TRABAJO DE INVESTIGACION: TRIGO

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TRABAJO DE INVESTIGACION: TRIGO

  1. 1. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESQuímica de los Alimentos Página 1
  2. 2. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALES Contextualización históricaEl trigo tiene sus orígenes en la antigua Mesopotamia. Las más antiguas evidenciasarqueológicas del cultivo de trigo vienen de Siria, Jordania, Turquía, Israel e Irak. Hacealrededor de 8 milenios, una mutación o una hibridación ocurrió en el trigo silvestre, dandopor resultado una planta tetraploide con semillas más grandes, la cual no podría habersediseminado con el viento. Existen hallazgos de restos carbonizados de granos de trigoalmidonero (Triticum dicoccoides) y huellas de granos en barro cocido en Jarmo (Iraqseptentrional), que datan del año 6700 a. C.Recién a comienzos del siglo XX se inició formalmente el mejoramiento de los trigos a nivelnacional. Entre los pioneros deben incluirse el Ing. Agr. Enrique Klein quien en el año 1919 seradica en la Argentina donde inicia los trabajos de mejoramiento en la localidad de Plá (Pciade Buenos Aires) y funda el Criadero KLEIN. Otro pionero del desarrollo de trigo en Argentinaes el Ingeniero Agrónomo José Buck, quien en el año 1930, comienza su propio programa demejoramiento genético y funda el criadero BUCK. Durante la misma década el Ministerio deAgricultura establece seis regiones trigueras, luego reducidas a 5, las que fueron delimitadasen base a las diferencias agroecológicas de cada una de ellas. En el mismo año, se crea la RedOficial de Ensayos Territoriales (ROET), la cual continua en funcionamiento, con el objetivo deorientar al productor sobre el comportamiento de los distintos cultivares de trigo en cadasubregión triguera. Otro de los protagonistas del trigo en Argentina es el Instituto Nacional deTecnología Agropecuaria (INTA) creado el 4 de diciembre de 1956 con la finalidad de“impulsar, vigorizar y coordinar el desarrollo de la investigación y extensión agropecuaria”,destacándose la importancia de este organismo en la promoción y mejoramiento del cultivo.Durante la primera mitad del siglo XX, el vuelco del cultivo, debido a la altura de la planta,limitaba en forma severa la posibilidad de incrementar el rendimiento a través de un mayoraporte de insumos. Por ello, junto con la mejora de la sanidad y la calidad, el desafío de losmejoradores era reducir la altura de la planta para evitar el vuelco y la pérdida de rendimiento.Ya a comienzos del siglo XX varias investigaciones con el objetivo de reducir la altura de plantashabían comenzado, como por ejemplo Stamprelli en Italia, Voguel a fines de los años 40 yluego el Dr. Norman Borlaug en los años 50 logran identificar materiales de trigo japoneses debaja estatura derivados del cultivar Norin 10 los cuales se cruzan con variedades comercialesmejicanas, obteniendo a inicios de los años 60 los primeros materiales comercialessemienanos. Nacen así los primeros trigos comerciales que incorporan genes de enanismo,reduciendo la altura de planta y evitando el vuelco. Estos nuevos materiales permitían el usode una mayor oferta de nutrientes para incrementar el rendimiento sin que se corriera elriesgo de vuelco. El rendimiento potencial del cultivo mostró un importante aumento y losmateriales semi-enanos fueron ampliamente difundidos en todo el mundo. En la actualidadmás del 95% de las variedades comerciales de trigo que se ofrecen en Argentina tienen algunode los genes de enanismo que el Dr. Borlaug incorporó a los trigos mejicanos a inicios de los60. El Dr. Norman Borlaug recibe en el año 1971 el premio Nobel de la Paz, en reconocimientoa sus aportes en el mejoramiento de la producción de trigo. La actividad del mejoramiento detrigo en nuestro país continúa durante la segunda mitad del siglo con la incorporación denuevos semilleros en el mercado nacional. En 1976, la Asociación de Cooperativas Argentina(ACA)inicia las actividades de mejora varietal. En los años 80 la empresa Cargill, inscribe en elmercado nacional 6 trigos híbridos, obtenidos en Argentina, que permanecieron en el mercadohasta mediados de los años 90. Durante los últimos años se incorporaron otros semillerosQuímica de los Alimentos Página 2
