República Bolivariana de Venezuela

Ministerio de Educación Superior

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Química

Cereales

INTEGRANTES

Br. Araujo T. Mychelth J.

C.I 20429145

Br. Baptista M. Ana F.

CI. 19643920

Mérida, Junio 2015

ContenidoCereales........................................................................................................................................................4

Importancia de los cereales en la alimentación...........................................................................................4

Tipos de cereales..........................................................................................................................................4

El amaranto..................................................................................................................................................8

Composición de los cereales........................................................................................................................8

Estructura de los granos de cereal.............................................................................................................11

Triticale.......................................................................................................................................................13

Nuevos cereales.........................................................................................................................................13

Canola........................................................................................................................................................14

Toxicidad de los cereales............................................................................................................................14

Toxinas producidas por hongos (micotoxinas).......................................................................................15

Ácido fítico.............................................................................................................................................15

Productos elaborados a partir de cereales.................................................................................................15

Almidón......................................................................................................................................................18

Polisacáridos constituyentes del almidón..............................................................................................18

Almidón modificado...............................................................................................................................19

Productos de almidón modificado......................................................................................................19

Gelatinización.........................................................................................................................................20

Retrogradación.......................................................................................................................................20

Proteínas en los cereales............................................................................................................................20

Enzimas..................................................................................................................................................21

Gluten.....................................................................................................................................................21

Gluten de alto y bajo peso molecular.................................................................................................21

Función de los lípidos en el gluten.....................................................................................................22

Grado de extracción de la harina de trigo..................................................................................................23

Harina de Trigo y sus tipos.........................................................................................................................23

Enriquecimiento de la harina.....................................................................................................................24

Panificación................................................................................................................................................25

Agentes leudantes......................................................................................................................................26

Leudantes Químicos...............................................................................................................................26

Polvo para hornear.............................................................................................................................27

Leudantes físicos....................................................................................................................................27

Leudantes biológicos..............................................................................................................................27

Agentes Oxidantes.....................................................................................................................................28

Pan con levadura y sin levadura.................................................................................................................28

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Envejecimiento del pan..............................................................................................................................29

Referencias Bibliográficas...........................................................................................................................30

Cereales

Los cereales son los frutos en forma de grano que crecen en las plantas de la familia de las gramíneas. Gramíneas, nombre común de una extensa familia de plantas con flor, la más importante del

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mundo desde los puntos de vista económico y ecológico. La familia contiene unos 635 géneros y 9.000 especies, y es la cuarta más extensa después de Leguminosas, Orquidáceas y Compuestas. A esta familia también se la conoce con el nombre de Poáceas.

Existen otros granos que, aunque no pertenecen a esta familia botánica, se incluyen en el grupo de los cereales por su forma de empleo. Tal es el caso del alforfón o trigo sarraceno, el amaranto, la canihua y la quinoa.

Importancia de los cereales en la alimentación

Históricamente, los cereales son los alimentos más importantes en la dieta humana y animal, debido a sus altas cualidades nutrimentales, ya que contienen hidratos de carbono, proteínas, sales minerales y vitaminas, nutrientes indispensables para el ser humano; además de bastante fibra. A diferencia de otros alimentos, los cereales pertenecen a un grupo de plantas de la familia de las gramíneas, presentes en prácticamente casi todos los países del mundo y se han constituido, desde siempre, en la base de la alimentación de sus pobladores.

El cultivo de cualquier cereal es relativamente sencillo y de bajo costo, por ello todas las civilizaciones que han habitado el planeta lo han tomado como fuente de vitaminas, minerales, proteínas, entre otros nutrientes. Los principales cereales que se consumen son el trigo, el arroz, el maíz, el centeno, la cebada, la avena y el mijo.

El desarrollo en la siembra de estos alimentos, se ha dado dependiendo de la ubicación, el clima, los tipos de tierra y los hábitos de consumo de los pobladores, que están estrechamente relacionada con su cultura. Así, el trigo se consume principalmente en los países de Europa y el Norte de América, el maíz en Norte, Centro y Sudamérica, el arroz en Asia, y en África además del mijo, también se consume trigo y ahora maíz. En el caso de avena y centeno su consumo es menor y su localización es más bien hacia los países del norte del planeta.

Se dice que un país bien alimentado consume poco más de 160 kilos por persona al año, a través de sus diferentes modalidades. Un país con deficiencias en la alimentación estará por debajo de los 90 kilos. Cabe destacar que su riqueza alimenticia, además de proteínas, vitaminas y minerales, está en su biodisponibilidad, y en sus muy variadas formas de prepararlos y de procesarlos.

Tipos de cereales

Las especies que caben dentro de esta categoría agronómica pertenecen en su mayoría a la familia Poaceae (gramíneas), cuyo fruto es inseparable de la semilla; sin embargo también se incluye a veces a plantas con semillas semejantes a granos que son de otras familias, como la quinua, el alforfón, el amaranto, el huauzontle o el girasol. Algunos autores llaman a estas últimas especies falsos cereales o pseudocereales. Las principales especies son: arroz, maíz, trigo, avena, sorgo, centeno, cebada, mijo.

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Amaranto

Este, si bien es una hierba se lo utiliza como cereal. Se les llama amaranto a las semillas de plantas con grandes hojas, altas y flores color rojo. Su sabor es similar al de la pimienta y su color, tostado. Se lo encuentra en forma de harina o copos y se lo utiliza como guarnición o para rellenar galletas, para preparar postres o productos de repostería.

Cebada

Es el cereal más cultivado después del trigo, arroz y maíz. Se cría en prácticamente cualquier clima y tiene un sabor ligeramente almendrado y dulce. El color varía desde moreno claro a marrón o púrpura. Se suele vender pelada y procesada y también en harina, lista para usar.

Trigo sarraceno

El trigo sarraceno realmente no es un cereal, sino una planta nativa de Rusia parecida al ruibarbo. Se cría muy rápido (unas 2 cosechas anuales), es muy resistente a las plagas y no necesita fertilizantes para crecer bien. Los granos son triangulares y se suelen usar como acompañamiento (cocidos) y como harina para preparar crépes y otros postres.

Farro

Es un cereal muy que se suele confundir con el trigo y la espelta por su forma y color. De hecho en EE.UU. se le conoce como un tipo de espelta o de trigo. Es un cereal con mucho salvado, que se suele eliminar al procesarlo, y que se suele procesar para producir cereales de desayuno y muesli. El farro integral tarda más en cocerse que el procesado y difiere mucho en color. Tiene una textura gomosa que le hace ideal para recetas de panes y polenta.

Maíz

Junto con el arroz y el trigo es el cereal más cultivado. Es una planta muy alta que produce mazorcas de colores que van del amarillo pálido al morado oscuro. El maiz es nativo de América y la mayor parte del maiz procede de EE.UU.

Hay muchas formas y colores de maiz, desde el maiz dulce al maiz blanco pasando por el morado y el redondo.

Semillas de lino

El lino es una planta nativa de Europa y Asia que se cultiva por sus semillas y sus fibras principalmente, altas en ácidos grasos omega-3 y omega-6. Como muchas otras plantas no es un cereal propiamente dicho, pero se suele usar como tal. Se suele usar como decoración de panes y en platos con otros cereales y ensaladas.

Kamut

El kamut es la marca comercial de un cereal egipcio considerado una especialidad. Son granos de 2 a 3 veces más largos que el trigo común, con un sabor que recuerda a la margarina y ligeramente

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almendrado. Se vende entero, en harina o en copos. El kamut es muy apreciado en sopas, ensaladas, pilafs o como guarnición.

Mijo

Es un conjunto de plantas con semillas pequeñas que se usan como cereales. El mijo ha sido una fuente alimenticia muy importante en Europa y Asia durante siglos y hoy en día es imprescindible en los países en vías de desarrollo.

Se cultiva en todo el mundo, por variedades dependiendo del clima, que puede ser de seco a tropical, siempre hay una variedad de mijo completamente adaptada.

El mijo tiene una textura crujiente y se consume como cereal, guarnición, polenta o como añadido a sopas y postres. Las semillas tostadas están muy ricas.

Avena

La avena crece muy bien en climas templados y fríos, y su color varía desde beige o gris a amarillo y negro. Cuando se procesa la avena se le quita el salvado pero se mantiene el germen. El salvado se suele vender aparte como complemento alimenticio. El grano se suele vender en copos como cereal, en muesli y entero.

Quinoa

La quinoa no es un cereal, pero sus semillas se usan como tal. La planta, que es de la misma familia botánica que la remolacha, produce cápsulas que contienen miles de semillitas que van de un color beige claro a casi negro. La quinoa puede crecer bien en suelos muy pobres y condiciones climáticas extremas, y era la semilla más importante de la civilización Inca.

