FINAL TESIS sayda - ITSON
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EFECTO DE DIVERSOS ADITIVOS SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS ALVEOGRÁFICAS EN HARINA DE TRIGO TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE Q U Í M I C O PRESENTA SAYDA ELENA GARCÍA VALENZUELA CD. OBREGÓN, SONORA. 04 DE MAYO DE 2005 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SONORA
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EFECTO DE DIVERSOS ADITIVOS SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS ALVEOGRÁFICAS
EN HARINA DE TRIGO
TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
Q U Í M I C O
PRESENTA
SAYDA ELENA GARCÍA VALENZUELA
CD. OBREGÓN, SONORA. 04 DE MAYO DE 2005
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SONORA
DEDICATORIAS
A Dios por haberme permitido finalizar mi carrera con éxito.
A MIS PADRES: Mario y María Elena, que depositaron su
confianza en mi para poder elegir la carrera que hoy termino y por
darme todo su amor.
A MIS HERMANOS: Que siempre me han ayudado a salir adelante.
A MIS ABUELITAS: Pita y Consuelo, por el gran cariño que nos
tenemos.
A MIS FAMILIARES: Mis tíos, tías y primos, a los Compadres y a
todas las personas que ya forman parte de mi familia, como mi
cuñada Vanessa, por todo el afecto y cariño que siempre me han
brindado.
A MI NOVIO: Por estar siempre conmigo apoyándome y dándome
su amor.
A MIS COMPAÑERAS Y AMIGAS: Lupita, Diana, Dalia, Ruth,
Helga, Iliana, Liliana, Verónica, Eva, Carmen, Gaby, Karlita, etc.,
por todos los bellos momentos que pasamos juntas a lo largo de
nuestro paso por el ITSON.
AGRADECIMIENTOS
A Dios, por darme la oportunidad de estar viva y de poder
disfrutar cada minuto de mi existencia, por todos los momentos que
pasé a lo largo de mi carrera y por que siempre he sentido tu
presencia junto a mi. Gracias por permitirme cumplir una meta
más en mi vida.
A mis Padres, porque gracias a ellos y a sus consejos he llegado hasta
aquí. Gracias por estar siempre conmigo, por su confianza y sobre
todo por todo su amor. Siempre los llevo en mi corazón. Los amo.
A Mi Novio, por ayudarme a poder terminar con éxito éste trabajo.
A la empresa MUNSA Molinos S. A. de C. V., Ing. Payan, Ing.
Álvaro Gutiérrez, Ing. Daniel Rentaría y M. C. Javier Delgado por
proporcionarme toda la materia prima para poder desarrollar éste
trabajo, por la confianza que me brindaron al permitirme visitar su
empresa y por todo el apoyo que me ofrecieron.
A mi asesora Dra. Dalia Sánchez, por su confianza y por todos sus
comentarios que ayudaron a realizar éste trabajo.
A mis revisores, Dr. Jaime López, Ing. Ernesto García y a M. C.
Javier Delgado, por cuidar cada detalle de éste trabajo y por
ayudarme a que saliera de la mejor manera posible. Gracias por
todo.
Í N D I C E
LISTA DE TABLAS……………………………………………………………... xi
LISTA DE FIGURAS……………………………………………………………. xii
RESUMEN………………………………………………………………………. xiii
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. 1
JUSTIFICACIÓN………………………………………………………………… 3
OBJETIVOS……………………………………………………………………… 5
HIPÓTESIS………………………………………………………………………. 7
I. REVISIÓN LITERARIA…………………………………………………….. 8
1.1 HARINAS PANADERAS………………………………………………. 8
1.1.1 Trigo ( Triticum )…………………………………………………. 9
1.1.1.1 Estructura………………………………………………... 9
1.1.1.2 Composición química…………………………………... 10
1.1.1.3 Variedades de trigo…………………………………….. 12
1.1.1.4 Molienda…………………………………………………. 15
1.1.2 Características físicas y químicas……………………………... 20
1.1.3 Clasificación……………………………………………………… 22
1.2 PROPIEDADES REOLÓGICAS DE LA MASA…………………….. 22
1.2.1 Definición…………………………………………………………. 22
1.2.2 Equipo para la evaluación……………………………………… 23
1.2.2.1 Farinógrafo……………………………………………… 24
1.2.2.2 Extensógrafo……………………………………………. 26
1.2.2.3 Amilógrafo……………………………………………….. 27
1.3 ALVEÓGRAFO…………………………………………………………. 28
1.3.1 Descripción del equipo………………………………………….. 29
1.3.2 Formación de la masa………………………………………….. 29
1.3.3 Alveograma……………………………………………………… 30
1.4 ADITIVOS……………………………………………………………… 31
1.4.1 Definición………………………………………………………… 31
1.4.2 Oxidantes………………………………………………………... 32
Página
1.4.3 Maduradores…………………………………………………….. 33
1.4.3.1 Blanqueadores………………………………………….. 33
1.4.3.2 Ácido ascórbico…………………………………………. 33
1.4.4 Emulsificantes…………………………………………………... 34
1.4.5 Enzimas………………………………………………………….. 35
II. MATERIALES Y METODOS…………………………………………….... 36
2.1 LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO……………………………… 36
2.1.1 Obtención de la muestra y de los aditivos……………………. 36
2.1.2 Descripción de los aditivos a utilizar…………………………... 37
2.2 EQUIPO…………………………………………………………………. 38
2.3 METODOLOGÍA……………………………………………………….. 39
2.3.1 Pruebas fisicoquímicas…………………………………………. 39
2.3.1.1 Determinación de humedad…………………………… 39
2.3.1.2 Determinación de cenizas……………………………... 40
2.3.1.3 Granulometría…………………………………………... 40
2.3.2 Ensayo alveográfico…………………………………………….. 41
2.3.2.1 Homogeneización………………………………………. 41
2.3.2.2 Amasado………………………………………………… 43
2.3.2.3 Extracción……………………………………………….. 43
2.3.2.4 Laminado y cortado…………………………………….. 44
2.3.2.5 Fermentación………………………………………….... 45
2.3.2.6 Obtención del alveograma…………………………….. 45
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………… 46
3.1 PRUEBAS FISICOQUÍMICAS……………………………………….. 46
3.1.1 Determinación de humedad……………………………………. 46
3.1.2 Determinación de cenizas……………………………………… 47
3.1.3 Granulometría……………………………………………………. 49
3.2 ENSAYO ALVEOGRÁFICO…………………………………………... 50
3.2.1 Consistencia de la masa al momento de su extracción…….. 50
Página
3.2.2 Datos obtenidos en el alveograma………………………………. 51
3.2.3 Precisión del método expresado como % coeficiente
de variación (CV)………………………………………………….
63
CONCLUSIONES………………………………………………………………. 65
RECOMENDACIONES……………………………………………………….... 66
BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………….. 68
DIGITOGRAFÍA……………………………………………………………….... 72
Página
LISTA DE TABLAS
Número Título Página
1 Constituyentes químicos del grano de trigo…………………. 10
2 Especies de trigo a nivel comercial en E.E.U.U…………….. 12
3 Tipos de trigo que se cultivan en México……………………. 13
4 Capacidad de molienda en México…………………………... 19
5 Producción de harina y sémola en México………………….. 20
6 Características químicas de las harinas panificables………. 21
7 Calidad de la masa según su índice de caída………………. 26
8 Aditivos para la harina de trigo……………………………….. 32
9 Aditivos y dosis a utilizar en el ensayo………………………. 43
10 Cuadro de adición de agua durante el amasado del ensayo
alveográfico……………………………………………………...
44
11 Contenido de humedad (%) de la harina con y sin
aditivo…………………………………………………………….
47
12 Contenido de cenizas (%) de una muestra de harina……… 48
13 ANOVA para el porcentaje de cenizas en las muestras
de harina…………………………………………………………
48
14 Tamaño de partículas (%) de la harina con respecto al
tamiz utilizado…………………………………………………...
49
15 Consistencia de la masa durante su extracción…………….. 50
16 Análisis de varianza para W y P/G con respecto al
aditivo....................................................................................
56
17 Media y desviación estándar de W según el aditivo
utilizado…………………………………………………………..
58
18 Media y desviación estándar según P/G y aditivo………….. 59
19 Análisis de varianza para W y P/G con respecto a
la dosis…………………………………………………………..
61
20 Coeficiente de variación (%) para la tenacidad (P) extensibilidad (L)………………………………………………..
63
LISTA DE FIGURAS
Número Título Página
1 Estructura del grano de trigo…………………………………. 11
2 Zonas de producción de trigo en México (cifras 2001)……. 15
3 Estructura y aprovechamiento del grano de cereal………... 16
4 Diagrama simplificado de molienda de trigo………………... 18
5 Farinógrafo Brabender………………………………………… 24
6 Farinograma……………………………………………………. 25
7 Amilograma……………………………………………………... 28
8 Etapas para la deformación de la masa y la obtención
del alveograma………………………………………………….
30
9 Alveógrafo NG de Chopin…………………………………….. 38
10 Termobalanza AD-4714………………………………………. 39
11 Determinación del contenido de cenizas de una harina…… 40
12 Sacudidor de tamices RX-86…………………………………. 41
13 Diagrama de flujo de un ensayo alveográfico………………. 42
14 Alveogramas de la harina con Probemul (PBM)…………… 52
15 Alveogramas de la harina con Extenso Mega (EM)……….. 54
16 Alveogramas de la harina con Carboximetilcelulosa
(CMC)……………………………………………………………
55
17 Comparación de alveogramas de harina con aditivos…….. 57
18 Relación de la fuerza de panificación (W) con respecto al
Aditivo……………………………………………………………
58
19 Relación de tenacidad e índice de hinchamiento (P/G)
con respecto al aditivo…………………………………………
60
20 Relación de tenacidad e índice de hinchamiento (P/G) con
respecto a la dosis……………………………………………..
61
21 Relación de la fuerza de panificación (W) con respecto a la
dosis………………………………………………………….…..
62
22 Alveogramas de las medias de la harina virgen……………. 64
RESUMEN
El trigo generalmente es transformado en harina, y ésta es destinada
principalmente a la fabricación de pan, galletas, pasteles, tortillas, pastas para
sopa y otros productos, por lo que muchas veces es necesario adicionar
mejoradores a la harina para obtener productos de óptima calidad.
El contenido del presente trabajo se encuentra seccionado en 4 partes en las que
se muestra en forma clara la importancia de la harina de trigo, así como también
los distintos aditivos que se utilizan en la industria molinera para enriquecer la
harina y proporcionar mejores características reológicas, destacando las
características alveográficas.
En el capítulo I, se muestra la importancia de la harina panadera, la definición de
trigo, su estructura, composición química y sus variedades. La producción de
harina y su proceso de molienda y las características físicas y químicas de la
harina.
En el capítulo II, se presentan las propiedades reológicas de la masa, su
definición, el equipo para su evaluación, como lo son el farinógrafo, extensógrafo
y el amilógrafo.
Dentro del capitulo III se muestra la importancia del alveógrafo, que es el equipo
con el cual se desarrolló el presente trabajo, su descripción, la formación de la
masa y la obtención del alveograma.
