Calidad de harinas I

Calidad

Después de hablar de los principales componentes de la harina, y de como estos van a influir en los procesos de panificación, vamos a hablar de calidad de las harinas, de los parámetros más importantes y de como medirlos. Para ellos vamos a dividir este tema en varias entradas, porque tiene miga. Además, en un futuro habrá entradas específicas de alguno de los equipos más conocidos para el control de calidad de las harinas.

Y en esta primera entrada creo que no vamos a abordar lo que la mayoría estaría esperando (aspectos relacionados con las proteínas, su calidad panadera, la adecuación de las harinas a distintas elaboraciones, etc.). Por el contrario, vamos a hablar de parámetros muy importantes que a veces descuidamos, y de problemas que pueden invalidad el uso de las harinas para casi cualquier producto.

Pero tranquilos, que ya hablaremos de las proteínas.

Lo primero que hay que saber es que no existen harinas que sean buenas para todo, por el contrario, hay harinas adecuadas para algunos usos y harinas buenas para otros. Así una buena harina para elaborar galletas Maria es muy mala para hacer pan de molde, y al contrario. Pero muchos veréis que se suele hablar de harinas o trigos de calidad, e incluso yo he utilizado este término en alguna entrada. Cuando se habla de trigos o harinas de calidad se suele hablar de harinas con un alto contenido proteico, y una proteína que genera redes de gluten fuertes, pero extensibles. Estos trigos o harinas son más caros y difíciles de obtener, por lo que se suele hablar de mayor calidad, pero no son adecuados para algunos usos. Sin embargo, sí que hay algunos aspectos que hacen que las harinas sean de mala calidad, para cualquier uso. A estos aspectos es a los que nos vamos a referir en esta entrada.

Humedad

La humedad de las harinas es un factor clave, y de hecho esta regulada por la legislación. En general las harinas presentan humedades cercanas al 14-14,5%, siendo el límite legal el 15% (en España). En el proceso de molturación es necesario humedecer el trigo (acondicionado), para ablandarlo y separar mejor el salvado, por lo que es lógico que la humedad de la harina sea mayor que la del trigo, y más o menos regular. Pero hay que tener en cuenta que al harinero le puede interesar vender agua (a precio de harina), por lo que para evitar abusos existe un límite legal. Las harinas con humedades mayores empiezan a tener un riesgo de apelmazamiento y, sobre todo, de desarrollo de microorganismos, algo que se debe evitar a toda costa.

Aunque no es habitual que las harinas tengan humedades inferiores, si así fuera también puede presentar un problema, ya que las fórmulas están adaptadas para una determinada humedad de la harina. Así, en una formula en que la harina suponga 100 partes y el agua 50, suponiendo que la humedad de la harina es del 15%, realmente tendríamos 65 partes de agua y 85 de harina seca. Si por el contrario la harina tiene un 10% de humedad, tendríamos 60 partes de agua y 90 de harina. En el primer caso el agua supone un 76% de la harina, pero en el segundo solo el 67%, y por tanto debería corregirse la fórmula.

Por tanto, la harina debe de tener una humedad inferior al 15%, y constante. Como he dicho lo normal es que la harina tenga una humedad en torno al 14-14,5%, pero algunas harinas de otros cereales o granos, como algunas harinas sin gluten, si que pueden presentar una mayor variabilidad.

El método oficial para medir la humedad de las harinas es el secado en estufa, pero este método necesita demasiado tiempo, y el tiempo es oro. Así, en muchas industrias la humedad de la harina se suele controlar con termobalanzas que, aunque no es un método oficial, suelen dar resultados bastante exactos. En las harineras la humedad de las harinas se suele analizar con tecnología de infrarrojo cercano (NIR). Estos equipos son muy rápidos, pero se debe realizar un trabajo previo de calibrado exhaustivo. Por el mayor coste de los equipos y del calibrado, y porque este calibrado debe ser exclusivo para cada tipo de producto, son equipos que se suelen utilizar en fábricas que trabajen con productos muy específicos (el mismo producto en grandes cantidades), como son las empresas lácteas, las de harina, las enológicas, etc. Estos equipos tienen la ventaja de que analizan varios parámetros en pocos segundos. Así, en la industria harinera suelen utilizarse para el cálculo de la humedad y el contenido proteico, además de algún otro componente.