Cuando se cuece en agua las semillas crecen mucho y se vuelven tiernas y sueltas.

Arroz

El arroz es el sustento básico del 50% de la población mundial. Se cultiva en deltas de ríos y en campos muy irrigados y encharcados. La mayoría del arroz procede de Asia y hay muchas variedades. Se encuentra integral, procesado, inflado, etc. El arroz procesado se cuece más rápiidamente, por lo que es el más popular. El arroz en ocasiones se enriquece con hierro, niacina, tiamina y riboflavina para ayudar a restaurar la pérdida de valor nutricional tras el procesado.

También se usa el arroz para producir aceite o vino.

Centeno

El centeno es uno de los cereales más usados en países del norte y este de Europa, sobre todo en Rusia, porque a pesar del clima frío se cría muy bien.

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El centeno se procesa de muchas formas, incluyendo en copos y harina fina. Sin cáscara se puede cocer, aunque requiere más tiempo de cocción que otros cereales (es mejor dejarlos reposar en agua toda la noche antes de cocinarlo).

El centeno se usa en guisos, platos con arroz y salteados de verduras. Los copos de centeno se cuecen mucho más rápidamente.

Sorgo

Es un cereal nativo de África aunque se cultiva en todo el mundo porque se adapta a casi cualquier clima. La planta es similar a la de otros cereales, alta y espigada, y los granos varían de color blanco a rojo dependiendo de la variedad.

El sorgo tiene un sabor dulce y almendrado que lo hace delicioso al vapor o añadido a las sopas.

Espelta

La espelta es un cereal muy parecido al trigo ampliamente cultivado en América que se suele hacer harina. Su sabor es más fuerte que el trigo y recuerda más a las avellanas. Va bien con salsas fuertes, con ajo y aceite de oliva principalmente.

Trigo

Junto con el arroz y el maiz, el trigo es uno de los cereales más importantes. El trigo además es principalmente cultivado para consumo humano. Hay miles de variedades que se cultivan en todo el mundo, aunque la mayoría en climas templados.

El trigo se categoriza según la dureza, el color del salvado y la temporada de cultivo.

Con el trigo se hace harina, salvado, sémola o se cocina el grano entero.

Arroz salvaje

El arroz salvaje no es un tipo de arroz, sino las semillas de una planta acuática comestible que crece en las zonas pantanosas de lagos y ríos. El arroz salvaje es nativo de América y algunas zonas de Asia. Se recoge de forma manual y su cultivo es más barato, pero necesita unas condiciones específicas para crecer apropiadamente.

El arroz salvaje tiene una textura más chiclosa, un color parduzco a casi negro y un sabor muy almendrado. Se puede encontrar en paquetes de 100 gramos a 1 kilo y se suele consumir como acompañamiento de arroz blanco, en ensaladas y como complemento de sopas. Se cuece muy bien en agua y al vapor.

Lágrimas de Job

Las lágrimas de Job o lágrimas de San Pedro son las semillas de una planta alta que se cultiva en Asia y África, pero es raro verlo en Europa. Se llaman así porque los granos son parecidos a lágrimas, una vez quitada la cáscara y pulidos. Se parece mucho a la cebada perlada y se prepara igual, cocida o al vapor.

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En Asia se consume bastante añadiéndolo a sopas y guisos, y en algunos países se hacen bebidas con ella, parecidas a la leche de soja.

El amaranto

El grano de Amaranto, al igual que la Quínoa, es considerado como un pseudocereal, ya que tiene propiedades similares a las de los cereales pero botánicamente no lo es aunque, en general, se les asocica a este grupo. El Amaranto es una planta que pertenece a la familia de los amaranthacea y al género Amarhantus. Su nombre científico es Amaranthus Spp.

El Amaranto es una planta de cultivo anual que puede alcanzar de 0.5 a 3 metros de altura; posee hojas anchas y abundantes de color brillante, espigas y flores púrpuras, naranjas, rojas y doradas. Esta es una planta dicotiledónea. Las ramas de forma cilíndrica, pueden empezar tan abajo como la base de la planta dependiendo de la variedad de ésta. La raíz principal es corta y las secundarias se dirigen hacia abajo, dentro del suelo. La planta de Amaranto tiene una panícula (panoja) parecida al sorgo con una longitud promedio de 50 centímetros a un metro.

Esta panoja formada por muchas espigas que contienen numerosas florcitas pequeñas, que alojan a una pequeña semilla, cuyo diámetro varía entre 0.9 y 1.7 milímetros, representa el principal producto de la planta de Amaranto con la que se elabora cereales, harinas, dulces, etc. Sus vistosas flores brotan del tallo principal, en algunos casos las inflorescencias llegan a medir entre 50 a 100 cm., las que pueden ser erectas, semierectas o sueltas. Cada panoja tiene flores masculinas y femeninas y se autopolinizan, como también lo pueden hacer mediante el viento. Los frutos contienen una sola semilla. Estas semillas tienen un diámetro que varía entre 0.9 y 1.7 milímetros y presentan una diversa gama de colores que van desde el negro pasando por el rojo hasta el marfil y el blanco. La cubierta de la semilla es brillosa y el embrión es de forma curva envolviendo al ensopermo. A diferencia de la quinoa, el Amaranto no tiene saponinas amargas.

Esta planta pertenece a la familia de las amantáceas, de rápido crecimiento, con hojas y tallos y flores moradas, rojas y doradas que crece en Perú y en las regiones altas de Ecuador, Bolivia y Argentina. El ciclo vegetativo del amaranto tiene un promedio de 180 días, desde que germina hasta que la semilla alcanza su madurez.

Alrededor de 1,200 especies aún se mantienen en los Andes. Generalmente se les distingue por la forma de la panoja, el color del tallo, el fruto y la semilla. La familia Amaranthaceae reúne cerca de 60 géneros y más de 800 especies cuyas características cambian notablemente, dependiendo del ambiente en el que crecen, lo que dificulta la identificación de la planta. Existen tres especies de amaranto que producen semilla y que, a su vez, son las más apreciadas:

Composición de los cereales

La composición química y riqueza nutricional de los cereales es, en general, bastante homogénea. El componente más abundante es el almidón, lo que hace que junto con las legumbres y las

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patatas, sean una de las fuentes principales de este polisacárido, aunque su contenido difiere de unos cereales a otros. Según las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el aporte energético de una alimentación equilibrada debe provenir como mínimo en un 55% de los hidratos de carbono, nutriente principal de los cereales.

Tabla 1. Nutrientes en los cereales

Hidratos de carbono

En su mayoría se trata de hidratos de carbono complejos que se absorben lentamente y, teniendo en cuenta que los cereales de desayuno se consumen generalmente a primera hora del día, permiten una liberación progresiva de energía manteniendo unos niveles constantes de glucosa en sangre por más tiempo.

El hidrato de carbono mayoritario en los cereales es el almidón, que constituye casi un 70% del peso seco y se localiza fundamentalmente en el endospermo. Los hidratos de carbono se encuentran en los cereales de desayuno y snacks en una proporción que oscila entre el 60 y el 90%.

Proteínas

En los cereales, el mayor contenido en proteínas se encuentra en la capa de aleurona y en el germen. El endospermo tiene menor cantidad, sin embargo, proporcionalmente aporta más, ya que la cantidad de endospermo que hay en un grano de cereal es mayor, por lo tanto las proteínas proceden mayoritariamente de ahí. Según su solubilidad, en la mayoría de los cereales se distinguen cuatro fracciones proteicas: las fracciones proteicas solubles en agua están constituidas por albúminas y globulinas, y las insolubles por prolaminas y gluteninas. En cuanto al valor nutritivo, la composición aminoacídica varía según el tipo de cereal, si bien el contenido de todos ellos en el aminoácido lisina es bajo, por lo que el aporte proteico es de calidad intermedia.

Lípidos

Los cereales poseen pequeñas cantidades de lípidos o grasas. El cereal que más lípidos contiene es la avena (6-8%) y son predominantemente insaturados. El resto de cereales no posee más de un 2%. Los lípidos insaturados han demostrado ser beneficiosos ya que su consumo ayuda a reducir el colesterol total y el LDL. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos grasos esenciales (linoleico y linolénico), que son aquellos que el organismo no puede fabricar y que tienen que ser ingeridos en la dieta.

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Los lípidos insaturados han demostrado ser beneficiosos ya que su consumo ayuda a reducir el colesterol total y el LDL

Los lípidos se encuentran predominantemente en el germen y en la capa aleurona. Los más abundantes son los triglicéridos, fosfolípidos y glucolípidos. Como componentes menores de la fracción lipídica de los cereales se encuentran pigmentos orgánicos como los carotenoides y la vitamina E o tocoferol.

