Calidad de harinas II (proteínas)

Después de una primera entrada, donde hablamos de aspectos generales de la calidad de las harinas, como su humedad, tamaño de partícula, cenizas, problemas de germinación o de degradación proteica, y que podéis consultar en este enlace, ya toca hablar de las proteínas de los cereales.

Cantidad de proteínas

El contenido proteico de las harinas es un análisis muy conocido, y que nos lo pueden hacer en multitud de sitios. Muchos laboratorios tienen equipos para medir proteína, normalmente mediante el método Kjeldahl, ya que la proteína es uno de los macronutrientes más importantes de los alimentos. Este método es algo tedioso, y en la mayoría de las harineras, y empresas que trabajan con granos, es habitual encontrar equipos basados en la tecnología de infrarrojo cercano (NIR) calibrados para el análisis de la proteína. Estos equipos son capaces de analizar el contenido proteico, así como la humedad y otros parámetros, en pocos segundos, y sin necesidad de personal especializado, pero deben estar adecuadamente calibrados para ello. Además, estas calibraciones deben de ser específicas para cada tipo de harina. Así una calibración para harina blanca no será útil para medir harina integral, o una para harina de trigo no lo será para medir harina de centeno.

El contenido de proteínas es un análisis muy utilizado, pero al que normalmente se le da poca importancia. Esto es debido a que la calidad panadera de la harina esta muy influenciada por la calidad de las proteínas, más que por su cantidad. Sin embargo, es un análisis importante ya que, si bien es verdad que la calidad de las proteínas es importante, la cantidad también lo es. Además, en el caso de harinas distintas a las de trigo, donde no se forma la red de gluten, o para aquellas elaboraciones con harina de trigo donde tampoco se forma, el análisis de la proteína nos puede dar una información importante. Así cuanto mayor es el contenido proteico, menor será el de almidón, y por tanto se modificarán todos los comportamientos de la harina relacionados con el almidón, su gelatinización y su retrogradación. Quizás sería más efectivo medir el contenido de almidón, pero este análisis es mucho más complejo y laborioso, por lo que la medida del contenido proteico nos da una buena indicación.

En resumen, el contenido proteico de las harinas es un parámetro importante para definir la calidad de harinas sin gluten, y para la calidad de la harina de trigo utilizada en elaboraciones donde no se desarrolla la red de gluten, de las que ya hablamos en la entrada sobre el gluten. Pero también es un parámetro importante para definir la calidad de las harinas de panificación, aunque debe acompañarse de otras analíticas relacionadas con la calidad de las proteínas.

Calidad nutricional de las proteínas

Los cereales no tienen unas proteínas de gran calidad nutricional, ya que casi todos son deficitarios en lisina y tienen bajos contenido de triptófano u otros aminoácidos esenciales. Es bien sabido que la combinación de cereales y leguminosas si que aporta unas proteínas muy completas y de mayor valor nutricional, ya que ambas se complementan. Las proteínas de las leguminosas son una buena fuente de lisina, y las de los cereales de aminoácidos azufrados, como cisteína y metionina, deficitarios en las leguminosas. Al no ser muy valoradas por su calidad nutricional no es habitual analizar los aspectos nutricionales de estas proteínas. En caso de que sea necesario, y normalmente para alguna investigación, se suele recurrir al análisis de los distintos aminoácidos presentes, pero también son importantes aspectos de digestibilidad proteica.

Gluten y calidad del gluten

A partir de este momento empezamos a hablar del gluten y de aspectos relacionados con este, y por tanto estos apartados solo son útiles para las harinas de trigo y las de trigos antiguos, como espelta, kamut, etc. Aunque la mayoría de las proteínas del trigo son capaces de formar la red de gluten, no todas ellas lo son. Así, por ejemplo, las harinas integrales tienen un mayor contenido proteico que las harinas blancas, por el mayor contenido proteico del salvado frente al endospermo. Pero las proteínas del salvado no son capaces de formar gluten. Como el gluten es la proteína responsable de la calidad panadera de estas harinas, la medida de este nos dará una idea más adecuada de esta calidad que la simple medida del contenido proteico total.

