Después de hablar de los principales componentes de la harina, y de cómo estos van a influir en los procesos de panificación, vamos a hablar de calidad de las harinas, de los parámetros más importantes y de cómo medirlos.
Para empezar no vamos a abordar lo que la mayoría estaría esperando (aspectos relacionados con las proteínas, su calidad panadera, la adecuación de las harinas a distintas elaboraciones, etc.). Por el contrario, vamos a hablar de parámetros muy importantes que a veces descuidamos, y de problemas que pueden invalidar el uso de las harinas para casi cualquier producto.
Lo primero que hay que saber es que no existen harinas que sean buenas para todo, por el contrario, hay harinas adecuadas para algunos usos y harinas buenas para otros. Así una buena harina para elaborar galletas tipo María es muy mala para hacer pan de molde, y al contrario. Pero muchos veréis que se suele hablar de harinas o trigos de calidad. Cuando se habla de trigos o harinas de calidad se suele hablar de harinas con un alto contenido proteico, y una proteína que genera redes de gluten fuertes, pero extensibles. Estos trigos o harinas son más caros y difíciles de obtener, por lo que se suele hablar de mayor calidad, pero no son adecuados para algunos usos. Sin embargo, sí que hay algunos aspectos que hacen que las harinas sean de mala calidad, para cualquier uso.
Humedad
La humedad de las harinas es un factor clave, y de hecho está regulada por la legislación. En general las harinas presentan humedades cercanas al 14-14,5 %, siendo el límite legal el 15 % (en España). En el proceso de molturación es necesario humedecer el trigo (acondicionado), para ablandarlo y separar mejor el salvado, por lo que es lógico que la humedad de la harina sea mayor que la del trigo, y más o menos regular. Pero hay que tener en cuenta que al harinero le puede interesar vender agua (a precio de harina), por lo que para evitar abusos existe un límite legal. Las harinas con humedades mayores empiezan a tener un riesgo de apelmazamiento y, sobre todo, de desarrollo de microorganismos, algo que se debe evitar a toda costa.
Aunque no es habitual que las harinas tengan humedades inferiores, si así fuera también puede presentar un problema, ya que las fórmulas están adaptadas para una determinada humedad de la harina. Así, en una fórmula en que la harina suponga 100 partes y el agua 50, suponiendo que la humedad de la harina es del 15 %, realmente tendríamos 65 partes de agua y 85 de harina seca. Si por el contrario la harina tiene un 10 % de humedad, tendríamos 60 partes de agua y 90 de harina. En el primer caso el agua supone un 76 % de la harina, pero en el segundo solo el 67 %, y por tanto debería corregirse la fórmula.
Por tanto, la harina debe de tener una humedad inferior al 15 %, y constante. Como he dicho lo normal es que la harina de trigo tenga una humedad en torno al 14-14,5 %, pero algunas harinas de otros cereales o granos, como algunas harinas sin gluten, sí que pueden presentar una mayor variabilidad.
El método oficial para medir la humedad de las harinas es el secado en estufa, pero este método necesita demasiado tiempo, y el tiempo es oro. Así, en muchas industrias la humedad de la harina se suele controlar con termobalanzas que, aunque no es un método oficial, suelen dar resultados bastante exactos. En las harineras la humedad de las harinas se suele analizar con tecnología de infrarrojo cercano (NIR). Estos equipos son muy rápidos, pero se debe realizar un trabajo previo de calibrado exhaustivo. Por el mayor coste de los equipos y del calibrado, y porque este calibrado debe ser exclusivo para cada tipo de producto, son equipos que se suelen utilizar en fábricas que trabajen con productos muy específicos (el mismo producto en grandes cantidades), como son las empresas lácteas, las de harina, las enológicas, etc. Estos equipos tienen la ventaja de que analizan varios parámetros en pocos segundos. Así, en la industria harinera suelen utilizarse para el cálculo de la humedad y el contenido proteico, además de algún otro componente.