Vitaminas

Los cereales contienen vitaminas del grupo B: tiamina o vitamina B1, riboflavina o vitamina B2, niacina o vitamina B3, ácido pantoténico o vitamina B5, piridoxina o vitamina B6, ácido fólico o vitamina B9 y cianocobalamina o vitamina B12, distribuidas por todo el cereal. El contenido en vitaminas es similar en todos los cereales, excepto en el caso de la niacina, que es muy superior en el trigo, aunque no está disponible biológicamente salvo en determinadas manipulaciones culinarias, como el calentamiento con cal, ampliamente utilizado en países de Centroamérica para la elaboración de masas de trigo y de maíz. Los copos de avena y los preparados de muesli son naturalmente ricos en vitaminas y, además, parte del aporte vitamínico deriva de que muchos cereales de desayuno y snacks se encuentran enriquecidos con una amplia variedad de vitaminas (especialmente vitaminas del grupo B y vitamina D), y contienen ingredientes como las frutas, con gran contenido en estos nutrientes.

Minerales

Los minerales más importantes presentes en los cereales de desayuno y snacks son el calcio y el hierro, aunque se presentan en cantidades diferentes dependiendo del tipo de cereal. Muchos de los cereales de desayuno y snacks disponibles están enriquecidos en minerales (mayoritariamente en hierro y calcio) y contribuyen a cubrir las CDR de éstos.

La fortificación con calcio en productos como los cereales de desayuno, que resultan agradables y de fácil preparación, es muy útil, ya que el consumo de productos lácteos es muy bajo en ciertos países o entre ciertos grupos poblacionales (mujeres mayores, adolescentes, mujeres embarazadas o en período de lactancia).

El hierro es especialmente importante entre los adolescentes, mujeres embarazadas y en período de lactancia, y en los deportistas. En estos grupos el aporte de hierro por parte de la dieta habitual puede resultar insuficiente, y por ello en ocasiones es necesario un aporte extra por medio de alimentos fortificados como los cereales de desayuno y snacks. Con respecto a este mineral, existen dos hechos relevantes: por un lado, los valores de deficiencia subclínica son muy elevados en mujeres que se encuentran en edad fértil y, por otro, es muy difícil encontrar alimentos procesados con hierro añadido debido a las dificultades tecnológicas que esto supone.

Fibra

Además, los cereales de desayuno y snacks se caracterizan por su contenido en fibra alimentaria, que contribuye a su efecto beneficioso sobre el control del peso y la absorción del colesterol. La fibra

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forma parte de la estructura de las paredes celulares, por lo cual es más abundante en los cereales que incluyen granos enteros (integrales), salvado o frutos secos (hasta 32 g/100 g).

Existen dos tipos de fibra:

La fibra insoluble se encuentra principalmente en cereales integrales y en los enriquecidos con salvado de trigo. La fibra insoluble facilita el tránsito intestinal. La avena, que se encuentra en ciertos cereales de desayuno y snacks, es una fuente importante de fibra soluble, que reduce la absorción de colesterol y glucosa en el intestino, contribuyendo a la prevención de enfermedades cardiovasculares y a controlar la diabetes.

La fibra presente en los cereales de desayuno y snacks a base de cereales es fundamentalmente fibra insoluble y en algunos casos supone hasta 32 g/100 g de producto. Un plan alimenticio rico en fibra puede ayudar a prevenir ciertos tipos de cáncer, mantener los niveles de colesterol bajos y controlar la diabetes.

Por todo lo anterior, los cereales de desayuno y snacks a base de cereales integrales y los ricos en fibra se consideran especialmente saludables, ya que contienen una extensa variedad de micronutrientes y oligoelementos que se pierden en el refinado. A la acción de la fibra en sí, se une la de los nutrientes presentes en la cáscara de los granos.

Estructura de los granos de cereal

Existen tres grande partes en todo grano de cereal: el endospermo, el salvado y el germen

1. Salvado o Cáscara.

Varios granos están revestidos de una cáscara o gluma, que contribuye a una mejor conservación. No hace parte específica del grano, pues son estructuras florales que encierran al grano y sirven de protección contra agentes externos, como insectos y la humedad. El saldo consta de dos partes: el pericarpio y el tegumento o testa.

A. El Pericarpio

Protege al grano contra el ataque de insectos y de las condiciones ambientales adversas. Consta de dos partes:

a. Parte externa: Constituida por tres tipos de capas. Epicarpio: Es una capa que forma una película, constituida por una pared de

células rectangulares, delgadas y largas. Mesocarpio: Constituido por células alargadas en el sentido transversal del

grano. Endocarpio: Capa constituida por células de paredes delgadas

b. Parte Interna: Conformada por dos tipos de células

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Células cruzadas. Agrupadas en capas de dos a cuatro células de paredes delgadas y ramificadas, con varios espacios intercelulares. Su función es evitar que el grano pierda peso; es decir, actúan como un protector de la humedad.

Células tubulares. Constituidas por células largas paralelas, no ramificadas. Poseen un gran espacio intercelular. Sirven de medio de conducción y distribución del agua que se absorbe a través del embrión durante el proceso de germinación.

B. Tegumento o testa

Es la capa delgada que cubre la semilla propiamente dicha. Está adherida al pericarpio que es difícil separarlos. El color de varios granos depende en parte de la existencia de pigmentos de estas capas celulares, como sucede con algunas variedades de trigo y sorgo.

2. El Embrión

Es el responsable de generar una nueva planta al germinar la semilla. Contiene un alto contenido de nutrientes, principalmente grasas, proteínas, vitaminas, azúcares y minerales. Es la parte más susceptible del grano, al ataque de microorganismos e insectos, que afectan la calidad del producto.

Está conformado por el escutelo y el eje embrionario, que está integrado por la radícula y la plúmula, que forman las raíces y la aparte vegetativa de la planta.

3. El Endospermo

Es el depósito de alimento para la nueva planta. Está compuesto principalmente por carbohidratos y en menor escala, por proteínas.

Está conformado por:

- Capa de Aleurona: Compuesta por una sola capa de células, a excepción de la avena con dos capas celulares, la cebada que tiene de dos a cuatro capas y el arroz que tiene seis.

- Endospermo córneo: Constituido por proteínas y gránulos de almidón.- Endospermo vítreo: Compuesto por paredes celulares, gránulos de almidón y proteínas.- Endospermo Harinoso: Se encuentra en la parte central del grano; su constitución es similar al

endospermo vítreo, con gránulos de almidón más grandes.

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Fig. 1. Estructura del grano de trigo

Triticale

El triticale es un cereal sintético obtenido a partir de la hibridación del trigo (principalmente variedades de trigo duro) y centeno. El objetivo inicial fue combinar el elevado valor energético y contenido proteico del trigo con la rusticidad agronómica y calidad proteica del centeno.

El contenido medio de almidón del grano es de un 58%, intermedio entre trigo y centeno, con un 23% de amilosa. Los niveles y tipos de fibra y de grasa son también intermedios entre ambos. De la misma forma, la incorporación de enzimas mejora su valor nutritivo y reduce los efectos negativos de la fibra soluble, en especial en piensos para aves.

El contenido proteico total del triticale es similar al del trigo, y, por tanto, superior al de otros granos de cereales. La proporción de albúminas y globulinas (27% del total de proteína) es casi tan elevada como en el centeno, y bastante superior a la del trigo, maíz y sorgo, mientras que la de prolamina (29%) es relativamente baja. Como consecuencia, la concentración de lisina es aproximadamente un 30% superior a la del trigo. La digestibilidad de los aminoácidos esenciales parece estar, sin embargo, más próxima al trigo que al centeno, por lo que la calidad proteica del triticale es superior a la media de los cereales de los que procede.

Como en el resto de cereales, su contenido en calcio es bajo y es relativamente alto en fósforo, potasio, zinc y manganeso. La disponibilidad del P es alta debido a la presencia de fitasas endógenas y se reduce considerablemente por efecto del granulado o del tratamiento térmico (>70 ºC).

Nuevos cereales

Cereales o seudocereales como quinoa, mijo, sorgo o amaranto están poniendo en jaque la hegemonía del trigo como principal fuente de hidratos de carbono en la dieta mediterránea, valorados por sus propiedades antioxidantes, su alto contenido el fibra y, sobre todo, por ser aptos para

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celíacos. Numerosos establecimientos ofrecen desde hace tiempo alimentos elaborados con estos cereales, y en los últimos años el abanico de este tipo de productos es cada vez mayor. Además de encontrarlos en grano o harinas, la oferta se completa con pan, pasta, galletas, bollería, cereales de desayuno, leche, e incluso hamburguesas vegetales o cervezas: productos que se pueden encontrar fácilmente en tiendas especializadas y que poco a poco también se van abriendo hueco en los supermercados.