También, en el capítulo IV se presentan los aditivos, su definición, sus tipos,
oxidantes y maduradores como blanqueadores y el ácido ascórbico;
emulsificantes y enzimas, de las cuales la amilasa es la de principal uso para
mejorar las características de los productos elaborados con la harina de trigo.
Al finalizar se muestran la metodología, los resultados y discusión, así como
también las conclusiones y recomendaciones que se obtuvieron. Todos estos
datos brindan información y ayudan a realizar futuras investigaciones sobre el
tema.
INTRODUCCIÓN
El trigo (Triticum) es, desde la prehistoria el más importante de los cereales,
debido a su adaptación a todo tipo de terreno y a diferentes climas. Actualmente
se vienen cultivando cerca de diez especies de este género, pero sólo dos de
éstas presentan interés desde el punto de vista comercial: el Triticum aestirum y
el Triticum durum.
El trigo generalmente es transformado en harina. El Triticum aestirum o trigo
blando, se muele con el fin de producir una harina que se emplea para la
confección de pan, tortas, galletas o productos similares; en cambio, el Triticum
durum o trigo duro se emplea principalmente como sémola para la producción de
pastas alimenticias (Quaglia, 1991).
La aceptación de un alimento por el consumidor depende de muchos factores,
como el color, aroma, sabor, textura y valor nutritivo, entre otros. Cada
componente del producto influye en alguna medida en estas características; sin
embargo, en ocasiones este efecto necesita ser reforzado con el fin de obtener
mejores propiedades, por lo que se utilizan los mejoradores o aditivos del pan
(Badui, 1993).
Las propiedades reológicas de la masa juegan un papel importante en la calidad
del producto y es necesaria su determinación para poder prever el
comportamiento de los distintos tipos de harinas durante el proceso de la
panificación.
Una indicación la da el método de “Falling Number” aplicado a los análisis de la
harina de trigo blando, que proporciona una indicación importante sobre el estado
de conservación del trigo, de la fermentación de la masa y de la calidad de la
miga del pan obtenido. Para evaluar la calidad del trigo blando los aparatos que
fundamentalmente se utilizan son el farinógrafo, el extensógrafo, el amilógrafo, el
alveógrafo y el madurógrafo. En éste trabajo se utilizará el alveógrafo de Chopin.
Para la utilización del alveógrafo, la masa se elabora formando pequeños discos
redondos, planos, que se ponen sobre una plancha donde se le inyecta aire a
presión, y se forma una burbuja hasta llegar al punto de rotura. Finalmente se
obtiene un gráfico llamado alveograma, en donde la longitud de la masa expresa
la estabilidad de la muestra, mientras que la altura expresa la resistencia de la
misma.
Todas las pruebas antes mencionadas, ayudan a obtener datos acerca de la
calidad de una harina. La cuál se puede definir, como su capacidad para dar un
producto final de excelentes características organolépticas como el sabor y el olor,
de buen valor nutritivo y de costo competitivo (Quaglia, 1991).
2
JUSTIFICACIÓN
El consumidor de los productos hechos a base de harina de trigo, busca que
éstos presenten una óptima calidad organoléptica, como los son el color tostado
de los panes, una miga aceptable y un olor apetecible; así como también un buen
valor nutricional.
Es importante la realización de pruebas reológicas a las harinas de trigo, con un
alveógrafo, porque por medio de él se obtienen gráficos llamados alveogramas,
en los cuales se pueden observar los distintos comportamientos de las harinas.
En base a lo anterior, las industrias dedicadas a la elaboración de productos de
panificación, deben de conocer las características que la harina de trigo debe
presentar, de tal manera que cumpla con los requisitos de elasticidad, tenacidad y
cohesividad, que son un parámetro muy importante de calidad de una buena
masa panadera.
Se pretende realizar un estudio para conocer el efecto de diversos aditivos sobre
las características alveográficas en harina de trigo, ya que los productos hechos a
base de ésta son consumidos en sus distintas presentaciones, como el pan, la
tortilla y las galletas, entre otros.
Es por ello que la realización de éste trabajo proporcionará información acerca de
las características que presenten las masas de harinas de trigo con aditivo y sin
él, y con esos datos poder derivar conclusiones, por medio de la comparación de
éstas, para generar la mejor alternativa en base a las características
alveográficas.
Los datos obtenidos beneficiarán a la industria molinera brindándoles una opción
para clasificar sus harinas y permitiéndoles conocer el aditivo y la dosis que
mejores resultados presenten en el alveograma.
4
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Realizar una evaluación del efecto de diversos aditivos sobre las características
alveográficas en harina de trigo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
♣ Conocer y manejar el alveógrafo de Chopin.
♣ Establecer las características fisicoquímicas de la harina de trigo con y sin
aditivo.
♣ Estudiar el efecto de los aditivos seleccionados en las propiedades reológicas
de la harina de trigo.
♣ Comparar los alveogramas de la harina tratadas con los diversos aditivos y
determinar cual ofrece mejores resultados, en cuanto a fuerza y elasticidad.
♣ Determinar las dosis adecuadas de utilización para cada aditivo utilizado.
6
HIPÓTESIS
Los aditivos utilizados en la harina de trigo ayudan a incrementar las
características alveográficas de la masa.
I. REVISIÓN LITERARIA
1.1 HARINAS PANADERAS
La harina se obtiene por molturación del trigo limpio o de otros cereales y
leguminosas. La harina, sin otro calificativo, se entiende siempre como
procedente del trigo (Madrid, 1994).
Cuando la harina de trigo se mezcla con agua, forma una masa viscoelástica que
es capaz de retener el gas producido durante la fermentación panadera (Salazar
de Marcano y Álvarez-Martínez, 2001), es por ello que es la materia básica para
la preparación del pan, galletas, pastas alimenticias, etc. (Madrid, 1994). Por tal
motivo, la harina y su principal producto: el pan, son los artículos más baratos y
más importantes de nuestra alimentación cotidiana (Kent, 1987).
1.1.1 Trigo (Triticum)
El trigo es un cereal con características únicas para la elaboración del pan y
productos pasteleros (Salazar de Marcano y Álvarez-Martínez, 2001).
Botánicamente, es una planta gramínea de crecimiento anual de la familia del
césped, de altura promedio de un metro. Sus hojas verdes, parecidas a las de
otras gramíneas, brotan muy pronto y van seguidas por tallos muy delgados
rematados por espigas de cuyos granos molidos se saca la harina
(www.harina.org).
1.1.1.1 Estructura Los granos (cariópsides) de trigo, como otros granos de cereales comunes, se
componen de tres partes anatómicas principales (figura 1), que son el embrión, el
endospermo y el pericarpio (Mazza, 2000).
a). Germen o embrión. Forma del 2 al 3% del grano de cereal. Las células en
esta parte son ricas en grasa no saturada, además las células que forman el
germen también contienen proteínas, hierro, niacina, tiamina y riboflavina. El
germen se separa en gran parte de los productos del cereal en el mercado para
evitar que se enrancien.
b). Endospermo. Es la porción más grande de un grano de cereal. Está
compuesto de células que almacenan almidón. Estas células están llenas de
gránulos de almidón, los cuales se encuentran embebidos en una matriz de
proteína. Las paredes del endospermo son bastante delgadas ya que existe
menos celulosa en esta parte del grano (Charley, 1988).
c). Pericarpio o salvado. Consta de las capas más externas de las células del
grano. Estas células tienen paredes gruesas formadas principalmente de celulosa
y hemicelulosa. El principal constituyente en el salvado de los cereales es éste
material indigerible, que proporciona volumen a la dieta.
9
La cáscara también contiene minerales, principalmente hierro. Las vitaminas
solubles en el agua que incluyen tiamina, niacina y riboflavina, junto con algunas
proteínas, se encuentran en la cáscara. La cáscara suma alrededor del 5% de
todo el grano (Charley, 1988).
1.1.1.2 Composición química
Los cereales, como el trigo, tienen 75% carbohidratos, 10% proteínas, 1 a 2%
grasa, 10% humedad y 1 a 2% ceniza. El principal carbohidrato es el almidón y el
segundo, la celulosa (Charley, 1988).
Los carbohidratos son los constituyentes mayoritarios de los granos de trigo y
representan aproximadamente el 82% del extracto seco total, e incluyen almidón
(63%), celulosa, hemicelulosa y pequeñas cantidades de oligosacáridos de la
serie de la rafinosa (Robinson, 1991).
El almidón es importante como fuente energética de la dieta y porque sus
propiedades físicas influyen en la textura y aceptabilidad de los alimentos. En el
grano de trigo se encuentra en el endospermo, como se muestra en la tabla 1,
que representa aproximadamente el 80% del peso total (Robinson, 1991).
Tabla 1. Constituyentes químicos del grano de trigo Constituyentes
Parte anatómica (% peso/peso) Almidón Proteína Fibra Lípidos
(% del total)
Endospermo 82 100 72 4 20
Germen 3 0 8 3 50
Salvado 15 0 20 93 30
10
Fuente: Robinson, 1991
Fuente: (Mazza, 2000)
Figura 1. Estructura del grano de trigo
11
1.1.1.3 Variedades de trigo
En base al tipo de trigo, éste se destina para la elaboración de distintos productos.
El triticum aestirum, trigo blando, se muele con el fin de producir una harina que
se emplea para la confección de pan, galletas o productos similares, y el trigo
duro o triticum durum, tiene un color ambarino, cariópside alargada y vítrea a la
sección, se emplea para la producción de pan y fundamentalmente como sémola
para la fabricación de pastas alimenticias (Quaglia, 1991).
Los botánicos han reportado a nivel mundial 20 especies de trigo, pero sólo siete
de ellas son de importancia comercial en los Estados Unidos, los cuales se
muestran en la tabla 2. Aproximadamente el 95% del trigo cultivado en los
Estados Unidos es del tipo común.
Tabla 2. Especies de trigo a nivel comercial en E. E. U. U.
Tipo de trigo Clasificación
a. Trigo común 1. Rojo duro de primavera
2. Rojo duro de invierno
3. Suave rojo de invierno
4. Blanco
b. Trigo cristalino 1. Cristalino
2. Cristalino rojo
c. Trigo compacto
d. Trigo poulard o almidonero
e. Trigo de Polonia
f. Trigo escanda mayor
g. Trigo espelta Fuente: Delorit y Ahlgren, 1986
12
Los principales tipos de trigo que se cultivan en México, se dividen en 5 grandes
grupos, ver tabla 3, siendo los de mayor demanda los del Grupo 1 y 3; habiendo
sin embargo, mayor crecimiento en la producción de trigos cristalinos.
