Harinas germinadas

En los últimos años ha crecido mucho el uso de harinas germinadas, y el reclamo del uso de estas harinas en el envase de productos como panes, galletas u otros. Es una moda que ha comenzado en Estados Unidos y, como muchas otras, está llegando con fuerza a Europa y otras zonas del mundo. En general esta moda esta basada en las ventajas nutricionales de los germinados, pero es necesario tener en cuanta algunos aspectos para abordar el uso de harinas germinadas con garantías de éxito.

Introducción

La germinación es el proceso por el que un grano da lugar a la nueva planta. Este proceso se desencadena en el germen, cuando el grano tiene capacidad germinativa y se humedece con la temperatura adecuada. En el germen se halla el eje embrionario que dará lugar a la nueva planta, junto con el escutelo. En el escutelo están las primeras sustancias que alimentaran a la planta cuando se desencadena este fenómeno. Si comparamos este proceso con el desarrollo de un bebe podemos decir que las sustancias del escutelo equivaldrían a la leche materna. Por tanto, en el escutelo se encuentran nutrientes con alta digestibilidad, necesarios para el desarrollo en estas primeras fases. Así el escutelo es rico en azúcares simples, lípidos, aminoácidos y polipéptidos, minerales y vitaminas, fundamentalmente del grupo B y E.

Para que la planta siga desarrollándose, y antes de tener raíces, el eje embrionario debe nutrirse del resto del grano (fundamentalmente del endospermo). Pero las sustancias que se encuentran en el endospermo, a diferencia de las del escutelo, no son fácilmente digeribles y tienen un peso molecular mucho mayor. Para facilitar la digestión, en el grano se generan una gran cantidad de enzimas, cuya misión es hidrolizar esos componentes y crear vías para que los nutrientes lleguen a la nueva planta. Entre estas enzimas destacan las amilasas y proteasas, pero también hay betaglucanasas, fitasas y otras.

Si el proceso continúa la nueva planta se nutrirá del grano por lo que este mermará, a la vez que se incrementa la acrospira (longitud de la nueva planta). En general, para elaborar harinas a partir de granos germinados, el proceso se detiene en este punto. Así las enzimas de han generado y han empezado a actuar, pero no se ha reducido significativamente la cantidad de almidón y proteína.

Tras este proceso los granos germinados son granos húmedos. Para su molturación deben secarse. El proceso de secado influirá de manera importante en las propiedades de estas harinas. Así tratamientos térmicos más severos reducirán la carga microbiana, pero también inactivarán las enzimas, pueden oscurecer las harinas y aportar aromas y sabores.

El proceso de molturación también influirá en las propiedades de las harinas. En general las harinas germinadas son harinas integrales, ya que de esta manera se potencian sus ventajas nutricionales. Pero los granos también se pueden someter a un proceso donde se eliminen las partes externas del grano, tanto en sistemas con molinos de piedras o con molinos de cilindros. En este caso se puede mejorar la calidad organoléptica de las harinas, pero se reduce de manera importante la calidad nutricional de las mismas.

Cambios nutricionales en las harinas germinadas

En primer lugar, hay que señalar que la mayoría de las harinas germinadas se venden como harinas integrales, por lo que presentan un mayor contenido en fibra, minerales, vitaminas y componentes bioactivos que cualquier harina blanca, además de una mayor capacidad antioxidante. Por otra, a medida que el proceso de germinación avanza se producen una serie de cambios en los componentes del grano que pueden ser beneficiosos para la salud.

Durante la germinación se generan enzimas amilásicas (α-amilasas y amiloglucoxidasa) y se activan otras ya presentes en el grano (β-amilasas). Como resultado de la acción de estas enzimas se incrementa el contenido en azúcares, como glucosa y maltosa, y dextrinas, y se reduce el de almidón. Como resultado de los procesos de germinación el almidón del grano se vuelve más digerible y se incrementa el índice glicémico, aunque algún estudio ha encontrado resultados contradictorios. Esta mayor digestibilidad hace a estos granos muy indicados para la elaboración de alimentos infantiles y para personas mayores.