La principal bondad de estos cereales es que no contienen las proteínas del gluten, lo que ha ampliado las opciones culinarias para quienes sufren celiaquía, una patología que afecta aproximadamente al 3% de la población. Sin embargo, Collar ha negado que, en contra de lo que algunos creen, que estos seudocereales o cereales alternativos tengan propiedades nutritivas superiores a los del trigo, ya que, "aunque sí es cierto que contienen mayor contenido en fibra, Omega 3 y polifenoles -con propiedades antioxidantes-, para que esos efectos sean patentes se deberían ingerir en cantidades muy superiores a las recomendadas".

Entre los nuevos cereales se encuentra el tritordeum, el cual es un cruce entre el trigo duro y una cebada silvestre, Hordeum chilense, originaria de Chile y Argentina. También está la espelta también llamada trigo verde o trigo salvaje, se trata de uno de los cereales que sí contiene gluten, aunque en menor proporción que el trigo común, por lo que generalmente resulta más fácil de digerir y personas con un grado leve de intolerancia al gluten sí podrán consumirlo.

Canola

El nombre Canola, deriva de la sigla CANadian Oil Low Acid. Estas semillas si bien tiene un origen europeo, es en Canadá donde se desarrollo su cultivo. Dentro de los cereales, la canola es conocida como la semilla del corazón, ya que a partir de ella se obtiene un aceite con propiedades cardiosaludables.

La canola  fue inventada por la industria canadiense de aceite en 1978. Los científicos canadienses modificaron genéticamente las plantas de colza con el expreso propósito de procesar el aceite para el consumo humano. Era barato y fácil de cultivar. En la década de 1970, las súper-empresas de alimentos buscaban sustitutos para las grasas saturadas, a las cuales se culpaba de las enfermedades cardíacas y otros problemas de salud, y Canadá se empeñó en cubrir la necesidad con aceite de canola. El aceite natural de colza es venenoso para los seres humanos y animales. Contiene altos niveles de ácido erúcico, que provoca lesiones del corazón y otros problemas. Las razones de la necesidad de cambiar el nombre para fines comerciales son evidentes. La colza se ha utilizado como una fuente de aceite durante miles de años en Asia y Europa, pero era el aceite prensado en frío, sin procesar.

Toxicidad de los cereales

Entre los tóxicos asociados con los cereales se encuentran principalmente las micotoxinas producidas por hongos, principalmente: Claviceps, Penilcillium, Aspergillus y Fusarium. También existe el

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riesgo de que algunos granos contengan concentraciones elevadas de ácido fítico, o bien, que presenten inhibidores de amilasas.

1. Toxinas producidas por hongos (micotoxinas)

Son compuestos derivados del metabolismo de hongos verdaderos (Eumicetos), conocidos como micotoxinas, y al trastorno ocasionado o enfermedad se le conoce como micotoxicosis. Diversas clases de hongos son capaces de proliferar en los alimentos, y producen metabolitos sumamente tóxicos para el hombre y animales que consumen estos alimentos contaminados. La presencia de toxinas en granos, requiere que éstos sean invadidos por el hongo contaminante bajo las condiciones adecuadas de humedad (actividad acuosa de 0.6) y de temperaturas de 0 a 30°C. Por lo general, se les relaciona con dosis bajas y prolongadas, ocasionando una toxicidad crónica. Debido a la gran variedad que presentan las micotoxinas, tanto en su estructura como sus efectos tóxicos, sólo se describen algunas de las más importantes según la especie que las produce: toxinas de Claviceps, Aspergillus, Penicillium, Fusarium, entre otros.

2. Ácido fítico

El ácido fítico se encuentra naturalmente en diferentes alimentos, principalmente en cereales, soya, zanahoria, etcétera, como un complejo de fitato-mineral-proteína, incluso se ha sugerido que también pueden formar complejos con los carbohidratos. Este compuesto decrece la unión de gastroferrina, por lo que disminuye la absorción del calcio, magnesio, fósforo, zinc y molibdeno en el intestino. Se ha demostrado que el pan integral puede llegar a contener ácido fítico cuando no se usan levaduras para su elaboración, ya que estos organismos poseen fitasas que se encargan de hidrolizar a los grupos fosfato.

Productos elaborados a partir de cereales

La harina es el producto obtenido tras la molienda de los granos de cereal. Al margen del grado de sofisticación del sistema empleado, la molienda suele realizarse mediante un sistema de rodillos que trituran y muelen los granos. La harina puede ser integral si incluye el pericarpio, capa de aleurona y, en algunos cereales, otras capas adheridas al pericarpio; o refinada sin estas capas, teniendo un contenido menor de fibra, minerales y un porcentaje mayor de almidón. Las harinas integrales presentan, evidentemente un mayor rendimiento.

El pan es elaborado a partir de harina de trigo aunque también puede elaborarse a partir de harina de centeno o partir de mezclas de harinas.

Los cereales inflados, esponjados o expandidos se basan en la eliminación repentina del agua, lo cual provoca la formación de burbujas de aire y un notable incremento del volumen. Este esponjamiento se puede lograr básicamente mediante tres procedimientos. Mediante aplicación repentina de calor a presión atmosférica (horno a 300°C) se logran productos que suelen mantener su integridad y aumentan 2-5 veces su volumen. Mediante cañones de esponjar también se mantiene la integridad del producto

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consiguiéndose aumentos de volumen muy superiores. En estos cañones herméticos los cereales son calentados a 200-425°C abriéndose posteriormente una válvula que comunica con una cámara de expansión que se encuentra a una presión menor, de forma que los cereales se expanden al salir disparados a esta cámara. Mediante la extrusión se obtienen cereales de desayuno esponjados, pero que no mantienen la integridad original del grano, ya que suele partir de una masa o sémola. Tras el amasado, cocción y moldeado en el extrusor, el producto se expande al pasar a un medio con una presión menor. Los cereales esponjados pueden ser tostados posteriormente. Al margen de su textura y forma de presentación, los cereales de desayuno tienen un contenido en agua muy bajo habitualmente inferior al 3% y, por lo tanto, por una larga vida útil.

La pasta se obtiene por desecación de una masa no fermentada elaborada con sémola, semolina o harina, además de agua, como ingredientes principales. Se suelen utilizar especies de trigo duro o semiduro, aunque también se utilizan mezclas con trigos blandos, en función del resultado buscado. Tras mezclar todos los ingredientes la masa semisólida resultante es sometida a extrusión a temperaturas moderadas (<50°C). El cabezal situado en el extremo del extrusor conferirá la forma y grosor deseado al producto, el cual experimenta una expansión limitada al salir del extrusor. De esta forma se pueden obtener multitud de formas de presentación (fideos, espaguetis, macarrones, pasta en espiral). Como el producto que sale del extrusor mantiene una cantidad de agua importante en torno al 30% es necesario un proceso de secado progresivo hasta reducir su contenido de agua al 12% aproximadamente.

La calidad de la pasta suele estar asociado a un alto contenido de proteínas, las cuales deben ser capaces de formar duranteel amasado y la extrusión una red que retenga otros componentes especialmente, el almidón.

A partir de los cereales se obtienen otros muchos productos de muy diverso tipo. El salvado de cereales es un producto resultante de la molienda de gran interés por su contenido en fibra. Del germen de maíz se obtiene aceite que, además de para cocinar, es utilizado para la elaboración de margarinas. Las típicas palomitas de maíz y muchos aperitivos o snacks se obtienen a partir de cereales mediante métodos de hinchado y extrusión similares a los citados para los cereales de desayuno esponjados. Las papillas de cereales son un alimento fundamental en la nutrición infantil.

A continuación se mencionaran algunos de los productos obtenidos a partir de cada cereal en específico.

a. Maiz

- A partir del maíz se elabora harina, la cual es idónea para el consumo cuando existen problemas de alergia o intolerancia al gluten.

- La mazorca de maíz y sus desechos, hojas, tallos y raíces contienen un líquido utilizado en la fabricación de fibras de nailon y algunos plásticos.

- El aceite de maíz, extraído del germen del grano, se consume para cocinar y en forma de margarina.

- Ha sido utilizado en diversos estudios científicos para nuevas fuentes de energía, muy rico en azúcar. A partir de él se obtiene un alcohol que se mezcla con petróleo para formar el llamado gasohol. Sus partes verdes secas son una importante fuente de combustible de biomasa.

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b. Arroz

- El grano de arroz moreno (con cascarilla) o pulido, se emplea para el consumo humano, para elaborar platillos variados combinado con otros alimentos (arroz con leche, arroz con carne, arroz con verduras, etc).

- A través del procesamiento del arroz se obtienen harinas, las cuales son utilizadas principalmente para atoles, bebidas, cereales infantiles, entre otros.