Tabla 3. Tipos de trigo que se cultivan en México
Trigo Gluten Características Usos
Grupo 1 Fuerte y elástico (extensible)
Grano duro a semiduro En la industria mecanizada de la panificación, para harina para pan de caja. Como mejorador de trigos débiles
Grupo 2
Medio fuerte y
elástico
Grano duro a semiduro En la industria del pan hecho a
mano o semimecanizado. Como mejorador de trigos débiles
Grupo 3 Débil y extensible No producen harinas panificables por sí solos, requieren mezclarse con trigos Grupo 1 y 2
En la industria galletera y elaboración de tortillas, buñuelos y otros. En la panificación artesanal
Grupo 4 Medio y tenaz (no extensible)
Grano semiduro, no panificable. Se mezcla con trigos fuertes
En la industria de la repostería (pastelera y galletera)
Grupo 5 Fuerte, tenaz y corto (no
extensible)
Grano muy duro y cristalino, no panificable Contienen carotenoides
En la industria de pastas alimenticias (espagueti, macarrones, etc.)
Fuente: www.harina.org
Basándose en la forma en que son usados, se reconocen en las normas oficiales
para granos, siete clases de trigos:
Trigo rojo duro de primavera: Del trigo rojo duro de primavera se obtiene una
harina que es superior en cualidades para la panificación a aquella que producen
todas las otras clases de trigo. Esta clase de trigo contiene una cantidad elevada
de gluten de buena calidad y de alta fuerza (Delorit y Ahlgren, 1986).
13
Trigo rojo duro de invierno: Los granos del trigo rojo duro de invierno contienen
una gran cantidad de gluten de alta fuerza y la harina se considera casi igual a
aquella del trigo rojo duro de primavera en sus cualidades para panificación. La
harina que se obtiene del trigo rojo duro de invierno es ligeramente inferior en
cualidades de panificación debido a que generalmente tiene un contenido menor
de proteína.
Trigo rojo suave de invierno: El grano es más suave, más almidonoso y con
menor contenido de proteína que los trigos rojos duros de primavera o rojos duros
de invierno. La harina obtenida de variedades de trigo de esta clase se clasifica
como harina débil debido a que la masa carece de elasticidad y el pan resultante
tiende a ser pesado.
Trigo cristalino: Contienen una gran cantidad de gluten de baja fuerza, por lo
que la harina no es apropiada para panificación. Este tipo de trigo es utilizado
para hacer semolina para pastas.
Trigo Cristalino rojo: No es satisfactorio para hacer semolina, pero se cultiva
casi exclusivamente para forraje, especialmente para aves.
Trigo blanco: La mayoría de las variedades de trigo blanco producen granos
suaves y harinosos. La harina obtenida de ellos no es apropiada para la
panificación, pero es altamente apropiada y se usa con amplitud para hacer
galletas, pasteles y algunas preparaciones para el desayuno.
Trigo mezclado: Al trigo mezclado con otras variedades o clases, o que contiene
10% o más de esas otras variedades, se le clasifica en el mercado como trigo
mezclado. Las mezclas difieren mucho en composición y en cualidades de
molienda son indeseables porque no se puede hacer con ellas una harina de
clase uniforme. Las cantidades y clases requeridas para las mezclas apropiadas
son determinadas por el molinero y consecuentemente las diversas mezclas
generalmente no son adecuadas para necesidades específicas (Delorit y Ahlgren,
1986).
14
En México la producción de trigo en el año 2001 fue de 3´110,600 T.M.,
dividiéndose ésta cantidad en 5 zonas del país, como se muestra en la figura 2.
Fuente: www.harina.org
Figura 2. Zonas de producción de trigo en México (cifras 2001)
1.1.1.4 Molienda
El trigo destinado a la elaboración del pan debe ser primero molido para
convertirlo en harina, y éste proceso de molienda se basa en la estructura del
grano. Al preparar la harina lo que interesa es quitar las capas exteriores del
grano, conocidas como salvado, y la porción central feculosa, rica en proteínas, el
endospermo (Potter, 1973).
Los productos que se ofertan en el mercado contienen sólo en raras ocasiones
todos los componentes del grano entero. El valor nutritivo de los productos se
puede calcular mejor, si se conoce la composición de las distintas partes del
grano (figura 3).
15
Fuente: Vollmer et al., 1999
Figura 3. Estructura y aprovechamiento del grano de cereal
Desrosier, 1999, indica que la eficiencia de la molienda de harina depende de la
efectividad del acondicionamiento o templado del trigo y también del flujo
adecuado de materiales a través del molino.
16
El proceso de molienda se lleva a cabo mediante un conjunto de operaciones, las
cuales se muestran en la figura 4.
Limpieza: En una fase preliminar de la molienda, los granos se limpian para
eliminar impurezas tales como semillas de malas hierbas, paja, partículas del
suelo, granos alterados, polvo, etc. Esta fase de la limpieza se basa en el tamaño
del grano de trigo y en su gravedad específica.
El objetivo de la limpieza previa es la separación de impurezas adheridas a los
granos y de granos partidos y mal desarrollados, aprovechando distintas
propiedades de los granos de trigo y de los componentes extraños. Las impurezas
y suciedades adheridas se reblandecen y eliminan mediante un pulido y/o un
tratamiento en húmedo (Tscheuschner, 2001).
Acondicionamiento: En el acondicionamiento del trigo, el objetivo principal es
mejorar el estado físico del grano para su molturación y a veces mejorar la calidad
panadera de la harina fabricada (Kent, 1987). Durante éste, se proporciona al
grano un determinado contenido y distribución de humedad, un reblandecimiento
hidrotérmico de la cutícula y un aumento de la actividad enzimática en el grano
(Tscheuschner, 2001).
Este proceso consiste en sumergir los granos en agua durante 3-24 horas, puesto
que un aumento del contenido de humedad hasta el 15-17% facilita la separación
de las células del endospermo amiláceo, del germen y el salvado (Belitz y Grosch,
1988).
Molienda: El objetivo de la molienda, según la FAO, consiste en separar el
endospermo amiláceo de las otras partes del grano. El trigo entero rinde
aproximadamente un 70% de harina blanca y un 30% de desperdicios,
consistentes en salvado, aleurona y germen. En la molienda, el grano de trigo se
somete a dos docenas de tratamientos, aproximadamente, antes de convertirlo en
harina de mesa.
17
Fuente: (Mazza, 2000)
Figura 4. Diagrama de proceso simplificado de molienda de trigo. a) Recepción de trigo; b) Control de materia prima; c)
Criba de trigo; d) Canales de aspiración; e) Separador de discos; f) Despuntadora; g) Imán; h) Rociador intensivo; i) Silos de reposo de trigo; j) Desinfestador; k) Tolva de trigo; l) Cilindros de primera trituración; m) Cernido; n) Purificador; o) Cilindros de compresión o lisos; p) Serie de purificadores, cilindros y cernidos; q) Dosificador de aditivos para harina; r) Silo de almacenaje del producto terminado; s) Distribución del producto terminado.
El más importante de estos tratamientos es el de los rodillos trituradores que
rompen el salvado, permitiendo separar éste y el germen del endospermo; los
separadores, que separan la aleurona y los pedazos de endospermo del salvado;
y los cedazos o cernidores de harina, que separan las partículas fibrosas de la
harina de mesa (Belitz y Grosch, 1988).
Los modernos sistemas de molienda con rodillos constan de dos partes. Los
primeros pares de rodillos, llamados quebradores son corrugados y varios pares
de rodillos giran en forma encontrada a diferentes velocidades. Aquí el trigo se
quiebra y el salvado se desprende del grano. En la segunda parte de un sistema
de molinos de rodillos, la harina mediana granular se muele todavía más en
rodillos de reducción que producen la harina final (Desrosier, 1999).
La información sectorial sobre la molienda en México en el año 2002 y 2003, y la
producción de harina y sémola en estos mismos años se muestran en las tablas 4
y 5.
Tabla 4. Capacidad de molienda en México Información Sectorial
2002 (T.M.) 2003 (T.M.)
Capacidad instalada 7´512,000 7´500,000
de molienda
Molienda real 5´355,000 5´223,000
Molinos operando 95 94
Comercialización del trigo 6´345,000 6´501,000
Consumo per cápita anual 52.2 Kgs 50.1 Kgs
de la molienda de trigo
Fuente: Cámara Harinera, con datos de SAGARPA y SIEM Fuente: www.harina.org
19
Tabla 5. Producción de harina y sémola en México Información Sectorial
2002 2003
Producción de harina 3´963,000 3´865,000
y sémola
Consumo per cápita de 38.6 Kgs 37.09 Kgs
harina y sémola año
Producción de subproducto 1´392,000 1´358,000
Arancel del trigo 1.5 % 0 %
Arancel de la harina 1.5 % 0 %
Fuente: Datos proyectados por la Cámara Harinera.
Fuente: www.harina.org
1.1.2 Características físicas y químicas
La harina de trigo panificable debe ser suave al tacto, de color natural, sin sabores
extraños de rancidez, moho, acidez, amargos o dulzor. Debe presentar una
apariencia uniforme, sin puntos negros, libre de cualquier defecto, de insectos
vivos o muertos, cuerpos extraños y olores anormales.
La composición media de las harinas panificables oscila entre los valores que se
presentan en la tabla 6.
La harina contiene de 10 a 12% de proteínas, que son básicamente glutelinas y
prolaminas. Las glutelinas del trigo reciben el nombre de gluteninas, mientras que
las prolaminas, el de gliadinas y ambas suman el 85% de la fracción proteínica;
éstas, junto con los lípidos y el agua forma el llamado gluten, responsable de las
propiedades de cohesividad y de viscoelasticidad de la masa de panificación
(Badui, 1993).
20
Tabla 6. Características químicas de las harinas panificables
Parámetro Contenido
Humedad 13 - 15%
Proteínas 9 - 14% (85% gluten)
Almidón 68 - 72%
Cenizas 0.5 - 0.65%
Materias grasas 1 - 2%
Azúcares fermentables 1 - 2%
Materias celulósicas 3%
Enzimas hidrolíticas amilasas, proteasas,etc.
Vitaminas B,PP (ácido nicotínico) y E (tocoferol)
Fuente: Mesas, 2002
El gluten en su conjunto tiene una composición de aminoácidos de
aproximadamente 6% ionizables, 45% polares y 49% apolares; se caracteriza por
su elevado contenido de prolina y de glutamina. Su baja concentración de
aminoácidos ionizables y el alto porcentaje de los hidrófobos hace que sea poco
soluble a pH neutro (Badui, 1993).
Por su parte, las albúminas y las globulinas del trigo desempeñan un papel
importante en la formación de la costra del pan debido a que favorecen las
reacciones de oscurecimiento no enzimático responsables del color y el aroma
típico de estos productos. Cabe indicar que tanto las gliadinas como las
gluteninas contienen una cantidad muy baja de lisina, ya que el 85% de este
aminoácido se localiza en las albúminas y las globulinas (Badui, 1993).
21
1.1.3 Clasificación
De acuerdo a su uso, la harina de trigo se clasifica en un solo tipo y tres grados
de calidad, designándose como: Harina de Trigo.
• GRADO I: Harina de trigo para panificación. Adicionada o/no de levadura,
agentes leudantes, sal y agua con la que se elabora previo proceso de
cocción pan blanco, bollos, bizcochos, pasteles, y otros.
• GRADO II: Harina de trigo para galletas. Adicionada de levadura, agentes
leudantes, azúcar, mantequilla, grasa vegetal comestible u otros
ingredientes permitidos para su elaboración.
