El almidón es el componente principal de muchos granos y tubérculos. En la naturaleza el almidón se encuentra en forma de gránulos, de distinta forma y tamaño en función de su origen. Estos gránulos pueden ser separados mediante lo que se denomina molturación húmeda, y secados posteriormente para su comercialización. El papel del almidón en panificación, y especialmente el del almidón de trigo, ya ha sido comentado en este blog, y no se abordará en esta entrada. Por el contrario, se analizarán los distintos almidones comerciales y sus posibles usos en productos horneados.

Antes de empezar debemos decir que el almidón se encuentra en multitud de productos vegetales, como los cereales, pseudocereales y leguminosas, o los tubérculos, pero también en las bananas o en las castañas. Comercialmente solo se utilizan algunas de estas fuentes, siendo las más comunes el maíz, trigo, tapioca y patata, y en menor proporción el arroz y algún otro tubérculo, como el arrurruz. En los últimos años el creciente interés por la proteína de guisante también ha generado importantes cantidades de almidón de guisante disponible comercialmente. El uso de unos u otros dependerá mucho de su funcionalidad, pero también de las costumbres y la ubicación del país usuario frente al de producción de las materias primas.

Conceptos básicos

El almidón está compuesto por moléculas de glucosa ligadas por enlaces alfa,1-4. Estas moléculas están ordenadas de una forma más o menos lineal, en cuyo caso se denominan amilosas, o ramificada, con algunos enlaces alfa 1-6 (amilopectina). En la mayoría de los almidones el porcentaje de amilosa está en torno al 25% del total, mientras que un 75% es amilopectina. Pero existen variedades con un contenido de amilosa casi nulo, llamadas waxy (este sería su nombe en inglés) o céreas, o glutinosas, y variedades con altos contenidos de amilosa (normalmente no superan por mucho el 50%), denominadas amilotipos.

La propiedad que siempre se les achaca a los almidones es su poder espesante o estabilizante. Pero el poder espesante de los almidones es muy distinto en frío que en caliente. Los almidones, en presencia de agua suficiente, son capaces de hincharse cuando se calientan, incrementando en gran manera la viscosidad de las soluciones en las que se hayan. A este fenómeno se le conoce como gelatinización. Tras llegar al punto de viscosidad máxima los gránulos de almidón se rompen y la viscosidad cae (exceso de calentamiento). Esta caída marca lo que sería la estabilidad térmica. Si en este punto la pasta se enfría las moléculas de almidón se reordenan, volviendo a incrementar la viscosidad del medio. Este fenómeno se conoce como retrogradación.

Los distintos almidones tienen una temperatura de gelatinización distinta, un mayor o menor poder espesante en caliente, distintas estabilidades térmicas y distintas capacidades de retrogradación (viscosidad final de las pastas). Así el almidón de trigo presenta una menor temperatura de gelatinización que el de maíz, y el almidón de tapioca tiene un gran pico de viscosidad, pero muy baja estabilidad térmica, y baja tendencia a la retrogradación. En definitiva, hay que estudiar en cada caso nuestras necesidades.

También es importante saber que estas propiedades dependen, al menos en parte, de la cantidad de amilosa y amilopectina que posee cada almidón. Así cuanto menor es el contenido en amilosa menor es la tendencia a retrogradar. Por tanto, si no nos interesa que el almidón retrograde mucho puede ser interesante utilizar un almidón céreo. El almidón de tapioca tampoco tiene mucha tendencia a retrogradar, por su bajo contenido en amilosa. Además estos almidones céreos generan geles mucho más transparentes, y retienen mejor al agua, con una menor tendencia a la sinéresis, frente a los de variedades normales, que generan geles más opacos. Estos almidones céreos también suelen tener un pico de viscosidad mayor que el de los almidones normales, pero una estabilidad térmica muy escasa, reduciendo esa viscosidad rápidamente cuando se someten a un exceso de calentamiento.