- La cascara y el germen se separan al moler el arroz para hacer harina para alimentación de ganado.

c. Avena

- Es consumida por los humanos en hojuelas, tiene propiedades importantes para la buena digestión.

- A partir del grano de avena se obtiene harina, la cual se emplea para preparar atol, cereal para desayuno, galletas, entre otras cosas,

d. Cebada

- Los granos de cebada se emplean como sustitutos del arroz, en sopas y guisos.- La harina obtenida en el molido se utiliza para hacer tortas, alimentos infantiles, harinas

compuestas y para ligar y espesar ciertos alimentos, mezclada con la harina de trigo se utiliza en la elaboración del pan de cebada.

- La cebada malteada, obtenida tras el remojo, germinación y tostado de los granos, se destina en mayor medida a las industrias alimentarías, se emplea en la elaboración de cerveza, whisky, ginebra, vodka y como sustituto del café.

e. Centeno

- Es el segundo cereal más utilizado a la hora de elaborar pan, siendo este es más denso y oscuro que el de trigo.

- El centeno posee una paja más resistente que la de otros cereales por eso algunos pueblos la utilizan para confeccionar trabajos entretejidos.

- Se emplea también como espesante de salsas, sopas, así como en la elaboración de algunas variedades de galletas y otros productos de repostería.

f. Trigo

- Casi todo el trigo se destina a la fabricación de harinas para panificadoras y pastelería.- Se usa también para fabricar cereales de desayuno - Se emplea en la elaboración de cerveza, whisky y alcohol industrial.- También es muy utilizado para la preparación de pastas.

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Almidón

El almidón es el principal polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales, y la principal fuente de calorías de la mayoría de la Humanidad. Es importante como constituyente de los alimentos en los que está presente, tanto desde el punto de vista nutricional como tecnológico. Gran parte de las propiedades de la harina y de los productos de panadería y repostería pueden explicarse conociendo el comportamiento del almidón.

Además el almidón, aislado, es un material importante en diversas industrias, entre ellas la alimentaria. La técnica para su preparación se conocía ya en el antiguo Egipto, y está descrita por diversos autores clásicos romanos. En esas épocas se utilizaba especialmente para dar sesistencia la papiro, y como apresto de tejidos. Actualmente la industria alimentaria es un gran consumidor, al ser el más barato de los materiales gelificantes.

A nivel mundial, son importantes fuentes de almidón el maíz, trigo, patata y mandioca. A escala local, o para aplicaciones especiales, se obtiene también almidón de la cebada, avena, centeno, sorgo, sagú, guisante, batata y arrurruz.

El almidón más importante desde el punto de vista industrial es el de maíz. Al año se utilizan unos 60 millones de toneladas de maíz para fabricar almidón, bien para su uso como tal o como materia prima para la obtención de glucosa y fructosa.

Polisacáridos constituyentes del almidón

Lo que llamamos almidón no es realmente un polisacárido, sino la mezcla de dos, la amilosa y la amilopectina. Ambos están formados por unidades de glucosa, en el caso de la amilosa unidas entre ellas por enlaces a 1-4 lo que da lugar a una cadena lineal. En el caso de la amilopectina, aparecen ramificaciones debidas a enlaces a 1-6.

Fig. 2. Molécula de Amilosa

La amilosa es una cadena teóricamente lineal, pero en la práctica existen algunas sustituciones iguales a las de la amilopectina, una cada varios centenares de moléculas, que no modifican sus propiedades. El peso molecular de las cadenas de amilosa es del orden de un millón.

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Fig. 3. Molécula de Amilopectina.

En la amilopectina, las ramificaciones aparecen cada 20 o 30 glucosas. Las cadenas de las ramificaciones se ramifican a su vez, y aunque la estructura no está totalmente aclarada, parece probable que se encuentren no ramificadas al azar, sino formando una estructura que podríamos llamar "fractal", alrededor de una cadena central, que es la única que tiene un extermo reductor. El resultado son moléculas enormes de un peso molecular entre 10 millones y 500 millones. En algunos almidones, como el de patata, la amilopectina tiene también algunos ésteres de fosfato.

Almidón modificado

Es un aditivo alimenticio que es preparado tratando almidón o gránulos del almidón, haciendo el almidón ser degradado parcialmente. El almidón modificado se utiliza como a agente de espesamiento, estabilizador, o emulsor. Aparte de productos alimenticios, el almidón modificado también se encuentra adentro productos farmacéuticos.

Debido a que la mayor parte de almidones no resisten mucho al calentamiento prolongado (esterilización de diversas conservas, platos cocidos con salsas, alimentos infantiles, etc.), se genera un estallido de los gránulos, una solubilización e hidrólisis parcial de las moléculas constitutivas y un descenso de la viscosidad.

Para evitar esto, el almidón es sometido a una modificación química consistente en reticulaciones. Una baja proporción de reticulación estabiliza el estallido de los gránulos hinchados y permite mantener una viscosidad elevada, mientras que una mayor proporción de reticulación, protege al almidón contra un calentamiento prolongado.

Así tenemos que el almidón modificado prolonga la vida útil de los alimentos, garantiza la calidad de los mismos al mejorar la textura, brindar un mayor sabor y resiste a los procesos de cocción o calentamiento. También se fabrican almidones de papa modificados para aplicaciones específicas que mejoran los rendimientos de papa natural.

Productos de almidón modificado

1. Quesos: Con la introducción de almidón de papa en reemplazo de la caseína hay ahorros importantes de dinero y no se requieren cambios al proceso de producción. Además de darle una excelente apariencia al queso y un mejoramiento en la firmeza.

2. Mayonesa y salsas: El almidón de papa actúa como un emulsificante. Con ese producto y el 80% del aceite vegetal se puede fabricar mayonesa o salsas para ensalada.

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3. Crema pastelera: El almidón usado para hacer crema pastelera otorga alta densidad, estabilidad al frío y controla la sinéresis.

4. Dulcería: el almidón junto con el azúcar actúan como fijadores de sabor.5. Carnes: el almidón incrementa de retención de agua. Estas carnes reciben el nombre de carnes

emulsificadas.

Gelatinización

Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría, pero pueden embeber agua de manera reversible; es decir, pueden hincharse ligeramente con el agua y volver luego al tamaño original al secarse. Sin embargo cuando se calientan en agua, los gránulos de almidón sufren el proceso denominado gelatinización, que es la disrupción de la ordenación de las moléculas en los gránulos. Durante la gelatinización se produce la lixiviación de la amilosa, la gelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo más o menos amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los que primero gelatinizan.

Los diversos estados de gelatinización pueden ser determinados utilizando un microscopio de polarización. Estos estados son: la temperatura de iniciación (primera observación de la pérdida de birrefrigerancia), la temperatura media, la temperatura final de la pérdida de birrefrigerancia (TFPB, es la temperatura a la cual el ültimo gránulo en el campo de observación pierde su birrefrigerancia), y el intervalo de temperatura de gelatinización.

Al final de este fenómeno se genera una pasta en la que existen cadenas de amilosa de bajo peso molecular altamente hidratadas que rodean a los agregados, tambien hidratados, de los restos de los gránulos.

Retrogradación

Se define como la insolubilización y la precipitación espontánea, principalmente de las moléculas de amilosa, debido a que sus cadenas lineales se orientan paralelamente y accionan entre sí por puentes de hidrógeno a través de sus mültiples hidroxilos; se puede efectuar por diversas rutas que dependen de la concentración y de la temperatura del sistema. Si se calienta una solución concentrada de amilosa y se enfría rápidamente hasta alcanzar la temperatura ambiente se forma un gel rígido y reversible, pero si las soluciones son diluidas, se vuelven opacas y precipitan cuando se dejan reposar y enfriar lentamente.

La retrogradación esta directamente relacionada con el envejecimiento del pan, las fracciones de amilosa o las secciones lineales de amilopectina que retrogradan , forman zonas con una organización cristalina muy rígida, que requiere de una alta energía para que se rompan y el almidón gelatinice.

Proteínas en los cereales

Los cereales son particularmente interesantes por su aporte energético, en forma de azúcares de descomposición lenta. También son una fuente de vitaminas y fibra dietética. Sus proteínas carecen de algunos aminoácidos esenciales pero proporcionan nutrientes escenciales para disfrutar de una vida sana.

