UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

IZTAPALAPA

CARRERA: BIOLOGIA EXPERIMENTAL. -

DE LA CALIDAD DE TRIGOS HARINEROS POR MEDIO

DE P R U E B A S F I S I C A S Q U I M I C A S Y

FECHA: 2 1 DE A B R I L DE 1 9 9 7 .

&UMNO: CARLOS G. PEREZ PLASENCIA.

MATRICULA: 8 9 3 4 0 3 5 4 .

MATERIA: PROYECTO TERMINAL DE I N V E S T I G A C I O N

ASESORES: M.en C . FERNANDO DIAZ DE LEON SANCHEZ.

B I O L . HECTOR IGNACIO GONZALEZ S.ANTOY0.

DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DE TRIGOS HARINEROS POR MEDIO DE PRUEBAS FISICAS,

QUIMICAS Y REOLOGICAS

CIMMYT

POR:

CARLOS G. PÉREZ PLASENCIA.

2

AGRADECIMIENTOS.

AI personal que trabaja en el Laboratorio de Calidad de Trigo en CIMMM;

en especial al Biólogo Héctor Gónzalez Santoyo, viejo amigo que hizó posible

la realización de este trabajo.

A la doctora Laura Pérez Flores jefa del Laboratorio de Fisiología Vegetal

de la UAM-I. AI M. en C. Fernando Díaz de León por los favores recibidos

3

iNDlCE

JUSTIFICACI~N

INTRODUCCI~N

OBJETIVOS

METODOLOGíA EMPLEADA

OBJETIVOS Y METAS ALCANZADAS

ANALISIS DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

LITERATURA CONSULTADA

5

7

15

16

23

24

33

34

35

4

DETERMINACIóN DE LA CALIDAD DE TRIGOS HARINEROS POR MEDIO

DE PRUEBAS FÍSICAS, QUÍMICAS Y REOL~GICAS

1 .- JUSTIFICACI~N

El trigo es uno de los cereales más cultivados en el mundo, representando el

29% de la producción total de cereales (FAO, 19136). Según la FA0 el área

promedio cultivada a nivel mundial para el trigo es de 235 millones de hectáreas

durante 1979-1981 y 229 millones de hectáreas en 1986. Aunque el área sembrada

ha disminuido un poco en este lapso de tiempo, la producción se ha incrementado

significativamente, aumentando de 443,5 millones de toneladas anuales durante

1979 - 1981 y 535.8 millones en 1986 (FAO, 1986). Este incremento en la

producción ha sido producto de la investigación cientifica.

El trigo es uno de los principales componentes de las dietas en el mundo

debido a su amplia adaptabilidad agronómica, facilidad de almacenamiento, y la

capacidad de la harina para producir una gama de comidas. La harina de trigo es

usada principalmente para la producción de alimentos homeados como pan,

galletas, pastelería, etc.; predominando su uso en la producción de pan,

principalmente porque la masa hecha de harina de trigo es cohesiva y viscoelástica

y por lo tanto tiene la capacidad de retener el gas generado durante la

fermentación en los procesos de producción donde se utilice levaduras. Sin

embargo diferentes variedades de trigo tienen distintas características para su uso

en la alimentación; es decir, existen variedades para determinado tipo de alimento

horneado.

Además de que las variedades de trigo tieneln características nutricionales

diferentes, sin embargo en países en vías de desarrollo como el nuestro no se tiene

un control sobre el tipo de harina de trigo que consume la población (4). Debido a

esto es necesario conocer las características físicas de la harina de trigo de la

variedad que será probada; pues se sabe que estas características están

relacionadas con la cantidad y calidad de proteínas que presenta el grano ( IO) . En

el presente trabajo se estudiarán estas características, para poder determinar en

trabajos posteriores cual es su posible uso comercial.

2.- INTRODUCCI~N

2.1 .- CLASES DE TRIGO Y TRITICALE

Botánicamente si bien se conocen unas 16 especies del genero Triticum, las

más difundidas son:T, aestivum (trigo para pan) de genomio hexaploide AABBDD,

apto para la panificación y T. durum (trigo fideo ó candeal), de genomio tetraploide

AABB, apto para la fabricación de fideos y pastas.

Actualmente, los fitomejoradores han obtenido por entrecruzamiento de las

especies Secale cereale X T. durum al triticale X de genomio hexaploide AABBRR y

de Secale cereale X T. aestivum al Triticale X de genomio octaploide AABBDDRR.

Estas nuevas especies de Triticale X tambien tienen la característica de formar

gluten. Comercialmente a los trigos se les clasifica por su época de siembra en

primaverales 6 invemales; por la textura del grano en duros o suaves y por el color,

en rojos o blancos (16).