  3. 3. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESprivados como Relmó, Don Mario, Nidera, BioCeres y Sursem, incrementando lacompetitividad del mercado de mejoramiento de trigo en el país. Generalidades.Trigo (Triticum) es el término que designa al conjunto de cereales, tanto cultivados comosilvestres, que pertenecen al géneroTriticum; son plantas anuales de la familia delas gramíneas, ampliamente cultivadas en todo el mundo. La palabra trigo designa tanto ala planta como a sus semillas comestibles, tal y como ocurre con los nombres de otroscereales.El trigo (de color amarillo) es uno de los tres granos más ampliamente producidosglobalmente, junto al maíz y el arroz, y el más ampliamente consumido por el hombre enla civilización occidental desde la antigüedad. El grano del trigo es utilizado para hacerharina, harina integral, sémola, cerveza ) y una gran variedad de productos alimenticios.La palabra «trigo» proviene del vocablo latino triticum, que significa ‘quebrado’, ‘triturado’ o‘trillado’, haciendo referencia a la actividad que se debe realizar para separar el grano de trigode la cascarilla que lo recubre. Triticum significa, por lo tanto, "[el grano] que es necesariotrillar [para poder ser consumido]"; tal como el mijo deriva del latín milium, que significa"molido, molturado", o sea, "[el grano] que es necesario moler [para poder ser consumido]". Eltrigo (triticum) es, por lo tanto, una de las palabras más ancestrales para denominar a loscereales (las que se referían a su trituración o molturación)El mayor productor mundial de trigo fue por muchos años la Unión Soviética, la cual superabalas 100 millones de toneladas de producción anuales. Actualmente China representa la mayorproducción de este cereal con unas 96 millones de toneladas (16%), seguida por la India (12%)y por Estados Unidos (9%). Condiciones para el crecimiento de la plantaEl trigo crece en ambientes con las siguientes características: • Clima: temperatura mínima de 3 °C y máxima de 30 a 33 °C, siendo una temperatura óptima entre 10 y 25 °C.9 • Humedad: requiere una humedad relativa entre 40 y 70%; desde el espigamiento hasta la cosecha es la época que tiene mayores requerimientos en este aspecto, ya que exige una humedad relativa entre el 50 y 60% y un clima seco para su maduración.9 • Agua: tiene unos bajos requerimientos de agua, ya que se puede cultivar en zonas donde caen precipitaciones entre 25 y 2800 mm anuales de agua, aunque un 75% del trigo crece entre los 375 y 800 mm. La cantidad óptima es de 400-500 mm/ciclo.9 • Suelo: los mejores suelos para su crecimiento deben ser sueltos, profundos, fértiles y libres de inundaciones, y deben tener un pH entre 6,0 y 7,5; en terrenos muy ácidos es difícil lograr un adecuado crecimiento. 9Química de los Alimentos Página 3
  4. 4. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESLa siembra en cultivos rotativos de trigo es muy benéfica para los suelos ya que como lamayoría de las gramíneas tiene raíces en cabellera, ayudando a mejorar la estructura de losmismos, y proporcionando mayor aireación, permeabilidad y retención de humedad. Morfología vegetalLas partes de la planta de trigo se pueden describir de la siguiente manera: • RaízEl trigo posee una raíz fasciculada o raíz en cabellera, es decir, con numerosas ramificaciones,las cuales alcanzan en su mayoría una profundidad de 25 cm, llegando algunas de ellas hastaun metro de profundidad. • TalloEl tallo del trigo es una caña hueca con 6 nudos que se alargan hacia la parte superior,alcanzando entre 0,5 a 2 metros de altura, es poco ramificado. • HojasLas hojas del trigo tienen una forma linear-lanceolada (alargadas, rectas y terminadas enpunta) con vaina, lígula y aurículas bien definidas. • Inflorescencia o espigaLa inflorescencia es una espiga compuesta por un raquis (eje escalonado) o tallo central deentrenudos cortos, sobre el cual van dispuestas de 20 a 30 espiguillas en forma alterna y laxa ocompacta, llevando cada una nueve flores, la mayoría de las cuales abortan, rodeadaspor glumas, glumillas o glumelas, lodículos o glomélulas. • GranosLos granos son cariópsides que presentan forma ovalada con sus extremos redondeados.El germen sobresale en uno de ellos y en el otro hay un mechón de pelos finos. El resto delgrano, denominado endospermo, es un depósito de alimentos para el embrión o germen, querepresenta el 82% del peso del grano. A lo largo de la cara ventral del grano hay una depresión(surco): una invaginación de la aleurona y todas las cubiertas. En el fondo del surco hay unazona vascular fuertemente pigmentada. El pericarpio juntamente con la capa aleurona oproteica, conforman el salvado de trigo.Química de los Alimentos Página 4
  5. 5. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESQuímica de los Alimentos Página 5