Tamaño de partícula

El tamaño de partícula de las harinas es otro factor de gran importancia, pero que no suele cuidarse. El trigo es un cereal blando, y por lo general da harinas finas. La normativa dice que la harina blanca debe de tener un tamaño de partícula tal que el 90% pase por un tamiz de 180 micras, pero normalmente las harinas de trigo tienen un tamaño de partícula medio cercano a 100 micras. No obstante, en otros cereales puede haber diferencias importantes, y no es lo mismo un tamaño de partícula medio de 80 micras que uno de 150 micras, aunque ambos puedan cumplir con la legislación. Para la elaboración de productos en los que se desarrolle la red de gluten este tamaño de partícula (el habitual en las harinas de trigo) no da problemas. Solo hay algunos casos, como en la elaboración de algunos bizcochos, en los que un tamaño de partícula algo más fino puede dar mejores resultados. Esto se puede conseguir partiendo de variedades de trigo más blandas, seleccionando algunas pasadas de molienda, o incluso micronizando la harina. En algunos tipos de galleta el tamaño de partícula también puede influir, por lo que sería deseable que, al menos, fuera homogéneo entre los distintos lotes.

En el caso de las harinas sin gluten las diferencias en el tamaño de partícula suelen ser mucho más acusadas, y también lo es su influencia en la calidad del producto final. En general, los granos sin gluten son más duros que el trigo, y tienden a dar harinas más gruesas, pero este tamaño de partícula se puede reducir mediante los procesos de molturación, generando diferentes harinas en función de su tamaño de partícula. Los bizcochos y masas batidas suelen agradecer harinas finas, en el caso de panes sin gluten las harinas gruesas suelen dar mayores volúmenes para la misma hidratación de las masas (las finas necesitan de mayor hidratación), pero pueden generar texturas arenosas. Y en el caso de las galletas, las harinas gruesas dan galletas que se expanden más en el horno y con una textura menos dura, pero es necesaria una pequeña parte de harina fina para dar cohesión a la masa. Sin embargo, al intentar reducir el tamaño de partícula de estas harinas, también se puede generar una mayor cantidad de almidón dañado, que modifica las características de las harinas. Como veis es algo complejo, pero debemos de quedarnos con la idea de que el tamaño de partícula es importante, especialmente en harinas sin gluten.

En el caso de las harinas integrales el tamaño de partícula del salvado también es muy importante, pero de este tema hablaremos en otra entrada.

Por cierto, el tamaño de partícula se suele analizar con baterías de tamices, pero existen equipos más sofisticados (y mucho más caros), como el MasterSizer, que nos dan datos más precisos.

Cenizas

El contenido en cenizas de una harina blanca es un indicativo de la posible contaminación de salvado. En el proceso de elaboración de la harina se intenta separar el endospermo del salvado de la mejor forma posible, intentando evitar que parte del salvado pase al endospermo. Como el salvado tiene un mayor contenido en cenizas que el endospermo, un alto contenido en cenizas suele indicar que parte del salvado a pasado a la harina. De hecho, en muchos países existen clasificaciones oficiales de la harina que tienen en cuenta el contenido de cenizas. En general las harinas deberían tener un contenido en cenizas inferior a 0,55-0,65%, siendo un poco más altas en las harinas de fuerza.

Otro posible motivo del incremento del contenido en cenizas de las harinas es la inclusión de aditivos, ya que algunos aditivos incrementan el contenido en cenizas de las harinas. Pero en el caso de harinas puras, sin aditivar, el contenido en cenizas suele ser un indicativo de un alto grado de extracción (obtener más cantidad de harina por kilo de trigo) y de contaminación con salvado). Por tanto, una harina debe de tener un bajo contenido en cenizas, ya que la contaminación con salvado es perjudicial para la calidad de las harinas.

Para medir el contenido en cenizas se recurre a la combustión de las muestras a altas temperaturas (entre 500 y 600ºC) en hornos tipo mufla. Pero también es posible obtener datos fiables con la tecnología NIR.