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Enzimas

La harina de trigo tiene enzimas que modifican el almidón, la proteína y la fracción de fibra de la harina cuando el agua es añadida para hacer la masa. De igual forma, la levadura añadida también tiene sus propias enzimas y fermenta la maltosa y otros azúcares produciéndose dióxido de carbono que hace al pan aumentar de volumen. Las principales enzimas que están presentes en la harina de trigo son: Carbohidrasas, Proteasas, Lipasas, Oxidasas, a - amilasa, Endoproteasas, Estearasas, Lipoxigenasa, b - amilasa, Exoproteasas, Fosfatasas, Polifenoloxidasa, Enzimas desramificantes: Fitasa, Peroxidasa, Celulasas, Catalasa, b - glucanasas, Ác.ascórbico oxidasa, Glucoxidasas.

Las a-amilasas: proceden del embrión del germen o de las capas externas del grano y la harina de trigo es normalmente deficiente en ellas. Actúan sobre los enlaces de las cadenas de almidón, produciendo fundamentalmente dextrinas.

Las b-amilasas: proceden del endospermo y sólo pueden atacar al almidón si ha sido dañado. Forma la extensibilidad y elasticidad de la masa. Ambas enzimas, en el proceso de fermentación de la masa, actúan unidas, donde la enzima a - amilasa se ocupa de encontrar nuevos lugares de ataque para la enzima b - amilasa y así obtener maltosa, que constituye el principal producto de la degradación enzimática del almidón. Gluten

Gluten

El gluten es un conjunto de proteínas contenidas exclusivamente en la harina de los cereales de secano, fundamentalmente el trigo, pero también la cebada, el centeno y la avena, o cualquiera de sus variedades e híbridos (espelta, escanda, kamut, triticale...). Representa un 80 % de las proteínas del trigo. Está compuesto de gliadina y glutenina.

Es responsable de la elasticidad de la masa de harina, lo que permite que junto con la fermentación el pan obtenga volumen, así como la consistencia elástica y esponjosa de los panes y masas horneadas.

El gluten no es una proteína indispensable para el ser humano y puede ser sustituido sin ningún problema por otras proteínas animales o vegetales cuando es preciso realizar una dieta libre de gluten. Los alimentos vegetales que son fuentes útiles de proteínas son las legumbres, los frutos secos, las semillas y los cereales libres de gluten. En los últimos años, el contenido de proteína de los cereales menores y de los pseudocereales se ha investigado y se ha demostrado que es más alto y de mayor calidad nutricional en comparación con el trigo, tanto por la composición en aminoácidos como por la biodisponibilidad o digestibilidad.

Gluten de alto y bajo peso molecular

Las gliadinas y gluteninas son proteínas pertenecientes al grupo de las prolaminas, llamadas así porque contienen un gran número de restos de los aminoácidos prolina y glutamina y en conjunto forman el gluten. Se caracterizan por su solubilidad en mezclas de alcohol y agua (60-70 % de etanol o

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50% de isopropanol). Estas proteínas tienen propiedades fisicoquímicas diferentes debido a su distinta habilidad para formar polímeros. Mientras que las gliadinas son monoméricas (cadenas polipeptídicas simples), las gluteninas son poliméricas y están constituidas por dos tipos diferentes de subunidades: las de bajo y alto peso molecular. Estas subunidades se ensamblan en polímeros gigantes, estabilizados por puentes disulfuro que las mantienen físicamente unidas entre sí, formando enormes agregados de tamaño variable. Estas proteínas son las más grandes que se conocen en la naturaleza.

Los dos tipos de prolaminas del trigo le imparten diferentes propiedades a la masa. Las gliadinas son viscosas y le otorgan extensibilidad, lo que permite que la masa pueda estirarse, sin cortarse, al aumentar de tamaño durante la fermentación. En cambio, las gluteninas le confieren elasticidad (o sea, la capacidad de un cuerpo de retornar a su forma y tamaño original luego de haber sido estirado), evitando que la masa se extienda demasiado y colapse, ya sea durante la fermentación como en la etapa de cocción.

Puentes disulfuro

Un enlace disulfuro, puente disulfuro o enlace SS (enlace azufre-azufre) es un enlace covalente fuerte entre grupos tiol (-SH) de dos cisteínas. Este enlace es muy importante en la estructura, plegamiento y función de las proteínas.

El enlace puede producirse en una única cadena para formar un anillo o entre dos cadenas separadas para formar un puente intermolecular. Los puentes disulfuro ayudan a estabilizar muchos polipéptidos y proteínas.

Este tipo de enlace se encuentra presente en las estructuras terciarias de las proteínas; en las estructuras secundarias el enlace es por puentes de hidrógeno y en las estructuras primarias es por enlaces peptídicos.

Función de los lípidos en el gluten

Los lípidos forman parte del trigo en pequeñas proporciones 1,5-2,5% y están localizados principalmente en el germen y en la cubierta de la semilla. Aún siendo minoritarios, estos lípidos tienen efectos beneficiosos en el proceso de panificación. Muestran una composición casi equitativa de lípidos polares y no polares.

La estructura del gel del gluten ha sido relacionada con la interacción proteína-lípido. La adición de lípidos polares a harinas desengrasadas ha propiciado un aumento en el volumen del pan. Un efecto contrario se ha observado con los lípidos no polares.

En las harinas se pueden distinguir básicamente dos tipos de lípidos en o que a su papel en el proceso de panificación se refiere:

- Los lípidos enlazados dentro del gránulo de almidón con las cadenas helicoidales de amilosa, fundamentalmente monoacilos.

- Lípidos libres, fundamentalmente triglicéridos, glucolípidos y fosfolípidos.22

En el proceso de panificación los más importantes serán los libres y de ellos los polares ya que van a actuar como agentes humectantes facilitando la hidratación de la harina y la ordenación y deslizamiento de las moléculas de proteína durante el amasado. Los lípidos polares se unirán a la proteína formando una doble capa de la que los grupos polares de los lípidos se asocian con restos proteicos polares mientras que los grupos lipídicos apolares se orientan hacia el interior de esa doble capa.

Por otra parte el enranciamiento oxidativo de la fracción grasa produce un deterioro organoléptico de las harinas almacenadas, sin embrago en el proceso de panificación las oxidaciones que se dan en los lípidos de las harinas producirán compuestos, fundamentalmente carbonílicos, que influyen en las propiedades de la masa por formar enlaces cruzados y contribuyen al aroma característico del pan.

Grado de extracción de la harina de trigo

La harina obtenida a partir del trigo contiene una mayor o menor proporción del grano entero, y el resto, el desecho, es lo que se llama salvado.

Grado de extracción es “la proporción entero” que se usa para obtener la harina; por ejemplo, un 90% de grado de extracción, es que el cereal está entero en un 90%, y a medida que disminuye el grado de extracción, disminuye la cantidad de grano entero usado y por tanto aumenta el de salvado (o sea, el desechado).

En general, al aumentar el grado de extracción observamos cambios notables en las variables siguientes:

- El color de la harina tiende a oscurecerse- Crece la carga microbiana de las harinas y aumenta el riesgo deenfermedades en los productos derivados.- Aumentan los índices de: fibra, cenizas, grasas, proteínas y contenido en ácido fítico,- Disminuye el período de conservación de la harina.

Harina de Trigo y sus tipos

Aunque, cualquier producto procedente de la molturación de un cereal puede denominarse harina, nos referiremos exclusivamente a la procedente del trigo. Solamente, el trigo y el centeno producen harinas directamente panificables, para lo que es preciso la capacidad de retener los gases producidos durante la fermentación, que ocasiona el aumento del volumen de la masa.

De las harinas derivadas del trigo existen alrededor de siete tipos, cuyas características y usos explicaremos a continuación:

1. Germen de trigo: consisten en granos de trigo en estado embrionario, sometidos a un proceso de secado y molido grueso. En cuanto a su utilidad, suele emplearse en la elaboración de algunos

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panes, al natural o tostado. También se puede consumir combinado con leche en el desayuno o para realizar rebosados.

2. Harina de trigo integral: el grano de trigo entero, sin pelar, se muele para dar origen a este tipo de harina. Como es pegajosa y difícil de amasar, se suele combinar con otras harinas para emplearla en panadería, en la elaboración de panes campesinos, integrales, entre otros.

3. Harina de trigo panadera: derivada de la molienda del grano de trigo duro, sin cáscara ni germen. También llamada harina de trigo de fuerza, tiene un alto contenido en proteínas. Se emplea en la elaboración de panes de masa dura, como el pan campesino o las canillas (una adaptación venezolana de la baguette).

4. Harina de trigo todo uso: es el resulta obtenido de moler y blanquear el grano de trigo blando, sin cáscara ni germen. Es la más conocida y una de las más empleadas en las cocinas hogareñas. Ideal para preparar salsas, platos salados y dulces, en panadería y en pastelería.

5. Harina de trigo leudante: consiste en una mezcla de harina de trigo todo uso con levadura química. Por lo tanto, no es recomendable mezclarla con levadura biológica ni someterla a leudado, porque podría descomponerse. Normalmente se utiliza para panes sin leudado, tortas o tartas.