  6. 6. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALES Composición nutricional de los granosExaminando el grano microscópicamente, encontramos primero la cubierta protectora o capaexterna constituida así:• El Pericarpio: Compuesto por el epicarpio, el mesocarpio y el endocarpio, corresponde al 4%del grano. En esta parte se encuentran células intermedias de pared fina, células alargadaslongitudinalmente y células tubulares. Esta capa protectora del grano constituye el salvado.• El Epispermo: o tegumento que contiene el pigmento que coloreará el grano ya sea blanco,rojo o amarillo. Estos pigmentos pueden ser carotenoides o flavonoides. Esta cubierta o testacubre la banda hialina.• La capa nuclear o banda hialina; esta capa junto con la anterior constituyen del 2 al 3% delgrano.• La Capa de aleurona: constituida por células cuadradas de paredes gruesas que contieneproteína pero no gluten, corresponde de un 6 a un 7% del grano.Las capas anteriores, denominadas capas subcorticales, contienen: 30 - 80% de la vitamina B1,20% de la proteína de buena calidad y minerales, así que glúcidos no digeribles y ácido fítico.• El endospermo o albumen, rodeado de aleurona, se le considera como la parte mayoritariadel grano, que servirá de reserva al germen en caso de germinación. Este albumen seconstituye, principalmente por gránulos de almidón, cautivos en una red de materia proteicaque se vuelve cada vez más tenue, a medida que se avanza hacia el centro del grano. Entonces,una harina fabricada a partir del centro del grano será rica en almidón y muy blanca y sedenomina flor de harina, en caso contrario, la harina será más rica en proteínas y más o menosblanca y se le denomina sémola blanca; finalmente la harina proveniente de la parte externadel albumen será más rica en sustancias proteicas y mas gris y se denomina sémola gris.La conformación de los gránulos de almidón de los diferentes tipos de cereales, también sirvenpara determinar, microscópicamente, la procedencia del almidón. Ver, en el Manual deBromatología, la configuración de los gránulos de almidón en la harina de trigo.• En la base del grano de trigo se sitúa el germen que está separado del resto, por células queforman una especie de collar y se denomina escutelo dentro del cual se encuentra la vitaminaB1 del grano de trigo. En cuanto a las otras vitaminas que hacen parte de las vitaminashidrosolubles del grupo B, todas se concentran en la periferia. El germen del trigo es muy ricoen vitamina E. La radícula conformará la raíz en caso de germinación y la plúmula será el tallo.Dentro del grano del trigo se encuentranLos glúcidosEl almidón: 60 - 70% (otros autores hablan de un 75 - 80 % de su peso). Desde el punto de vistanutricional tiene una función básicamente energética, pues 1 g de almidón imparte 4 Kcal. Estaes una sustancia sumamente ávida de agua y puede absorber hasta un 36% de agua fría, (encondiciones normales, los gránulos de almidón poseen del 12 al 14% de humedad), elhinchamiento del gránulo solo se observa por microscopía y al dejar en reposo la mezcla, losgránulos van al fondo. Solamente el calentamiento transformará la mezcla en gel, porhinchamiento evidente de los gránulos, esto es muy importante en los fenómenos depanificación.Si se efectúa artificialmente la hidrólisis del almidón por HCl concentrado a alta temperatura,se convierte en glucosa pasando por el estado dextrina-maltosa. Si al contrario, la hidrólisis seefectúa en la harina misma al ser puesta en contacto con el agua, se realiza por la glucosidasaQuímica de los Alimentos Página 6
  7. 7. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESamilasa sin ir más lejos de la dextrina - maltosa, a este proceso se le denomina actividaddiastásica. En la fermentación alcohólica para producir el pan, algunas enzimas transformanuna pequeña cantidad de maltosa al estado de glucosa.En la harina, los gránulos de almidón se pueden encontrar dañados o intactos, lo cual tieneimportancia en el proceso de elaboración del pan. El almidón dañado constituye unaproporción variable del almidón total, dependiendo de la variedad de trigo y de los parámetrosutilizados en la molturación (velocidad y tipo de superficie de cilindros). Estos tienen lapeculiaridad de absorber rápidamente una mayor cantidad de agua en el proceso de mezclado,lo que contribuye de cierta manera a aumentar el rendimiento panadero y colabora en laproducción de hidratos de carbono fermentables, imprescindibles para la producción dedióxido de carbono y alcohol en las etapas fermentativas de la masa y las etapas tempranas decocción, debido a que pueden ser degradados en azúcares más simples por la acción específicade enzimas amilolíticas. Un exceso es perjudicial ya que producen panes de pobre calidad, conmiga pegajosa y de intensa coloración en la corteza, motivado a la gran cantidad de dextrinas ymaltosas producidas en el proceso.El almidón de trigo se gelatiniza cuando se calienta con agua, siendo la temperatura degelatinización alrededor de los 60 °C. La gelatinización del almidón está condicionada por tresfactores a saber: tiempo, temperatura y presión, pudiéndose interpretar ésta como unaredistribución espacial de la cadena de glucosa.Azúcares. La cantidad de azúcares naturales presentes en la harina es relativamente pequeñapero suficiente para su utilización como substrato por las levaduras en procesos noprolongados de fermentación de las masas. Los azúcares en la harina aparecen en forma desacarosa en mayor proporción, aunque también existen cantidades menores de azúcaresreductores. La