Germinación

Cuando el grano germina se activan en él una gran cantidad de enzimas, encargadas de romper los componentes del endospermo para poder alimentar a la nueva planta en sus fases iniciales. Este fenómeno, que puede ser aprovechado para la elaboración de cervezas y bebidas alcohólicas (malteado), suele ser negativo para la calidad panadera de las harinas, y siempre que no sea un proceso controlado será negativo para cualquier uso de las harinas. En este proceso, además de amilasas, se generan proteasas, que rompen las proteínas encargadas de formar la red de gluten, y por tanto impidiendo la formación de esa red proteica, o debilitándola. También se generan otras enzimas que actúan sobre las fibras, los lípidos y otros componentes del grano, modificando las características de las harinas. El nivel enzimático de las harinas dependerá de lo avanzado del proceso de germinación.

En general las harinas procedentes de trigos germinados tienen un menor poder espesante, generan masas más débiles, y dan lugar a panes más oscuros (mayor producción de azúcares) y con migas menos consistentes (hidrolisis del almidón). Ya hablaremos con más detenimiento de las enzimas y su papel en panificación en otra entrada. El principal problema es que esta germinación, cuando se produce en campo, no es controlada y existe mucha heterogeneidad entre lotes.

El problema de los trigos germinados es más típico de los países del norte de Europa, y otras zonas donde una vez madurado el grano existen condiciones de alta humedad, y es necesario retrasar la recolección de los granos por distintos motivos. Esto es así porque el grano necesita humedad para empezar a germinar en la espiga. No es un problema habitual en España, aunque algunos años puede producirse. Y también se puede detectar en granos importados de otros países.

Para detectar este problema suele recurrirse al uso de un equipo que analiza el llamado índice de caída, o falling number (en inglés). Este equipo somete a una mezcla de harina y agua a calentamiento controlado, para gelificar el almidón con un daño mínimo de la actividad enzimática. Tras este proceso se forma una pasta muy espesa, casi un gel. Posteriormente, el equipo deja que la mezcla vaya siendo degradada por las amilasas presentes, y mide el tiempo en que una varilla es capaz de descender una determinada distancia a través del gel formado. Cuanto menor sea ese tiempo mayor será la actividad enzimática (amilásica) de la harina, ya que el gel se hidroliza más rápidamente, lo que nos indica la presencia de trigo germinado. En general niveles de 250-350 son adecuados para panificación. Niveles inferiores indican problemas de alta actividad enzimática, y niveles superiores (muy habituales en España) indican la necesidad de complementar las formulas con amilasas, que suelen incorporar los distintos mejorantes.

Degradación proteica

Otro de los problemas que puede presentar una harina, y que le restan calidad de manera importante, es la degradación proteica. Este problema se produce cuando se utilizan trigos que han sido atacados por garrapatillo. La palabra garrapatillo se usa como si fuera un solo insecto, pero en realidad se puede referir a dos insectos distintos, Aelia y Eurygaster. Es más habitual llamar garrapatillo o paulilla al Aelia, y sampedrito al Eurygaster, pero como digo, muchas veces se usa el termino garrapatillo indistintamente. Estos insectos se alimentan del grano de trigo cuando esta en estado lechoso (antes de endurecer en el proceso de maduración). Para ello cuentan con un aparato bucal en forma de trompetilla que introducen en el grano. Para alimentarse de los componentes del grano inyectan un complejo enzimático que hidroliza estos componentes, facilitando su posterior digestión. El problema consiste en que estas enzimas permanecen en el grano y, cuando estos granos se utilizan para elaborar harina es suficiente una pequeña cantidad, inferior al 5%, para dañar toda la harina producida.

EurygasterAelia
Eurygaster y Aelia. Fuente: wikipedia

Los efectos más conocidos del ataque por garrapatillo son los relacionados con la degradación proteica, ya que entre las enzimas que se inyectan en el grano se encuentran las proteasas, pero también existen otras enzimas que degradan los componentes del grano durante los procesos. Esta degradación es progresiva, y se incrementará con el tiempo, por lo que será mayor en procesos de fermentación, donde hay más tiempo para actuar, que en la elaboración de productos como bizcochos, donde las masas se procesan más rápidamente. Pero este problema afecta a la calidad de la harina para casi cualquier uso, siendo especialmente importante en aquellos productos donde el gluten (red proteica) juega un papel importante, como el pan.