• GRADO III: Harina de trigo para pastas para sopa. Adicionada o/no de
ingredientes opcionales y aditivos permitidos para su elaboración (NMX-F-
007-1982).
1.2 PROPIEDADES REOLÓGICAS DE LA MASA
1.2.1 Definición
Helen Charley, 2000, define a la reología como la ciencia de la deformación y flujo
de la materia, la cual presenta tres características: elasticidad (o fuerza elástica),
flujo viscoso y flujo plástico. Es por ello que la caracterización reológica, sus
propiedades y tendencias a contracciones, es un importante parámetro en la
evaluación de las cualidades de un pan (Pedersen et al., 2004).
Las propiedades reológicas de la masa juegan un papel importante en la calidad
del producto y es necesario su determinación para poder preveer el
comportamiento de los distintos tipos de harinas durante el proceso de la
panificación (Quaglia, 1991), pero no siempre se obtienen resultados absolutos,
ya que las variedades de trigo no responden de una manera similar (Gélinas y
McKinnon, 2004).
22
La cohesividad es una de las características más importantes de los granos para
obtener una pasta de alta calidad, ya que esta estrictamente relacionada con las
propiedades reológicas de la masa, en el cual la red del gluten confina el almidón,
evitando que el producto final se vuelva pegajoso después de la cocción (Perego
et al., 2002).
1.2.2 Equipo para la evaluación
La evaluación de las características de la harina y la predicción de su posible
comportamiento en la fermentación, revisten una gran importancia, debido a la
expansión de los métodos de amasado continuo y las instalaciones automáticas
(Bennion, 1969).
Para medir estas características hay que tener en cuenta dos funciones
primordiales:
La capacidad de una masa para retener el gas. Está en dependencia con la
cantidad y calidad del gluten.
La capacidad de la masa para producir gas. Está relacionada con la
cantidad disponible de azucares fermentables (Bennion, 1969).
La cualidad del trigo puede ser determinada por varios parámetros, incluyendo el
rendimiento en la molienda, peso, proteína, humedad y gluten (Miralbes, 2003).
A este fin, se han puesto a punto varios aparatos cuya finalidad es dar a conocer
datos que puedan proporcionar información a cerca de una o algunas
características de la masa. Entre los cuales se encuentra el farinógrafo de
Brabender, extensógrafo, alveógrafo y amilógrafo, entre otros.
23
1.2.2.1 Farinógrafo
El farinógrafo (figura 5), mide la consistencia de la masa mediante la fuerza
necesaria para mezclarla a una velocidad constante y la absorción del agua
necesaria para alcanzar esta consistencia. El principio de la medida se basa en el
registro de la resistencia que la masa opone a una acción mecánica constante en
unas condiciones de prueba invariables (Quaglia, 1991).
Esta compuesto por una amasadora de dos brazos, que giran a 55 y 82
revoluciones por minuto, respectivamente (Bennion, 1969). La cámara
farinográfica puede tener una capacidad de 10, 50 y 300 g; normalmente se
encuentra adaptada para una cantidad de masa de 300 g en las que rotan, en
direcciones opuestas, dos palas en forma de Z (Quaglia, 1991).
Fuente: http://www.criba.edu.ar/agronomia/tecnicas/Calidad/Instruc/
Figura 5. Farinógrafo Brabender
24
Esta conectado a un dinamómetro compensado, cuyos movimientos se
transmiten, por un sistema de palancas, con amortiguador de aceite, a un
dispositivo tipo bascula, y este último conectado a un aparato registrador, donde
se graba en un papel milimétrico la resistencia que opone la masa al trabajo
mecánico a que se le somete en la amasadora (Bennion, 1969).
El aparato registrador durante la prueba, traza un diagrama llamado farinograma
(figura 6), que puede variar de forma o de longitud. El papel milimétrico presenta
en abscisas el tiempo expresado en minutos, y en ordenadas en una escala de 0
a 1.000 que expresa la consistencia de la masa en unidades Brabender o unidad
farinográfica (Quaglia, 1991).
Fuente: www.molineriaypanaderia.com
Figura 6. Farinograma
La aptitud de una harina para la panificación utilizando los análisis farinográficos
se puede evaluar mediante la clasificación presentada en la tabla 7.
A: Tiempo de desarrollo. B: Estabilidad. C: Grado de decaimiento.
25
Tabla 7. Calidad de la masa según su índice de caída
Calidad Índice de caída de la masa Tiempo de estabilidad (Unidades farinográficas) Óptima entre 0 y 30 U. F. superior a 10 min.
Buena entre 30 y 50 U. F. no inferior a 7 min.
Discreta 50 y 70 U. F. no inferior a 5 min.
Mediocre 70 y 130 U. F. no inferior a 3 min.
Baja superior a 130 U. F. inferior a 2 min.
Fuente: Quaglia, 1991 1.2.2.2 Extensógrafo
Según Bennion, 1969, la medida de la extensibilidad de una masa es tan
importante como la medida de su firmeza. En la amasadora del farinógrafo se
hace una masa de consistencia estándar, con 300 g de harina y 5 g de sal, se
amasa durante 1 minuto, se deja reposar 5 minutos y se amasa durante 2 minutos
más, tras los cuales se divide en trozos de 150 g y se moldean en redondo con un
redondeador especial que se suministra con el extensógrafo; a cada pieza se le
dan 20 vueltas.
El extensógrafo mide la estabilidad de una masa y la resistencia que la misma
opone durante el periodo de reposo. Se utiliza exclusivamente para el trigo blando
y es, particularmente apto para examinar la influencia que tiene sobre la masa
algunos agentes mejorantes, como el ácido ascórbico (Quaglia, 1991).
En base a los gráficos que se obtienen, llamados extensogramas, la harina de
buena calidad dará curvas cada vez más elevadas, demostrando su buena
estabilidad. Para la interpretación de los resultados se toma la altura de la curva a
los 5 cm. La extensibilidad viene dada por la longitud de la curva; el área
abarcada representa la energía, pues prácticamente esta compuesta por:
cantidad de deformación y fuerza necesaria para efectuarla (Bennion, 1969).
26
1.2.2.3 Amilógrafo
El amilógrafo es un instrumento que determina la viscosidad de una suspensión
agua - harina en función de la temperatura. De este modo es posible valorar la
actividad amilolítica de una harina o de un preparado a base de α-amilasa
(Quaglia, 1991).
Badui, 1993, describe la viscosidad como la resistencia que una sustancia
presenta para fluir libremente, y el resultado de la fricción interna que se genera
entre las capas del liquido.
La gelificación del almidón influye en las características de la corteza en cuanto a
sequedad o humedad. Con este aparato se gelifica una suspensión de harina a la
vez que se va elevando la temperatura a velocidad constante, registrándose
mientras tanto el amilograma (figura 7) con el grado de gelificación (Bennion,
1969).
El amilógrafo se utiliza generalmente para ensayar la gelificación de harinas de
trigo y centeno. La altura de la curva indica el grado de gelificación y la curva baja
indica mala gelificación, lo cual quiere decir que el almidón no se une con el agua,
y el agua permanece libre, por lo tanto, la corteza del pan resultara húmeda y
gomosa. La curva elevada demuestra un alto grado de gelificación y buena
capacidad para mantener el agua, de modo que no quede libre; el resultado será
un pan con corteza seca al paladar (Bennion, 1969).
El amilógrafo en definitiva da información sobre la calidad del almidón y el
contenido de enzimas de una harina, mediante la valoración de la propiedad
gelatinizadora de la harina permite saber con anterioridad la estructura de la miga,
la eventual necesidad de añadir harinas especiales, aditivos diastásicos, malta y
derivados, determinando también la aptitud en la conservación del producto final
(Quaglia, 1991).
27
Fuente: www.molineria y panaderia.com
Figura 7. Amilograma
1.3 ALVEÓGRAFO El alveógrafo de Chopin, es un equipo mecánico no convencional adaptado al
monitoreo de esfuerzos bixiales muy bajos (Perego et al., 2002). Para su
utilización la masa se elabora formando pequeños discos redondos, planos, que
se ponen sobre una plancha, en donde se les inyecta una corriente de aire hasta
llegar al punto de rotura (Quaglia, 1991).
Es un instrumento usado para dar una importante estimación de las propiedades
de la masa, tal como la deformación de energía (W), resistencia de la masa a la
deformación (P), y la extensibilidad (L), permitiendo predecir el rendimiento de la
harina en el proceso de horneado (Miralbes, 2003).
28
1.3.1 Descripción del equipo
Un alveógrafo esta compuesto de cuatro partes principales, las cuales son:
a) El depósito con agua, la cual cuando se traslada de soporte de la presión para
inflar la burbuja.
b) La ampolla esta calibrada en mm y se puede medir la cantidad de agua
necesaria para romper la burbuja (la velocidad de salida de agua hacia la ampolla
recogedora, se regula por un capilar introducido en el recorrido).
c) La placa del soporte donde esta la masa cuando se ensancha la burbuja. Esta
placa contiene además una tapa móvil para dar a la masa el espesor deseado.
d) Un manómetro de control que registra la presión del aire necesaria para
hinchar la burbuja (Quaglia, 1991).
1.3.2 Formación de la masa
Para lograr la formación de la masa se llevan a cabo los siguientes puntos:
A). Se ponen en la amasadora 250 g de harina y agua salada, que se prepara
disolviendo 25 g de sal común en un litro de agua, asegurándose de que la
abertura del extrusor este bien cerrada, para impedir cualquier escape (Bennion,
1969).
B). Esta mezcla se amasa durante un tiempo que varia de 6 - 8 minutos según la
fuerza de la harina. Después se extrae la masa y se divide en cuatro partes que
se prensan (30 veces) con un rulo metálico. Se pone en la cámara de
fermentación cada uno en un soporte metálico, durante un tiempo de 20 minutos.
29
Posteriormente se saca la primera fracción de masa y se pone sobre la plataforma
giratoria que prensa la masa, para enseguida inflarla con una bombita de leva
que le suministra aire (Quaglia, 1991).
1.3.3 Alveograma
Por acción del agua se efectúan los gráficos llamados alveogramas, que son
cuatro en relación a las cuatro fracciones de la masa, como se muestra en la
figura 8. La longitud de la masa (L) expresa la estabilidad de la muestra mientras
que la altura (P) expresa la resistencia al inflado de la misma. Cuando el gráfico
tiene una superficie grande (250 cm2) se dice que la muestra es buena (Quaglia,
1991).
Fuente: www.concereal.com/es/productos/alveografo
Figura 8. Etapas para la deformación de la masa y la obtención del alveograma
4) Ruptura de la burbuja de aire. 3) El amasijo se deforma en una burbuja (extensibilidad).