Otra característica importante, y de la que se suele hablar poco, es el sabor que aportan los distintos almidones a los productos. Es cierto que los almidones son productos bastante neutros en este sentido, y si se usan en pequeñas proporciones no suelen modificar en gran medida el sabor de los productos. Pero cuando el peso de los almidones es importante en una formulación, sí que lo harán. No hay sabores mejores ni peores, pero sí algunos a los que estamos más acostumbrados y nos parecen más familiares que otros. Por tanto, en cada producto y cultura pueden existir gustos diferentes, pero es un factor para tener en cuenta.

Tampoco se habla mucho de la importancia de otros factores, como el tamaño del gránulo de almidón. Este es de especial importancia en formulas como las de panes sin gluten. En estas masas las burbujas de aire se estabilizan, al menos en parte, por lo que se conoce como efecto “pickering”. De esta forma los gránulos de almidón se sitúan alrededor de las burbujas, estabilizándolas. Cuanto más pequeños sean estos gránulos más efectivo es este efecto, y menor será el tamaño de las burbujas y el alveolado final. Este efecto también ayuda a incrementar el volumen final de los panes. Así los almidones de trigo o maíz generan panes con mayor volumen y con un alveolado más cerrado que los de tapioca o patata, con gránulos más grandes. Este efecto también puede ser importante en otras elaboraciones, como bizcochos y masas batidas.

Aparte de este efecto del tamaño de partícula, los distintos almidones tienen una capacidad de absorción de agua distinta, y un poder espesante en frío diferente. Este parámetro también debe tenerse en cuenta a la hora de elegir un almidón u otro, o a la hora de modificar las formulaciones.

Y ya que hablamos del almidón de trigo, es necesario explicar que este no contiene gluten, ya que las proteínas del trigo se separan en este proceso. No obstante las compañías que venden almidón de trigo sin gluten lo analizan para asegurarse de que no existe ningún tipo de contaminación. Algunos fabricantes evitan su uso, aunque puede tener un sabor más parecido a los productos de trigo que consumimos habitualmente, por la reticencia de algunos consumidores para consumir cualquier producto donde aparezca la palabra trigo, pero es un aspecto más de marketing que técnico.

Existe la creencia de que todos los almidones de un cierto origen son iguales, o tienen las mismas propiedades. Esto anima a algunas empresas a cambiar de proveedor por una cuestión de precios, o de disponibilidad. Sin embargo las propiedades de los almidones dependen de las variedades utilizadas, así como del proceso de elaboración (parámetros de la molturación húmeda). Y al cambiar de proveedor podemos encontrarnos con sorpresas en los resultados obtenidos. Por tanto, siempre es conveniente un cierto control de las propiedades requeridas, al menos cuando se cambia de proveedor. SI esto no es posible se deben hacer pruebas a pequeña escala para asegurar los resultados en nuestros productos.

Aplicaciones

En productos horneados los almidones se utilizan con fines muy distintos. Una primera posibilidad consiste en reducir el contenido proteico de una formula. Así, para elaborar algunos tipos de bizcochos, especialmente los tipo espuma, algunas recetas recomiendan la incorporación de una pequeña parte de almidón, que no suele superar el 10-20% del peso de la harina de trigo. Con esta práctica se reduce el contenido proteico de la mezcla, pero también su tamaño de partícula medio, lo que puede ayudar en este tipo de elaboraciones.

Una segunda aplicación de los almidones se centra en la elaboración de productos sin gluten. Aunque estos se pueden elaborar con harinas sin gluten, la falta de regularidad de estas, y las ventajas en la calidad final que ofrecen algunos almidones, hacen que estos sean una de las materias primas preferidas. Ya hablamos en otra entrada del uso de almidones en la elaboración de panes sin gluten, pero es bueno recordar que para conseguir un pan de la máxima calidad suele ser necesario mezclar almidones de distintos orígenes, e incluso alguna harina sin gluten. El almidón de maíz (o el de trigo) generan panes con mayor volumen y alveolado más cerrado, pero la inclusión de almidón de tapioca, por ejemplo, reduce la dureza final de los panes, y su evolución en el tiempo, por su baja capacidad de retrogradación. Un efecto similar al del almidón de tapioca se puede conseguir con la inclusión de almidones céreos.