2.2.- EVALUACIóN DE CALIDAD

El gluten es la masa viscoelástica formada cuando la harina es amasada bajo

una corriente de agua. Es un complejo formado principalmente por dos grupos de

proteínas: gliadinas y gluteninas, las primeras contribuyen principalmente a las

caracteristicas viscoelásticas del complejo de gluten. El gluten contribuye a las

propiedades viscoelásticas de la masa y es responsable de la variación en la

fuerza, tenacidad y extensibilidad de las harinas preparadas de diferentes

cultivares. Cabe considerar que el trigo es el Único cereal cuya harina tiene la

propiedad de formar gluten debido al agregado de agua y al amasado (5).

7

La fuerza de la masa, su tenacidad y extensibilidad son los principales

factores que controlan la calidad de la manufactura del pan, y la presencia o

ausencia de alguno de estos factores dicta el uso íinal de la variedad de trigo.

Estas características dependen principalmente del gluten y su valoración requiere

mediciones cuantitativas y cualitativas (1 5).

Para deteminar cuales son los parámetros de calidad que serán evaluados y

los metodos a usar, es importante definir los objetivos del análisis. Estos objetivos

son principalmente:

- Evaluación de la calidad de harina para un proceso de manufactura de pan

especifico

- Control de calidad para mantener uniforme la calidad de harina.

- Producción de diferentes tipos de trigo como opción alimenticia.

E n los primeros dos casos las propiedades funcionales como la fuerza de la

masa, tenacidad (6), extensibilidad absorción de agua, requerimentos de mezclado,

son importantes mediciones para el desarrollo de los procesos de producción de

pan; por lo tanto, las pruebas físicas de la masa (corno extensografía, alveografía,

mixografia) deben ser rutinarias para la evaluación de lotes comerciales de trigo

(1 5).

Las pruebas de panificación se usan para saber la calidad general de la

harina. Los trigos que producen un buen volumen de pan y una buena textura de la

miga, generalmente tienen un alto contenido de proteínas y gluten balanceado (9).

La calidad de panificación está influida por la combinación de los siguientes

factores:

8

- Sanidad del grano: enfermedades, crecimiento en diferentes tipos de ambientes.

- Proteína del gluten: cantidad del gluten, proporci6n de gliadinas y gluteninas,

presencia de subunidades de glutenina de buena calidad.

- Características de la molienda: tamaño de las partículas, refinamiento de la

harina.

- Características del amasado: tiempo requerido, tolerancia y manejo de la masa (2,

8).

Se han diseñado vanos instrumentos para evaluar las propiedades de la

harina. Dos que se emplean ampliamente son el extensógrafo de Brabender y el

alveógrafo de Chopin. En el extensógrafo una pieza de masa enrollada es estirada

hasta que se rompe; mientras se graba una curva llamada extensograma. En el

alveógrafo, una delgada pieza de masa es inflada hasta que la burbuja de masa se

rompe, mientras tanto se graba una curva llamada alveograma. Los extensogramas

y alveogramas producen información que pueden ser interpretados en terminos de

fuerza de la masa (área bajo la curva), resistencia a la extensión o tenacidad (altura

de la curva) y extensibilidad (longitid de la curva) Por conveniencia en facilidad de

operación y tiempo de prueba, el alveógrafo es utilizado más frecuentemente (14).

Harinas fuertes de trigo muestran grandes áreas ba.10 la curva; dependiendo de

cuanto descienda el valor de esta característica, una harina puede ser llamada

fuerte, intermedia ó débil. Además, harinas tenaces muestran grandes tasas de

extensibilidad/tenacidad; dependiendo de que tanto descienda el valor de esta

tasa, una harina puede ser llamada balanceada o extensible (7).

En el alveograma se pueden obtener el valor de W que corresponde al área

bajo la curva. Es una estimación de la fuerza del gluten y según Chopin, W es

proporcional a la deformación y al lapso que transcurre hasta la ruptura de las

láminas del gluten. Los diferentes tipos alveográficos según la fuerza del gluten

son:

fuerte: W > 300

intermedio: W = 200-300

débil w < 200

El valor P es la altura máxima de la curva . Colrresponde a la presión inicial

requerida para inflar la película y es una estimación de la resistencia que opone la

masa a ser extendida denominada tenacidad.

El valor G corresponde a la base de la curva y se denomina extensibilidad. La

extensibilidad es resultante de la propiedad que tiene el gluten para poder

extenderse y resistir a la deformación. Básicamente!, la extensibilidad del gluten

esta relacionada a la variedad de trigo y es un factor importante en cultivares. Los

diferentes tipos alveograficos para la relación P/G son:

Tenaz: PJG > 5

Balanceado P/G = 3-5

Extensible P/G < 3.