glucosa que se encuentras en un 1% y la sacarosa en 0.5-4%, a pesar de supequeña cantidad juegan un papel muy importante en la panificación.En el germen encontramos rafinosa (trisacárido formado por fructosa, glucosa y galactosa),levosina (fructosa y glucosa), celulosa y arabinosa en la capa externa. La maltosa no existe, sólose forma por hidrólisis amilolíticas del almidón.Gracias a la presencia de la enzima invertasa en la harina, estos azúcares pueden serconvertidos a formas más simples y ser consumidos por las levaduras. Prácticamente losazúcares empleados en la elaboración del pan son obtenidos de tres fuentes fundamentales:los azúcares naturales presentes en la harina, los azúcares que se obtienen por la acciónenzimática de las harinas y levaduras, y por último, los azúcares que se adicionan comoingrediente en el proceso de elaboración de las masas.Para el proceso de panificación, las formas de azúcares más relevantes son los disacáridos(sacarosa y maltosa) y los monosacáridos (glucosa y fructuosa), el orden de consumo de estosazúcares por las levaduras en la fermentación es: glucosa / fructuosa / maltosa, ya que lalactosa que pudiera estar presente en variadas fórmulas de panes, por la adición de lechecomo ingrediente en el proceso de formación de la masa, no es consumida por las levadurasen su trabajo de producción de gas carbónico y alcohol.Las Sustancias Proteicas:Las proteínas presentes en las harinas son cualitativamente las mismas que presenta el grano,pero su proporción depende del tipo de trigo y del porcentaje de extracción. Es necesariorecordar, que desde el punto de vista alimentario, estas proteínas son menos nutritivas quelas de origen animal, pues son generalmente deficitarias en aminoácidos esenciales, así, lagliadina aunque contiene prolina y glutamina, no contiene lisina ni glicina. La gluteninacontiene un poco de glicina, prolina y glutamina, contiene poca cantidad de triptofano y deQuímica de los Alimentos Página 7
  8. 8. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESaminoácidos azufrados. Por lo tanto, es necesario complementar la dieta a base de cerealescon leche, concentrados de harina de pescado, legumbres, harina de soya o agregando elaminoácido.En el germen encontraremos, en pequeñas cantidades albúmina y globulina (estas últimas sonfundamentalmente enzimas). La mayor parte de la materia proteica es una prolamina que llevael nombre de gliadina, y una glutelina denominada glutenina, ambas forman el gluten, esencialen la formación del pan. Se considera que la gliadina confiere al gluten la ligazón formandomasa fluida pero poco elástica, en tanto que la glutenina se encarga de la solidez formandouna masa compacta y elástica. La gliadina es soluble en alcohol al 70% en tanto que laglutenina lo es en álcali diluido. Ambas proteínas son insolubles en agua.Las proteínas insolubles en agua y soluciones salinas tienen la capacidad de combinarse con elagua dando lugar al gluten, compuesto gomoso - viscoelástico que tiene como funciónfundamental el de atrapar al dióxido de carbono producido durante la fermentación panaria.Las gliadinas son un grupo amplio de proteínas con propiedades similares. Pertenecen algrupo de las prolaminas, con un peso molecular bajo y cadena simple. Su estructura terciariaestá fuertemente replegada donde las uniones S - S le aseguran la estabilidad de la misma.Tienen poca elasticidad y parecen ser las responsables de la coherencia de la masa.Las gluteninas, pertenecen al grupo de las glutelinas, con alto peso molecular y cadenasramificadas.Su misión en el proceso panadero es la de dar elasticidad, aunque por el contrario poseen unabaja cohesividad.Aún se desconoce el por qué las proteínas que forman el gluten interactúan entre sí paraformar la masa viscoelástica. Sin embargo, se pueden relacionar la estructura de las proteínasy las propiedades del gluten, se ha analizado la composición aminoacídica, de ella se puedeinferir que: son deficientes en lisina, poseen un alto contenido de prolina y glutamina, poseenuna cantidad considerable de cistina.La teoría más aceptada que explica la formación del gluten es la de hidratación, según la cualhay un efecto coloidal, donde las proteínas y el almidón embeben agua e interactúan paraformar un enrejado tridimensional, mediante la formación de puentes disulfuro y dehidrógeno. Es fundamental el potencial redox del medio, por lo que los agentes oxidantes yreductores afectarán la formación y la estabilidad del gluten.Dentro de la fracción soluble se encuentra la fracción de las albúminas, dentro de las que sehan aislado de 7 a 11 bandas electroforéticas que poseen diferente peso molecular y puntoisoeléctrico. La leucosina es la que se presenta en mayor proporción y no se le conoce unafunción específica.Existen en la harina otras sustancias de estructura y composición más simple como péptidos yaminoácidos.El