2) La masa ofrece resistencia a la presión de aire
(tenacidad) 1) Posición de partida
30
1.4 ADITIVOS 1.4.1 Definición Dentro del marco del Codex Alimentarius, aditivo alimentario es toda sustancia
que no se consume normalmente, aunque tenga carácter alimenticio y que no sea
usada habitualmente como ingrediente característico de un alimento; tenga o no
valor nutritivo se añade intencionadamente a un alimento con un fín tecnológico u
organoléptico, en cualquier fase de la fabricación, de la transformación, del
tratamiento, del acondicionamiento, del envasado, del transporte o del
almacenamiento del referido alimento y que puede afectar o afecta (directa o
indirectamente) su incorporación o la de sus derivados en el alimento o puede
afectar de otra manera las características de dicho alimento (Multon, 2000).
En la Norma Oficial Mexicana (NOM-147) para cereales y sus productos se define
como aditivos para alimentos aquellas sustancias que se adicionan directamente
a los alimentos y bebidas, durante su elaboración para proporcionar o intensificar
aroma, color o sabor; para mejorar su estabilidad o para su conservación, entre
otras funciones.
Para la harina de trigo se permite el empleo de los siguientes aditivos alimentarios
indicados en la tabla 8.
31
Tabla 8. Aditivos para la harina de trigo
Aditivos Límite máximo mg/kg
Peróxido de benzoilo
Peróxido de calcio
Dióxido de cloro
Cloro
Azodicarbonamida
Acido L- ascórbico y su sal de sodio*
Hidrocloruro de L- cisterna
Dióxido de azufre
Fosfato monocálcico
Lecitina
100
50
30
1500
45
75
200
2500
200
En harina para productos fermentados
con levadura
En harina para pasteles de elevada
proporción de azúcar y materia grasa
En harina para pan leudado
Lo recomendado por las buenas
prácticas de fabricación (BPF)
En harina para bizcochos y
fabricación de pastas solamente
Fuente: NOM-147-SSA1-1996 Bienes y Servicios 1.4.2 Oxidantes Los oxidantes son utilizados para incrementar la resistencia de la masa al estrés.
Para esto es necesario conocer sus puntos de aplicación en el proceso y las
concentraciones adecuadas para lograr el efecto óptimo.
Se ha observado que el volumen del pan depende principalmente del contenido
proteico de la harina, en especial de las fracciones proteicas que en la fase de
amasado dan lugar a la formación del gluten (Quaglia, 1991).
32
1.4.3 Maduradores Los compuestos llamados maduradores del gluten actúan por oxidación de los
grupos sulfhidrilo (-SH) de la cisteína, y generan disulfuros, tanto inter como
intramoleculares; entre los más importantes están el persulfato de amonio, el
yodato de potasio, el yodato de calcio y la azodicarbonamida.
El establecimiento de los disulfuros hace que la masa tenga mejores propiedades
viscoelásticas y facilita el proceso de fabricación; sin embargo, una excesiva
oxidación da origen a panes de mala calidad y de escaso volumen (Badui, 1993).
1.4.3.1 Blanqueadores Estas sustancias son también agentes oxidantes que mediante un mecanismo de
hidroperóxidos destruyen los pigmentos carotenoides insaturados responsables
del color amarillo. Entre los más conocidos están el peróxido de benzoilo y el
dióxido de nitrógeno (NO2), además del dióxido de cloro (ClO2) y el cloruro de
nitrosilo (NOCl); generalmente se utilizan en concentraciones que varían entre 10
y 70 ppm (Badui, 1993).
1.4.3.2 Ácido ascórbico El ácido ascórbico se utiliza en la harina de trigos blandos en una dosis máxima
de 200 mg/kg. La acción del ácido ascórbico se asocia con los procesos oxidantes
que conducen a la reasociación molecular de las proteínas por medio de la
formación de enlaces disulfuro durante el proceso de panificación (Quaglia, 1991).
En muchos países el ácido ascórbico es usado como mejorador de harinas y es
adicionado a ellas ya que reduce lo pegajoso de la masa e incrementa el volumen
del pan, además de un mejoramiento en la estructura de la miga (Koehlert, 2003).
33
Se puede decir que la adición de este ácido tiene los siguientes efectos:
Uniforme porosidad de la miga
Color de pan más uniforme
Mayor volumen de pan
Miga más blanca.
1.4.4 Emulsificantes Existen diversas maneras de clasificar estos aditivos, pero la más común se basa
en su estructura química, conforme a su grado de ionización; así, se tienen dos
grandes grupos:
Iónicos: como el estearoil-2-lactilato de sodio, que por su naturaleza son muy
reactivos y tienen el inconveniente de que interaccionan con diferentes iones y
con moléculas cargadas de signo opuesto, ocasionando una neutralización de su
carga eléctrica y de sus propiedades emulsionantes.
No iónicos: Como los ésteres de glicerol, de mono y diacilglicéridos; son los que
más se emplean en la industria alimentaria, pues no tienen la reactividad de los
anteriores y por consiguiente son más estables y efectivos.
Recientemente Defloor, et al., 1991, han utilizado, para mejorar las propiedades
viscoelásticas de las harinas panificables, materiales emulsificantes que se cree
que mejora la adhesión del almidón al reducirse la tensión superficial y facilita la
producción de burbujas (Salazar de Marcano y Álvarez-Martinez, 2001).
En ocasiones, los emulsionantes se emplean conjuntamente con algunos
hidrocoloides como gomas, pectinas y derivados celulósicos, como la
carboximetilcelulosa; estos polímeros incrementan la viscosidad de la fase acuosa
continua (Badui, 1993).
34
1.4.5 Enzimas
El uso de enzimas semejantes a la peroxidasa o glucosa oxidasa en lugar de
oxidantes químicos es una interesante opción para el mejoramiento de las masas
en el proceso de panificación (Dunnewind et al., 2002).
También dentro de esta categoría se encuentran la α y la β-amilasa. El uso más
importante de estas amilasas es en la industria de la panificación, ya que
hidrolizan el almidón y producen los azúcares (glucosa y maltosa) que, a su vez,
facilitan las reacciones de oscurecimiento no enzimático que dan origen al color
en el horneado; también favorecen la generación del anhídrido carbónico, pues
son sustratos fáciles para las levaduras, lo cual provoca el esponjamiento y
mejoran la textura del pan (Badui, 1993).
35
II. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1 LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO
El presente trabajo se realizó en el laboratorio LV-712 de Biotecnología
Alimentaria, de la Unidad Náinari del Instituto Tecnológico de Sonora, ubicado en
Antonio Caso S/N, en Cd. Obregón Sonora, durante el periodo de Junio de 2004 a
Diciembre 2004.
2.1.1 Obtención de la muestra y de los aditivos
La muestra y los aditivos (PBM, EM y CMC) fueron suministrados por la empresa
MUNSA Molinos S.A. de C.V., ubicada en calle Nicolás Bravo 1110 oriente, en
Cd. Obregón, Sonora, México. La molienda del trigo y el empaquetado de la
harina se realizaron en la planta de proceso, de acuerdo al procedimiento
establecido.
La muestra, a la cual se le llamó harina virgen, no contenía ningún tipo de aditivo.
Fue envasada en costales de 10 kg y cerrados herméticamente para facilitar su
manejo. Los aditivos fueron proporcionados en frascos de plástico herméticos.
Posteriormente, éstos fueron llevados al laboratorio LV-712, del Instituto
Tecnológico de Sonora Unidad Náinari, en donde se realizó el experimento.
2.1.2 Descripción de los aditivos a utilizar
Probemul P.P.T. (PBM). Es una mezcla de emulsificantes y enzimas
óptimamente balanceados que ayuda a desarrollar masas sedosas,
manejables y extensibles. Su uso provee una disminución en la utilización
de grasa, da como resultado masas más dóciles y fáciles de manejar,
produce una laminación muy delgada de las masas, horneo más uniforme y
rinde un producto final más suave con mayor tiempo de vida de anaquel.
Extenso Mega (EM). Es una mezcla balanceada de agentes enzimáticos
que se aplica directamente en la harina durante el proceso de molienda del
trigo. Agente enzimático de alta concentración que ayuda a que los
azúcares sean convertidos en bióxido de carbono, actúa durante los
procesos de mezclado, fermentación y horneado. Incrementa el volumen
de panificación obteniendo una miga homogénea a nivel alveógrafo,
incrementa la fuerza general, mejora la extensibilidad y reduce la
tenacidad.
Carboximetilcelulosa (CMC). Es un hidrocoloide que tiene aplicaciones
como espesante, agente gelificante y estabilizante.
37
2.2 EQUIPO
El alveógrafo que se utilizó para llevar a cabo este trabajo, es de la marca Chopin,
el cual esta compuesto por una amasadora NG, un alveolink y el alveógrafo NG,
como se muestra en la figura 9, el cual presenta las siguientes características:
• Corriente alterna 220-240 V para la amasadora y el alveógrafo NG.
• Potencia: 1000 W para la amasadora NG y 250 W para el alveógrafo NG.
• Peso neto: 35 kg para la amasadora NG y 25 kg para el alveógrafo.
• Peso bruto: 46 kg para la amasadora y 36 kg para el alveógrafo.
• Dimensiones (mm): amasadora NG: L 450 x P 500 x A 300
alveógrafo NG: L 450 x P 320 x H 500
• Volumen: 0.0675 m3 para la amasadora NG y 0.072 m3 para el alveógrafo
NG.
Fuente: LV-712. ITSON
Figura 9. Alveógrafo NG de Chopin
38
2.3 METODOLOGÍA Se realizaron pruebas fisicoquímicas a las muestras de harina con y sin aditivo,
como lo son el contenido de humedad, cenizas y el tamaño de partícula. Todos
éstos análisis ayudan a complementar un ensayo alveográfico, dando información
sobre la calidad de la harina.
2.3.1 Pruebas fisicoquímicas 2.3.1.1 Determinación de humedad El contenido de humedad se determinó por triplicado a través del método 925.09
(AOAC, 1995) utilizando una termobalanza modelo AD-4714 (figura 10). Se
pesaron 10 g de muestra y se colocaron directamente en el platillo de la
termobalanza y se calentó a 105ºC durante 40 min. Al termino de éste tiempo o
hasta que se observó que el valor de humedad se mantenía constante, se
determinó el valor de % de humedad y se promediaron los valores obtenidos
(n=3), para calcular el valor final del contenido de humedad de la harina a utilizar.
Fuente: LV-712. ITSON
Figura 10. Termobalanza AD-4714
39
2.3.1.2 Determinación de cenizas Para la determinación de cenizas se siguió el método 923.03 (AOAC, 1995), cuyo
principio es la incineración de la materia orgánica en una mufla Furnace 6000
(figura 11) a 500-550ºC por un tiempo de 4 horas, aproximadamente. Al pesar los
crisoles con las cenizas, se calculó el contenido de éstas mediante la fórmula:
% cenizas (base húmeda) = A - B (g) x 100
C (g)
A = Peso de las cenizas de la muestra.
B = Peso de las cenizas del blanco.
C= Peso de la muestra en gramos.
Fuente: LV-715. ITSON
Figura 11. Determinación del contenido de cenizas
de una harina 2.3.1.3 Granulometría Esta prueba se llevó a cabo por el método 973.03 (AOAC, 1995) utilizando un
sacudidor de tamices modelo RX-86 (figura 12), de la compañía W.S. Tyler
Incorporated, y 4 tamices de pruebas físicas de diferentes medidas: 397, 250, 149
y 106 micrones de la marca Montinox.
