Métodos Esenciales para la Caracterización y Control de Calidad de la Harina

Fundamentos de la Caracterización de la Harina

¿Cuáles son los métodos que permiten caracterizar una harina?

Los métodos que permiten caracterizar una harina incluyen evaluaciones fisicoquímicas y reológicas, esenciales para determinar su calidad y aptitud tecnológica. Entre ellos se encuentran:

• Determinación de cenizas.
• Determinación de humedad.
• Determinación de acidez titulable y pH.
• Cuantificación de gluten húmedo y gluten seco.
• Reconocimiento de almidón dañado (por microscopía o métodos instrumentales).
• Ensayos reológicos: Farinografía, Alveografía y Mixolab.

Estos métodos permiten evaluar la composición, el comportamiento en panificación y la calidad industrial de la harina.

Objetivo de la determinación del porcentaje de almidón dañado en una harina

El objetivo es conocer el grado de ruptura de los gránulos de almidón durante la molienda, ya que el almidón dañado absorbe más agua y es más susceptible a la acción enzimática.

Una proporción adecuada de almidón dañado mejora la absorción de agua, la formación de la masa y el volumen del pan; sin embargo, un exceso puede generar masas pegajosas y productos con mala textura. Por ello, es un parámetro clave para el desempeño tecnológico de la harina.

Importancia de conocer el índice de acidez de una harina

El índice de acidez indica la presencia y el grado de hidrólisis de lípidos en la harina, asociada al deterioro por oxidación o actividad enzimática. Un valor elevado refleja mala calidad o envejecimiento, lo que puede afectar:

• La vida útil.
• El aroma (rancidez).
• La calidad en panificación.

Por ello, la acidez es un parámetro de control crucial para asegurar que la harina sea apta para consumo y almacenamiento seguro.

¿Por qué el contenido de gluten define el uso de una harina de trigo?

El gluten forma una red proteica responsable de la elasticidad, extensibilidad y retención de gases en la masa. Según el porcentaje de gluten seco, la harina se clasifica para diferentes aplicaciones:

El contenido de gluten determina directamente el comportamiento de la masa y la aptitud del producto final.

Métodos Fisicoquímicos de Caracterización

Determinación de Cenizas

La determinación debe efectuarse por duplicado sobre la misma muestra preparada. El procedimiento es el siguiente:

1. Calentar el crisol de porcelana vacío en la Mufla ajustada a 550 ± 15 °C, durante 30 minutos.
2. Enfriar en el desecador y pesar con aproximación a 0.1 mg.
3. Transferir al crisol y pesar, con aproximación a 0.1 mg, 5 g de la muestra.
4. Colocar el crisol con su contenido cerca de la puerta de la Mufla abierta y mantenerlo allí durante pocos minutos, para evitar pérdidas por proyección del material, lo que podría ocurrir si el crisol se introduce directamente.
5. Introducir el crisol en la Mufla a 550 ± 15 °C hasta obtener cenizas de un color gris claro. Las cenizas no deben fundirse.
6. Sacar de la Mufla el crisol con la muestra, dejar enfriar en el desecador y pesar tan pronto haya alcanzado la temperatura ambiente, con aproximación al 0.1 mg.
7. Repetir la incineración por períodos de 30 minutos, enfriando y pesando hasta que no haya disminución en la masa.

Acidez Titulable

La determinación debe hacerse por duplicado sobre la misma muestra de harina preparada.

1. Pesar con aproximación de 0.1 mg, 5 g de harina de origen vegetal y transferir a un matraz Erlenmeyer de 100 cc.
2. Agregar lentamente 50 cc de alcohol etílico de 90 % (V/V) neutralizado, tapar el matraz Erlenmeyer y agitar fuertemente.
3. Dejar en reposo durante 24 horas, agitando de vez en cuando.
4. Tomar con la pipeta una alícuota de líquido claro (sobrenadante) y transferir a un matraz de 50 cc; agregar 2 gotas de indicador de fenolftaleína.
5. Agregar lentamente y con agitación la solución NaOH 0.01 N, hasta conseguir un color rosado que desaparece poco a poco.
6. Seguir agregando la solución hasta que el color rosado persista durante 30 segundos.
7. Leer en la bureta el volumen de solución empleada, con aproximación de 0.05 cc.