Tamaño de partícula
El tamaño de partícula de las harinas es otro factor de gran importancia, aunque no suele cuidarse. El trigo es un cereal blando, y por lo general da harinas finas. La normativa dice que la harina blanca debe de tener un tamaño de partícula tal que el 90 % pase por un tamiz de 180 micras, pero normalmente las harinas de trigo tienen un tamaño de partícula medio cercano a 100 micras. No obstante, en otros cereales puede haber diferencias importantes, y no es lo mismo un tamaño de partícula medio de 80 micras que uno de 150 micras, aunque ambos puedan cumplir con la legislación. Para la elaboración de productos en los que se desarrolle la red de gluten este tamaño de partícula (el habitual en las harinas de trigo) no suele generar problemas. Solo hay algunos casos, como en la elaboración de algunos bizcochos, como los tipo espuma, en los que un tamaño de partícula algo más fino puede dar mejores resultados. Esto se puede conseguir partiendo de variedades de trigo más blandas, seleccionando algunas pasadas de molienda, o incluso micronizando la harina. En algunos tipos de galleta el tamaño de partícula también puede influir, por lo que sería deseable que, al menos, fuera homogéneo entre los distintos lotes.
En el caso de las harinas sin gluten las diferencias en el tamaño de partícula suelen ser mucho más acusadas, y también lo es su influencia en la calidad del producto final. En general, los granos sin gluten son más duros que el trigo, y tienden a dar harinas más gruesas, pero este tamaño de partícula se puede reducir mediante los procesos de molturación, generando diferentes harinas en función de su tamaño de partícula. Los bizcochos y masas batidas suelen agradecer harinas finas, en el caso de panes sin gluten las harinas gruesas suelen dar mayores volúmenes para la misma hidratación de las masas (las finas necesitan de mayor hidratación), pero pueden generar texturas arenosas. Y en el caso de las galletas, las harinas gruesas dan galletas que se expanden más en el horno y con una textura menos dura, pero es necesaria una pequeña parte de harina fina para dar cohesión a la masa. Sin embargo, al intentar reducir el tamaño de partícula de estas harinas, también se puede generar una mayor cantidad de almidón dañado, que modifica las características de las harinas. Como veis es algo complejo, pero debemos de quedarnos con la idea de que el tamaño de partícula es importante, especialmente en harinas sin gluten.
En el caso de las harinas integrales el tamaño de partícula del salvado también es muy importante, pero de este tema hablamos en un capítulo dedicado a estas harinas.
Por cierto, el tamaño de partícula se suele analizar con baterías de tamices, pero existen equipos más sofisticados (y mucho más caros), como el MasterSizer, que nos dan datos más precisos.
Cenizas
El contenido en cenizas de una harina blanca es un indicativo de la posible contaminación de salvado. En el proceso de elaboración de la harina blanca se intenta separar el endospermo del salvado de la mejor forma posible, intentando evitar que parte del salvado pase al endospermo. Como el salvado tiene un mayor contenido en cenizas que el endospermo, un alto contenido en cenizas suele indicar que parte del salvado ha pasado a la harina. De hecho, en muchos países existen clasificaciones oficiales de la harina que tienen en cuenta el contenido de cenizas. En general las harinas deberían tener un contenido en cenizas inferior a 0,55-0,65 %, siendo un poco más altas en las harinas de fuerza.
Otro posible motivo del incremento del contenido en cenizas de las harinas es la inclusión de aditivos, ya que algunos aditivos incrementan el contenido en cenizas de las harinas. Pero en el caso de harinas puras, sin aditivar, el contenido en cenizas suele ser un indicativo de un alto grado de extracción (obtener más cantidad de harina por kilo de trigo) y de contaminación con salvado. Por tanto, una harina debe tener un bajo contenido en cenizas, ya que la contaminación con salvado es perjudicial para la calidad de las harinas.
Para medir el contenido en cenizas se recurre a la combustión de las muestras a altas temperaturas (entre 500 y 600 ºC) en hornos tipo mufla. Pero también es posible obtener datos fiables con la tecnología NIR.
Germinación
Cuando el grano germina se activan en su interior una gran cantidad de enzimas, encargadas de romper los componentes del endospermo para poder alimentar a la nueva planta en sus fases iniciales. Este fenómeno, que puede ser aprovechado para la elaboración de cervezas y bebidas alcohólicas (malteado), suele ser negativo para la calidad panadera de las harinas, y siempre que no sea un proceso controlado será negativo para cualquier uso de las harinas. En este proceso, además de amilasas, se generan proteasas, que rompen las proteínas encargadas de formar la red de gluten, y por tanto impidiendo la formación de esa red proteica, o debilitándola. También se generan otras enzimas que actúan sobre las fibras, los lípidos y otros componentes del grano, modificando las características de las harinas. El nivel enzimático de las harinas dependerá de lo avanzado del proceso de germinación.
