Los cereales constituyen el principal alimento del hombre, ya que contribuye con el aporte energético y con los numerosos nutrientes para el organismo; por




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INTRODUCCION
Los cereales constituyen el principal alimento del hombre, ya que contribuye con el aporte energético y con los numerosos nutrientes para el organismo; por esto, los cereales han sido, son y seguirán siendo el sustento básico de millones de seres en el mundo. El pan que es elaborado fundamentalmente de trigo sigue siendo el alimento básico; se estima que anualmente se procesan más de 450 millones de toneladas de trigo dedicadas a la alimentación humana, de las cuales una gran proporción es utilizada para la producción de harina para panes, panecillos, bizcochos, galletas, fideos, y otras muchas aplicaciones.
El pan forma parte de la base de la pirámide alimenticia, reconocida a nivel mundial como la guía indispensable para mantenernos saludables, el pan contiene una basta gama de los micro nutrientes necesarios, proteínas, hidratos de carbono, grasas y fibra; pudiendo a través de procesos tecnológicos apropiados y complementación con otros granos obtener un alimento nutricionalmente completo.
El valor del pan como alimento y como perspectiva tecnológica en agroindustria ha motivado la preparación del presente módulo, como complemento a conceptos fisicoquímicos tecnológicos del trigo, revisada y analizada en la unidad tecnología de cereales, dentro de la asignatura Tecnología de granos y semillas, orientada a estudiantes de pregrado del programa de Ingeniería Agroindustrial.
Así, el presente documento entrega información básica relacionada con aspectos propios de la tecnología de elaboración de pan como son: ingredientes y su función tecnológica e importancia en la fabricación del pan; etapas involucradas en el proceso de panificación; equipos y utensilios utilizados; principales defectos del pan; formulaciones y balanceamiento de formulas. Sin embargo, solo cubre aspectos globales para cada caso, sin pretender cubrir la profundización propia de un curso de panificación.
II. INGREDIENTES

Técnicamente, un pan es cualquier forma de alimento hecho de un grano molido, mezclado con un líquido generalmente agua o leche y cocido al horno; por tanto el concepto de panificación abarca galletas, obleas, panecillos, rosquillas, tortas, hogazas de pan blanco y todas las variedades conocidas. Debido a sus singulares características, la harina del trigo es generalmente el componente usado en mayor proporción o común denominador de los elementos utilizados en la elaboración del pan.

La fórmula mínima para hacer pan es: harina, agua, sal, grasa y levadura. Para los cuales, se describe a continuación su función tecnológica en la elaboración del pan.
2.1 Harina de Trigo

Es obtenida a partir de la molturación del trigo, en el proceso de molienda se obtienen los siguientes productos: harina 75-85%; Harinas finas 2.5-3%, Salvado, salvados finos 20-22%; Deshecho de molienda 0.2-2%.

Composición química de la harina: almidón 61-73%, Humedad 8-16%, Proteínas 8 -17%, Grasas 1-2%, Azúcar 1-2% , Minerales 0.5- 1%.

El trigo tiene en su composición 4 tipos de proteínas: Dos proteínas solubles en solución salina diluida, una albúmina y una globulina, que constituyen el 16% de la proteína total; y dos proteínas insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos, la gliadina que es una prolamina y la glutelina que es una gluteína que constituyen el 84% de la proteína total. Las dos proteínas insolubles en agua tienen una gran importancia tecnológica, porque en su contacto con el agua, se unen mediante enlaces intermoleculares formando una masa elástica llamada gluten, que es el directamente responsable de las propiedades mecánicas de la masa.

El comportamiento del gluten depende de la composición en aminoácidos de la proteína de la harina. La proteína del trigo, y por tanto el gluten, es muy pobre en aminoácidos esenciales lisina y triptofano, esta carencia que le confiere al pan bajo valor nutricional, el cual puede ser altamente mejorado por complementación de aminoácidos, mezclando la harina de trigo con harinas ricas en los aminoácidos limitantes del trigo, como la harina de soya, de otras leguminosas, o harinas con proteínas de mayor valor biológico.
2.1.1 Calidad de la Harina. La calidad de la harina depende de varios factores; los más importantes están ligadas a los componentes genéticos de las diversas variedades de trigo y los procesos de obtención de las harinas. La calidad de la harina puede considerarse como su aptitud para dar un producto final de excelentes características organolépticas, de alta calidad nutricional y de costo competitivo.
2.1.2 Valor Panadero de las Harinas. El valor panificable de una harina es la relación entre la estructura de la masa y el empuje. Así la determinación de la estructura y el empuje y su comparación permite determinar el valor panadero.
La estructura de la masa está determinada por la Absorción o Consistencia, que es la capacidad para: - absorber mayor o menor cantidad de agua, - soportar mayor o menor tiempo esfuerzos mecánicos ( desarrollo, estabilidad y debilitamiento) y para dar panes más o menos voluminosos (elasticidad y extensibilidad).
La capacidad de absorción de agua refleja en cierto modo la naturaleza de la estructura íntima de la harina, que determina sus cualidades plásticas; la mayor absorción se encuentra en las harinas llamadas de fuerza que poseen mayor tenacidad y estabilidad en la fermentación y que por lo tanto son susceptibles de desarrollar mayor volumen de pan. Mientras que una débil absorción de agua corresponde a harinas débiles, de poca resistencia a la fermentación y que, aunque en algunos casos pueden desarrollar un volumen aceptable, resultan difíciles de manejar.