En el proceso de germinación también se generan proteasas que hidrolizan las proteínas presentes en el grano. Como resultado de este proceso se reduce el peso molecular de las proteínas y se generan polipéptidos y aminoácidos libres. También se incrementa de manera importante el contenido en aminoácidos esenciales, así como la solubilidad de las proteínas y su digestibilidad.

Las enzimas capaces de hidrolizar fibras, que se generan en el proceso de germinación, permiten un incremento de la fibra soluble, a costa de una disminución de la insoluble. Además, en este proceso se produce una hidrolisis de los arabinoxilanos y los β-glucanos. El consumo de estas fibras, presentes en avena y cebada (β-glucanos) y en trigo y centeno (arabinoxilanos) en cantidades apreciables, ha sido relacionado con una reducción del colesterol, una reducción del índice glicémico y una menor incidencia de enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, la efectividad de estas fibras es mayor cuanto mayor es su peso molecular. Por tanto, la hidrolisis de estas fibras puede reducir su efectividad sobre estas dolencias. Sin embargo, en el caso de los arabinoxilanos, la hidrolisis enzimática incrementa el contenido en arabinoxilanos de menor peso molecular, con mayor efecto prebiótico.

La mayoría del fósforo presente en los cereales se encuentra en forma de ácido fítico. El ácido fítico se une a ciertos cationes, como hierro, manganeso, magnesio, calcio o zinc, formando fitatos, y reduciendo su biodisponibilidad. Por tanto, estos no pueden ser aprovechados por el ser humano. Durante la germinación se generan fitasas, enzimas capaces de hidrolizar los fitatos e incrementar la biodisponibilidad de las sustancias minerales. Estas fitasas también pueden actuar durante la fermentación, mejorando la disponibilidad de los minerales de las harnas utilizadas en el proceso de panificación.

El contenido en vitamina también se incrementa en el proceso de germinación, debido a procesos de biosíntesis. Entre las vitaminas que incrementan su contenido destacan la vitamina E, los folatos y las vitaminas del grupo B. Sin embargo, para que se produzca este incremento la germinación debe ser prolongada. También debe tenerse en cuenta que pueden perderse vitaminas en el proceso de remojado, por lo que será conveniente hacerlo con poca agua para reducir las pérdidas, y en el proceso de secado, que puede reducir el contenido en vitaminas termolábiles si se realiza de manera intensa. También es importante saber que parte de las vitaminas se desplazan a la acrospira, por lo que si esta se elimina antes de la molturación el contenido en vitaminas se reducirá.

También se ha observado un incremento importante en el contenido en polifenoles y en la capacidad antioxidante de las harinas de granos germinados frente a los no germinados.

Cambios en las propiedades de las harinas

En el caso de que se prolongue la germinación tanto el almidón como las proteínas de la harina se hallaran bastante hidrolizados. En ese caso las harinas resultaran dulces, debido a la mayor concentración de azúcares (maltosa y glucosa). Estos azúcares estarán disponibles para la acción de las levaduras (fermentación) o para reaccionar en el horneado (reacciones de Maillard o caramelización de azúcares). Además, la hidrolisis del almidón afectará a la capacidad espesante de las harinas, que se reducirá a medida que avance el proceso germinativo. La hidrolisis de las proteínas es especialmente preocupante en el caso de las harinas de trigo, ya que las proteínas presentes en estas harinas forman la red de gluten, imprescindible para la elaboración de productos como el pan. La rotura de estas proteínas perjudica la acción de la red de gluten, al debilitarla, y complica la elaboración de este tipo de productos. En el caso de productos donde la red de gluten no es importante, o en otros cereales, la hidrolisis proteica redundará en una menor capacidad de absorción de agua de las harinas, pero las consecuencias no serán graves para la funcionalidad de las harinas.

