Estructura De Los Granos De Cereales Y Estudio De Las Propiedades De Las Harinas De Trigo

Estructura de los granos de cereales y estudio de las propiedades de las harinas de trigo

Resumen

Se observó en microscopio la distribución de loscomponentes químicos presentes en granos de maíz usando: azul de metileno (hemicelulosa y lignina), yodo-yoduro (almidón y celulosa), Sudan III (lípidos) y Ponceau 2R (proteínas). Se valoraron muestras de harina de trigo: Flores, Nacarina, Harifina, Palatina, Sabemás e integral Don Silvestre mediante pruebas de: %humedad donde se obtuvo un rango entre11,17%(Nacarina) y 12,32%(Sabemás). %cenizas estuvo entre0,57%(Palatina) y 2,49%(Integral). Se obtuvo una acidez entre 1,11 y 2,39 mLNaOH 0,100M/10g de harina (Nacarina e Integral correspondientemente). %gluten secomenor fue de 8,73%(Integral) y 17,67%(Flores). En cuanto a elasticidad y extensibilidad, las harinas mas elásticas fueron Nacarina, Integral y Flores (presentaron un comportamiento igual), la harina mas extensible fue la Harifina y la menos elástica y extensible fue la harina Palatina.

Introducción

Los cereales destinados a la alimentación humana son los frutos maduros, enteros, sanos y secos de una serie de vegetales pertenecientes a las gramíneas. Estos alimentos se recolectan, transportan y almacenan en forma de grano denominado cariópside, entre ellos está el maíz y el trigo (Gil, 2010).

El tamaño y la forma de los diferentes granos son variables sin embargo, la estructura anatómica de todos los cereales es muy similar. Consta de pericarpio y semilla, que a su vez se subdivide en cubiertas de semilla, endospermo y germen. Las cariópsides vestidas tienen además las glumas fusionadas (cascarilla) (Gil, 2010).

Habitualmente los cereales se procesan antes de su utilización, siendo la molienda el principal proceso, especialmente para el trigo. Durante la molienda pueden eliminarse algunas fracciones del grano y así se obtienen harinas de diferente grado de extracción (Gil, 2010).

Cada tipo de calidad debe poseer características de composición específicas, las cuales deben ser uniformes de un lote a otro. Por esta razón cada vez es mas frecuente observar que la aceptabilidad y el valor de un lote de trigo sean determinados con base en sus atributos de calidad. Los factores de composición de grano que tienen mayor influencia en la definición de las características de calidad de procesamiento del trigo son: la dureza del grano (textura del endospermo) y la cantidad y calidad de la proteína insoluble la cual forma el gluten (Peña, 2003).

Las proteínas son los componentes más importantes del grano de trigo en la definición de la calidad panadera, y las gluteninas y gliadinas son las que forman el gluten, el cual confiere visco‑elasticidad a la masa (De la Oet al., 2010).

Las gliadinas son monómeros que interactúan por fuerzas no covalentes, y están asociadas al aumento de la viscosidad y extensibilidad de la masa. Las gluteninas son polímeros compuestos por multicadenas de alto y bajo peso molecular estabilizados por puentes disulfuro, relacionadas con la fuerza, elasticidad y el tiempo del desarrollo de la masa, que pueden separarse en dos grupos con base en el tamaño de los polipéptidos que forman sus polímeros: las subunidades de bajo (G‑BPM) y de alto peso molecular (G‑APM)(De la Oet al., 2010).

Las fracciones de gluteninas y gliadinas consisten de proteínas de almacenamiento que se acumulan durante el periodo de llenado de grano y son usadas como fuentes de nitrógeno durante la germinación de la semilla. La calidad de proteína, definida básicamente por la variedad, es al menos tan importante como la cantidad (De la Oet al., 2010).

Las harinas fuertes tienen mayor contenido de gluten, específicamente de glutelinas; por lo que se utilizan en la elaboración de productos que necesitan mayor elasticidad como el pan. Las harinas débiles contienen una proporción menor de gluten, y un contenido mayor de gliadinas, por lo que se utilizan en pastelería y galletería que tienen baja elasticidad (Herrera et al., 2008).

Materiales y métodos

Se siguió el procedimiento descrito por Herrera et al. (2008) Química de Alimentos: Manual de Laboratorio, páginas de 107 a 110 con las siguientes modificaciones:

La metodología para la determinación de la estructura microscópica de los cereales se realizó con anterioridad; solo se hicieron observaciones de los granos.

En esta determinación se tomaron fotografías no se hicieron dibujos.

La determinación del % de humedad se hizo en balanza de humedad.

En la determinación de la acidez no se usó fenolftaleína.

La determinación de la acidez se realizó por el método potenciométrico.

Se realizó la determinación del % de m/m de gluten seco usando balanza de humedad.

Cuadro I. Datos de las muestras analizadas para el estudio de sus propiedades.