Una tercera utilidad de los almidones se centra en la elaboración de cremas y rellenos. Así es habitual el uso de almidón para elaborar crema pastelera. La mezcla inicial debe ser calentada para gelatinizar el almidón y conseguir la textura final, como en muchas otras cremas o rellenos. Estos productos suelen tener una textura más fina que si se elaboran con harinas, que también poseen almidones, y también logran una textura viscosa, pero con una sensación en boca ligeramente diferente.

Por último, se ha propuesto su uso para la elaboración de galletas, tanto dulces como saladas. En las galletas el almidón presente en la harina no llega a gelatinizar por la falta de agua para estos procesos. Se ha propuesto le uso de almidones pregelatinizados para modificar la reología de las masas, la estructura interna, la textura final y el volumen y color. Estos almidones incrementarán la consistencia de la masa, a menos que se incremente la cantidad de agua, lo que puede afectar al resto de parámetros, pero es necesario evaluarlo en cada caso. También pueden usarse otros almidones, simplemente para reducir la cantidad de proteínas (y gluten) y evitar texturas muy cohesivas, o para modificar las texturas. Y en algunos casos, con harinas muy gruesas, el almidón actúa como agente cohesionador de estas harinas, al colocarse entre sus partículas y dar una estructura más cerrada.

También es habitual el uso de almidones en la industria de los snacks, ya que ayudan a regular la expansión que se genera a la salida del extrusor.

Un problema típico de los almidones cuando se mezclan con agua es la dificultad de este proceso, y la facilidad para formar grumos difíciles de deshacer. Este problema esta generado por su escaso tamaño de partícula y por su capacidad de absorber agua rápidamente. Es un problema especialmente grave en el caso de almidones pregelatinizados, que comentaremos a continuación. Para evitar este problema es conveniente mezclar los almidones con otros componentes solidos de las formulaciones antes de incorporar el agua. También se pueden mezclar con aceite, si este se incluye en la formulación.

Almidones modificados

Para algunas elaboraciones los almidones nativos no nos ofrecen las condiciones perfectas. Sin embargo la industria puede modificar estos almidones para conseguir propiedades funcionales más adaptadas para distintos procesos. Vamos a ver que opciones tenemos.

Almidones pregelatinizados

Hoy en día muchos consumidores, desde un particular a una pequeña empresa, demandan productos más cómodos y rápidos de preparar. Y la necesidad de calentar un producto para conseguir una cierta viscosidad no es considerado como cómodo, ni rápido. Para evitar este proceso se han desarrollado los almidones pregelatinizados. Se consiguen realizando este proceso a nivel industrial. Los almidones se mezclan con agua, se someten a calentamiento, para gelatinizar el almidón, y posteriormente se secan y molturan para obtener un producto en polvo. Hay que tener cuidado para no excederse en el calentamiento, ya que, como hemos visto, un exceso de calentamiento puede reducir la capacidad espesante de los almidones gelatinizados.

Los almidones pregelatinizados presentan una capacidad espesante en frío muy superior a la de los almidones nativos, por lo que no necesitan calentamiento. Pero su capacidad espesante es inferior a la de un almidón nativo que se cuece y gelatiniza en el momento. Por ese motivo suele ser necesario un mayor porcentaje de estos almidones si queremos imitar un producto elaborado con almidones nativos “cocinados”. Un ejemplo clásico del uso de los almidones pregelatinizados en la elaboración de las denominadas cremas frías o cremas que pueden preparase con agua fría, sin necesidad de calentamiento. Su diseño no se limita a sustituir un almidón nativo, o harina, por un almidón modificado, y suelen incorporar sustancias colorantes, aromas y otros productos. Pero es posible generar cremas de una aceptable calidad utilizando estos productos.

Algunos autores recomiendan incorporar pequeños porcentajes de estos almidones en formulaciones como las de bizcochos, ya que tienen una gran capacidad de retención de agua, y pueden ayudar a evitar perdida de humedad en el almacenamiento, funcionando de manera similar a un hidrocoloide. Pero este efecto debe evaluarse en cada caso.

