La celulosa es la fibra más abundante en la naturaleza, y está presente en la mayoría de las plantas y productos de origen vegetal. Esta fibra puede extraerse del material vegetal por medios no excesivamente costosos, por lo que su coste final es muy competitivo.

Químicamente la celulosa está compuesta por unidades de glucosa, exactamente como el almidón. La diferencia está en el tipo de enlace que une las unidades de glucosa, que mientras en el almidón es, mayoritariamente del tipo α (1-4), en el caso de la celulosa es del tipo β (1-4). Este enlace tipo beta es mucho más estable y difícil de romper que el alfa, por lo que este material atraviesa el intestino sin hidrolizarse ni absorberse, y apenas aporta calorías. Realmente la celulosa puede ser parcialmente fermentada en el intestino por la microbiota intestinal. Y hay que tener en cuenta que en la Unión Europea existe un convenio para estimar el valor calórico de las fibras en 2Kcal/g, la mitad que el resto de los hidratos de carbono.

En realidad se pueden distinguir tres tipos de celulosas, las alfa, las beta y las gamma. La forma alfa es la menos amorfa, la más pura y la más altamente polimerizada de las tres. También es la más abundante en la naturaleza y la mayoritaria en las fibras de celulosa comerciales.

La celulosa tiene varias ventajas para la elaboración de productos horneados. En primer lugar los productos comerciales, que presentan una alta pureza de celulosa (hasta un 99% en base seca), son bastante neutros, tanto en su color como en su sabor, y su inclusión no modifica en exceso las características del producto final. Esto se consigue mediante los tratamientos extractivos, y en algunas ocasiones también con tratamientos blanqueantes. Por otra parte, la celulosa tiene una mayor capacidad de absorción de agua que el almidón o la harina, incrementando las necesidades de agua en el amasado y mejorando la vida útil de los productos, al ayudar a minimizar las pérdidas de humedad. Aunque debemos de decir que existen otras fibras con mayor capacidad de absorción de agua que la celulosa. La mayoría de las personas, hoy en día, tienen una dieta pobre en fibras, lo que conlleva ciertos problemas de salud, por lo que un mayor consumo en fibras, como la celulosa, puede ayudar a minimizar estos problemas. Y por último, pero no menos importante, la celulosa tiene un coste muy competitivo frente a otras fibras.

Por todo ello la celulosa se está utilizando en panificación para incrementar rendimientos (por la mayor hidratación), mejorar la vida útil y la calidad nutricional, especialmente en panes de molde y larga vida útil. También se está utilizando en la elaboración de panes sin gluten, por el mismo motivo, mezclada con otras fibras vegetales con mayor capacidad de retención de agua. De esta forma es posible incorporar una mayor cantidad de fibra sin elevar demasiado el coste. En algunas formulaciones de bizcochos es posible sustituir hasta un 30% de la harina por esta fibra, mejorando la capacidad de retención de agua y el aporte de fibra de estos productos. Y en el caso de galletas, es una fibra muy recurrida si queremos incrementar el contenido en fibra del producto final, por su bajo coste y una capacidad de retención de agua no excesiva frente a otras fibras.

En cuanto al origen de las celulosa comerciales, este puede ser muy variado, pero no debería preocuparnos mucho, debido al alto grado de pureza obtenido. En su mayor parte la celulosa se obtiene de la planta del trigo, de la de la avena o del bambú. Al extraerse de la planta la celulosa de trigo no contiene gluten, y en el caso de la de avena no contiene betaglucanos, una fibra propia del grano de avena muy apreciada por sus ventajas nutricionales. Sin embargo muchos consumidores de productos sin gluten, y dependiendo del país, todavía tienen muchas reticencias si en el etiquetado aparece la palabra trigo, o incluso avena. Por eso, para la elaboración de productos sin gluten suele preferirse la fibra de bambú. En otros casos, por la buena prensa de la avena, algunas empresas prefieren la fibra de avena. Pero hay que tener en cuenta que básicamente son la misma fibra, con sus ventajas e inconvenientes, aunque con distintos orígenes.

Una vez extraída, la celulosa se puede presentar en forma de fibras de distintos tamaño de partícula y forma. Si las observamos al microscopio estas fibras suelen tener forma alargada, con un diámetro cercano a las 20 micras, pero hay unas más cortas que otras. Este tamaño de partícula puede afectar mucho a la absorción de agua y a calidad del producto final. En general se prefieren las fibras más pequeñas, que interfieren menos en la estructura de los productos. En el caso de los panes de trigo esta interferencia se centra en la red de gluten, y en el caso de bizcochos o panes sin gluten esta interferencia se produce en la estructura del batido, formado por burbujas rodeadas de una matriz continua. En estos casos las fibras más gruesas “rompen” esa estructura y facilitan los fenómenos de coalescencia y formación de burbujas más grandes, que limitan la estabilidad de los batidos.

También existen celulosas comerciales obtenidas a partir de otros vegetales, como guisante o patata, con formas más redondeadas. Su comportamiento es similar a las que ya hemos comentado, con alguna variación dependiendo del proceso de obtención, por lo que es aconsejable probarlas en el producto final en cada caso.