gluten no sólo contiene proteínas, sino también se encuentran lípidos, cenizas e hidratos decarbono.Lípidos. Los lípidos se encuentran en las harinas en cantidades menores de 1 %. Sucomposición consistente en cantidades iguales de lípidos polares y no polares, siendo lostriglicéridos, los que se encuentran en mayor cantidad dentro de los no polares, mientras elfosfatidil colina, lisofosfatidil colina y digalactosil diglicéridos se destacan dentro de los polares.Sólo el 60 % de los lípidos presentes en la harina son extraídos con éter, considerándoselípidos libres, mientras que el resto se encuentra asociado a proteínas.Aparentemente pueden lograrse buenas masas panarias con un contenido insignificante delípidos, aunque se conoce que la adición de grasas polares influyen en la estructura de la migaQuímica de los Alimentos Página 8
  9. 9. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESy actúan como agentes lubricantes entre las proteínas, reforzando la estructura del gluten. Loslípidos están sometidos a cambios hidrolíticos y oxidativos, en consecuencia la calidad de laharina durante el almacenamiento está influenciado con su contenido, el nivel de ácidosgrasos aumenta en la medida que el tiempo de almacenaje se prolongue, debido a la acción delas lipasas y una excesiva cantidad de ellos tiene un efecto adverso en sus cualidadespanaderas. La actividad de las lipasas es normal cuando las harinas son obtenidas de granossanos y la presencia de germen y salvados en ella es insignificante, por esta razón las harinasintegrales son más propensas a la rancidez durante largos períodos de almacenamiento queaquellas otras harinas blancas más refinadas.Sales minerales. Las sustancias inorgánicas o sales minerales (cenizas) que se encuentran en laharina dependen de la variedad de trigo de las cuales son obtenidas y del grado de extracciónde la molienda. Por esta última dependencia, se considera su contenido como un importantefactor para la determinación de la calidad o clasificación de una harina determinada. En elgrano de trigo, al igual que en el caso de las proteínas, el contenido de sales mineralesaumenta del centro del grano a su periferia, por lo que las harinas con mayores contenidos desalvado pulverizado tendrán superiores cantidades de sales inorgánicas.El Fósforo (P): 1.5-2% principalmente en combinación orgánica. El almidón contiene grancantidad como KH2PO4, ácido a la fenolftaleína (produce la acidez de la harina), y comoK2HPO4 alcalino al naranja de metilo (produce la alcalinidad de la harina), el fósforo de la fitina(sal de Mg y Ca del éster hexafosfórico del mesoinoistol) denominado también fitato, contieneel mineral en alta proporción. El potasio (K) se encuentra en cantidades más o menosimportantes (02-0.5%), y su presencia favorece la producción de almidón en el grano.El Magnesio (Mg 2+) y el Calcio (Ca2+) se encuentran bajo la forma de ésteres fosfóricos delmesoinositol. El calcio es indispensable para la asimilación del ión nitrito. ( NO⎯2 )Además contiene, S, Si, NaCl en pequeñas cantidades y trazas de Mn, Cu, Co, Al, Fe, Zn, As;todo depende del terreno sobre el cual se cultive el trigo.El porcentaje de sales minerales que presenta las capas más externas del grano incluyendo lacapa de aleurona oscila entre el 1,5 - 2 %, pero las harinas blancas con una extracción normalpara la panificación, si el proceso de molienda se ha conducido satisfactoriamente el rango decenizas debe encontrarse entre 0,45 - 0,6 %, no son admisibles mayores porcentajes si sedesea considerar la harina de buena calidad y presencia.En conclusión las materias inorgánicas que prevalecen en la harina son principalmente:fósforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, aluminio y azufre en formas de óxido y fosfatos.Estas sales minerales contribuyen como elemento indispensable para el desarrollo de laslevaduras en el proceso de fermentación y tienen influencia en la formación estructural delgluten.Como se había mencionado anteriormente las sales minerales o cenizas no se encuentran engrandes cantidades en la harina, por lo tanto la correlación entre este componente y elcomportamiento en la panificación es muy tenue, por lo que se prefiere en algunos casosrelacionar su contenido con el color que presentan las harinas. El salvado imparte coloracióncarmelita a las harinas, disminuyendo de esta manera su grado de blancura con el incrementode los niveles de cenizas en ellas.Elementos celulósicos. Al igual que las vitaminas, su porcentaje aumenta con el nivel deextracción que posea la harina. El endospermo del grano contiene solamente el 0,3 % del totalQuímica de los Alimentos Página 9