40
Fuente: LV-900. ITSON
Figura 12. Sacudidor de tamices RX-86 2.3.2 Ensayo Alveográfico El experimento se desarrolló según el procedimiento indicado en el manual del
alveógrafo de Chopin, como se muestra en la figura 13, en donde se observan
todas las etapas desde la toma de la muestra hasta el ensayo alveográfico y la
obtención de los alveogramas.
2.3.2.1 Homogeneización Se tomó una muestra de 300 g de harina virgen, a la cual se le añadió la cantidad
de aditivo indicada en la tabla 9. Esta muestra fue cernida 3 veces en un tamiz de
pruebas físicas de una medida de 397 micrones, para posteriormente tomar de
ella 10 g, a los cuales se les determinó su contenido de humedad.
41
Figura 13. Diagrama de flujo de un ensayo alveográfico
42
Harina virgen Homogeneizado
Aditivo
Determinación de humedad, cenizas
y granulometría
Toma de muestra (250 g)
Amasado (24 ± 2ºC, 8 min)
Adición de agua salada
Extracción
Laminado
Cortado
Fermentación ( 25 ± 2ºC )
Inyección de aire a la masa
Formación de la burbuja
Ruptura de la burbuja
Obtención del Alveograma
Tabla 9. Aditivos y dosis a utilizar en el ensayo
Aditivo Dosis en 300 g de harina ( g ) (%) (%) (%) (%) 1 0.900 0.3 1.500 0.5 2.400 0.8 15.00 5.0
2 0.012 0.004 0.018 0.006 0.024 0.008 0.150 0.05
3 0.030 0.01 0.120 0.04 0.600 0.2 1.200 0.4
4 0 0 0 0 0 0 0 0
Aditivo: 1) PBM; 2) EM; 3) CMC; 4) Sin aditivo
2.3.2.2 Amasado Para el amasado se tomaron 250 g de la harina homogeneizada y se colocaron
en la amasadora NG, la cual se encontraba a 24 ± 2 ºC. Ya colocada la muestra
dentro de la amasadora, ésta se cerró y se procedió a llenar la bureta con agua
salada, la cantidad de agua añadida variaba según el contenido de humedad de la
harina, como se indica en la tabla 10. Seguidamente se inició la marcha de la
amasadora hasta 8 minutos, dentro de los cuales, al primer minuto de amasado,
se detenía la amasadora y se abría para despegar la harina de las paredes en
otro minuto más. Ya despegada, se cerró de nuevo y se encendió para su
funcionamiento durante los 6 minutos restantes.
2.3.2.3 Extracción Después del amasado se procedió a la extracción, en la cual se liberó el orificio
de salida de la amasadora para que por el pudiera salir la masa. Este paso
consiste en extraer 5 amasijos de aproximadamente 5 cm de largo, con la ayuda
de una espátula y añadiéndole un poco de aceite mineral para que no se pegue ni
se hiciera grumos al momento de su salida. A la salida de los amasijos éstos
fueron colocados en la placa de laminado para ser cortados.
43
2.3.2.4 Laminado y cortado El laminado consiste en aplastar con un rodillo los 5 amasijos que se encuentran
en la placa, con un total de 12 laminadas (6 de ida y 6 de vuelta), esto es para
obtener un grosor uniforme de la masa. Posteriormente se da el cortado, el cual
se lleva a cabo con un cortador circular, el cual permite que se obtengan bolitas
de masa del mismo tamaño y éstas sean colocadas en láminas para ser llevadas
al fermentador. Tabla 10. Cuadro de adición de agua durante el amasado del ensayo
alveográfico % Humedad Volumen a % Humedad Volumen a % Humedad Volumen a
de la harina añadir (ml) de la harina añadir (ml) de la harina añadir (ml)
8.0 156.1 12.0 138.3 16.0 120.6
8.2 155.2 12.2 137.5 16.2 119.7
8.4 154.4 12.4 136.6 16.4 118.8
8.6 153.5 12.6 136.6 16.6 117.9
8.8 152.6 12.8 134.8 16.8 117.0
9.0 151.7 13.0 133.9 17.0 116.1
9.2 150.8 13.2 133.0 17.2 115.2
9.4 149.9 13.4 132.1 17.4 114.3
9.6 149.0 13.6 131.2 17.6 113.4
9.8 148.1 13.8 130.3 17.8 112.5
10.0 147.2 14.0 129.4 18.0 111.7
10.2 146.3 14.2 128.6 18.2 110.8
10.4 145.5 14.4 127.7 18.4 109.9
10.6 144.6 14.6 126.8 18.6 109.0
10.8 143.7 14.8 125.9 18.8 108.1
11.0 142.8 15.0 125.0 19.0 107.2
11.2 141.9 15.2 124.1 19.2 106.3
11.4 141.0 15.4 123.2 19.4 105.4
11.6 140.1 15.6 122.3 19.6 104.5
11.8 139.2 15.8 121.4 19.8 103.7 Fuente: Manual Alveógrafo NG
44
2.3.2.5 Fermentación La fermentación se llevó a cabo en el alveógrafo NG, el cual se encontraba a una
temperatura de 25 ± 2ºC. Aquí las bolitas de masa se mantenían en reposo por un
transcurso de 20 minutos, aproximadamente.
2.3.2.6 Obtención del alveograma Después de la fermentación, los amasijos fueron colocados, uno a uno, en el
inyector de aire, el cual previamente se había calibrado, y se puso en mancha.
Aquí conforme se suministraba aire, se dio la formación de una burbuja la cual al
romperse indicaba el término del ensayo alveográfico, dándose como resultado
una gráfica de 5 curvas en el alveolink.
45
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para llevar a cabo el ensayo alveográfico, se tuvieron que hacer análisis previos a
la harina para conocer su contenido de humedad, de cenizas y el tamaño de
partícula que ésta presentaba. Por tal motivo se realizaron las pruebas
fisicoquímicas, las cuales son de gran importancia conocer para poder
complementar el ensayo.
3.1 PRUEBAS FISICOQUÍMICAS 3.1.1 Determinación de humedad Los resultados obtenidos al determinar el % de humedad en la harina se
presentan en la tabla 11.
Tabla 11. Contenido de humedad (%) de la harina con y sin aditivo
Aditivo Dosis (g)/300 g harina Promedio de humedad (%) PBM 0.900 12.3
1.500 12.3
2.400 12.2
15.000 12.0
EM 0.012 12.2
0.018 12.1
0.024 12.0
0.150 12.0
CMC 0.030 11.9
0.120 11.9
0.600 11.8
1.200 11.8
Sin aditivo 0 12.0
En los datos de la tabla 11 se puede observar que hubo variaciones en el
contenido de humedad en la harina, esto se puede atribuir a que los ensayos se
realizaron en distintos días, por lo que es posible que la harina perdiera parte de
su humedad al transcurrir el tiempo. 3.1.2 Determinación de cenizas El contenido de cenizas (%) de la harina se presenta en la tabla 12.
47
Tabla 12. Contenido promedio de cenizas en harina (%)
Muestra Promedio de cenizas (%)
1 27.6
2 25.3
3 31.0
4 27.9
Muestra: 1) PBM; 2) EM; 3) CMC; 4) sin aditivo
Kent, 1987, establece que el contenido de cenizas es un ensayo muy utilizado
como medida del grado de refinación, porque el endospermo puro produce
relativamente poca ceniza, mientras que el salvado, la aleurona y el germen
producen mucha más, por lo que la prueba de la ceniza es de gran precisión.
En la tabla 13, se muestran los resultados de un análisis de varianza para el
porcentaje de cenizas en la muestra de harina con y sin aditivo, con la utilización
del paquete estadístico SPSS versión 8.0; donde la F calculada resulta menor que
la F de tablas, por lo tanto, se estima con un nivel de significancia del 0.05% que
no existe diferencia significativa en el contenido de cenizas de las muestras,
indicando esto, que las dosis utilizadas de aditivos no interfieren en el contenido
de las mismas.
Tabla 13. ANOVA para el porcentaje de cenizas en las muestras de harina
Cenizas SC GL CM Fc Ft
Dentro de grupos 48.669 3 16.223 0.339 4.066
Error 382.940 8 47.868
Total 431.609 11 SC= Suma de cuadrados Fc= F calculada
GL= Grados de libertad Ft= F de tablas
CM= Cuadrados medios
48
3.1.3 Granulometría Al determinar el tamaño de partícula de la harina, con y sin aditivo, se observó
mediante el calculo de la media, que el porcentaje de partículas más alto fue
mayor a 149 micrones (µn) pero menor a 250 µn, como se muestra en la tabla 14.
Tabla 14. Distribución de tamaño de partículas de la harina (%)
Tamiz (unidad de longitud) % de partículas 397 µn El 1.00% de las partículas son mayores a 397µn
250 µn El 17.17% de las partículas son mayores a 250 µn,
pero menores a 397 µn
149 µn El 50.08% de las partículas son mayores a 149 µn,
pero menores a 250 µn
106 µn El 25.50% de las partículas son mayores a 106 µn,
pero menores a 149 µn
Plato El 4.50% de las partículas son menores a 106 µn
El 1.75% restante de las partículas se quedó incrustado en las aberturas o poros
del tamiz al momento de su agitación, por lo que se puede decir que ése
porcentaje presentó partículas del mismo tamaño de los poros de los tamices
utilizados.
49
3.2 ENSAYO ALVEOGRÁFICO En el ensayo alveográfico se obtuvieron datos acerca de la consistencia de la
masa con y sin aditivo, así como también los alveogramas, de los cuales se
tomaron los valores de la fuerza de panificación (W) y la relación P/G para llevar a
cabo el análisis.
3.2.1 Consistencia de la masa al momento de su extracción Durante la extracción de la masa se observó que la textura variaba según la dosis
y el aditivo utilizado, por lo que en la tabla 15 se puede apreciar la consistencia
observada durante la extracción de la masa, según la dosis y el aditivo utilizado.
Tabla 15. Consistencia de la masa durante su extracción
Aditivo Dosis (g) Dosis (%) Consistencia de la masa
PMB 0.900 0.3 Suave de fácil manejo
1.500 0.5 Manejable
2.400 0.8 Suave, ni dura ni demasiado blanda
15.000 5.0 Pegajosa, chiclosa, de difícil manejo
EM 0.012 0.004 Manejable
0.018 0.006 Un poco blanda
0.024 0.008 Un poco blanda
0.150 0.05 Suave y manejable
CMC 0.030 0.01 Manejable
0.120 0.04 Suave y manejable
0.600 0.2 Manejable
1.200 0.4 Suave y manejable
Sin aditivo 0.000 0 Manejable
Aditivo PBM: Probemul; EM: Extenso Mega; CMC: Carboximetilcelulosa.
50
Como se puede observar en la tabla 15, solo se tuvo dificultades al manejar la
masa con la dosis exagerada del aditivo PBM, ya que esta presentó una masa
viscosa, la cual hacía que se pegara en la espátula y que se extendiera de más al
momento de ser laminada. Dificultando la obtención de amasijos del mismo
tamaño y grosor.