Los alveógrafos trabajan con muestras de harina de 50 ó 60 gramos. De

acuerdo a la humedad de cada muestra se detennina la cantidad de agua a

agregar. A su vez, de acuerdo a la altura del mixograma y al valor de

sedimentación, se determina que ajustes en cantidad de agua se deben hacer. Otro

factor que se tiene en cuenta para lo mismo es el valor de la dureza del grano (7).

Otro aparato de uso difundido es el mixografo de Swanson, el cual evalúa la

resistencia que ofrece la masa al amasado. Esta resistencia se registra en papel

cartográfico en movimiento , describiendo una gráfica denominada mixograma. El

porcentaje de proteína esta relacionado con la absorción de agua y tolerancia al

amasado, en concordancia con el volumen del pan. Este aparato ha sido utilizado

para estudiar los efectos de ingredientes afiadidos sobre las propiedades de

amasado, reología de la masa y control de calidad para evaluación de trigos duros,

suaves o cristalinos.

El tiempo de amasado se estima inicialmente en el mixograma y es el tiempo

que se requiere para dar a la masa una consistencia máxima (en la gráfica es la

altura maxima). Dicho valor se corrige posteriormente en la amasadora de pan al

dar un punto óptimo de textura de manera subjetiva ( I ) .

La absorción de agua se define como la cantidad de agua requerida para

obtener una masa de consistencia óptima. El nivel de esta agua esta influenciado

por vanos factores, el primero y el más importante es el contenido de proteína .

Otros constituyentes tales como las dextrinas, pentosanas y celulosa, tambien son

importantes, pero la importancia es poca debido a que se encuentran en pequeñas

cantidades (1 5, 17).

La producción de variedades de granos con calidad para manufactura de pan,

incluye dos fases, en la primera la búsqueda de las características deseadas en

1 1

poblaciones segregadas; en la segunda, se debe confirmar la presencia de los

tipos de calidad deseable en lineas avanzadas de la población (5).

Para la búsqueda de caracteristicas deseables en poblaciones, se utilizan

pruebas a pequeña escala para distinguir diferencias de calidad entre los diferentes

genotipos. Algunos de estas pruebas son la fermentación de Pelshenke, la prueba

de sedimentación de Zeleny, y la prueba de sedimentación con dodecil sulfato de

sodio (SDS) (9 ). Dado que la prueba de sedimentacitjn con SDS es más práctica y

sencilla, ha sido considerada como el test a pequeña escala mas utilizado; aunque

es afectado por las variaciones en el contenido de proteína (3).

Otro procedimiento relativamente nuevo para probar la calidad de harina de

trigo es el uso del test bioquímico electroforésis en gel de SDS-poliacrilamida (SDS

PAGE). Se ha observado por SDS-PAGE que las variaciones alelicas en

subunidades de alto peso molecular (HMW) de glutenina estan asociadas con la

calidad de la manufacura de pan. Así, ahora se sabe que algunas combinaciones

de las subunidades de HMW de glutenina estan relacionadas estrechamente a la

calidad del trigo (1 3).

Las masas hechas de harinas bien balanceadas (gran resistencia a la

extension) son fáciles de manipular y producen pan con migajas resistentes bajo

diferentes condiciones de manufactura (mezclado, manipulación, fermentación, etc;

mientras masas de harinas medianas tienen un uso más específico con respecto al

tipo de pan y proceso de manufactura (12).

12

La examinación de las relaciones entre sedimentación con SDS, W de

alveografo (Fuerza de la masa) y P/G (tasa de tenacidad / extensibilidad ) y

volumen de masa panificable, en varias poblacion,es producidas por CIMMYT,

muestran que valores W y P/G afectan en una forma similar el valor de

sedimentación con SDS y el volumen de masa painificable. Por lo tanto ambos

parámentros son usados extensivamente en CIMM’r7 como buenos estimadores

del potencial de manufactura de pan (5).

2.2.- CRITERIOS DE CALIDAD PARA LA MANUFACTURA DE PAN

Los principales factores que contribuyen a la calidad en la manufactura de pan

y que son inherentes a la harina de trigo, son la cantidad de proteínas y la calidad

de estas; ambos factores pueden diferir ampliamente entre las variedades de trigo.

La cantidad de proteínas es afectada principalmente por las condiciones de

crecimiento; es bien conocido que incrementos em la producción pueden ser

logrados por el aumento en la tasa de síntesis de carbohidratos y la consecuente

dilución de niveles de proteína en el grano. Por lo tanto, el aumento de la

producción de proteína en grano es un compromiso en CIMMYT. Los criterios de

calidad de proteínas estan relacionados con el gluten, la principal porción que

contiene proteínas en el grano de trigo (1 1, 15).

