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Curso tecnologia de granos y cereales
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INTRODUCCION
El término molturación tiene su origen etimológico en el proceso de trituración del
trigo, transformándolo mecánicamente, por medio de dientes que ejercen presión sobre
los granos más gruesos, destruyendo su estructura, y consiguiendo harina en polvo en el
interior de los molinos tradicionales.
La extrapolación de este método mecánico de disgregación en partículas muy finas es
utilizado en la actualidad por potentes máquinas industriales dedicadas, por ejemplo, en
el caso de la molturación de arcilla y caliza, a la consecución de cemento en polvo
gracias a la combinación de distintas presiones y temperaturas muy elevadas.
La molturación es un proceso utilizado en sectores industriales muy distintos como
pueden ser: químico, farmacéutico, alimentación y a la reciente industria del tratamiento
de residuos.
MANEJO EN LA MOLTURACION Y CONSERVACION DE LA HARINA
1. El Trigo
Trigo (Triticum spp) es el término que designa al conjunto de cereales, tanto
cultivados como silvestres, que pertenecen al género Triticum; son plantas
anuales de la familia de las gramíneas, ampliamente cultivadas en todo el
mundo. La palabra trigo designa tanto a la planta como a sus semillas
comestibles, tal y como ocurre con los nombres de otros cereales.
El trigo (de color amarillo) es uno de los tres granos más ampliamente
producidos globalmente, junto al maíz y el arroz, y el más ampliamente
consumido por el hombre en la civilización occidental desde la antigüedad. El
grano del trigo es utilizado para hacer harina, harina integral, sémola, cerveza y
una gran variedad de productos alimenticios.
La palabra trigo proviene del vocablo latín Triticum, que significa quebrado,
triturado o trillado, haciendo referencia a la actividad que se debe realizar para
separar el grano de trigo de la cascarilla que lo recubre. Triticum significa, por lo
tanto, (el grano) que es necesario trillar (para poder ser consumido); tal como el
mijo deriva del latín milium, que significa molido, molturado, o sea, (el grano)
que es necesario moler (para poder ser consumido). El trigo (triticum) es, por lo
tanto, una de las palabras más ancestrales para denominar a los cereales (las que
se referían a su trituración o molturación).
2. Enfermedades del Trigo
El trigo es susceptible a más enfermedades que cualquiera de los demás granos y
en las estaciones húmedas las pérdidas más grandes se producen debido a la
patología de otros cereales que afecta a la planta de trigo.
La planta de trigo puede ser afectada principalmente por enfermedades
provenientes de bacterias, hongos, parásitos o por virus. El trigo además puede
sufrir del ataque de insectos en la raíz; también puede sufrir del ataque de plagas
que afectan principalmente la hoja o la paja (cascarilla del grano), y que
finalmente privan al grano del alimento suficiente; con mayor gravedad también
puede ser afectado por la Fusariosis, que es un efecto de la presencia de moho en
la espiga, la cual se manifiesta principalmente en la decoloración de la planta y
la Septoriosis, que es un hongo que aparece en las semillas y se extiende a las
hojas y el tejido verde de la planta.
En su almacenamiento, el grano de trigo también puede ser atacado por cuatro
tipos de plagas: los insectos (principalmente gorgojos y polillas), los
microorganismos (principalmente hongos y bacterias por efecto de la
temperatura y la humedad), los roedores y los pájaros, cualquiera de ellos puede
contaminar el producto e impedir su consumo.
3. La Harina
Harina (término proveniente del latín farina, que a su vez proviene de far y de
farris, nombre antiguo del farro). .
Es el polvo fino que se obtiene del cereal molido (Trigo) y de otros alimentos
ricos en almidón.
Se puede obtener harina de distintos cereales. Aunque la más habitual es harina
de trigo (cereal proveniente de Europa, elemento imprescindible para la
elaboración del pan), también se hace harina de centeno, de cebada, de avena, de
maíz (cereal proveniente del continente americano) o de arroz (cereal
proveniente de Asia). Existen harinas de leguminosas (garbanzos, judías) e
incluso en Australia se elaboran harinas a partir de semillas de varias especies de
acacias (harina de acacia).
El denominador común de las harinas vegetales es el almidón, que es un
carbohidrato complejo.