En Europa es habitual elaborar los almidones preglatinizados a partir de almidón de maíz, pero se pueden escoger otros almidones nativos, y los resultados, como su poder espesante en frío, serán diferentes dependiendo del almidón de origen. Otro punto a tener en cuenta es que al generarse mediante modificaciones físicas, estos almidones no se consideran aditivos.

Existen unos almidones denominados cook-up que no pueden espesar en frío, pero sí que lo hacen con un mucho menor tiempo de calentamiento, generando pastas bastante resistentes a condiciones ácidas, de calor y de tratamiento mecánico.

Almidón fluidizado

Son almidones que han sido tratados con un ácido diluido (normalmente clorhídrico) a temperaturas cercanas a los 50ºC. Este tratamiento hidroliza parcialmente el almidón, reduciendo su poder espesante (el pico de viscosidad alcanzado). De esta manera se pueden incorporar en mayores porcentajes en pastas sin que estas sean excesivamente espesas. En estas condiciones pueden conseguir geles muy rígidos cuando retrogradan. Sus principales aplicaciones no se centran en los productos horneados, sino en la industria de confitería (caramelos y gomas), ya que al mezclarse con azúcar generan una textura gomosa. También se utilizan en la elaboración de quesos fundidos.

Un tipo particular de tratamiento ácido es al que se somete la tapioca, en algunos países, para obtener tapioca ácida. Este tipo de almidón de tapioca es muy utilizado para la elaboración del famoso “pao de queixo” brasileño. En este caso el tratamiento ácido se produce a causa de la acción de microorganismos que en la fermentación generan ciertos ácidos que actúan sobre el almidón, reduciendo su pico de viscosidad en caliente.

Almidones entrecruzados

En los procesos alimentarios existen condiciones que pueden dañar la funcionalidad del almidón, reduciendo su poder espesante o su capacidad de retención de agua, incrementando la sinéresis. Estas condiciones incluyen los pHs excesivamente bajos (típicos de rellenos de frutas), el tratamiento mecánico fuerte, o las altas (horneado) y las bajas (congelación) temperaturas. Pero es posible reforzar la tolerancia y resistencia a estas condiciones de los distintos almidones. Para ello se hace reaccionar a estos con hipoclorito u otros productos con grupos funcionales (dependiendo de la legislación de cada país). Estos almidones suelen tener una menor temperatura de gelatinización, y un menor pico de viscosidad, que también disminuye rápidamente con el calentamiento y la agitación, y muy poca tendencia a la retrogradación. Pero las pastas que se generan son muy estables al calentamiento, bajos pHs y stress mecánico. Por su menor tendencia a la retrogradación también se ha propuesto su uso para fórmulas de panes sin gluten, con el objetivo de conseguir productos más blandos y menos secos.

Almidones eterificados y esterificados (estabilizados)

En estos almidones los grupos hidroxilo de los almidones se hacen reaccionar con grupos hidrófilos (eterificación) o anhidrido (esterificación). Ambas modificaciones reducen la temperatura de gelatinización, y generan pastas muy viscosas, muy transparentes, y con poca tendencia a la retrogradación. Pero los esterificados, también denominados estabilizados, tienen una gran tolerancia a los procesos de congelación y descongelación, por lo que pueden ser apropiados para productos que tengan que congelarse.

Como vemos hay una gran cantidad de modificaciones para adaptar los almidones a nuestras necesidades. Además podemos combinar algunas de ellas, y así podemos obtener almidones entrecruzados y pregelatinizados. La combinación no suele suponer la suma perfecta de ambos efectos, y estos almidones pueden perder o minimizar alguna de las ventajas de alguna de las modificaciones, pero deben considerarse. También hay que tener en cuenta que las propiedades de estos almidones modificados dependerán de los almidones nativos de los que provengan y por tanto no será igual un almidón de maíz estabilizado que uno de tapioca o patata. Como vemos hay una gran variedad y suele ser conveniente dejarse aconsejar por las casas comerciales, con una gran experiencia. Pero como no todas disponen de todos los tipos también es conveniente consultar con varias.