Aunque el proceso de manufactura de pan de una variedad de trigo está

controlado principalmente por la cantidad y calidad de proteinas presentes en el

gluten, puede ser afectado tambien por cambios que ocurran en el campo debidos

a las condiciones ambientales (daño del grano por congelamiento, calor, sequía,

13

exceso de húmedad, etc.); durante el almacenamiiento (crecimiento de moho,

ataque por insectos, etc) 6 durante la molienda (grado de daño en fécula, tamaño

de la partícula de harina, tasa de extracción de harina, adición de aditivos para

harina, etc.) (8).

Los tipos de pan consumidos alrededor del mundo son varios; segun Faridi,

pueden ser agrupados de acuerdo a su densidad en:

1.- Aquellos con alto volumen específico (Volumen/Peso) como el pan de cacerola

del Oeste

2.- Aquellos con volumen específico medio como los panes duros (Francés,

Italiano, etc.) y pan de centeno.

3.- Aquellos con bajo volumen específico como paries aplanados de Europa del

Norte, el Medio Este y en la península India.

La preferencia para uno o más tipos de pan e,n una población, depende de

hábitos culturales, como en el caso del chapati, un pan aplanado que ha sido

consumido en la India, Pakistán y Blangadesh desde hace miles de años;

condiciones economicas, como en países en vías de desarrollo cómo Perú y

Bolivia, donde debido a la carencia de fondos para producir o exportar trigo para

pan, los consumidores aceptan todos los tipos de pan que pueden ser producidos

sin considerar su calidad; la disponibilidad de trigo de calidad, por ejemplo, los

diferentes tipos de trigo producidos en Estados Unidos y Canadá no corresponden

siempre con el tipo de pan para el cual serán procesados. Por lo tanto, para

clasificar la calidad de una variedad de trigo es importante tomar en consideración

el tipo de pan y el tipo de proceso en la manufactura del pan involucrado; una

variedad disponible para el tipo Francés podría no ser disponible para pan de

hamburguesas (4).

14

3.- OBJETIVOS

3.1 GENERALES

3.1 .l.- Confirmar la presencia de los tipos de calidad deseable en los cultivares a

estudiar.

3.2 ESPECIFICOS

3.2.1.- Evaluación de la fuerza del gluten utilizando la prueba de sedimentación

con dodecil suifato de sodio.

3.2.2- Determinación del tiempo de amasado que nlecesitará la harina, por medio

del mixógrafo.

3.2.3- Evaluación de la fuerza del gluten, tenacidad y extensibilidad utilizando el

alveógrafo de Chopin

1 5

4.- METODOLOGIA EMPLEADA

4.1 PRUEBA DE SEDIMENTACIóN CON SDS.

4.1.1 .- EQUIPO Y REACTIVOS:

Probetas con tapón de 25 mL y graduación de 0.1 mL ó 0.5 mL.

Agitador tipo "vortex" de plancha que permita un hidratación rápida de la

harina.

Agitador oscilatorio que permita colocar las probetas en una base horizontal

con una velocidad de oscilación de 35 a 45 veces por minuto.

SOLUCIONES

1 .- Solución de azul brillante de Coomassie r-250 4mg/L.

2.- Solución de ácido láctico en agua: lb mL de ácido láctico al 85% más 80

mL de agua destilada.

3.- Solución de SDS al 2%.

4.- Solución de ácido láctico (17 mL de reactivo 2) más SDS (480 mL de

reactivo 3)

4.1.3.- PROCEDIMIENTO.

Pesar l g de harina integral en las probetas de 25 mL. Adicionar 6 mL de la

solución 1. Inmediatamente, agitar en el vórtex hasta humedecer totalmente la

muestra (2-4 seg.).

1 G

Iniciar el conteo del tiempo con un cronometro.

Realizar dos agitaciones posteriores a los 40 segundos y a los 4 minutos con

40 segundos.

5 segundos despues adicionar 19 mL de la solución 4; inmediatamente

colocar el tapón a las probetas y agitar en el agitador coscilatorio por 1 minuto.

A los4 minutos 45 segundos se adicionan 19 m1 del reactivo 4. Enseguida se

coloca el tapón a las probetas y se agitan en el agitador oscilatorio por 1 min.

AI minuto 6 de iniciada la determinación, se coilocan las probetas sobre una

base con fondo iluminado, dejando sedimentar las muestras por 14 minutos (es

decir, hasta completar 20 minutos desde el inicio).

Tomar la lectura del volúmen de sedimento con una aproximación de 0.5 mL,

al completar 20 minutos desde el inicio de la prueba

4.2.- METODO DEL MIXOGRAFO

4.2.1.- EQUIPO:

Mixógrafo con tazon de batido de 10 ó 35 g. (National Manufacturing Co. , 507

J St., Lincoln, NE68508-2935).

Tazón con fondo blanco para la estandarización del espacio libre entre el aspa

y el fondo del taz6n.