Para analizar el contenido de gluten es necesario formar esta red proteica. Para ello se mezcla la harina con una solución salina (agua y sal) y se proporciona un trabajo mecánico. Posteriormente hay que lavar el gluten formado, para arrastrar todas las sustancias solubles presentes en la harina, como el almidón u otras proteínas. Este proceso se ha realizado tradicionalmente de manera manual, pero existen equipos específicos que son capaces de realizar este análisis. El producto resultante es el gluten húmedo. Si lo secamos podemos calcular el gluten seco. En general el gluten seco es una tercera parte del gluten húmedo, ya que las proteínas tienen la capacidad de absorber dos partes de su peso de agua.

Sin embargo, como ocurre con las proteínas, no solo es importante la cantidad de gluten, sino también su calidad. Para analizar la calidad del gluten se ha ideado un equipo que somete al gluten obtenido a centrifugación, y se analiza la cantidad de ese gluten que atraviesa una criba metálica. Un gluten fuerte no atravesará esos pequeños orificios, pero un gluten débil pasa, en parte, al otro lado de la criba. El porcentaje de gluten que no atraviesa la criba es lo que se conoce como gluten index.

Podéis encontrar más información del equipo más usado para analizar la cantidad y calidad del gluten en el sitio web de la empresa que lo fabrica, Perten. El equipo se denomina glutomatic, y también existen videos en You Tube, donde se observa como se realiza el análisis.

Aunque el análisis de gluten es un análisis muy típico en las harineras, no suele ser determinante en la calidad panadera de las harinas, y suelen utilizarse otros parámetros. Pero como ocurría con el contenido proteico, es un valor a tener en cuenta. Por su parte el gluten index ha tenido mucho éxito como predictor de la calidad de las sémolas de trigo duro para elaborar pasta, pero poco como predictor de la calidad panadera de las harinas de trigo.

Gliadinas y gluteninas

Las proteínas de reserva del trigo, aquellas que van a formar la red de gluten, están compuestas por gliadinas y gluteninas. Y estas a su vez pueden ser de distintos tipos. Tradicionalmente se ha dicho que las gluteninas son las que aportan elasticidad a la masa, mientras que las gliadinas le aportan cohesividad y extensibilidad. Hoy en día esto no esta tan claro, y estudios que han suprimido las gliadinas en nuevas variedades, afirman que la calidad panadera de estos trigos es similar a la de las variedades convencionales. El interés por suprimir las gliadinas proviene del hecho de que en esta fracción se concentran las secuencias de aminoácidos que generan la respuesta inmune en los enfermos celiacos. Dentro de las gluteninas podemos distinguir las de alto y bajo peso molecular, y en general las de alto peso molecular dan más fuerza a las masas. Sin embargo, tras un estudio más detallado, hoy se sabe que ciertas bandas proteicas, de las obtenidas mediante un análisis por electroforesis, están más relacionadas con esta calidad panadera que otras.

Las gliadinas y gluteninas se suelen estudiar mediante electroforesis, y el patrón obtenido mediante este análisis es característico de cada variedad. Por ese motivo es un análisis utilizado para identificar variedades, y por los mejoradores genéticos, para obtener variedades de mayor calidad panadera, pero no se suele utilizar en la industria. Yo si que he conocido fábricas de pasta que utilizaban este análisis para identificar contaminación de sémolas de trigo duro con sémolas de trigo blando. Pero, al menos en España, este análisis se ha dejado de hacer en la mayoría de las industrias. En parte por la complejidad del análisis, en parte por la mayor fiabilidad de las partidas de sémola que se comercializan. Es posible que en otros países, con otras problemáticas, si que sea un análisis útil para este fin.