Determinación del Gluten Húmedo

1. Pesar aproximadamente 30 g de muestra y verter en el mortero de porcelana.
2. Agregar gota a gota 16.5 ml de solución de NaCl (2-2.5%), remover continuamente la harina con la espátula. Comprimir la mezcla con la espátula, cuidando de no perder nada de harina, y formar una bola de masa. La masa adherida a la pared del mortero debe añadirse a la bola de masa.
3. Para homogeneizar la masa, esta debe ser estirada y nuevamente enrollada hasta dar la forma de bola por varias veces. La mano que efectúa la homogeneización debe estar revestida con un guante de caucho con el fin de proteger la masa del calor y la transpiración.
4. Lavar a mano dejando caer un ligero chorro de agua sobre la bola de masa por un tiempo de 8 minutos, prensando la masa y retirándola del chorro 7 veces, de forma que se parta en dos trozos que se juntan enseguida.
5. Se puede considerar terminada la extracción del gluten cuando el agua del lavado no contenga almidón, lo que se comprueba usando una solución de yodo.
6. Desprender de la bola de gluten la mayor parte de la solución de lavado adherente, tomándola con la punta de los dedos y sacudiéndola con fuerza. Eliminar la máxima cantidad de agua.
7. Pesar el gluten.
8. El contenido de gluten húmedo en la harina se calcula multiplicando por 10 el peso obtenido y se divide para 3. Expresar el resultado en % de masa.

Determinación del Gluten Seco

1. La bola de gluten obtenida en el proceso anterior se introduce en la estufa a 100 ºC.
2. Calentar por 24 horas, enfriar en el desecador y pesar.
3. El contenido de gluten seco en la harina de trigo se calcula multiplicando por el peso obtenido luego del secado y se expresa en % de masa.
4. Comparar los valores obtenidos con la tabla de clasificación.

Determinación de pH

1. Pesar exactamente 10 g de muestra y colocar en un vaso de precipitación.
2. Añadir 100 ml de agua destilada recientemente hervida y enfriada; agitar hasta que las partículas queden uniformemente suspendidas.
3. Continuar la agitación durante 30 minutos a 25 ºC, de modo que las partículas de almidón se queden en suspensión. Dejar en reposo para que el líquido se decante.
4. Determinar el pH por lectura directa introduciendo el electrodo en el vaso de precipitación con la muestra, cuidando que este no toque las paredes del recipiente ni las partículas sólidas.

Reconocimiento de Gránulos de Almidón Dañados

Método Microscópico

Mediante el uso del microscopio y utilizando una suspensión de harina en agua teñida con rojo congo, se procede al reconocimiento de los gránulos de almidón dañados. Los gránulos de almidón dañados se tiñen de rojo.

Tecnología SD Matic Chopin (Medición Instrumental)

1. El electrodo del dispositivo genera yodo en un medio ácido.
2. Se mide continuamente una corriente eléctrica proporcional al yodo libre presente.
3. Se añade la harina; el yodo se fija primero en el almidón dañado.
4. Cuanto menor sea la corriente eléctrica detectada, mayor daño del almidón.
5. El resultado se expresa como % de yodo absorbido u otras unidades específicas.

Determinación de la Humedad

La humedad es una característica importante, particularmente en relación con la seguridad del almacenamiento de la harina.

1. En la balanza Mettler, pesar aproximadamente 5 g de muestra.
2. Aplicar los pasos conocidos para determinar la humedad en la balanza Mettler.
3. Registrar el valor de humedad obtenido en la balanza.

Métodos Reológicos para Evaluar el Comportamiento de la Masa

Farinógrafo

El farinógrafo evalúa las propiedades de mezclado y la absorción de agua de la harina.

Procedimiento Estándar

1. Se limpia y revisa el equipo, asegurando que el papel y la tinta estén en buen estado.
2. Se determina la humedad de la harina y se pesa la cantidad necesaria para 50 g base seca.
3. Se llena la bureta con agua destilada a 30 °C.
4. Se agrega la harina al mezclador en dos partes: se coloca la primera mitad y se enciende el equipo a 63 rpm; luego se detiene, se añade la segunda mitad y se reinicia el mezclado.
5. Después de aproximadamente 1 minuto de amasado, se agrega agua desde la bureta hasta que la curva alcance 500 Unidades Farinográficas (U.F.), lo que indica el punto de máximo desarrollo de la masa. La cantidad de agua usada corresponde al porcentaje de absorción.
6. Si hay desviaciones de 500 U.F., se corrige el valor de absorción (20 U.F. = 0,5% de ajuste); si la desviación supera las 20 U.F., se repite la prueba.
7. Finalmente, se deja funcionar el equipo hasta observar caída o estabilidad de la curva, se apaga y se realiza la limpieza completa del mezclador para dejarlo listo para un nuevo análisis.

Curva Estándar y Parámetros

El farinógrafo se enciende a 63 rpm y, tras un minuto de funcionamiento controlando temperatura y mezclado, se añade rápidamente el volumen de agua determinado en la curva de titulación. Se incorpora con espátula la masa y harina adherida a las paredes del mezclador y, cuando la curva muestra una caída notable, se deja continuar el amasado unos 12 minutos adicionales, completando un tiempo total aproximado de 20 minutos. Finalmente, se realiza la evaluación de los farinogramas obtenidos para cada tratamiento.