17

Pluma LeRoy No. 4 con reservorio para tinta de ‘1.875 pulgadas.

Molde para el alineamiento del aspa.

Balanza analítica.

Cronómetro.

El mixógrafo es un aparato con aspas giratorias que amasan un mezcla de

harina y agua, la cual se encuentra dentro del tazón. La resistencia de la masa al

movimiento de las aspas es registrado en el mixograma como una sene de picos.

La altura máxima de estos picos determina el tiempo de amasado.

4.2.2.- PROCEDIMIENTO

El procedimiento debe ser hecho a temperatura ambiente (25 F IOCJ. El

equipo, harina y agua deben de mantenerse en equilibrio con esta temperatura.

Con una espátula añadir la harina que sera amasada y que ya ha sido pesada

previamente, haciendo un orificio triangular en la harina al centro del tazón.

Con la ayuda de una pipeta autornatica añadir en el orificio triangular 20 mL

de harina. Inmediatamente colocar el tazón en posición sobre el mixógrafo, para

empezar a grabar el mixograma (antes de comenzar cada mixograma verificar que

la tinta de la pluma este fluyendo libremente); el cual debe tener una duración

mínima de 16 minutos para que sean grabados de tres a cuatro arcos; en este

punto se debe cortar el papel de mixograma.

4.3.- METODO DEL ALVEOGRAFO

1 8

4.3.1 .- EQUIPO Y REACTIVOS:.

Alveógrafo de Chopin el cual consiste de :

a) Mezclador de masa, con navaja mezcladora a una velocidad de 59 f I

revoluciones por minuto (rpm); con bureta graduada en porcentaje de

contenido de húmedad de 11.6 % a 17.8%

b) Cortador de masa

c) Grabador manométrico con tambor de grabado a velocidad lineal de 5.5

f O. I mmkegundo.

d) Escala de conversion y planimetro para interpretacion de alveogramas.

SOLUCIONES

Solución de NaCI. Disolver 25 gr de NaCl en agua desitilada y llevarlo a un

litro.

Aceite de parafina (parafina líquida ) con valor de ácido menor o igual a 0.05 y

viscosidad no mayor a 60 CP a 20 "C.

4.3.3.- PROCEDIMIENTO

En aparato debe de ser usado a temperatura constante entre 18 y 22 "C y a

una humedad relativa (RH) de 6915%.

Calibrar el alveografo con un flujo de aire hidros1:áticamente controlado el cual

debe pasar a través de la bureta de húmedad relativa del alveógrafo.

Colocar 60 gr de harina en el mezclador. Conelctar las aspas al reductor de

velocidad, que controla la velocidad de giro de las mismas. Encender el motor y el

19

cronómetro y añadir la cantidad de la solución de cloruro de sodio que se requiera

al tazón de amasado (esta cantidad es determinada por el contenido de húmedad

de la harina, la cual se encuentra especificada en la tabla de calibración). La

adición debe completarse en 20 segundos desde que se encendió la mezcladora.

Continuar con el mezclado durante 40 segundos más para completar un minuto.

Despues de este tiempo, se apaga la mezcladora y se quita la tapa; se retira

la masa que este adherida a las aspas con la espatula plastica devolviéndola al

tazón, esta operación debe ser completada en un minluto.

Depués de este tiempo, encender nuevamente l a mezcladora permitiendo que

la masa se bata durante seis minutos. Hecho esto se procede al aplanado de las

muestras.

Añadir dos volúmenes de aceite (los recipielntes vienen incluidos en el

aparato) en los recipientes de vidrio donde serán aplalnadas las muestas.

Despues de detener la mezcladora, abrir la ranura de extrusión. Encender la

mezcladora con dirección de rotación reversa, la masa saldrá en una tira. Cortar y

descartar los primeros dos cemtímetros de la banda d t = masa.

Cuando la banda de masa alcance la línea indicada por las pequeñas

muescas en el recipiente, cortar rapidamente la masa con movimientos hacia

adelante y hacia atras, utilizando un cuchillo ó espátula especial con navaja, las

muestras deben ser colectadas en los platos previamente aceitados.

20

Una vez que las muestras han sido colocadas sobre los platos aceitados; se

aplanan, para lo cual se debe utilizar un rodillo previamente aceitado. Moviéndolo

sobre la muestra de masa 12 veces, con tres movimientos rápidos hacia atras y

hacia adelante, seguidos de tres movimientos lentos sucesivamente.

Cortar los excedentes de las muestras de masa con movimientos limpios,

utilizando un cortador circular (indicados por las muescas que se encuentran en el

plato).