Marca Lote Fecha vencimiento Lugar de compra Ingredientes

Flores 210312 21/07/12 Supermercado Compre Bien Esparza Harina de trigo, Ácido ascórbico, Azodicarbonamida, Alfa-amilasa, Hierro (55,0 mg/Kg), Niacina (55,0 mg/Kg), Tiamina (6,2 mg/Kg), Riboflavina (4,2 mg/Kg), Acido fólico (1,8 mg/Kg)

Nacarina 1 26/07/2012 Súper El Tacho, SP Harina de trigo, hierro, niacina, tiamina, riboflavina, ácido fólico

Harifina 12080 18-07-12 Auto Mercado, Multiplaza Harina de trigo, hierro, niacina, tiamina, riboflavina, ácido fólico

Palatina N.R N.R Panadería Panísimo Harina de trigo, hierro, niacina, acido fólico, riboflavina

Sabemás 300812 Agosto. 2012 Mas x Manos Alajuela Harina de trigo, hierro, niacina, acido fólico, riboflavina, tiamina

Integral Don Silvestre 04 marzo 20-05-2012 AutomercadoRomoser Harina de trigo, afrecho, alfa amilasa, azodicarbonamida, enzimas, ácido ascórbico, fumarato ferroso, niacina, tiamina, riboflavina y ácido fólico

Cuadro II. Datos del equipo utilizado para determinar la estructura de los granos de cereales y estudio de las propiedades de las harinas de trigo.

Equipo Marca Modelo Número de activo

Balanza granataria Sartorius M-prove 323051

Balanza analítica OHAUS Adventure 269846

Balanza de humedad OHAUS MB35Halogen 269858

Mufla ThomasScientific MuffleFurnace 271319

pHmetro Orión 3 Star ThomasScientific 32122

Estufa Precision 45EM 191988

Plantilla de agitación/calentamiento TAISA IKA C-MAGHS7 322536

Extensómetro No reportado No reportado No reportado

Microscópio KYOWA/TOKYO 730351 C20340

Resultados y discusión

El maíz es el grano más grande de los cereales, por lo que su uso facilita el procedimiento para caracterizar los componentes principales de estos; el uso de diferentes pigmentos se relaciona con dichos componentes. En la figura 1 se observa las principales partes que conforman el grano.

Figura 1. Partes de un grano de maíz (Wordpress.com. 2008)

El salvado es rico en polisacáridos (celulosa y hemicelulosas), el azul de metileno es específico para ellos formando interacciones entre el grupo cargado del tinte y los dipolos que se forman en el polisacárido, dando una coloración azul (figura 2, fotografía a). El almidón se ubica en el endospermo, el yodo-yoduro (I2) se introduce en las hélices de este formando un complejo almidón/I2 de color azul oscuro que se observa en la figura 2, foto b.

En el germen se encuentran los lípidos y las proteínas. Para caracterizarlas se usó el Sudán III que tiene afinidad por los componente no polares de los lípidos y los tiñe de color rojo intenso (figura 2, foto c) y el Ponceau 2R que tiñe las proteínas de color rosado (figura 2, foto d)

Foto a: con azul de metileno Foto b: con yodo-yoduro

Foto c: con Sudán III

Foto d: con Ponceau 2R

Figura 2. Fotografías de los granos de maíz teñidos para la determinación de sus principales componentes por el método de tinción diferencial.

Un factor determinante en la valoración de la calidad de una harina es el porcentaje de humedad, ya que estas son muy higroscópicas; si se encuentra por debajo del 14% no hay crecimiento microbiano, si este porcentaje aumenta se desarrollan mohos, levaduras y bacterias produciendo metabolitos tóxicos que causan enfermedades a los que la consumen (Potter &Hotchkiss, 2007).

Cuadro III. Porcentaje de humedad de las distintas muestras de harina de trigo analizadas por el método de balanza de humedad (T=110°C)

Muestra de harina % Humedad

Experimental Reportado en la literatura a

Flores 12,30 Máximo 14

Nacarina 11,17

Harifina 11,60

Palatina 12,10

Sabemás 12,2

Integral Don Silvestre 12,26

a (Potter &Hotchkiss, 2007)

Como se observa en el cuadro III todas las harinas están por debajo del porcentaje de humedad aceptable para que no haya crecimiento microbiano; es decir, son harinas que se encuentran en buen estado y calidad.

Cuadro IV. Contenido de cenizas y número de harina de las distintas muestras de harina de trigo analizadas por el método de calcinación (T=550-600°C, t=4h).

Muestra de harina % Cenizas Numero de harina

Experimental Reportado en la literatura b

Flores 0,740 0,3 a 0,65 740

Nacarina 0,624 624

Harifina 0,760 760

Palatina 0,573 573

Sabemás 0,719 719

Integral Don Silvestre 2,490 1,2 a 1,8 2490

b (Herrera

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