Dentro de la adición de aditivos, Guarda et al., 2004, en sus estudios ha
encontrado que el mejoramiento de la estabilidad en la masa de harina de trigo
durante la prueba, puede ser obtenida con la adición de hidrocoloides como el
alginato de sodio, carragenina, gomas e hidroxipropilmetilcelulosa. Es por ello que
la masa con CMC presentó una consistencia suave y de fácil manejo, siendo ésta
la que se manejó mejor.
3.2.2 Datos obtenidos en el alveograma En los alveogramas se obtuvieron datos sobre la tenacidad (P) de la masa, la
extensibilidad (L), la fuerza de panificación (W), relación de configuración de la
curva (P/L) y el índice de elasticidad (Ie). Además se calculó el valor de tenacidad
en relación con el índice de hinchamiento (P/G), ya que es un valor que se
maneja más frecuentemente en la empresa Munsa Molinos S.A. de C.V., la cual
fue patrocinadora de este proyecto.
En la figura 14 se muestran los alveogramas de la harina con el aditivo PBM, en
donde se observa que la harina con la dosis más alta tuvo una disminución en la
tenacidad (P) y la fuerza de panificación (W), y que la relación P/G va
disminuyendo con forme se aumenta la dosis a partir de 0.5% del aditivo. Es
posible que las dosis exageradas tengan un efecto negativo en la masa, ya que
se observó que en lugar de incrementar los valores de W y P/G, los disminuyó.
51
Figura 14. Alveogramas de la harina con Probemul (PBM)
P 94 mm H2O L 74 mm G 19.1 W 235 10e-4J P/L 1.26 Ie 51.1 % P/G 4.9
P 94 mm H2O L 57 mm G 16.8 W 194 10e-4J P/L 1.64 Ie 48.3 % P/G 5.5
P 81 mm H2O L 77 mm G 19.4 W 199 10e-4J P/L 1.06 Ie 48.3 % P/G 4.1
P 66 mm H2O L 55 mm G 16.4 W 106 10e-4J P/L 1.21 Ie 30.7 % P/G 4.0
52
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0.5% PBM
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0.3% PBM
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
5% PBM
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0.8% PBM
Según datos de la ficha técnica del proveedor del aditivo, Probemul es empleado
en cantidades que varían de 0.3% a 0.8% base harina, por lo que al comparar las
dosis utilizadas con las que recomienda el proveedor, se puede decir que con las
dosis de 0.3 a 0.8%, si se obtuvieron los mejores resultados en base a los
alveogramas que se obtuvieron.
Los resultados que se obtuvieron al analizar los alveogramas de la harina con el
aditivo Extenso Mega son los que se presentan en la figura 15, en donde se
observa que la tenacidad (P) va disminuyendo conforme se incrementa la dosis,
además de que con la dosis más alta se obtiene una mayor extensibilidad (L).
Las dosis que el proveedor del aditivo recomienda va de 6 a 12 g por cada 100
kg, por lo que al comparar ésa dosis con las dosis utilizadas, se obtuvo que al
utilizar una dosis de 0.006% de EM, si se obtienen los resultados deseados, por lo
tanto las cantidades de aditivo que maneja el proveedor si son las
recomendables.
En la figura 16 se muestran los alveogramas de la harina con
carboximetilcelulosa, en donde se observa que al ir aumentando la dosis se
incrementa la tenacidad (P) de la masa, al igual que la relación P/G, por lo que se
puede decir que la dosis de 0.4% de CMC es con la que se obtienen mejores
resultados.
En la empresa Munsa Molinos clasifican como harina tortillera a aquella que tenga
una fuerza de panificación (W) de 270 ± 30 y una P/G de máximo 7.0, y harina
panadera con una W de 320 a 350 y una P/G de 6.0 máximo, por lo que al
comparar los datos obtenidos con los de la empresa, se puede decir que los
aditivos EM y CMC a una concentración de 0.006% y 0.04% respectivamente, son
adecuado para harina tortillera. Los datos de W de la harina con PBM no están
dentro del rango que la empresa maneja.
53
Figura 15. Alveogramas de la harina con Extenso Mega (EM)
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
PP 97 mm H2O L 88 mm G 20.8 W 279 10e-4J P/L 1.11 Ie 53.7 % P/G 4.6
P 96 mm H2O L 81 mm G 20 W 259 10e-4J P/L 1.19 Ie 53.3 % P/G 4.8
P 94 mm H2O L 79 mm G 19.7 W 249 10e-4J P/L 1.2 Ie 52.3 % P/G 4.7
P 78 mm H2O L 93 mm G 21.4 W 243 10e-4J P/L 0.84 Ie 56.4 % P/G 3.6
0.004% EM
0.006% EM
0.008% EM
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0.05% EM
54
P 101 mm H2O L 80 mm G 19.9 W 273 10e-4J P/L 1.26 Ie 52.9 % P/G 5.0
Figura 16. Alveogramas de la harina con carboximetilcelulosa (CMC)
P 100 mm H2O L 91 mm G 21.2 W 289 10e-4J P/L 1.1 Ie 53.1 % P/G 4.7
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
P 102 mm H2O L 81 mm G 20 W 280 10e-4J P/L 1.27 Ie 53.9 % P/G 5.1
0204060
80100120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
P 108 mm H2O L 85 mm G 20.4 W 305 10e-4J P/L 1.28 Ie 54.3 % P/G 5.2
0.2% CMC
0.4% CMC
55
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P 0.01% CMC
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0.04% CMC
En la figura 17 se muestra una comparación de los alveogramas de todos los
aditivos utilizados en el ensayo, en donde se puede observar que la dosis más
elevada en el aditivo PBM provoca una disminución de la gráfica afectando todos
sus valores. También se puede ver que con el aditivo CMC se obtienen curvas
más homogéneas y de mayor tamaño.
Se analizaron los datos de W y la relación P/G con la utilización del paquete
estadístico SPSS versión 8.0, ya que estos datos son determinantes para el
producto y la utilidad que se le dará a la harina.
Se realizó un análisis de varianza (tabla 16) para las medias de W y P/G con
respecto al aditivo, en donde se encontró que la F calculada fue mayor que la F
de tablas, por lo que se estima con un nivel de significancia del 0.05% que existe
diferencia significativa con respecto al aditivo utilizado.
Tabla 16. Análisis de varianza para W y P/G con respecto al aditivo
SC GL MC Fc Ft 90%
W Dentro de 54378.923 3 18126.308 15.534 2.874 grupos
Error 40840.000 35 1166.857
Total 95218.923 38
P/G Dentro de 7.464 3 2.488 9.038 2.874 grupos
Error 9.634 35 0.275
Total 17.098 38 SC: Suma de cuadrados MC: Media de cuadrados Ft: F de tablas
GL: Grados de libertad Fc: F calculada
Los resultados que se obtuvieron al analizar las medias de la fuerza de
panificación (W), según el aditivo utilizado, se muestran en la tabla 17.
56
Aditivo: PBM: Probemul; EM: Extenso Mega; CMC: Carboximetilcelulosa
Figura 17. Comparación de alveogramas de harina con aditivos
PBM EM CMC
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
0.3%
0.5%
0.8%
5 %
0.004 %
0.006 %
0.008 %
0.05 %
0.01%
0.04 %
0.2 %
0.4 %
57
Tabla 17. Media y desviación estándar de la fuerza de panificación (W)
según el aditivo utilizado.
Aditivo Media N Desviación estándar
1 202.83 12 54.56
2 266.33 12 12.06
3 294.83 12 22.07
4 275.00 3 23.81
Total 256.23 39 50.06 Aditivo: 1) PBM; 2) EM; 3) CMC; 4) sin aditivo
Los valores promedio de W se graficaron y en la figura 18 se muestra de una
manera más ilustrativa el efecto que tiene el tipo de aditivo sobre la fuerza de
panificación (W) de la masa.
Aditivo: 1) PBM; 2) EM; 3) CMC; 4) Sin aditivo
Figura 18. Relación de la fuerza de panificación (W)
con respecto al aditivo
58
0
50
100
150
200
250
300
Med
ia W
1 2 3 4
Aditivo
202.83
266.33
294.83 275
En la figura 18 se puede observar que el aditivo 3 es el que presenta mayor
fuerza de panificación, seguido del aditivo 4, luego el 2 y el que presenta menor W
es el aditivo 1.
En estudios realizados por Collar et al., 2001, sobre los lípidos y su relación con el
almidón en panes de trigo formulados, se indica que la adición de algunos
emulsificantes como los monoglicéridos (MGL), ácido diacetiltartárico (DATEM) y
estearil lactilato de sodio (SSL), incrementan significativamente los beneficios de
los lípidos dando como resultado una buena masa y actuando sobre los efectos
del enranciamiento. Además, la adición de CMC incrementó los lípidos ligados al
almidón ligando los hidrocoloides al gluten, y relacionó los efectos iniciales de
suavidad de la miga y baja firmeza de la miga del pan durante su
almacenamiento.
Esto indica que la adición de mejorantes a la harina de trigo ayuda a mejorar las
cualidades de los productos que se elaboran con ésta materia prima.
Para ver el comportamiento de la relación P/G con el aditivo, se obtuvieron las
medias en cuanto a ésta relación y el tipo de aditivo, lo cual se muestra en la tabla
18.
Tabla 18. Media y desviación estándar según P/G y aditivo
Aditivo Media N Desviación estándar
1 4.2908 12 0.4712
2 4.4450 12 0.5628
3 5.3108 12 0.5787
4 4.9567 3 0.1097
Total 4.7033 39 0.6708
Aditivo: 1) PBM; 2) EM; 3) CMC; 4) sin aditivo
A continuación en la figura 19, se muestra gráficamente los datos obtenidos en la
relación P/G y aditivo.
59
Aditivo: 1) PBM; 2) EM; 3) CMC; 4) Sin aditivo
Figura 19. Relación de tenacidad e índice de hinchamiento (P/G)
con respecto al aditivo
También en la figura 19 se puede observar que el aditivo 3 es el que presenta la
mayor relación P/G, seguido por el aditivo 4, el aditivo 2 y por último nuevamente
el aditivo 1. Esto indica que el aditivo 3 es el que presenta un valor más alto de W
y de P/G.
En estudios realizados por Guarda et al.,2004, se encontró que los hidrocoloides,
como la CMC, son ampliamente usados en la industria de alimentos, ya que son
muy útiles para modificar la reología y textura de algunas suspensiones. Esto
indica que es un aditivo que se utiliza en la industria de panificación y elaboración
de harinas.
Para la evaluación de las dosis se realizó un análisis de varianza (tabla19), en el
cual se observó que también existe una diferencia altamente significativa con
respecto a la dosis utilizada, ya que se encontró con un nivel de significancia del
0.05%, que la F calculada resultó mayor que la F de tablas.