  10. 10. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESde celulosa presente en el grano de trigo y por estudios de la pared celular realizados se haencontrado que la estructura celulósica está asociada con hemicelulosas y sustancias pécticas,existiendo carencia de lignina.Los elementos celulósicos son insignificantes en la harina blanca, encontrándose en mayoresniveles en los productos removidos a la harina, es decir, salvados y germen.Agua. La humedad de la harina de trigo varía en dependencia de la variedad de trigo queproceda y de los ajustes de humedad a que se ha sometido el trigo en el proceso de molienda.Comúnmente la harina de trigo se comercializa con contenido de humedad no superior al 14%, ya que ocurre que la adición de agua en el proceso de elaboración de pan se traduce enganancia comercial para el panadero.La harina de trigo es una materia prima higroscópica, es decir absorbe o pierde humedadsegún la humedad relativa del medio en donde se encuentre almacenada. El contenido dehumedad de una harina constituye un factor de importancia para el panadero, primero porrazones económicas ya explicadas, se debe alertar que mientras mayor sea el contenido dehumedad de una harina ésta se vende a precio de harina; segundo, la estabilidad en elalmacenamiento se afecta por el contenido de humedad que posea la harina siendo laestabilidad inversamente proporcional al contenido de humedad; tercero, si en la formulaciónde las masas panarias no se tiene en cuenta la humedad de la harina esto traerá comoconsecuencia alteraciones de sus características produciendo un pan de baja calidad.Características bioquímicasDiastasas:En el grano de trigo se encuentra principalmente la enzima glucosidasa amilasa, la cual, unavez que la harina ha sido puesta en contacto con el agua, va a entrar inmediatamente enacción para hidrolizar el almidón hasta el estado maltosa, disacárido muy importante en elproceso de panificación de la harina.Se encuentran además algunos fermentos proteolíticos, lipasas y una fitasa que juega un papelmuy importante en la hidrólisis del ácido fítico. En la parte exterior o salvado, se halla unaoxidasa que es la que da el color gris al pan completo.Las diastasas actúan sobre el almidón dañado o gelatinizado dando como producto azúcaresde menor peso molecular, sustratos empleados por las levaduras durante el proceso defermentación. Las α-amilasa: Proceden del embrión del germen o de las capas externas delgrano y la harina de trigo es normalmente deficiente en ellas. Actúan sobre los enlaces de lascadenas de almidón, produciendo fundamentalmente dextrinas. Cuando existe muchaactividad de esta enzima es que procede de granos de trigo germinados. Cuando existe pocaproporción, se consigue aumentarla con productos fungales enzimáticos, o harina de maltadiastática. A 70 - 75 °C se inactivan.Las β-amilasas: Proceden del endospermo y sólo pueden atacar al almidón si ha sido dañadodurante la molturación. Formar la extensibilidad y elasticidad de la masa. Absorberaproximadamente una cantidad de agua del 40 % de su peso.Ambas enzimas, en el proceso de fermentación de la masa, actúan unidas, donde la enzima α -amilasa se ocupa de encontrar nuevos lugares de ataque para la enzima β - amilasa y asíobtener maltosa, que constituye el principal producto de la degradación enzimática delalmidón.Los niveles de proteasas en la harina son relativamente bajos. Sin embargo, sus niveles debenser controlados pues pueden atacar las cadenas polipeptídicas del gluten. Se ha planteado queuna de estas enzimas es activada por agentes reductores y compuestos con grupos - SH comoel glutatión y la cisteína, y es inhibida por agentes oxidantes.Química de los Alimentos Página 10
  11. 11. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESLas lipasas hidrolizan los triglicéridos produciendo ácidos grasos libres con la consecuentedisminución del pH.La lipoxidasa cataliza la peroxidación de las grasas poli - insaturadas en presencia de oxígeno.Esta puede ser un agente blanqueador de las harinas, o por la obtención de agentes oxidantespuede aumentar la estabilidad del amasado en las masas de harina, sin embargo, su efectoprincipal es deteriorativo oxidativo de muchos productos.La importancia de la fitasa es nutritiva, ya que hidroliza el ácido fítico hasta inositol y ácidofosfórico que son solubles, y por tanto, ayudan a mejorar la absorción de minerales yproteínas. Esta hidrólisis tiene lugar fundamentalmente durante la fermentación y la cocción,debido a la naturaleza ácida de la masa.Vitaminas. Las vitaminas que se encuentran en la harina corresponden principalmente algrupo del complejo B y su presencia se aumenta en la medida que el grado de extracción de laharina se incremente, esto se debe a que la mayor concentración de este componente selocaliza en las capas externas del grano y el germen.Las Vitaminas: Se encuentran principalmente las vitaminas del grupo B. • Vitamina B1 (tiamina): 0,2-0,7 mg % (se encuentra en gran parte en el escutelo) • Vitamina B2 (riboflavina): 0,15- 0,4mg % • Vitamina B6 (piridoxina): 0,2mg % • Vitamina PP (nicotinamida): 