• Absorción de agua: Es el porcentaje de agua necesario para que la curva alcance una consistencia de 500 U.F. en el punto de máximo desarrollo.
• Tiempo de desarrollo: Representa el tiempo en minutos desde la iniciación de la curva hasta el punto de máxima consistencia.
• Estabilidad: Es el tiempo en minutos, desde la primera intersección con la línea de 500 U.F. y la última intersección con esta línea.
• Índice de Tolerancia al Amasado.

Alveógrafo

El alveógrafo es un aparato que cumple funciones similares al extensógrafo y permite obtener información relativa a la propiedad mecánica de la masa y al estado de oxidación. Sus índices clave son:

• P (Altura máxima de la curva): Resistencia al estiramiento (tenacidad).
• L (Longitud de la curva): Extensibilidad de la masa.
• W (Área debajo de la curva): Fuerza panadera o energía de deformación.

Una harina es considerada buena para panificación si tiene una W entre 140 y 160, y una relación P/L entre 0,5 y 0,6. Para productos de horno fermentados se deben utilizar harinas fuertes con una W entre 180 y 200.

Clasificación de la Aptitud para Panificación (Alveografía)

1. Mayor de 250, P/L mayor de 0,7: Granos de mucha fuerza que deben ser utilizados solo para mezcla.
2. Entre 170 y 250, P/L mayor a 0.7: Granos desequilibrados por exceso de tenacidad. Pueden ser utilizados en proporciones adecuadas en mezclas donde se necesite corregir la excesiva extensibilidad.
3. Entre 170 y P/L inferior a 0.3: Granos desequilibrados por exceso de extensibilidad. Pueden ser utilizados para corregir alta tenacidad.
4. Mayor a 170 y P/L entre 0.3 y 0.7: Granos equilibrados con buenas aptitudes para panificación, mejoradores en función de los valores W y P/L.
5. Entre 130 -170 y P/L entre 0.3 y 0.7: Granos equilibrados con suficientes aptitudes para la panificación.
6. Entre 110 y 130 y P/L entre 0.3 y 0.7: Granos con mediocre aptitud para la panificación.
7. Inferior a 110 y otros granos: Deben destinarse a uso diverso en la panificación, como bizcochos secos o barquillos.

Mixolab

El Mixolab analiza parámetros relacionados con el comportamiento de la masa bajo mezclado y calentamiento:

Fase de Mezclado (Temperatura Constante)

• C1 (Torque máximo): Indica la fuerza de la masa y la absorción de agua necesaria para alcanzar este punto.
• DDT (Tiempo de desarrollo): Tiempo para llegar a C1.
• Estabilidad: Tiempo durante el cual la masa mantiene la consistencia.

Fase de Calentamiento y Enfriamiento

• C2: Indica el debilitamiento de proteínas (por efecto del calor).
• C3: Representa el máximo torque por gelatinización del almidón.
• C4: Indica el mínimo torque y estabilidad del gel (asociado a la actividad amilásica).
• C5: Mide la retrogradación del almidón al enfriar (efecto antienvejecimiento).

Pendientes y Diferencias

También se evalúan pendientes:

• α: Velocidad de debilitamiento proteico.
• β: Velocidad de gelatinización.
• γ: Degradación enzimática.

Además, se cuantifican diferencias clave:

• C2 − C1: Fuerza de la red proteica.
• C3 − C2: Tasa de gelatinización.
• C4 − C3: Actividad amilásica.
• C5 − C4: Efecto antienvejecimiento que influye en la vida útil del producto.

Viscosímetro Rápido de Viscosidad (RVA)

El RVA es un viscosímetro rotacional utilizado como método de referencia para medir la viscosidad de pastas con almidón, evaluando su resistencia al flujo bajo condiciones controladas de tiempo y temperatura.

Funcionamiento y Parámetros

Durante el análisis, la muestra mezclada con agua se calienta, provocando la absorción de agua, el hinchamiento de los gránulos, su gelatinización y la formación de un gel, lo que genera una curva típica de viscosidad. Entre los parámetros principales de esta curva destacan:

• La temperatura de pastificación (inicio de cocción).
• El pico de viscosidad (capacidad de retener agua).
• El setback (retrogradación del almidón en el enfriamiento).
• La viscosidad final, asociada a la calidad del producto.

Procedimiento RVA

Para el ensayo se usan 4–5 g de muestra con 25 mL de agua destilada. La muestra se pulveriza, se mezcla sin grumos y se somete a un ciclo térmico desde 25 °C hasta 95 °C y luego nuevamente a 25 °C, registrando el perfil de viscosidad durante el calentamiento y el enfriamiento. Los resultados permiten comparar productos, como arroz fresco versus envejecido, en función de su comportamiento viscoso y contenido de humedad.