Curiosamente si el ataque del insecto ha sido muy intenso los granos aparecen como chupados y arrugados, con un tamaño muy pequeño, y se descartan en el proceso de limpieza. Pero si el ataque no ha sido intenso, es decir, si se han inyectado las enzimas, pero el insecto no ha llegado a alimentarse del grano, o lo ha hecho de forma reducida, estos granos presentan una picada o mancha, pero no son descartados en la limpieza del grano.

Un problema añadido del ataque por garrapatillo es su difícil detección. En principio, como hemos dicho, los granos con ataque de garrapatillo suelen presentar unas picaduras o puntos negros, pero es inviable revisar los granos uno a uno cuando entra una partida. Los análisis habituales que se realizan al trigo a su entrada en una harinera no detectan este problema, ya que en general son análisis rápidos, y para detectar este problema es necesario dejar actuar a las enzimas. Aunque se han intentado métodos rápidos, el método de detección de la degradación proteica en España es el análisis alveográfico. Para ello se realiza un análisis inicial y un segundo análisis a las 2 horas, comparando los resultados de ambos. Si la curva alveográfica ha reducido su longitud (extensibilidad de la harina) y su área (fuerza de la harina) con el tiempo, se considera que existe ataque de garrapatillo y estas harinas deben ser descartadas.

Granos-infectados-por-garrapatillo
Granos infectados por garrapatillo

En los procesos de panificación pasaría algo similar, ya que este ataque no se apreciaría en el amasado, especialmente si este es rápido, pero provocaría la caída de las masas en la fermentación, cuando las enzimas tienen el tiempo y la temperatura adecuada para actuar sobre los componentes de la masa.

El problema del garrapatillo es típico de los países mediterráneos, y no se da en otras partes del mundo. Este problema depende de las condiciones climáticas y de si se han realizado tratamientos en campo para combatir esta plaga. En Nueva Zelanda se ha reportado un problema similar, pero causado por otro insecto (nysius).

Nysius
Nysius. Fuente: wikipedia

Tradicionalmente se ha usado fosfato monocálcico como aditivo para luchar contra los efectos del garrapatillo. Este aditivo es un quelante, y actúa secuestrando iones metálicos. Las proteasas presentes en el grano parecen ser metaloproteasas, un tipo específico que necesita de la presencia de iones metálicos para actuar. Al quedar secuestrados los iones metálicos la acción de las proteasas se minimiza, pero solo es efectivo si la degradación proteica no es muy alta. Existen otros quelantes más potentes, como el EDTA, que pueden tener una acción más efectiva, pero su uso no está permitido en la elaboración de harinas. En cualquier caso, las partidas de trigo con degradación proteica deberían descartarse para la elaboración de harinas para consumo humano.

3 respuestas a “Calidad de harinas I”

  1. Buenas, tengo una duda. ¿La proteasa actuaría bajando el valor de índice de caída (s) en un análisis en el equipo de Falling Number? si es que si, ¿Cómo actúa?.
    Muchas gracias.

  2. Gracias por el comentario Laura. En principio el índice de caída esta basado en la acción de las alfa-amilasas. De hecho se basa en la formación de un gel (para eso se gelatiniza el almidón) teniendo cuidado con la temperatura que alcanza para no inactivar demasiado las alfa-amilasas del trigo. Si se quiere ver el efecto de la amilasa fúngica hay que hacer alguna modificación ya que tiene una temperatura de inactivación menor.
    Como es un análisis que nació para detectar trigos germinados, y en la germinación se activan diversas enzimas, cuanto más germinado esta el grano, y menor es el índice de caída, también suele ser mayor la actividad proteásica, pero es más debido a que junto con las proteasas hay amilasas.
    No tengo experiencia en cuanto a añadir proteasas externas en este análisis. No creo que lo modifique mucho, ya que la textura de gel la proporciona el almidón fundamentalmente, no las proteínas, pero habría que probarlo. Y también podría depender de la proteasa utilizada y su termoestabilidad.

  3. […] cenizas, problemas de germinación o de degradación proteica, y que podéis consultar en este enlace, ya toca hablar de las proteínas de los […]

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