Inmediatamente colocar cada muestra en los platos de reposo del alveográfo

(a 25 k 0.2OC)., Comenzar la determinación 28 minutos después que se comenzó

con el mezclado de la masa; preparar el papel de colocándolo sobre el tambor de

grabado. Llenar la pluma con tinta, colocandola en la línea de cero. En el momento

en que la burbuja de masa comienza a ser infl~ada, el tambor de grabado

automaticamente rota; grabando así el alveograma

4.4.- MATERIAL BIOLOGICO.

Todas las líneas de cultivares empleados fueron proporcionados y crecidos en

los campos de cultivo del CIMMYT. A continuación se citan las líneas empleadas:

TUI, BOW/URES/KEA, GOV/AZ//MUS/3/DOD0/4/BOW, PRINIA, WUHlNEE5,

GANPRL, NANJlNG8611, TINAMOU, WUHAN, NING8675, SITELLA,

PAT24/ALD//DOVE/BUC, YANGMAI 4, YANGMAI 5, ZHENGZHOU 872,

SERVPG868.

21

Las líneas citadas arriba fueron crecidads en dos zonas geográficas

diferentes: Toluca, Méx. y Valle del Yaqui, Son.

LA METODOLOGíA ARRIBA SEÑALADA FUÉ REALIZADA EN SU TOTALIDAD

EN EL LABORATRIO DE CALIDAD DE TRIGO, EN LAS INSTALACIONES DEL

CIMMYT. TEXCOCO. ESTADO DE MÉXICO.

22

5.- ACTIVIDADES REALIZADAS

Búsqueda bibliográfica

Conocimiento del equipo utilizado

Determinacion de sedimentación por medio de SDS.

Detrminacion del tiempo de mezclado por medio del Mixográfo

Determinación de los diferentes valores obtenidos por el Alveógrafo de Chopin.

Colectas de campo (Toluca y Valle del Yaqui).

Presentación de Seminarios ante el personal que trabaja en el Laboratorio de

Calidad de Trigo del CIMMYT

Recopilación de los datos proporcionados por el Laboratorio de Calidad de Trigo

del ClMMYT

Análisis y discusión de los resultados

6.-OBJETIVOS Y METAS ALCANZADAS

S e cubrieron los objetivos que fueron planteados inicialmente, a pesar de que se cambió el enfoque original del trabajo; pues en un principio se planteó solamente la cqracterización de los tipos de calidad en los cultivares analizados con los métodos citados; ampliándolo posteriormente al análisis de la variación en la calidad del trigo dependiendo de las características agroclimatológicas del lugar dónde fué cultivado. Esto resultó en un trabajo más extenso y profundo que el planteado originalmente.

2 3

7.- ANALISIS DE RESULTADOS

La tabla 1 recopila todos los resultados importantes para la determinación de

la calidad del trigo; a continuación se cita el significado de la abreviaturas

utilizadas en el orden en que aparecen y las unidades en que se expresa dicha

característica. Como nota aclaratoria las abreviaciones provienen del significado

en inglés, aquí el significado se citará en español.

ABREV.

NUMERO DE ENTRADA ENTNO

CARACTERISTICAS

1

TESTWT

PROTEINA DE GRANO GRNPRO

PESO HECTOLITRICO KgIHI

I I

FLRPRO YO PROTEINA DE HARINA

FLRSDS mL SEDIMENTACION-SDS DE HARINA

ALVW

ALVEOGRAMA-PIG ALVPIG

ALVEOGRAMA-W

ALVPIL

S= Fuerte, MS= Medio fuerte, TIPO DE GLUTEN GLUTYP

ALVEOGRAMA-PIL

W=Débil, T=Tenaz, W= debil tenaz.

QUAGRP 1 - 4 . GRUPO DE CALIDAD I I

MlXTlM TIEMPO DE MEZCLADO

HMW-?A SUBUNIDADES 1A DE

GLUTENINAS

HMW-1 B SUBUNIDADES 1B DE ,

GLUTENINAS I

HMW-1 D - SUBUNIDADES 1 D DE

GLUTENINAS

! t

I I

! 1 I I

1

!

'N

-

0, d 3

1

! 3

? S

E

I

> . 1

>

u 3

T T

En la tabla 1 aparecen en negritas los Cultivares crecidos en el area agrícola

del Valle del Yaqui, Son., en cursivas aparecen los que fueron crecidos en Toluca,

Méx., en el período de verano 96. Es importante aclarar que una misma línea fué

cultivada en ambas regiones.

En esta tabla se observan los parámetros necesrios para establecer el grupo

de calidad al cual pertenecen cada una de las líneas' analizada. Algunos de estos

parámetros no fueron obtenidos en el presente trabajo, sino que se proporcinaron

por el Laboratorio de Calidad de Trigo del CIMMYT (marcados con * en la tabla 1).