Electroforesis de trigos

Análisis de sedimentación

Para evaluar la calidad de las proteínas de las harinas de trigo es habitual realizar algún tipo de análisis de sedimentación. En las harineras el más conocido es el índice de Zeleny. Estas analíticas se basan en la capacidad de estas proteínas de hincharse al entrar en contacto con ácido láctico, en mayor medida cuanto mayor es la fuerza del gluten. Así tras mezclar la harina con agua y algunos reactivos, entre los que se encuentra el ácido láctico y un colorante, para observar mejor el resultado, se somete a la mezcla, en el interior de una bureta, a un movimiento de vaivén. Tras este vaivén se deja un tiempo en reposo y se mide la altura de la parte que se ha compactado. Con el tiempo la muestra se compactará más y la altura será menor. Al hincharse las proteínas estas se compactan más lentamente, y por tanto a mayor altura mejor será la calidad panadera de las harinas. O, mejor dicho, más fuerte será la red de gluten.

Estos tipos de análisis se utilizan en mejora genética, y son muy habituales en las harineras. Además, el índice de Zeleny se correlaciona bastante bien con la capacidad de las masas de retener aire y con el volumen de los panes obtenidos. Sin embargo es un análisis complejo, y requiere de los equipos específicos para someter a la mezcla a un vaivén homogéneo, tanto en inclinación como en velocidad.

Aquí os dejo un link donde su puede ver el análisis para obtener el índice de Zeleny, y el bastidor utilizado.

Equipos que simulan el proceso de panificación

A pesar de existir diversos análisis que nos puedan dar una idea de la calidad de las proteínas de la harína de trigo, y de su adecuación para el proceso de panificación, lo normal es utilizar ciertos equipos que imitan algunas de las fases de la panificación, para evaluar como se comportarían estas harinas en este proceso. Entre estos equipos destacan los que simulan el amasado, el manejo de las masas o la fermentación. Estos equipos se comentarán en el siguiente post, pero por adelantar algo, el farinógrafo es el equipo más utilizado para estudiar el comportamiento de las harinas en el amasado, mientras que el extensógrafo nos da idea de como se comportan las harinas y masas cuando de manipulan (estiran o doblan). Estos dos equipos pertenecen a la casa Brabender, pero también existen copias o equipos de otras casas con una funcionalidad similar. El otro gran fabricante de este tipo de equipos es la empresa francesa Chopin. La casa Chopin fabrica el alveógrafo, capaz de analizar la capacidad de retención de gas de las masas y su comportamiento cuando se extiende, así como el reofermentógrafo, equipo muy adecuado para estudiar la fermentación. Además de estos equipos disponen del mixolab, equipo que en su primera fase es similar al farinógrafo, mientras que en la segunda es más similar a un amilógrafo o un RVA. Pero ya hablaremos con calma de estos equipos, de sus ventajas y sus inconvenientes.

2 respuestas a “Calidad de harinas II (proteínas)”

  1. Hola Manuel,
    con respecto a esto que dices: «Por su parte el gluten index ha tenido mucho éxito como predictor de la calidad de las sémolas de trigo duro para elaborar pasta, pero poco como predictor de la calidad panadera de las harinas de trigo.»
    ¿A qué es debido que tenga mas éxito en predecir la calidad en triticum durum y menos al trigo blando?
    muchas gracias!!

  2. Hola Laura,

    Por lo que se, el gluten index no predice muy bien la calidad panadera. Es decir, tener un buen gluten index no te garantiza que no vayas a tener problema en panificación, y existen otros análisis más fiables, de los que ya hablaremos. Entiendo que la calidad panadera no solo depende del gluten, sino también de como interactúa con otros elementos de la harina y de la masa. Sin embargo con el trigo duro o la pasta parece que si que es un buen predictor, o al menos no se han encontrado otros mucho mejores, aunque en Italia también se usa el alveógrafo, y han llegado a existir equipos específicos, como el viscoelastógrafo, que ya no se comercializa.

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