En general las harinas procedentes de trigos germinados tienen un menor poder espesante, generan masas más débiles, y dan lugar a panes más oscuros (mayor producción de azúcares) y con migas menos consistentes (hidrólisis del almidón). El principal problema es que esta germinación, cuando se produce en campo, no es controlada y genera mucha heterogeneidad entre lotes.
El problema de los trigos germinados es más típico de los países del norte de Europa, y otras zonas donde una vez madurado el grano existen condiciones de alta humedad, y es necesario retrasar la recolección de los granos por distintos motivos. Esto es así porque el grano necesita humedad para empezar a germinar en la espiga. No es un problema habitual en España, aunque algunos años puede producirse. Aunque se puede detectar en granos importados de otros países, que se utilizan en distintas harineras.
Para detectar este problema suele recurrirse al uso de un equipo que analiza el llamado índice de caída, o falling number (en inglés). Este equipo somete a una mezcla de harina y agua a calentamiento controlado, para gelificar el almidón con un daño mínimo de la actividad enzimática. Tras este proceso se forma una pasta muy espesa, casi un gel. Posteriormente, el equipo deja que la mezcla vaya siendo degradada por las amilasas presentes, y mide el tiempo en que una varilla es capaz de descender una determinada distancia a través del gel formado. Cuanto menor sea ese tiempo mayor será la actividad enzimática (amilásica) de la harina, ya que el gel se hidroliza más rápidamente, lo que nos indica la presencia de trigo germinado. En general, niveles de 250-350 son adecuados para panificación. Niveles inferiores indican problemas de alta actividad enzimática, y niveles superiores (muy habituales en España) indican la necesidad de complementar las fórmulas con amilasas, que suelen incorporar los distintos mejorantes.
Degradación proteica
Otro de los problemas que puede presentar una harina, y que le restan calidad de manera importante, es la degradación proteica. Este problema se produce cuando se utilizan trigos que han sido atacados por “garrapatillo”. La palabra “garrapatillo” se usa como si fuera un solo insecto, pero en realidad se puede referir a dos insectos distintos, Aelia y Eurygaster. Es más habitual llamar garrapatillo o paulilla al Aelia, y sampedrito al Eurygaster, pero como digo, muchas veces se usa el término “garrapatillo” indistintamente. Estos insectos se alimentan del grano de trigo cuando está en estado lechoso (antes de endurecer en el proceso de maduración). Para ello cuentan con un aparato bucal, en forma de trompetilla, que introducen en el grano. Para alimentarse de los componentes del grano inyectan un complejo enzimático que hidroliza estos componentes, facilitando su posterior digestión. El problema consiste en que estas enzimas permanecen en el grano y, cuando estos granos se utilizan para elaborar harina es suficiente una pequeña cantidad, inferior al 5 %, para dañar toda la harina producida.
Los efectos más conocidos del ataque por garrapatillo son los relacionados con la degradación proteica, ya que entre las enzimas que se inyectan en el grano se encuentran las proteasas. Pero en estos granos también coexisten otras enzimas que pueden degradar otros componentes del grano durante los procesos. Esta degradación es progresiva, y se incrementará con el tiempo, por lo que será mayor en procesos de fermentación, donde hay más tiempo para actuar, que en la elaboración de productos como bizcochos, donde las masas se procesan más rápidamente. Pero este problema afecta a la calidad de la harina para casi cualquier uso, siendo especialmente importante en aquellos productos donde el gluten (red proteica) juega un papel importante, como el pan.
Curiosamente, si el ataque del insecto ha sido muy intenso los granos aparecen como chupados y arrugados, con un tamaño muy reducido, y se descartan en el proceso de limpieza. Pero si el ataque no ha sido intenso, es decir, si se han inyectado las enzimas pero el insecto no ha llegado a alimentarse del grano, o lo ha hecho de forma reducida, estos granos presentan una picada o mancha, pero no son descartados en la limpieza del grano.