En Europa suele aplicarse el término harina para referirse a la de trigo, por la
importancia que ésta tiene como base del pan, que a su vez es un pilar de la
alimentación en la cultura europea. El uso de la harina de trigo en el pan es en
parte gracias al gluten, que surge al mezclarla con agua. El gluten es una
proteína compleja que le otorga al pan su elasticidad y consistencia. La harina de
trigo posee constituyentes aptos para la formación de masas (proteína- gluten),
pues la harina y agua mezclados en determinadas proporciones, producen una
masa consistente. Esta es una masa tenaz, con ligazón entre sí, que en nuestra
mano ofrece una determinada resistencia, a la que puede darse la forma deseada,
y que resiste la presión de los gases producidos por la fermentación (levado con
levadura, leudado químico) para obtener el levantamiento de la masa y un
adecuado desarrollo de volumen.
El gluten se forma por hidratación e hinchamiento de proteínas de la harina:
gliadina y glutenina.
El hinchamiento del gluten posibilita la formación de la masa: unión, elasticidad
y capacidad para ser trabajada, retención de gases y mantenimiento de la forma
de las piezas.
La cantidad de proteína es muy diferente en diversos tipos de harina. Especial
influencia sobre el contenido de proteínas y con ello sobre la cantidad de gluten
tiene el tipo de trigo, época de cosecha y grado de extracción.
A las harinas que contienen menos proteína - gluten se las llama pobres en
gluten, en cambio, ricas en gluten son aquellas cuyo contenido de gluten húmedo
es superior al 30 %. Harinas ricas en gluten se prefieren para masas de levadura,
especialmente las utilizadas en la elaboración de masas para hojaldre. Para
masas secas, en cambio, es inconveniente un gluten tenaz y formador de masa.
4. Clasificación de Harinas
Harinas de Fuerza
Las harinas de fuerza son indicadas para masa que deben fermentar y adquirir
volumen, especialmente si contiene grasas, la cual contrarresta las propiedades
de las proteínas, así que difícilmente fermentaría sin quebrarse.
Harinas flojas
Son las harinas de bajo contenido de proteína. Se emplea para aquellas masas
con poca elasticidad como por ejemplo bizcochuelos, fondo de tarta o tarteletas.
El residuo elástico de la masa puede solucionarse dando un previo descanso a la
masa en lugar frío.A este punto hay que hacer algunas precisiones... distinguir
entre una masa gasificada por fermentación como brioches, bollos, y una masa
gasificada por agentes químicos, llámese polvos de hornear o por un batido con
huevos, con incorporado de aire, como bizcochuelos, magdalenas, budines.
La harina que se puede comprar en el mercado es de una clasificación de cuatro
ceros (0000) y tres ceros (000). Las hay de dos ceros (00), un cero (0) y medio
cero (1/20). La composición química, ajustada por ley, tiene promedio un 70%
de almidón, un 10,5% de proteína, un 1,5% de grasa y un 15% de agua o
humedad, un 3, % de fibras, más una gama de minerales como potasio, ácido
fosfórico, sodio, etc.
La harina 000 se utiliza siempre en la elaboración de panes, ya que su alto
contenido de proteínas posibilita la formación de gluten y se consigue un buen
leudado sin que la pieza pierda su forma.
La 0000 es más refinada y más blanca, al tener escasa formación de gluten no es
un buen contenedor de gas y los panes pierden forma. Por ese motivo sólo se
utiliza en panes de molde y en pastelería, en batido de tortas, hojaldres, etc.
Según sea la tasa de extracción vamos a tener las diferentes clases de harinas. La
tasa de extracción de una harina se mide por la cantidad de kilos de harina que
obtenemos moliendo 100 kilos de cereal.
5. Composición Química de la Harina
El Almidón
Es el elemento principal de la harina. En estado natural en la almendra harinosa
del grano de trigo, se presenta bajo la forma de un polvo compuesto de granos de
tallos diferentes (de 11 a 14 milésimas de mm de diámetro).
El almidón no se disuelve en agua fría, ni en el alcohol, ni en el éter, por el
contrario, calentado a una temperatura entre 55º C y 70º C, los granos de
almidón estallan y se aglutinan, formando un engrudo.
Tres gramos de almidón absorben, aproximadamente, 1 gramo de agua.
En la elaboración del pan, el almidón proporciona gran parte de azúcares
simples.
Proteínas/El Gluten.
El gluten como tal, no existe en el grano de trigo. En estado natural, en la
almendra harinosa, se encuentran dos fracciones proteicas insolubles: la gliadina
y la glutenina, que asociadas con el agua forman el gluten.