Estos parámetros son peso hectolítrico, proteína de grano, proteína de harina y

subunidades de gluteninas. Fué necesaria la evaluación de dichas características,

además de los resultados obtenidos en el presente trabajo con el objeto de hacer

un análisis más amplio en lo que respecta a la calidad del trigo crecido en dos

zonas geográficas diferentes.

Los mejores grupos de calidad para panificación son el 4 y 1; de calidad

intermedia el 2 y los de menor calidad el 3 y - ( designando como - a los qltjvares

débiles -W- o débiles tenaces -W-).

FIG. 1 -- Peso hectolitrico (Kg/HI) de 10s cultiwares crecidos en el valle del Yaqui y Toluca.

80

8 70 ’ 60 p 50 w o 40

30 O

20 10

O

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE ENTRADA

OTOLUCA

YAQUl

La figura 1 muestra las variaciones del peso hectolítrico para las diferentes

cruzas y pedigrees que fueron crecidas en Toluca y el Valle del Yaqui. Los

factores que influyen en este parámetro son el tamaño del grano; húmedad del

mismo; uniformidad; pero el más importante es la densidad, pues un grano

“chupado” tiene menor peso hectolítrico que uno lleno. Es evidente que los

mayores pesos hectolítricos fueron obtenidos bajo cclndiciones demenor húmedad

(Yaqui). Estos repercuten en los rendimientos de molienda, pues a bajos pesos

hectolítricos disminuyen dichos rendimientos. Las diferencias observadas en las

diferentes líneas analizadas (número de entrada) son muy parecidas; sin

embargo,se presenta una mayor diferencia en las líneas 1 , 19 y 20.

FIG 2.- Porcentaje del contenido de Proteina en grano para cultivares crecidos bajo diferentes condiciones climáticas.

14

12

10

8

6 4

2

O

CI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE ENTRADA

Las figuras 2 y 3 muestran las diferencias en e l contenido de proteínas en

grano y harina respectivamente, para las regiones ya mencionadas. La cantidad y

tipo de proteínas presentes en la harina influyen en la calidad de la masa. Las

harinas con alto contenido de proteínas (alrededor de 12%) son generalmente

más adecuadas para la panificación y las de bajos niveles (alrededor de 9%) para

pastelería y elaboración de galletas.

E n la figura 3 se indica el parámetro de calidad en el contenido de proteína

en harina; es importante la diferencia observada en dicho contenido; pues

mientras los cultivares crecidos en el Valle del Yaqui alcanzan en su mayoría el

porcentaje óptimo de dicho contenido, los cultivados en Toluca estan en su

mayoría por abajo del parámetro.

77

". . . . .-

En el caso de la figura 2, se aprecia que las líneas que presentan una

diferencia mayor son 1, 3, 6, 1 O, 16 y 17. Mientras que para la figura 3 las

diferencas más altas se encuentran en las líneas 1, 3 , 13 y 17.

FIG. 3.- Porcentaje de Proteína en Hariina para ambas condiciones climáticas..

14 1 2

10

c1 8 6 4

2 o . . . . . . , , , . . . . . , , , , , . ,

%

1 2 3 4 5 E 7 8 9 10 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 NUMERO DE ENTRADA

La cantidad del contenido de proteínas depend~e de diversos factores, entre

ellos condiciones climáticas, fertilización, fuente de nitrógeno, cultivar analizado,

etc. Evidentemente en este caso la condiciones agroclimatológicas donde fueron

crecidos los diferentes cultivares, modularon la expresión de la cantidad de

proteínas. Sin embargo, las subunidades IA, 1B y 'ID de gluteninas expresadas

bajo ambas condiciones ambientales no se vieron modificadas (ver tabla I),

FIG. 4.- Cantidad de Sedimentos Obtenidos po,r Precipitación con SDS (mL)

mL

20

15

10

5

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NUMERO DE ENTRADA

La información que proporciona el método de sedimentación con SDS (fig. 4)

es en cuanto a la fuerza del gluten. Esta prueba les una medida que combina

calidad y cantidad de gluten; es decir, a mayor cantidad de sedimento, aumenta la

cantidad y calidad de proteínas que incide en el auimento en la calidad del trigo.

En la figura 4 puede apreciarse una mayor cantidad de sedimentos en las

muestras cultivadas en el Valle del Yaqui en comparación con las crecidas en

Toluca. Aquí las diferencias más altas se encuentran en las líneas 1, 2, 5, 7, 8, 11,

12, 14 y 15.

El área bajo la curva de las gráficas obtenidas en el alveógrafo de Chopin

proporcionan información acerca de la fuerza de la masa. Valores inferiores a 200

se relacionan con gluten débil; superiores a 300 se encuentran en tipos fuertes de

gluten; mientras que aquellos entre 200 y 300 son tipos intermedios de gluten. En

este caso, existe variación en los valores obtenidos, pues se esperaría (en

relación con los resultados anteriores) mayor fuerza de gluten para las líneas

cultivadas en el Yaqui. Sin embargo la evaluación de estas características de

manera aislada no proporciona un criterio en la determinación de calidad; más

bien debe considerarse la suma de diversos factores; que repercuten en la misma.

