados con trigos con problemas de germinación.

Como sabéis el pan tiende a endurecerse con el tiempo. Si bien este fenómeno esta causado en parte por fenómenos de transferencia de humedad entre la miga, la corteza y el exterior, también se produce cuando los panes están almacenados en bolsas herméticas, y la transferencia de humedad se reduce. Hoy en día sabemos que este endurecimiento esta causado por la retrogradación del almidón, pero una retrogradación más lenta y progresiva, en la que también esta implicada la amilopectina. De hecho, se sabe que esta retrogradación se potencia a bajas temperaturas, y los panes de molde se vuelven más duros cuando los guardamos en la nevera. Por tanto, para reducir este endurecimiento hay que actuar sobre el almidón, y sobre este fenómeno de retrogradación, como se verá en las entradas que hablan de estos temas.

Equipos de análisis

Para analizar el comportamiento de los almidones, o de las sustancias que contiene almidón, se suelen utilizar equipos que básicamente son viscosímetros con control de temperatura. En estos equipos se coloca una mezcla del almidón, o la harina, y agua, y se someten a agitación ligera. Se va midiendo lo que le cuesta al accesorio agitador mover la mezcla, como medida de la viscosidad de la pasta. El análisis normal consiste en incrementar la temperatura hasta los 95ºC, mantenerla un tiempo a 95ºC, y posteriormente enfriarla a 50ºC. En la primera parte de la curva se aprecia la gelatinización, analizando a que temperatura se produce y la máxima velocidad que se alcanza. Posteriormente se ve la caída de viscosidad por un exceso de calentamiento. Y finalmente se observa la retrogradación y el incremento final de viscosidad. La gráfica que se obtiene se puede ver en la figura 1.

Entre estos equipos destaca el viscoamilógrafo de la casa Brabender, y el RapidViscoAnalyser (RVA), de la casa Perten. El primero es el más antiguo y tradicionalmente se usaba en las harineras para estudiar la actividad amilásica, ya que cuanto mayor era la actividad amilásica menor era el pico de viscosidad. En la actualidad el RVA ha sustituido en muchas empresas al viscoamilógrafo, aunque la casa Brabender ha sacado al mercado equipos alternativos en los últimos años que funcionan de manera similar al RVA. Las ventajas del RVA se centran en que necesita una menor cantidad de muestra y en que realiza el análisis de manera más rápida. También hay que comentar que la casa Chopin dispone de un equipo llamado mixolab que funciona como una mezcla de farinógrafo y amilógrafo, ya que después de un amasado somete a la masa a un calentamiento y enfriamiento, pudiéndose observar los cambios en la reología de la masa. En este caso el contenido en agua de la mezcla es menor que en los equipos anteriores.

Figura 1: Grafica de análisis RVA de harina de trigo (en gris el perfil de temperaturas)

6 respuestas a “Almidón en panificación”

  1. Muy buen trabajo! En cuanto a esta entrada, me gustaría realizar dos preguntas:

    1. En primer lugar, como se explica que la composición del almidón varía según el cereal, ¿habría un almidón en concreto más adecuado para la fabricación de masas sin gluten o esto depende del proceso, producto, etc?

    2. En cuanto a la gelatinización del almidón, ¿tiene algún beneficio el uso de almidones pregelatinizados frente a los convencionales?

    Muchas gracias.

    Saludos.

  2. Gracias Javier.
    En cuanto a las diferencias en la composición del almidón, supongo que te refieres al contenido en amilosa y amilopectina. En principio son diferencias genéticas, y por tanto dependen de la variedad utilizada más que de otra cosa. Sobre si hay algún almidón más adecuado para masas sin gluten, esto lo abordaremos en alguna entrada posterior, pero te adelanto que lo mejor es siempre una combinación. Para dar volumen los mejores son los de maíz y trigo (sin gluten), pero los de patata o tapioca mejoran la textura, y además la mezcla mejora con harinas sin gluten.
    Sobre los almidones pregelatinizados, depende para que los uses. Estos espesan en frío y tienen mucha más capacidad de absorber agua que los nativos. Para hacer una crema pastelera en frío son muy útiles, por ejemplo. Para masas de pan sin gluten es necesario probarlo porque dependerá del resto de ingredientes. Pero si los usas debes subir la hidratación de la masa.

  3. Buenas, tengo una consulta. Según comentas «Por ese motivo, todo aquello que pueda retrasar la temperatura de gelatinización puede ayudar a incrementar el volumen de los panes» ¿Qué factores o componentes pueden ayudar a ello? muchas gracias!!

  4. Hay varios componentes que pueden ejercer esta labor, por ejemplo los emulgentes. También lo hacen los aceites. Y algunos hidrocoloides que compiten por el agua con el almidón.
    También hay que decir que el proceso de panificación es muy complejo, y una cosa es lo que dice la teoría y otra lo que sucede. Normalmente cuando cambias algo para conseguir un efecto también afectas a otras fases del proceso, y el resultado final puede no ser el esperado. Pero con emulgentes, por ejemplo, si que se puede conseguir este efecto.

  5. Buenos Días
    Quisiera saber si la calidad del almidón se podría decir que depende de la cantidad de amilosa, lo que beneficia propiedades de la miga de pan durante la gelatinización o si esta equivocado afirmar esto?

    1. Gracias Claudia,
      Yo diría que las características del almidón dependen, en parte, de la cantidad de amilosa. Entre las características que dependen de este contenido esta la capacidad de retrogradación, y esta teóricamente influye en las propiedades de las migas.
      Sin embargo mi experiencia es que, si comparas dos harinas, la cantidad y calidad de las proteínas, que influye en la hidratación óptima y el volumen de los panes, afecta más a la miga. Es raro encontrar harinas de trigo con almidones muy distintos, aunque ya hay variedades waxy o céreas. Por tanto, en general, las diferencias entre el almidón de las harinas no suele explicar las diferencias en las propiedades de la miga.

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