0
1
2
3
4
5
6
Med
ia P
/
1 2 3 4
Aditivo
60
4.2908 4.445
5.3108 4.9567
Tabla 19. Análisis de varianza para W y P/G con respecto a la dosis. SC GL MC Fc Ft 90%
W Dentro de 89094.923 12 7424.577 31.522 2.148 grupos
Error 6124.000 26 235.538
Total 95218.923 38
P/G Dentro de 11.811 12 0.984 4.839 2.148 grupos
Error 5.288 26 0.203
Total 17.098 38
SC: Suma de cuadrados MC: Media de cuadrados Ft: F de tablas
GL: Grados de libertad Fc: F calculada
Al ser evaluadas las dosis utilizadas con la relación P/G y con W se obtuvo como
resultado lo que se muestra en las figuras 20 y 21.
Figura 20. Relación de tenacidad e índice de hinchamiento (P/G)
con respecto a la dosis
4.51
4.54
4.38
3.72
4.6 4.
98
4.56
3.62
5.28
5.28
5.29 5.38
4.95
0
1
2
3
4
5
6
P/G
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Dosis (g)
61
0.9 2.4 0.012 0.024 0.03 0.6 0.0 1.5 15 0.018 0.15 0.12 1.2
Figura 21. Relación de la fuerza de panificación (W)
con respecto a la dosis
En la figura 20 y 21 se observa que las dosis con mayor P/G y W son las de 1.2,
0.6 y 0.03 g y se encontró que son las dosis del aditivo CMC. Esto reafirma la idea
de que el aditivo 3 es el que da mejores resultados en cuanto a W y P/G.
También se puede ver que las dosis altas son las que presentan un menor valor
de P/G y W, indicando esto que es importante conocer la dosis adecuada para
cada aditivo, ya que si se excede esa cantidad se pueden tener resultados
desfavorables en el producto que se realiza. Con todos los datos obtenidos, se puede decir que el aditivo CMC es el que
obtuvo mejores resultados en todos los casos, por lo que se podría recomendar
su utillización para harina tortillera.
255.
33
219.
33
217.
67
119
280.
33
266.
33
260
258.
67
290.
33
276.
33
292.
67
320
275
0
50
100
150
200
250
300
350
W
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Dosis (g)
62
0.9 2.4 0.012 0.024 0.03 0.6 0.0 1.5 15 0.018 0.15 0.12 1.2
3.2.3 Precisión del método expresado como % coeficiente de variación
(CV)
La precisión es de mucha importancia, ya que ayuda a tener datos confiables y
representativos de un ensayo. La dispersión de una serie de resultados alrededor
del valor medio o central, es decir, el “más-menos” de un procedimiento analítico
se relaciona con el término precisión, el cual se define como la capacidad de un
método para proporcionar resultados próximos entre sí (Sánchez M. y López
C.,2004).
Para evaluar la precisión del equipo y del operador se calculó el coeficiente de
variación de la tenacidad (P) y la extensibilidad (L) que se obtuvieron de la harina
de trigo virgen por triplicado (tabla 20).
Tabla 20. Coeficiente de variación (%) para la tenacidad (P)
y extensibilidad (L) Muestra P L
1 102 84
2 97 76
3 101 89
Promedio 100 83
Desviación estándar 2.64 6.55
% CV 2.64 7.90
En la figura 22 se muestra gráficamente el comportamiento de las muestras de
harina virgen en donde se observa la precisión del método.
63
Figura 22. Alveogramas de las medias de la harina virgen
Se sabe que en distribuciones con alta desviación estándar usualmente el
promedio deja de ser representativo (www.uc.cl/sw_educ/micssweb), por lo que
se puede decir que los datos obtenidos en el presente trabajo son precisos y
representativos, y que también el operador del alveógrafo tiene una buena
precisión.
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
L (mm)
P
64
CONCLUSIONES
• Los aditivos alimentarios ayudan a mejorar las características alveográficas
de la harina de trigo, ya que incrementan su fuerza de panificación.
• Es importante utilizar las dosis adecuadas de los aditivos, como lo indican
los proveedores, ya que si se exceden o se disminuyen pueden tener un
efecto negativo en el producto a elaborar.
• El aditivo que presentó mejores resultados fue el CMC a una concentración
de 0.4%, dando una mayor fuerza de panificación (W) y también mayor
P/G, así como también una mejor textura de la masa utilizada en el ensayo
alveográfico.
• Si se encontraron diferencias significativas en el uso de los aditivos y las
dosis, porque se utilizaron dosis distintas según el aditivo, lo cual influyó en
los resultados obtenidos.
RECOMENDACIONES
• Calibrar y conocer el funcionamiento del alveógrafo antes de comenzar un
ensayo alveográfico.
• Verificar las temperaturas de la amasadora y el alveógrafo en cada ensayo
para evitar sobrecalentamiento del equipo.
• Engrasar con aceite vegetal todos los aditamentos a utilizar en un ensayo
para que la masa no se pegue y se puedan obtener resultados erróneos.
• Pesar correctamente los aditivos en una balanza analítica para tener un
margen mínimos de error.
• Evaluar la calidad panificable de la harina elaborando un pan y observando
las características de color, altura y miga para confirmar los datos que se
obtuvieron en el ensayo alveográfico.
• Utilizar los datos obtenidos en el alveograma para posteriores
investigaciones en las cuales se puedan variar las condiciones de trabajo y
obtener nuevo datos.
• En ensayos alveográficos es aconsejable siempre apoyarse en
procedimientos tales como el farinógrafo, ya que la suma de éstos dos es
una herramienta muy importante en la industria de la molinería.
67
BIBLIOGRAFIA
AOAC. (1995). Oficial Methods of Análisis. Association of official Analytical
Chemists. Arlington, Virginia.
Badui, D. S. (1993). Química de los alimentos. Editorial Longman. México. P.
194-196, 317, 473, 476, 488, 512.
Belitz, H. D.; Grosch, W. (1988). Química de los alimentos. 2ª. Edición. Editorial
Acribia. Zaragoza, España. P. 555-556.
Bennion, E. B. (1969). Fabricación de pan. Editorial Acribia. Zaragoza, España.
P. 340, 341, 346-349, 358-360.
Charley, H. (1988). Preparación de alimentos. Editorial Limusa. México. P. 194-
195.
Charley, H. (2000). Tecnología de alimentos. Editorial Limusa. México. P. 38.
Collar, C.; Martínez, J.C.; Rosell, C. M. (2001). Lipid Binding of fresh and stored
formulated wheat breads. Relationships with dough and bread technological
performance. Journal of Food Science and Technology. Vol. 7, Issue 6. P. 501-
510.
Delorit, R. J.; Ahlgren, H. L. (1986). Producción agrícola. 14ª. Impresión.
Editorial Continental. México. P. 134-137.
Desrosier, N. W. (1999). Elementos de tecnología de alimentos. 14ª.
Reimpresión. Editorial Continental. México. P. 151-152.
Dunnewind, B.; Vliet T.; Orsel, R. (2002). Effect of oxidative enzymes on bulk
rheological properties of wheat flour doughs. Journal of cereal science. Vol 36. P.
357-366.
Gélinas, P.; McKinnon, C. M. (2004). Effect of flour heating on dough rheology.
Vol 37. Journal LWT of Food Science and Technology. P. 129-131.
Guarda, A.; Rosell, C. M.; Benedito, C.; Galotto, M. J. (2004). Different
hydrocolloids as bread improvers and antistaling agents. Journal of food
hydrocolloids. Vol. 18. P. 241-247.
Kent, N. L. (1987). Tecnología de los cereales. Editorial Acribia. Zaragoza,
España. P. 79, 121.
Koehlert, M. (2003). Concentrations of low and high molecular weight tilos in
wheat dough as affected by different concentrations of ascorbic acid. Journal of
Agricultural and Food Chemistry. Vol. 51 (17). P. 4948-4953.
69
Madrid, A.; Cenzano, I.; Vicente, J. M. (1994). Nuevo Manual de Industrias
Alimentarias. Editorial A. Madrid Vicente Ediciones y Mundi-Prensa Libros, S.A.
Madrid, España. P. 470.
Mazza, G. (2000). Alimentos funcionales. Editorial Acribia. Zaragoza, España. P.
41-44.
Mesas, J. M.; Alegre, M. T. (2002). El pan y su proceso de elaboración. Vol. 3,
Número 5. Ciencia y Tecnología Alimentaria. P. 307-313.
Miralbes, C. (2003). Prediction Chemical Composition and Alveograph
Parameters on Wheat by Near-Infrered transmítanse spectroscopy. Journal of
Agricultural and Food Chemistry. Vol. 51 (21). P. 6335-6339.
Multon, J. L. (2000). Aditivos y auxiliares de fabricación en las industrias
agroalimentarias. 2ª. Edición. Editorial Acribia, S.A. Zaragoza, España. P. 6.
NMX-F-007-1982. Alimento para humanos. Harina de Trigo. Foods for humans.
Wheat flour. Normas Mexicanas. Dirección General de Normas.
Norma Oficial Mexicana NOM-147-SSA1-1996, Bienes y Servicios. Cereales y
sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de
cereales, de semillas comestibles, harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas.
Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y
nutrimentales.
Pedersen, L.; Kaack, K.; Bergsoe, M.; Adler-Nissen, J. (2004). Rheological
properties of biscuit dough from different cultivars and relationship to baking
characteristics. Journal of Cereal Science. Vol. 39, Issue 1. P. 37-46.
Perego, P.; Sordi, A.; Grivon, D.; Converti, A.; Dovi, V. (2002). Rheological
study in the pasta industry by alveographic analysis. Vol. 3, Número 4. Ciencia y
Tecnología Alimentaria. P. 202-206.
70
Potter, N. N. (1973). La ciencia de los alimentos. Editorial Edutex. México. P. 28.
Quaglia, G. (1991). Ciencia y tecnología de la panificación. Editorial Acribia.
Zaragoza, España. P. 1-2, 36, 51-52, 55-59, 75-76, 204.
Robinson, D. S. (1991). Bioquímica y valor nutritivo de los alimentos. Editorial
Acribia. Zaragoza, España. P. 58.
Salazar de Marcano, E.; Álvarez-Martínez, L. (2001). Características objetivas y
subjetivas en la evaluación de panes elaborados con harinas compuestas de trigo
(Tricicum vulgare), Yuca dulce (Manihot esculenta) y subproductos amiláceos del
maíz (Zea mays). Saber, Universidad de Oriente, Venezuela. Vol 13. No. 1. P. 50-
54.
Sánchez Machado, D. I.; López Cervantes J. (2004). Validación de Técnicas
Analíticas. Instituto Tecnológico de Sonora. P. 7.
Tscheuschner, H. D. (2001). Fundamentos de tecnología de los alimentos.
Editorial Acribia. Zaragoza, España. P. 351.
Vollmer, G.; Josst, G.; Schenker, D.; Sturm, W.; Vreden, N. (1999). Elementos
de Bromatología descriptiva. Editorial Acribia S.A., Zaragoza, España. P. 155-156.
71
DIGITOGRAFIA
www.concereal.com
www.criba.edu.ar/agronomia/tecnicas/Calidad/Instruc/
www.harina.org
www.molineriaypanaderia.com
www.uc.cl/sw_educ/micssweb