Un problema añadido del ataque por garrapatillo es su difícil detección. En principio los granos con ataque de garrapatillo suelen presentar unas picaduras o puntos negros, pero es inviable revisar los granos uno a uno cuando entra una partida. Los análisis habituales que se realizan al trigo a su entrada en una harinera no detectan este problema, ya que en general son análisis rápidos, y para detectar este problema es necesario dejar actuar a las enzimas. Aunque se han intentado métodos rápidos, el método de detección de la degradación proteica en España es el análisis alveográfico. Para ello se realiza un análisis inicial y un segundo análisis a las 2 horas, comparando los resultados de ambos. Si la curva alveográfica ha reducido su longitud (extensibilidad de la harina) y su área (fuerza de la harina) con el tiempo, se considera que existe ataque de garrapatillo y estas harinas deben ser descartadas.
En los procesos de panificación pasaría algo similar, ya que este ataque no se apreciaría en el amasado, especialmente si este es rápido, pero provocaría la caída de las masas en la fermentación, cuando las enzimas tienen el tiempo y la temperatura adecuada para actuar sobre los componentes de la masa.
El problema del garrapatillo es típico de los países mediterráneos, y no se da en otras partes del mundo. Este problema depende de las condiciones climáticas y de si se han realizado tratamientos en campo para combatir esta plaga. En Nueva Zelanda se ha reportado un problema similar, pero causado por otro insecto (Nysius).
Tradicionalmente se ha usado fosfato monocálcico como aditivo para luchar contra los efectos del garrapatillo. Este aditivo es un quelante, y actúa secuestrando iones metálicos. Las proteasas presentes en el grano tras el ataque del garrapatillo parecen ser metaloproteasas, un tipo específico que necesita de la presencia de iones metálicos para actuar. Al quedar secuestrados los iones metálicos la acción de las proteasas se minimiza, pero solo es efectivo si la degradación proteica no es muy alta. Existen otros quelantes más potentes, como el EDTA, que pueden tener una acción más efectiva, pero su uso no está permitido en la elaboración de harinas. El EDTA sí que está permitido para otras elaboraciones alimentarias. El problema de su uso en harinas no es su posible toxicidad, sino que nunca se ha pedido su aprobación, en un país que funciona con listas positivas (todo lo que no está permitido está prohibido). En cualquier caso, las partidas de trigo con degradación proteica deberían descartarse para la elaboración de harinas de calidad para consumo humano.
Proteínas
Cantidad de proteínas
El contenido proteico de las harinas es un análisis muy conocido, y puede realizarse en multitud de laboratorios. Muchos laboratorios tienen equipos para medir proteína, normalmente mediante el método Kjeldahl, ya que la proteína es uno de los macronutrientes más importantes de los alimentos. Este método es algo tedioso, y en la mayoría de las harineras y empresas que trabajan con granos es habitual encontrar equipos basados en la tecnología de infrarrojo cercano (NIR) calibrados para el análisis de la proteína. Estos equipos son capaces de analizar el contenido proteico, así como la humedad y otros parámetros, en pocos segundos, y sin necesidad de personal especializado, pero deben estar adecuadamente calibrados para ello. Además, estas calibraciones deben de ser específicas para cada tipo de harina. Así una calibración para harina blanca no será útil para medir harina integral, o una para harina de trigo no lo será para medir harina de centeno.
El contenido de proteínas es un análisis muy utilizado, pero al que normalmente se le da poca importancia. Esto es debido a que la calidad panadera de la harina está muy influenciada por la calidad de las proteínas, más que por su cantidad. Sin embargo, es un análisis importante ya que, si bien es verdad que la calidad de las proteínas es importante, la cantidad también lo es. Además, en el caso de harinas distintas a las de trigo, donde no se forma la red de gluten, o para aquellas elaboraciones con harina de trigo donde tampoco se forma, el análisis de la proteína nos puede dar una información importante. Así, cuanto mayor es el contenido proteico, menor será el de almidón, y por tanto se modificarán todos los comportamientos de la harina relacionados con el almidón, su gelatinización y su retrogradación. Quizás sería más efectivo medir el contenido de almidón, pero este análisis es mucho más complejo y laborioso, por lo que la medida del contenido proteico nos da una buena indicación.