1 - 5mg% • Ácido Pantoténico: 0,2 -1,5mg%Todas estas vitaminas hidrosolubles están concentradas hacia la parte exterior del grano.La vitamina PP es la vitamina antipelagrosa y su carencia se nota especialmente en laspoblaciones que se alimentan principalmente de cereales (el maíz y el centeno no lacontienen), ademas los cereales son pobres en triptofano, aminoácido a partir del cual elorganismo puede sintetizar la vitamina PP.La Vitamina E se encuentra en cantidad importante en el germen.La Vitamina A no se encuentra en el grano aunque se encuentran los carotenos (ProvitaminaA). Las vitaminas D y C no se encuentran en el grano de trigo.De todas formas se observa que los cereales son una fuente importante de vitaminas.Las vitaminas presentes en la harina de trigo son: tiamina, riboflavina, niacina, ácidopantoténico, ácido fólico, biotina y algunas otras como la vitamina E, pero ésta se encuentra enpequeñas proporciones en la harina blanca. Clasificación de los granosTrigos duros (Triticum durum): Se caracterizan por un contenido importante en proteínas (13,5- 15,0%) y bajo contenido en agua. La harina que producen estos trigos se utilizaprincipalmente en la producción de pastas.Trigos semiduros (Triticum vulgare): son menos ricos en materia proteica (12-13%), contienenun poco más de agua. Se utilizan principalmente para la fabricación de pan.Trigos blandos (Triticum club): son muy ricos en almidón proporcionando una harina muyblanca, contiene poca materia proteica (7,5 -10%). Se utiliza para la fabricación de galletas,pasteles, etc.Por otro lado a nivel general, el trigo se clasifica de acuerdo a la textura del endospermo,porque esta característica del grano está relacionada con su forma de fraccionarse enla molturación, la cual puede ser vítrea o harinosa, y de acuerdo a la riqueza proteica como yaQuímica de los Alimentos Página 11
  12. 12. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESdijimos, porque las propiedades de la harina y su conveniencia para diferentes objetivos estánrelacionadas con esta característica.Los trigos más importantes para el comercio son el Triticum durum (utilizado principalmentepara pastas y sémola), el Triticum aestivum (utilizado para elaborar pan) y el Triticumcompactum (se utiliza para hacer galletas). Industrialización del grano de trigoLa molienda del trigo tiene como finalidad básica la obtención de harinas a partir de los granosde trigo, para la fabricación de pan, pastas alimenticias o galletas.Los pasos que se siguen para obtener la harina son:1. Silos de almacenamiento: entrada de grano:Existen silos específicos para cada tipo de cereal e incluso separación de cada tipo de cereal eincluso separación de variedad y procedencia. Están conectados unos sistemas de clasificaciónpara llevarlos a la fase de molturación. 2. Limpieza: Limpieza preliminar de los granos, mediante corrientes de aire que separan elpolvo, la paja y los granos vacíos, para que no entren impurezas en el sistema de molturación.Las impurezas pueden ser vegetales, animales, minerales, metales, otros y lo que hacen esQuímica de los Alimentos Página 12
  13. 13. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESalterar la calidad del producto respecto al punto de vista sanitario, pudiendo dar efectos detoxicidad (cornezuelo), problemas tecnológicos (aparatos dañados) y disminuyen la calidadfinal. Los elementos esenciales en la línea de limpieza son: • Separadores magnéticos (al menos 1) • Separadores por tamaño (piedras, palos) cribas • Separadores por densidad (materias ligeras) corrientes de aire • Separadores de tamaños • Raspadores (limpieza en seco): quitan las envueltas de cereales vestidos. • Ducha y/o baños (está en desuso)3. Acondicionamiento:Fase donde se da la humedad óptima para obtener los mejores rendimientos en el proceso demolturación. Se hace pasar al producto por un sistema por donde se les humedece y despuéspasa al sistema de acondicionado donde se reparte el agua por toda la cantidad de grano. Elagua debe de ser la justa como para conseguir que se humedezcan las capas de salvado hastaun punto donde se hagan elásticas, esto es, se reblandezcan pero no se rompan. La humedaddebe ser suficiente para que se reblandezca un poco el endospermo y para que el germentambién se haga elástico (no debe romperse con las fuerzas de cizalla porque si se rompe va aser muy difícil separarlo del endospermo enriqueciendo las harinas de lípidos y provocando laformación de enranciamiento).Si nos pasamos de humedad se reblandece mucho el endospermo y las capas de salvado seunen mucho al endospermo costando mucho separarlas. La humedad depende del tipo decereal. Una vez que se alcanza las condiciones que se desean, se sacan los granos de cerealpara pasarlos a los sistemas de molturación.4. Molturación-Molienda y cribado:Sistema multietapa que son serie de pares de rodillos metálicos de