La glutenina son cadenas proteicas con enlaces, que le dan a la masa la
consistencia y resistencia.
La gliadina son cadenas proteicas sin enlaces, que le dan a la masa la viscosidad.
Los Azúcares Simples.
Su porcentaje es reducido en la composición de la harina, pero su papel es muy
importante en el momento de la fermentación de la masa.
Materias Grasas
Las materias grasas, provienen de unos residuos de la cáscara del germen,
además, de localizarse en la almendra harinosa. El cualquier caso, los contenidos
de materia grasa en la harina son muy reducidos.
Un exceso de materias grasas en una harina, puede comportar problemas en su
conservación, pues el ácido producido por la materia grasa rancia, ataca al gluten
y lo degrada.
Materias Minerales
En la harina, las materias minerales son poco significativas en su composición.
No obstante, las más importantes son: el potasio, el fósforo, el magnesio y el
azufre (bajo la forma de sales).
El contenido en materias minerales aumenta con el grado de extracción de la
harina. La harina integral tiene un contenido superior que la harina blanca.
6. Propiedades Físicas
COLOR.
La harina puede ser blanca o de un color crema suave. Una coloración
ligeramente azulada es anormal y advierte sobre el inicio de una alteración.
Numerosas impurezas son producto de un nivel de extracción elevado o de un
mal acondicionamiento del trigo.
OLOR.
Una harina normal tiene un olor propio, ligero y agradable. Las harinas alteradas
poseen, por lo general, un olor desagradable.
SABOR.
Su gusto tiene que ser a cola fresca. Las harinas alteradas poseen un gusto
amargo, agrio y rancio.
GRANULOMETRÍA.
El grano de finura de la harina varía según los molinos, tan sólo la práctica
permite al panadero discernir al tacto la granulación de la harina. Una prueba
basada en tamizados sucesivos, permite separar las partes más gruesas, llamadas
redondas, de las más finas, denominadas planas.
Asimismo, puede utilizarse una prueba de sedimentación, basada en las
velocidades de decantación de las partículas, en las que son más gruesas (y por
tanto, las más pesadas) se depositan las primeras. Los resultados permiten
establecer una curva de granulación.
7. Propiedades Mecánicas
Cuando la harina se mezcla con el agua, se obtiene una masa que presenta unas
características variables según las propiedades de la harina y los componentes de
la fórmula usada para conseguir esa masa.
Una buena masa, presenta un equilibrio entre la tenacidad y la extensibilidad
(flexibilidad). La fuerza panadera de la harina, es el conjunto de propiedades
plastoelásticas, que se miden a través de la energía necesaria, para deformar una
cantidad de pasta determinada.
La noción de fuerza panadera, se utiliza para calificar el trigo, ya que un trigo de
fuerza dará una harina de fuerza. Esta fuerza se establece mediante el valor W
que se obtiene con el alveógrafo de Chopin.
Las propiedades plastoelásticas de la harina repercuten sobre su:
Absorción de agua (rendimiento). .
La manejabilidad (masas, grasas y pegajosas). .
La tolerancia de la masa (facultad de soportar mejor o peor los errores
que pueden cometerse durante el proceso de trabajo). .
Las propiedades del gluten (determinan en gran manera las
características plásticas).
Las propiedades fermentativas (que varían en función de las cantidades
que posea de azúcar simple, enzimas y de los gránulos de almidón
dañado, ya que las enzimas las ataca fácilmente).
8. Conservacion , maduración y almacenamiento
Las harinas almacenadas están expuestas a los mismos peligros que el trigo.
Estos peligros pueden ser los originados por:
Ataque de los insectos.
Infección por hongos.
Infección por bacterias.
Oxidación.
El contenido de humedad de la harina.
La harina madura, se diferencia de la recién hecha, en que tiene mejores
propiedades para su trabajo, mayor tolerancia en el amasado, produce piezas de
mayor volumen, con una miga de mejor calidad y una textura más fina.
El reposo de la harina debe hacerse con:
Una buena aireación. .
Una temperatura máxima de 28º C en el almacén. .
Una humedad máxima 75%. .
Los pisos de los sacos, no deben sobrepasar los 10 sacos de apilamiento.
Los sacos no deben reposar en el pavimento.
El almacenamiento y maduración a granel, tienen ventajas sobre el
almacenamiento y el reparto a sacos. El coste de la construcción del silo es
alto, pero el funcionamiento es bajo, debido a una mano de obra muy
reducida y un mejor aprovechamiento del espacio.