Hay que tener en cuenta que, si el secado de los granos germinados no es muy fuerte, y no inactiva las enzimas presentes en el grano, estas podrán actuar sobre todos los componentes de las masas en las que se incorporen las harinas germinadas. En los casos de mayor actividad enzimática los efectos de las proteasas pueden ser bastante negativos, al romper la red de gluten, siempre que el desarrollo de esta red sea deseable.

Estrategias para usar harinas germinadas

Entre los motivos para usar harinas germinadas existen tres principales

1)            Responder a una demanda de parte de los consumidores como moda. En ese caso algunos productores quieren incorporar el reclamo de la presencia de harinas germinadas, pero sin que su proceso y su producto final note mucho la diferencia. Para ello se suele recurrir a incorporar pequeñas cantidades de harinas germinadas y con un bajo nivel de germinación. En estos casos el proceso de germinación es más corto (más barato) y se puede realizar a temperaturas más altas (20-30ºC) que aceleran el proceso. Sin embargo, tanto por las bajas cantidades de harina germinada, como por los bajos niveles de germinación y la escasa acción enzimática sobre los componentes del grano, las mejoras nutricionales en estos productos serán muy escasas.

2)            Uso de harinas germinadas para conseguir un impacto real en las propiedades saludables de los productos. En este caso es recomendable incrementar el contenido en harinas germinadas en la formulación final y el grado de germinación de las harinas. Sin embargo, esto puede cambiar de manera importante las características de las masas, por lo que será necesario adaptar las formulaciones y los procesos. Puede ser necesario el uso de harinas más fuertes, o una menor cantidad de agua, o el uso de mejorantes para reforzar las masas. En productos donde no se forma la red de gluten, como algunas galletas, esto puede no resultar un problema.

3)            Uso de las harinas germinadas para reemplazar aditivos. En este caso la incorporación de harinas germinadas con actividad enzimática permite eliminar la necesidad de incorporar amilasas para la producción de azúcares necesarios para la fermentación y mejora el color final de los panes. En estos casos se incorporan pequeñas cantidades, inferiores al 5%, y en algunos casos se recurren a harinas blancas, aunque no es necesario, a diferencia de los casos donde se priman las ventajas nutricionales, donde son preferibles las harinas integrales.

Problemática en la elaboración de germinados

Uno de los principales problemas de la elaboración de germinados es la alta humedad necesaria para este proceso. Esta humedad, además de favorecer la germinación, también favorece el desarrollo de microorganismos y por tanto la presencia de micotoxinas en el producto final. Por ello es necesario controlar las condiciones de la hidratación de los granos, así como las temperaturas durante la germinación. Si bien con una germinación rápida, de apenas 24 horas, que termina apenas empieza a asomar la acrospira, el desarrollo de microorganismos no suele ser tan crítico, tampoco se obtienen elevadas ventajas nutricionales ni una alta activación de enzimas. Por el contrario, si queremos obtener harinas con claras ventajas nutricionales, o un alto contenido enzimático, son necesarios mayores periodos de germinación. En estos casos para evitar el desarrollo microbiano debe realizarse la germinación a bajas temperaturas y con una aireación regular del conjunto de los granos.

 

Para ampliar información:

  • Benincasa et al (2019) Sprouted Grains: A Comprehensive Review. Nutrients, 11, 421; doi:10.3390/nu11020421
  • Feng et al (2019) Sprouted Grains Nutritional Value, Production, and Applications. AACC. St Paul, MN (USA)
  • Hubner y Arendt (2013) Germination of Cereal Grains as a Way to Improve the Nutritional Value: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 53:8, 853-861, doi: 10.1080/10408398.2011.562060
  • Lemmens et al (2018) Impact of Cereal Seed Sprouting on Its Nutritional and Technological Properties: A Critical Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety; doi: 10.1111/1541-4337.12414
  • Singh et al (2015) Enhancement of Attributes of Cereals by Germination and Fermentation: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 55:11, 1575-1589, doi: 10.1080/10408398.2012.706661

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