superficie ásperas o lisas,puestos en serie que producen una reducción gradual del tamaño del grano, que vantriturando el grano y obteniendo la harina. Estos sistemas multietapas se caracterizan portener el bloque central de sistema break o molino de fragmentaciónEn la operación de la molienda, se desmenuza el grano y se hace pasar a través de un conjuntode cilindros apisonadores. Cuando las partículas de menor tamaño han sido cribadas, seintroducen las más gruesas a través de nuevos rodillos. La operación se repite hasta conseguiruna harina blanca que posee un índice de aprovechamiento medio del 72% respecto de lacantidad inicial de grano. Cuando el porcentaje global extraído supera esta cifra, se obtienenlas denominadas harinas integrales y oscuras, que contienen la cáscara del grano además de sumeollo. La harina blanca soporta mejor largas temporadas de almacenamiento en silos, al noposeer un alto contenido en aceites vegetales.Dependiendo a que tamaño reduzcamos el endospermo tenemos: sémolas, semolinas yharinas (tamaño más fino menor a 140 micras). Las partículas más groseras (400-600 micras)son sémolas gruesas.Entre 250 y 400 micras sémolas finas, entre 150 y 250 micras semolina y menor a 150 a 140micras son harinas. El producto más importante de una molturación es el trigo.Química de los Alimentos Página 13
  14. 14. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESDe cada 100 Kg de trigo que se muelen se llegan a 75 Kg de harina (harina del 75 % deextracción)El porcentaje (%) de extracción es un parámetro de calidad de las harinas: a mayor porcentajede extracción la calidad de la harina disminuye porque se enriquece en cenizas, fibras, seoscurece y aumentan los riesgos de enranciamiento (oxidación); esto se produce porque seobtiene más harina con lo que en la fase de reducción entran no sólo endospermo sino partede germen y de cubiertas.Si la extracción es limpia; al 85 % se obtienen harinas integrales (podemos hablar de harinasmorenas cuando está entre el 85-95 % y de harina integral cuando es el 100 % de extracción).Para la harina integral no utilizamos el sistema de purificación pasando todo, peronormalmente lo que se hace es: añadir a la harina blanca salvado (el 5-10 % de la producciónes integral). Existen problemas de oxidación de importancia.En la molturación hay que controlar la humedad y la temperatura, porque por ejemplo unaumento en la humedad crea una harina apelmazada y que no sale. El tiempo que permanecela harina en los silos sufre una serie de cambios que se llaman maduración de las harinas y sonbeneficiosos: son cambios de color (carotenoides), cambios proteicos (en grupos sulfhidrilos).Si el almacenamiento es muy prolongado se dan cambios degradativos como oxidación yenranciamiento. Las harinas se almacenan por separado así que hay que hacer una inversiónmayor pero la ventaja es que se puede ofertar diferentes gamas de harinas al consumidor.5. TamizadoRefinado, una vez obtenida la harina pasa a través de una serie de tamices que van separandolas diferentes calidades de la harina.6. Agregado de Aditivos7. Envasado:No se suele envasar en las molineras en envases pequeños. Las harinas se pueden transportaren camiones o en sacos.8. Conservación de la harina de trigoUna vez obtenida la harina debemos guardar una serie de normas para su correctaconservación.· Vigilar la humedad de la zona: éste es el mayor peligro, la humedad hace que se altere elgluten y el almidón, que la harina fermente y se endurezca.· Tener cuidado con las plagas, larvas, gusanos, cucarachas, etc. Para ello siempre hay queconservar la harina metida en sacos, no muy juntos y sobre tarimas de madera.· Al aumentar la temperatura, hay que ventilar las harinas, cambiándolas de lugar, el calorfavorece el enranciamiento de las grasas, formándose ácidos grasos libres de cadena cortaresponsable del mal olor y sabor.Química de los Alimentos Página 14
  15. 15. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALES Bibliografía • http://agro.fauba.info/files/miralles_aapresid.pdf • http://www.oeidrus- bc.gob.mx/sispro/trigobc/Industrializacion/CadenaAgroIndustrial.pdf • http://www.botanical-online.com/trigo.htm • http://www.google.com.ar/imgres?q=partes+del+trigo • http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/sectores/farinaceos/Productos/Ha rinaTrigo_2da_2011_11Nov.pdf • http://mercadillosaludable.blogspot.com.ar/2011/06/germen-de-trigo-excelente- fuente-de.html • http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/moodle/file.php/424/los_cereales.pdf • http://wonalixia-bittersweet.blogspot.com.ar/2010/09/industrializacion-del-trigo.htmlQuímica de los Alimentos Página 15
  16. 16. Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación Superior INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALESQuímica de los Alimentos Página 16

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