6. Salvado de trigo: consiste en las cáscaras de los granos de trigo molidas en finas hojuelas. Se suele emplear en panes integrales, panes dulces y en algunos platos salados.

7. Sémola: deriva de la molienda del grano de trigo durum, sin cáscara y blanqueado. Se usa para preparar pastas comestibles, como espesante en algunas sopas, para elaborar croquetas, etc.

Enriquecimiento de la harina

El enriquecimiento (o fortificación) consiste en aumentar de forma deliberada el contenido de micronutrientes esenciales, es decir, de vitaminas y minerales (incluidos los oligoelementos) en un alimento, a fin de mejorar la calidad nutricional de éste y de que resulte provechoso para la salud pública con un riesgo mínimo para la salud.

En el mundo se procesan anualmente más de 600 millones de toneladas de harinas de trigo y de maíz, que se consumen en forma de pan, fideos, tortillas y otros productos elaborados con harina, por lo que el trigo y el maíz son vehículos adecuados para el enriquecimiento. El enriquecimiento de la harina de trigo y de maíz procesada industrialmente, cuando se realiza adecuadamente, constituye una estrategia eficaz, simple y barata para aportar vitaminas y minerales a la dieta de grandes segmentos de la población mundial.

Se debe pensar en proceder al enriquecimiento de la harina de trigo y de maíz cuando en un país haya grandes grupos de población que consumen de manera regular harina producida industrialmente.

Las decisiones sobre los nutrientes y las cantidades adecuadas que deben añadirse han de basarse en una serie de factores, entre ellos, i) las necesidades y carencias nutricionales de la población; ii) el perfil de consumo habitual de la harina «enriquecible» (es decir, la cantidad total estimada de harina molida en molinos industriales de rodillos, de producción nacional o importada, que podría, en principio, ser objeto de enriquecimiento); iii) los efectos sensoriales y físicos de los nutrientes añadidos a

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la harina y los productos elaborados a base de harina; iv) el enriquecimiento de otros vehículos alimentarios; y v) los costos.

Panificación

Es el proceso más importante del empleo de las harinas de trigo para la alimentación humana. Objeto de numerosos estudios científicos y tecnológicos en aras de mejorar la calidad del pan. La harina de trigo tiene proteinas en su composición, estas desempeñan un papel fundamental en el proceso de panificación. Las proteinas pueden sufrir variaciones en función de la variedad, lugar de cultivo, tecnología de la molienda. Una harina panificable se puede considerar una mezcla de: almidón, electrolitos, agua, gluten. Las propiedades panificadoras dependen de la capacidad de embeber agua del hidrogel, en esto influyen la forma de maduración del trigo y el acondicionamiento de la harina. Para llevar a cabo la panificación se prepara una masa con harina, agua y NaCl a la que se añaden levaduras, esto provoca la fermentación de los azucares formandose CO2 que hace que la masa sea esponjosa. Esta masa esponjosa debe tener otra cualidad: elástica. La elasticidad depende: del número de partículas coloidales del gluten/unidad de masa y de la capacidad de hinchamiento del gluten.

El gluten tiene mayor capacidad de embeber agua, incluso el 200%. La mayor parte del agua que existe en la masa panaria está proporcionada por el almidón ya que presenta 4/5 partes. La capacidad del gluten para formar la red esponjosa está influido por el pH de la masa y la actividad proteolítica del encima. Una harina fresca pH: 6-6,2. El pH óptimo para la panificación es 5, esto significa que las harinas envejecidas son más aptas para la panificación ya que el envejecimiento acidifica. La viscosidad y elasticidad de la masa viene dada por: la cantidad de agua, temperatura a la que se amasa, tiempo transcurrido desde el amasado. En la elasticidad también influye el potencial redox del medio ya que influye en las proteinas: grupos SH libres potencial reductor, puentes S-S (disulfuro) potencial oxidante.

Los fabricantes diferencian entre harinas fuertes y blandas en función de su capacidad panificadora. Las harinas fuertes absorben mucha agua y dan masas consistentes y plásticas: panes de buen volumen, aspecto y textura satisfactoria. Las harinas débiles poca absorción, dan masas flojas con tendencia a fluir durante la fermentación, panes bajos, pesados y de textura deficiente. Son no panificables, por lo que son aptas para la elaboración de pan pero si para la elaboración de galletas y pastas alimenticias. Las harinas fuertes presentan una diferencia: la proteína glutenina. Sin embargo la gliadina es idéntica en ambos tipos. Las propiedades panificadoras están vinculadas a la retención de agua, fenómeno vinculado al endurecimiento del pan, en este fenómeno de endurecimiento influye también la transformación química del almidón, la forma alfa tiene alta capacidad para retener agua, la forma beta menor capacidad. la forma alfa es inestable y tiene tendencia a pasar a la beta. Esto se evita manteniendo el pan a temperaturas menores a -20ºC. A esta temperatura la transformación de la forma alfa en beta es muy lenta. En el pan también se da otro fenómeno, con el tiempo la corteza puede perder fragilidad: la corteza absorbe agua del ambiente. Una humedad superior al 75% perjudica enormemente a la calidad del pan, humedades menores al 65% la corteza pierde agua y se reseca.

En la panificación participan levaduras: fermentación de azucares. Pero la harina tiene pocos azucares libres. La actividad de los encimas diastáticos condicionan la fermentación. La actividad de los encimas varía con el pH y la temperatura.

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El proceso tecnológico comprende una serie de reacciones químicas que deben cuidarse si se quiere obtener pan de buena calidad:

1.- Tamiz. Antes de pasar a la mezcladora se debe tamizar la harina para eliminar cuerpos extraños.

2.- Mezclado y amasado. A la harina se le adiciona una cantidad de agua calculada a temperatura adecuada para la panificación y se procede al amasado. La finalidad es la homogenización, evitando las bolsas de gas

3.- Corte y moldeado de la masa

4.- Fermentación. A la vez que el agua hemos añadido la sal y levaduras. Normalmente levadura prensada, masas húmedas prensadas. Manteniendo la temperatura adecuada provoca la fermentación panaria. Actuan sobre la glucosa, maltosa y sacarosa, formandose CO2 y etanol. Durante el proceso el pH disminuye, el gluten se pone elástico y esponjoso y formará una red tridimensional que contiene CO2. Como productos de la fermentación también se forma: etanal, acetona, ácido pirúvico, hexanal, benzaldehido.

5.- Horneado. La función prinicpal es inactivar los encimas, paralizar la fermentación y reacción de Maillard.

Siempre ha preocupado la conservación del pan, el tiempo de cocción corto, masas poco esponjosas, harinas con altos índices de maltosa afectan desfavorablemente a la conservación; un bajo porcentaje de levaduras, un amasado intensivo a alta temperatura, tiempos cortos de fermentación, tiempos largos de horneado, favorecen la conservación. La congelación acelera el envejecimiento.

La harina recién molida no es la más adecuada para panificar. Es preciso que transcurra un tiempo de almacén, para que se produzcan cambios relacionados con la oxidación y que son beneficiosos para la panificación. Es necesario que toda la harina sea de una maduración uniforme. El tiempo que tarda una harina en madurar es variable. Depende de la aireación y de la temperatura ambiental. En los meses de invierno el envejecimiento es más lento. Un almacenamiento prolongado crea problemas económicos, se plantea por lo tanto la aceleración de la maduración.

Agentes leudantes

Los agentes leudantes son sustancias que provocan una reacción química que produce dióxido de carbono, que al calentarse, forma pequeñas burbujas que hacen que el producto “crezca” y se haga esponjoso.

En la elaboración de productos de panadería podemos clasificar a los agentes leudantes en tres categorías: Químicos, físicos y biológicos.

Leudantes Químicos

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Son compuestos químicos que actúan en presencia de líquidos y de altas temperaturas. Algunos reaccionan por la sola hidratación (con agua, jugos de fruta o leche); en estos casos, las masas deben hornearse en cuanto se terminan de confeccionar.

Otros en cambio, comienzan a desarrollar su poder leudante cuando entran en el horno, pues poseen componentes que se activan con el calor. Los más conocidos son el polvo de hornear, el bicarbonato de sodio, el bicarbonato de amonio y el crémor tártaro.

Polvo para hornear

Se trata de una mezcla de bicarbonato sódico con alguna otra sal ácida débil que al unirse en la preparación van a liberar dióxido de carbono (CO2), que es el gas que rellenará las celdillas. La mayoría de las levaduras químicas son de “doble acción” y provocan una primera reacción al mezclarse con los componentes de la masa y una segunda reacción, más visible, al hornearse.