En resumen, el contenido proteico de las harinas es un parámetro importante para definir la calidad de harinas sin gluten, y para la calidad de la harina de trigo utilizada en elaboraciones donde no se desarrolla la red de gluten. Pero también es un parámetro importante para definir la calidad de las harinas de panificación, aunque debe acompañarse de otras analíticas relacionadas con la calidad de las proteínas.
Calidad nutricional de las proteínas
Los cereales no tienen unas proteínas de gran calidad nutricional, ya que casi todos son deficitarios en lisina y tienen bajo contenido de triptófano u otros aminoácidos esenciales. Es bien sabido que la combinación de cereales y leguminosas sí que aporta unas proteínas muy completas y de mayor valor nutricional, ya que ambas se complementan. Las proteínas de las leguminosas son una buena fuente de lisina, y las de los cereales de aminoácidos azufrados, como cisteína y metionina, deficitarios en las leguminosas. Al no ser muy valoradas por su calidad nutricional no es habitual analizar los aspectos nutricionales de estas proteínas. En caso de que sea necesario, y normalmente para alguna investigación, se suele recurrir al análisis de los distintos aminoácidos presentes, pero también son importantes aspectos de digestibilidad proteica.
Gluten y calidad del gluten
A partir de este momento empezamos a hablar del gluten y de aspectos relacionados con este, y por tanto estos aspectos solo son útiles para las harinas de trigo y las de trigos antiguos, como espelta, trigo khorasan (Kamut®), etc. Y también pueden serlo para híbridos del trigo con otros cereales. Aunque la mayoría de las proteínas del trigo son capaces de formar la red de gluten, no todas ellas lo son. Así, por ejemplo, las harinas integrales tienen un mayor contenido proteico que las harinas blancas, por el mayor contenido proteico del salvado frente al endospermo. Pero las proteínas del salvado no son capaces de formar gluten. Como el gluten es la proteína responsable de la calidad panadera de estas harinas, la medida de este nos dará una idea más adecuada de esta calidad que la simple medida del contenido proteico total.
Para analizar el contenido de gluten es necesario formar esta red proteica. Para ello se mezcla la harina con una solución salina (agua y sal) y se proporciona un trabajo mecánico. Posteriormente hay que lavar el gluten formado, para arrastrar todas las sustancias solubles presentes en la harina, como el almidón u otras proteínas. Este proceso se ha realizado tradicionalmente de manera manual, pero existen equipos específicos que son capaces de realizar este análisis. El producto resultante es el gluten húmedo. Si lo secamos podemos calcular el gluten seco. En general el gluten seco es una tercera parte del gluten húmedo, ya que las proteínas tienen la capacidad de absorber dos partes de su peso de agua.
Sin embargo, como ocurre con las proteínas, no solo es importante la cantidad de gluten, sino también su calidad. Para analizar la calidad del gluten se ha ideado un equipo que somete al gluten obtenido a centrifugación, y se analiza la cantidad de ese gluten que atraviesa una criba metálica. Un gluten fuerte no atravesará esos pequeños orificios, pero un gluten débil pasa, en parte, al otro lado de la criba. El porcentaje de gluten que no atraviesa la criba es lo que se conoce como gluten index.
Podéis encontrar más información del equipo más usado para analizar la cantidad y calidad del gluten en el sitio web de la empresa que lo fabrica, Perten. El equipo se denomina Glutomatic, y también existen vídeos en YouTube, donde se observa cómo se realiza el análisis.
Aunque el análisis de gluten es un análisis muy típico en las harineras, no suele ser determinante en la calidad panadera de las harinas, y suelen utilizarse otros parámetros. Pero como ocurría con el contenido proteico, es un valor para tener en cuenta. El gluten index ha tenido mucho éxito como predictor de la calidad de las sémolas de trigo duro para elaborar pasta, pero poco como predictor de la calidad panadera de las harinas de trigo.