Las harinas bien conservadas, no tienen por qué tener problemas de insectos.
Por el contrario, si los silos no se limpian asiduamente y no se les efectúa un
escrupuloso limpiado y desinfectado con el empleo de productos idóneos
para la prevención de infecciones, al cabo de cuatro o cinco días las larvas
que eventualmente contiene la harina se desarrollarán, y pasados unos 30
días, estas larvas se convierten en mariposas.
Hay otros insectos que se adaptan muy bien a la humedad y calor de las
cámaras y silos. Estos insectos, se nutren de residuos de la elaboración y del
polvo de la harina.
9. Proceso de Molienda del Trigo
El trigo, se considera el mejor cereal de panificación, por la proteína que forma
su gluten, la cual permite a la masa formar una estructura celular estable por
fermentación o por gasificación química; así se puede obtener un pan de
estructura ligera y miga estable.
El proceso principal de las prácticas, consiste en tomar todas las medidas
encaminadas a conseguir harina, muy blanca y pura.
La cubierta de un grano de trigo, está compuesta por 5 capas, las 3 primeras
constituyen el salvado, que se separa del resto durante la molturación. La capa
más externa, es la epidermis, después viene el epicarpio, luego el endocarpio, la
testa, que es la verdadera envoltura del grano y es donde está el pigmento que da
color al trigo. La última capa es la aleurona, con células que contienen materia
proteica, sustancias grasas y minerales.
10. Molturacion
El Objetivo de molturación principalmente es la obtención de alimentos más
agradables, además de la separación de las partes anatómicas del grano.
Eliminación del salvado, germen y con ello la obtención de una harina más
palatable, mejor conservación pero menor valor nutritivo
11. Tipos de Molturación
a) Molturación húmeda:
Separación de sus componentes químicos, producción de almidón, Y
proteínas.
b) Molturación seca o molienda:
Producción de harina para panificación, obtención de harina, harinas finas,
residuos de harina (sémola, semolinas), salvado grueso, salvado fino y
deshechos de molienda
Consecuencia de la molienda: Ruptura de granos de almidón.
12. Procesos de Molienda
Uso de molino de rodillos
Objetivos:
Evitar la alteración de las cualidades del gluten
Dañar lo menos posible los granos de almidón
Extraer del trigo la casi totalidad de los elementos harinosos
Separar del grano todo el salvado y el germen.
Despues se lleva a cabo una trituración: 4-5 ciclos de trabajo de rodillos
estriados, después se hace pasar por tamices, en seguida por molinos de
rodillos lisos por tres ciclos y se obtiene la harina.
De acuerdo a la NTP las harinas de trigo corresponde al producto obtenido
por la molienda y tamizado de granos de trigo con un 73% de extracción
(harina de trigo fria para panificación).
Con las siguientes especificaciones:
humedad máxima 14 %
proteínas 9.5 %
cenizas max. 0.5 %
glutén húmedo 31.3 %
fibra cruda 0.2 -0.4 %
granulometría No debe reportar retención del tamiz
La cantidad de granos dañados de almidón es importante ya que una
excesiva de cantidad de gránulos dañados provoca un efecto perjudicial en el
pan.
PROPIEDADES REOLOGICAS DE LA HARINA
1. Definición de Reologia
Se define a la Reología a la ciencia dedicada al estudio de la deformación y el
flujo.
Varias son las razones para determinar las propiedades reologicas de los
alimentos; zona básica en la ingeniería de procesos para el diseño de plantas en
el cálculo de requerimientos de bombeo; para establecer las dimensiones de
tuberías y básculas; para realizar mezclas; además; se utilizan en el cálculo de
operaciones básicas de transferencia de calor, masa y cantidad de movimiento.
También se aprovecha para el control instrumental de calidad del material crudo
previo al procesamiento, de productos intermedios durante la manufactura, y de
productos finales después de la producción. Sirve para evaluar la calidad
preferida por el consumidor por medio correlaciones entre las medias reologicas
y pruebas sensoriales. Permite elucidar la estructura o composición de alimentos
y analizar los cambios estructurales que ocurren durante un proceso.
2. Equipos que miden las propiedades reologicas de la harina de trigo
En esta lección es importante presentar los equipos que miden las propiedades
reológicas del gluten de la harina de trigo: en el gluten las medidas reologicas
permiten predecir las características en el proceso y la calidad de las harinas,
además indican las propiedades plásticas de la masa.