Fibras similares a la celulosa

En el mercado también existen otras fibras extraídas de productos vegetales, que contienen un porcentaje importante de celulosa. Sin embargo, en estas fibras, junto con la celulosa coexisten otras fibras con propiedades diferentes. Así las fibras cítricas o de manzana, que se obtienen del bagazo obtenido al procesar estas frutas para la obtención de zumos o pectinas, existe una proporción importante de pectinas. Por este motivo suelen tener una mayor capacidad de absorción de agua que las celulosas puras. También hay fibras de cacao, remolacha, u otros orígenes. Estas fibras, al estar menos purificadas, también pueden presentar sabores y colores más marcados. Su inclusión en los distintos productos debe estudiarse en cada caso. Así es posible que en un producto con chocolate pueda ser interesante la inclusión de una fibra de cacao y en uno más afrutado la cítrica. En estos casos es muy importante que las fibras tengan un comportamiento homogéneo. La calidad y características de estas fibras dependen mucho del producto de origen, y es posible que este varíe a lo largo del año, o de un proveedor a otro. En general un mismo proveedor suele garantizar una homogeneidad en un mismo producto. Pero, por ejemplo, una fibra cítrica, puede obtenerse a partir de los desechos de distintas industrias cítricas, y su composición y funcionalidad variará en función de ello. Por tanto, si cambiamos de proveedor es necesario verificar que la fibra funciona igual.

Derivados de la celulosa

La celulosa presenta partes amorfas y partes cristalinas. Es posible separar las partes amorfas, mediante un tratamiento ácido, para obtener la llamada celulosa microcristalina. La celulosa microcristalina es de menor tamaño de partícula que las celulosas convencionales, por lo que fluye mejor cuando se transporta, y es más comprensible. Por ese motivo se usa mucho como excipiente en la industria farmacéutica, y algo menos en la alimentaria, posiblemente por su mayor coste frente a otras alternativas. Se ha estudiado su mezcla con otras fibras, como carboximetilcelulosa (CMC), para obtener geles de alta estabilidad, pero su aplicación en la elaboración de productos horneados es limitada. Sí que podría ser interesante su aplicación en algún tipo de crema o relleno, pero hay que valorar su coste, sus ventajas frente a otras alternativas, como el uso de almidones modificados, y las características organolépticas.

Uno de los problemas de la celulosa es su baja solubilidad. Para solventar este problema la celulosa puede ser modificada mediante procesos químicos, de manera que se unan a ella ciertos grupos químicos. Así si incorporamos grupos metilo tendremos metilcelulosa (MC). Si además de los grupos metilo incorporamos grupos hidroxipropilo, obtendremos hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). Y si incorporamos grupos metilo y carboxilo tendremos carboximetilcelulosa (CMC), entre otras posibilidades. La CMC es soluble en agua fría o caliente, pero MC y HPMC solo son solubles en agua fría, e insolubles en agua caliente. Estas fibras pueden tener un mayor o menor grado de polimerización y tamaño de las moléculas, lo que también influirá en sus propiedades. En general, las moléculas más grandes poseen un mayor poder espesante y una mayor capacidad de absorción de agua. Y también puede ser mayor o menor la inclusión de este tipo de moléculas en la estructura de la celulosa, lo que también modificara sus características, como sus propiedades gelificantes o espumantes. La verdad es que las posibilidades en cuanto a funcionalidad de estas fibras son muy amplias, y suele ser recomendable dejarse aconsejar por las empresas que las comercializan.

Quizás la fibra de este tipo que mayor éxito ha tenido en la elaboración de productos horneados es la HPMC. Esta fibra es casi imprescindible en la elaboración de panes sin gluten si queremos obtener un buen volumen y esponjosidad. Y hoy en día la mayoría de los panes sin gluten comerciales, a nivel internacional, incorporan esta fibra. Los motivos de su efecto positivo en estas elaboraciones no están del todo claros, aunque se apunta a la capacidad de estas fibras de gelificar en caliente. Lo que sí que es importante es elegir el tipo de HPMC adecuado. En primer lugar hay que escoger un HPMC de alto peso molecular, como la 4M o 15M. En la industria de elaboración de productos sin gluten se ha utilizado mucho la 4M, por estudios previos, pero últimamente hay empresas que se están animando a usar la 15M, por su mayor capacidad de absorción de agua. También es importante el tipo de HPMC. En el mercado hay HPMC tipo “E”, “F”, y “K”. El tipo “K” es el que se ha demostrado más efectivo a la hora de mejorar el volumen de los panes sin gluten. Este tipo presenta una menor proporción de grupos metilo que los “E” y “F”, y una proporción de grupos hidroxipropilo intermedia (los “E” la tienen mayor y los “F” menor). Como consecuencia de estos cambios el tipo “K” se solubiliza a temperaturas algo más altas (30ºC), y gelifica a temperaturas más elevadas (70-90ºC), formando geles menos fuertes que los obtenidos con los otros tipos. Además es más tolerante al azúcar y la sal. Todas estas propiedades hacen a los tipo K más aptos para los procesos de panificación.

Los panes sin gluten elaborados con HPMC tienen muy buen volumen, pero una textura muy seca, por lo que deben complementarse con otro tipo de fibra con una mayor capacidad de retención de agua. Si queremos utilizar otro derivado de la celulosa, se ha propuesto el CMC, pero hay otras alternativas interesantes, como la xantana, goma de guar o el psyllium.

Activación de las fibras

Algunas fibras se “activan” cuando sufren un cizallamiento fuerte. Cuando hablamos de “activar” nos referimos a que se estiran y se incrementa en gran medida su capacidad de absorción de agua, y su poder espesante. Un ejemplo de estas fibras es la fibra cítrica, o los geles elaborados con MC. Esta activación se puede conseguir con un molino coloidal, con un homogeneizador, o simplemente con un ultraturrax, aunque la efectividad de este último es algo más baja. En el caso de usar este tipo de fibras es conveniente considerar si es mejor incluirlas activadas o sin activar, ya que sus propiedades cambian.