Gliadinas y gluteninas
Las proteínas de reserva del trigo, aquellas que van a formar la red de gluten, están compuestas por gliadinas y gluteninas. Y estas a su vez pueden ser de distintos tipos. Tradicionalmente se ha dicho que las gluteninas son las que aportan elasticidad a la masa, mientras que las gliadinas le aportan cohesividad y extensibilidad. Hoy en día esto no está tan claro, y estudios que han suprimido las gliadinas en nuevas variedades, afirman que la calidad panadera de estos trigos es similar a la de las variedades convencionales. El interés por suprimir las gliadinas proviene del hecho de que en esta fracción se concentran las secuencias de aminoácidos que generan la respuesta inmune en los enfermos celíacos. Dentro de las gluteninas podemos distinguir las de alto y bajo peso molecular, y en general las de alto peso molecular dan más fuerza a las masas. Sin embargo, tras un estudio más detallado, hoy se sabe que ciertas bandas proteicas, de las obtenidas mediante un análisis por electroforesis, están más relacionadas con esta calidad panadera que otras.
Las gliadinas y gluteninas se suelen estudiar mediante electroforesis, y el patrón obtenido mediante este análisis es característico de cada variedad. Por ese motivo es un análisis utilizado para identificar variedades, y por los mejoradores genéticos, para obtener variedades de mayor calidad panadera, pero no se suele utilizar en la industria. Históricamente las fábricas de pasta sí que utilizaban este análisis para identificar contaminación de sémolas de trigo duro con sémolas de trigo blando. Pero, al menos en España, este análisis se ha dejado de hacer en la mayoría de las industrias. En parte por la complejidad del análisis, en parte por la mayor fiabilidad de las partidas de sémola que se comercializan. Es posible que en otros países, con otras problemáticas, sí que sea un análisis útil para este fin.
Análisis de sedimentación
Para evaluar la calidad de las proteínas de las harinas de trigo es habitual realizar algún tipo de análisis de sedimentación. En las harineras el más conocido es el índice de Zeleny. Estas analíticas se basan en la capacidad de estas proteínas de hincharse al entrar en contacto con ácido láctico, en mayor medida cuanto mayor es la fuerza del gluten. Así, tras mezclar la harina con agua y algunos reactivos, entre los que se encuentra el ácido láctico y un colorante, para observar mejor el resultado, se somete a la mezcla, en el interior de una bureta, a un movimiento de vaivén. Tras este vaivén se deja un tiempo en reposo y se mide la altura de la parte que se ha compactado. Con el tiempo la muestra se compactará más y la altura será menor. Al hincharse las proteínas estas se compactan más lentamente, y por tanto a mayor altura mejor será la calidad panadera de las harinas. O, mejor dicho, más fuerte será la red de gluten.
Estos tipos de análisis se utilizan en mejora genética, y son muy habituales en las harineras. Además, el índice de Zeleny se correlaciona bastante bien con la capacidad de las masas de retener aire y con el volumen de los panes obtenidos. Sin embargo es un análisis complejo, y requiere de los equipos específicos para someter a la mezcla a un vaivén homogéneo, tanto en inclinación como en velocidad.
Equipos que simulan el proceso de panificación
A pesar de existir diversos análisis que nos puedan dar una idea de la calidad de las proteínas de la harina de trigo, y de su adecuación para el proceso de panificación, lo normal es utilizar ciertos equipos que imitan algunas de las fases de la panificación. Con ellos se consigue evaluar cómo se comportarían estas harinas en este proceso. Entre estos equipos destacan los que simulan el amasado, el manejo de las masas o la fermentación. Estos equipos se comentarán en el siguiente capítulo, pero por adelantar algo, el farinógrafo es el equipo más utilizado para estudiar el comportamiento de las harinas en el amasado, mientras que el extensógrafo nos da idea de cómo se comportan las harinas y masas cuando se manipulan (estiran o doblan). Estos dos equipos pertenecen a la casa Brabender, pero también existen copias o equipos de otras casas con una funcionalidad similar. El otro gran fabricante de este tipo de equipos es la empresa francesa Chopin. La casa Chopin fabrica el alveógrafo, capaz de analizar la capacidad de retención de gas de las masas y su comportamiento cuando se extiende, así como el reofermentómetro, equipo muy adecuado para estudiar la fermentación. Además de estos equipos disponen del Mixolab, equipo que en su primera fase es similar al farinógrafo, mientras que en la segunda es más similar a un amilógrafo o un RVA.