A continuación se presenta un cuadro resumen de los equipos que se usan:
Equipos para determinar viscosidad
La viscosidad se puede definir como una medida de la resistencia a la deformación del
fluido. Dicho concepto se introdujo anteriormente en la de Newton, que relaciona el
esfuerzo cortante con la velocidad de deformación (gradiente de velocidad), Ramírez, J.
(2006):
Las unidades de viscosidad más utilizadas son los milipascales por segundo (mPa*s).
La siguiente tabla es una aproximación del valor de la viscosidad para sustancias muy
conocidas a temperatura y presión ambientales, Ramírez, J. (2006):
Fluidos
Viscosidad aprox
(mPas*s)
Vidrio 1043
Betún 1011
Miel liquida 104
Glicerol 103
Aceite de oliva 102
Agua 100
3. Calidad Reológica de la Harina
Calidad Reológica: Esta calidad se mide a través de análisis como la
determinación de proteínas, extracción de gluten, índice de sedimentación,
plasticidad de la masa a través del alveógrafo y la consistencia de la masa a
través del farinógrafo.
Proteínas: de la cantidad y calidad de estas depende la calidad panadera. Tal
como se menciona en la lección 19, se determina por el procedimiento de
Kjeldahl que valora la cantidad total de nitrógeno presente en la harina.
Gluten: la cantidad de gluten determina las propiedades de una harina. Un trigo
bueno debe dar un gluten correoso, de elasticidad considerable, su color varía
entre amarillo claro a amarillo oscuro.
Índice de sedimentación o Zeleny: Esta determinación indica la calidad y la
cantidad de las proteínas. Se mide el volumen de sedimento obtenido en una
probeta estándar, de una cantidad de harina puesta en suspensión en ácido láctico
y alcohol isopropílico. El resultado se expresa en mililitros. Si la sedimentación
es muy rápida indica que el gluten formado es de poca calidad, mientras que una
sedimentación lenta y con mayor esponjamiento indica un gluten de mejor
calidad.
Alveógrafo: El principio del alveógrafo consiste en reproducir a escala y en
condiciones experimentales definidas, el alveolo panario. Consiste en hacer una
masa a hidratación constante y posteriormente se somete a una deformación por
hinchamiento, con ayuda de aire soplado bajo ella, durante el proceso un
manómetro sincronizado registra las variaciones de presión dentro del alveolo
hasta la ruptura de la bola formada. Estas variaciones de presión son registradas
en una gráfica denominada alveograma. En la figura 27, se aprecian los
resultados de tres tipos de harinas.
Farinógrafo: mide la plasticidad y movilidad de la masa cuando se le somete a
un amasado continuo a temperatura constante. Se utiliza para medir la evolución
de la consistencia de la pasta durante un amasado intensivo. Permite medir la
duración óptima del amasado y la tolerancia del mismo. La información que
suministra la curva registrada por el farinógrafo es la siguiente.
Tiempo de desarrollo de la masa. Corresponde al tiempo necesario para alcanzar
la consistencia deseada en relación con la rapidez de formación de la masa. Este
valor nos permitirá diferenciar harinas de amasado lento o rápido .
Estabilidad. Corresponde al tiempo trascurrido entre el punto en que la parte
superior de la curva alcanza la línea de 500 unidades farinográficas y el punto en
que la misma parte superior de la curva cruza nuevamente la línea de 500
unidades (B en figura).
La estabilidad nos proporciona una indicación sobre la estabilidad de la
consistencia.
Grado de decaimiento. Es la magnitud de descenso de consistencia al proseguir
el amasado. Las harinas obtenidas de trigos de alto valor panadero presentan un
decaimiento muy poco importante, sin embrago, las harinas débiles presentan
importantes valores de D. Es la diferencia en unidades farinográficas entre el
centro de la curva en el punto de máxima consistencia y el centro de la curva 12
minutos después de este máximo. (D en la figura.)
Figura 28. Representación de un farinograma
BIBLIOGRAFIA
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2006/BUENOS_AIRES/1153/harina.htm
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/202015/202015/
leccin_54_equipos_para_evaluar_las_propiedades_reolgicas.html
http://alimentosdemetal.blogspot.pe/2009/05/ojetivos-de-la-molturacion-de-
cereales.html
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/232016/contLinea/
leccin_20_calidad_de_las_harinas.html
http://booksp.eu/index.php?newsid=365940
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