Actúan rápidamente y no hay que esperar a que las masas leven. Con estas levaduras hay que usar harinas flojas (digamos las normales) o de repostería (no harinas de fuerza). Son las que se usan en bizcochos y magdalenas pero no son adecuadas para panes, empanadas, pizzas y cierta bollería. Su composición química es variable. Para una mejor distribución se tamiza junto con la harina. La dosis promedio es del 3% del peso de harina, es decir que para 500 g de harina se utilizan 15 g de polvo leudante. Esta proporción puede variar ya que una masa para tarta lleva una dosis mínima y un budín cargado de frutas requiere mucho más.

Leudantes físicos

Se considera un leudante físico, el aire que se incorpora a las masas al trabajar las sin agregado de sustancias, por la mera acción física de batir o amasar, lo mismo que el vapor de agua que se genera durante el horneado y tiende a escapar del interior de las piezas.

La fermentación se debe a la acción de la clara de huevo montada a punto nieve que se incorpora a la masa (fermentación mecánica con espuma) y por último existen productos en los que la fermentación se debe esencialmente a la evaporación y dilatación del agua emulsionada con grasas (como lo es el caso del hojaldre).

Leudantes biológicos

No todos los agentes leudantes son “levadura”. La diferencia principal entre levadura y otros agentes leudantes como el polvo para hornear es que la levadura es de origen orgánico y los polvos para hornear son de origen inorgánico. El leudante biológico más difundido es la levadura de cerveza, constituida por un microorganismo unicelular llamado Saccharomyces cerevisina. Se trata de un hongo, que bajo condiciones favorables, se reproduce y metaboliza los azúcares en dióxido de carbono y alcohol etílico y al transformar los azúcares en gas carbónico, producen la aireación de la masa. Este proceso que se denomina fermentación, requiere un tiempo, mayor que el que necesitan otros leudantes para actuar que es importante respetar.

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Durante el horneado el vapor se evapora, pero el gas carbónico queda atrapado en la red de gluten y da esponjosidad a la miga. Se activan con cierto grado de calor, pero no soportan temperaturas superiores a 55-60°C, por eso es importante disolver la levadura en líquidos tibios, no calientes.

Agentes Oxidantes

Los agentes oxidantes se utilizan con las harinas porque producen masas más fuertes, menos pegajosas y más resistentes a condiciones de estrés producidas en los procesos, como la división, el formato o la fermentación. Por otra parte, los oxidantes favorecen el aumento de volumen de las piezas dentro del horno y se obtienen así productos de mayor volumen, miga más blanca, alveolado más regular y corteza más uniforme.

Entre algunos agentes oxidantes se tiene

Bromato de potasio: Como mejorante de la harina (número E E924), pues fortalecía la masa y permitía que aumentase más de volumen. Es un agente oxidante, y bajo condiciones adecuadas, se empleaba para fabricar pan. Sin embargo, si se añade demasiado, o si el pan no se cuece durante bastante tiempo, o no se cuece a una temperatura suficientemente alta, queda una cantidad residual, que puede resultar perjudicial si se consume dicho pan.

Ácido ascórbico: Favorece la unión entre las cadenas de las proteínas por la acción del amasado, proporciona el gluten una vez agotado el oxigeno presente en la masa se reduce le ácido ascorbico lo que provoca un leve levantamiento del gluten al final de la fermentación facilitando una mayor expansión en el horno lo que se conoce como acción reductora. Si hay un exceso de ácido ascórbico se obtienen masas más elásticas, difíciles de formar (secas). masas de extensibilidad dificultad para su desarrollo en la fermentación y la cocción. panes de sección redonda con cortezas de color pálido.

Pan con levadura y sin levadura

Por mucho tiempo el pan ácimo (sin levadura) fue el único que conocía la humanidad; se preparaba con harina integral y se cocinaba poniendo la masa sobre piedras calentadas al sol o cenizas calientes.

Posteriormente el pan ácimo fue evolucionando hasta convertirse en muchas de las variedades de pan que conocemos hoy en día. Esa evolución se dio gracias a que se inventaron los hornos, se descubrió la levadura, las harinas comenzaron a ser refinadas y se incorporaron al pan nuevos añadidos como aceites, mantequillas, especias, etc. Sin embargo, actualmente muchas personas siguen elaborando el pan ácimo, bien sea por razones de sencillez (el pan ácimo es el más fácil de elaborar), por razones religiosas o de salud.

Como el pan ácimo se elabora con harina integral y sin grasas, resulta más saludable que los panes blancos que se elaboran con harinas refinadas, y que muchos panes integrales que recurren a grasas como aceite o mantequilla

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Los panes con levadura y sin levadura son nutricionalmente similares. El pan con levadura contiene levadura para hornear, polvo de hornear o bicarbonato de sodio, ingredientes que hacen que la pasta hierva y se levante y crean un producto ligero y aireado. El pan sin levadura es un pan plano, a menudo se asemeja a una galleta. Aparte del agente de fermentación, los ingredientes de los dos tipos de pan son similares. Las razones para elegir los panes sin levadura sobre el pan con levadura incluyen la observación religiosa y el tratamiento para la candidiasis.

Envejecimiento del pan

El envejecimiento del pan se refiere a los cambios indeseables que se presentan (además de la contaminación microbiana) entre el tiempo que pasa desde que el pan se elabora hasta que se consume. Comprendiendo los diferentes aspectos del envejecimiento y los factores que lo afectan, puede ayudar al productor a tomar las mejores decisiones en cuanto a las Fórmulas, Ingredientes y Empaques a utilizar.

El envejecimiento del pan tiene varios factores como son grado de cocción y lo fundamental el almidón con sus dos componentes la amilosa y la amilopectina, la primera causa actúa en la absorción del agua libre dependiendo de la temperatura de gelificación por la hinchazón de granos que son los que le dan la textura al pan. Al dejar el pan en un ambiente con bastante humedad, en este caso la amilosa comenzará con la retrogradación y por lo tanto los gránulos contendrán mayor porción de amilopectina la cual al absorber el agua que aun es posible comprometer además de la que puede ser obtenida de la humedad del ambiente se podrán formar nuevos enlaces puentes de hidrógeno los cuales producirán la cristalización de la misma provocando una textura reseca y dura por la falta de agua, es decir, forman zonas con una organización cristalina muy rígida, que requiere de una alta energía para que se rompan y el almidón gelatinice.

Cuando se disuelve el almidón en agua, la estructura cristalina de las moléculas de amilosa y amilopectina se pierde y éstas se hidratan, formando un gel. Si se enfría este gel ó si se deja a temperatura ambiente por suficiente tiempo, las moléculas se reordenan, colocándose las cadenas lineales de forma paralela y formando puentes de hidrógeno. Cuando ocurre este reordenamiento, el agua retenida es expulsada fuera de la red este proceso es conocido como sinéresis, se separan la fase sólida que son los cristales de amilosa y de amilopectina; y la fase acuosa el agua líquida.

La cocción del pan influye pues cuando el pan está mal cocido, la conservación en el refrigerador impide el movimiento de las moléculas de agua que están libres y el establecimiento de nuevos puentes de hidrógeno.

Al conservar el pan tapado, se aísla de la humedad del aire y se evita la penetración de moléculas de agua que formarían puentes.

Por el contrario, en un pan bien cocido, hay sólo los puentes de hidrógeno necesarios para asegurar la consistencia aspecto crujiente. Este pan se mantendrá fresco durante más tiempo, sobre todo si se conserva cerrado.

La incorporación de agentes emulsionantes o cambios en la formulación y elaboración permitirán una mayor resistencia superficial permitiendo una mejor textura, indicando el proceso puede ser

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retardado en limites propuestos por las reacciones, además se deben realizar observaciones y pruebas que permitan la reducción de la velocidad de este proceso cómo la vida de anaquel que es básicamente el almacenamiento.

Si el pan se vuelve a calentar se hace más blando y suave, esto hace que la amilopectina pase de un estado cristalino a un estado amorfo, pero el ablandamiento es temporal esto sería provocado por que el calentamiento provoca deshidratación que facilita la recristalización de la amilopectina y por consecuencia se obtendrá una nueva textura y ablandamiento además de que recobrarán propiedades visuales al pan fresco con la diferencia de que el nuevo envejecimiento será aun más rápido que el anterior teniendo un lapso de uso normal menor.

Las formas en las que se puede retrasar el envejecimiento por lapsos medianamente favorables son los emulsionantes que evitan la retrogradación rápida de la amilosa y permitiendo que la cristalización provocada por su gelificación permanezca durante más tiempo. Además se puede retrasar usando las temperaturas adecuadas en el almacenamiento a un temperatura promedio la cual debería ser la equivalente a la ambiente pero para completar el favorecimiento de este se deberán de utilizar envases que no permitan la exposición directa con la humedad y factores externos.

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