E n este caso, los valores proporcionados por el alveógrafo son la suma de

diferentes características físicas y químicas.

FIG 5.- AREA BAJO LA CURVA DEL ALVEOGFU"

.. 350 300 250 200 150 1 O0 50 O

YAQlJl

TOLUW

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 NUMERO DE ENTRADA

La figura 6 muestra los tiempos óptimos para e l mezclado de harina y agua

en el proceso de panificación; este parámetro es determinado por el mixógrafo de

Swanson e influye en la determinación del grupo de calidad.

Este parámetro es importante, pues el tiempo de mezclado esta en función

del porcentaje de proteína en harina, cantidad de c¿~rbohidratos y la absorción de

agua de la masa. A tiempos mayores, disminuye la cantidad de proteína y la

absorción de agua; es decir, este parámetro influye de manera inversa en el

grupo de calidad al que pertenezca la línea analizada.

En este caso las mayores diferencias se presentan en las líneas 1, 3, 4, 5, 10

y 13. Existe un comportamiento curioso con la línea 17 pues presenta un mayor

tiempo de mezclado el cultivar crecido en el Yaqui mientras que en los otros

parametros muestra en general mejor calidad calidad que su contraparte cultivada

en Toluca..

AI comparar los grupos de calidad (columna QUAGRP de la tabla 1) de las

distintas líneas, se observan diferencias en cuanto a la designación de dichos

grupos de calidad. Estas diferencias pueden dividirse! en dos:

1.- Líneas que muestran un mejor grupo de calidad al ser cultivadas en el

Yaqui (líneas 1, 3, 5, 7, 11, 12 y 20).

11.- Aquellas que no muestran diferencias en la determinación del grupo de

calidad (líneas 2. 4 6, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, l;7, 18 y 19).

En este caso los datos representativos para hacer el análisis del grupo de

calidad provienen de los valores aportados por el niétodo de sedimentación con

SDS y alveografo de Chopin (W, P/G, P/L) principalmente, aunque las otras

características (porcentaje en contenido de proteína, tiempo de mezclado, etc.)

influyen en la determinación del grupo de calidad.

El hecho de observar estas diferencias en el grupo de calidad de las líneas

analizadas nos alude a quela calidad no solo depende de las características

agroclimatologicas del lugar dónde son cultivadals, sino tambien a factores

genéticos que pueden influir en la determinación de dicho grupo de calidad.

Esto puede ser de suma importancia para la correcta selección de líneas

susceptibles de ser optimizadas en determinada zona geográfica.

La tabla 2 recopila los criterios para determinar el tipo de gluten y el grupo de

calidad asignado.

TABLA 2.- Parámetros utilizados para designar la cal’idad de trigo (QUAGRP)

GLUTYP

-6 .5 0.5-1-1 1.8-2.5 MS (medio

<0.5 >3.0 S (fuerte)

P/G P/L (alveográfo) MIXTIM

fuerte) I I W (galletero)

5.5-7.0 e o 0 - 4 . 8 W (débil)

5.5-7.0 <200 3 >I .2

WT (débil tenaz)

>I .2 5 . 5 - ~ . c ~ I

1.8-2.5

T (tenaz) >7.0 >200 Y PIG alta >I .2 1.8-2.5

9.- CONCLUSIONES.

E n un programa de análisis de la calidad de trigo es importante conocer las

características de las zonas geográficas dónde serán cultivadas las cruzas que se

deseen analizar, pues es evidente que dichas condiciones pueden influir en la

calidad final del trigo.

No es posible determinar por medio de pruebas aisladas las características

de calidad presentes en la harina de trigo, pues esta depende de diversos

factores.

Por medio de un análisis como el presentado en este trabajo, se puede

determinar con certeza el tipo de calidad que puedan presentar los cultivares con

posibilidades para emplearse en programas de optirnización en la producción de

trigo.

10.- RECOMENDAClONEiS

AI observar los patrones electroforéticos para la determinación de

subunidades de gluteninas se muestra que no existen diferencias en la expresión

genética de dichas características bajo diferentes condiciones ambientales. Sin

embargo sería interesante determinar en trabajos fut:uros si existen diferencias en

la cantidad de gluteninas; de ser así determinar córno afecta dicha cantidad en la

calidad final del trigo. Es lógico pensar que se encontrarían diferencias en la

cantidad de gluteninas expresadas, pues como se citó inicialmente, estas y las

gliadinas son el principal componente proteico del trigo.

11 .-LITERATURA

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-7 7

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