Las harinas de fuerza, son generalmente de desarrollo más lento y exigen un proceso de fermentación más largo que las harinas flojas. Las harina duras o fuertes provienen de trigos duros, cuya característica principal es su alto contenido de proteína, del 11 a1 17%, soportan trabajo y fermentaciones largas; las harina flojas son harinas que provienen de trigos blandos o con bajos niveles de proteína de 8 a 10%.

Cuando la masa ha fermentado ha adquirido sus cualidades plásticas (elasticidad y o extensibilidad) óptimas, las cuales conserva durante un tiempo más o menos largo, al cabo del cual pierde su tenacidad y extensibilidad, es decir, se torna incapaz de resistir la presión del gas carbónico producido en su interior, decae su volumen y proporciona un pan pequeño y de inferior calidad. Así, se dice que la calidad preponderante de los trigos llamados duros o trigos de fuerza, es la estabilidad de sus masas; en cambio los trigos flojos carecen de estabilidad, por lo cual se hace necesario mezclarlos con trigos duros para corregir esta deficiencia.

Las harinas Fuertes, poseen las siguientes propiedades: Color, el color característico de las harinas de trigo es el marfil, que resulta al mezclarse en la molienda, las partes del grano de trigo y del grado de extracción y de finura; Fuerza, o capacidad de las proteínas para soportar un trabajo mecánico fuerte y retener suficiente gas durante la fermentación; Tolerancia, capacidad de soportar fermentaciones largas y está determinada por la cantidad de gluten; absorción, o capacidad que tiene una harina fuerte de absorber o retener una mayor cantidad de agua.
El Empuje es la capacidad de una masa, para dar más pronto o más tarde una cantidad mayor o menor de gas carbónico
La harina es un sólido y al añadirle agua pasa a ser una mezcla líquida que al amasarse va cogiendo consistencia y durante el proceso de panificación sufre distintos cambios de viscosidad hasta solidificarse en la última fase, el horneado.

Los cambio de viscosidad que sufren los componentes de la harina en el interior de la masa a lo largo de las distintas fases del proceso de panificación se estudian mediante un amilograma registrado por un Amilògrafo Bràbender, que registra en un gráfico los cambios de viscosidad de una disolución : harina-agua, desde los 25 ºC.

El gráfico arranca cuando la disolución alcanza los 25ºC, que seria el origen de la curva y se mantiene en línea recata , esto significa que la viscosidad no ha sufrido cambios significativos en su viscosidad, cuando la temperatura alcanza aproximadamente los 60ºC que es cuando los almidones, por efecto de la temperatura empiezan a hidratarse y van aumentando de volumen al igual que las proteínas, es entonces cuando se produce un cambio en la viscosidad de la disolución y la curva empieza a desprender del origen , siguiendo una trayectoria ascendente hasta alcanzar el punto máximo. En este punto es cuando las proteínas han solidificado y se han vuelto estructuras rígidas y el almidón ha absorbido un porcentaje de agua en función del daño del granulo y se ha gelificado ocupando el máximo volumen. Esto ocurre normalmente a los 90ºC y el máximo valor de la curva da un valor de Unidades Amilográficas (AU). Así el punto máximo de viscosidad de una harina coincide con la gelificación total del almidón. Esta etapa coincide en panadería con el final de la cocción , donde se alcanza la consolidación del alveolado de la miga del pan y el color de la masa. Cada harina tiene un máximo de viscosidad propio, que es cuando el almidón llega a la gelificaciòn total y una temperatura de gelificaciòn propia. Cuando el granulo de almidón llega al máximo de hidratación se rompe su estructura y disminuye su viscosidad dibujando en el amilograma una línea descendente, esta inflexión en la curva obedece a que todos los gránulos de almidón dañados al romperse por hidratación desaparecen y la viscosidad de estabiliza. El cambio de estructura que sufre el granulo de almidón dañado, cuando se rompe, se debe a la salida de la amilosa de su interior.
En el proceso de enfriamiento después de la cocción, cuando se registra una temperatura de 50 ºC la gráfica registra un nuevo ascenso de la viscosidad, debido a las cadenas de amilosa que han salido del granulo de almidón y que se unen entre si cristalizando en geles y provocando un aumento de viscosidad. Fenómeno llamado retrogradación del almidón.
2.1.3 Otras Harinas empleadas en panificación.

Es poco común que en el proceso de panificación industrial se utilice otro tipo de harinas diferentes al trigo, generalmente su uso se restringe a mezclas con la harina del trigo para obtener un producto final con mejores características nutricionales, y organolépticas. Los granos más usados como fuentes de harina para este fin son:
Centeno (Secale cereale. L) . Cereal que contiene las mismas proteínas del trigo pero en proporciones diferentes.

Avena (Avena sativa) . A pesar de tener un buen valor nutritivo su proteína no posee las características necesarias para la formación del gluten, por tanto sola no funciona como material base para panificación.

Cebada ( Hordeum vulgare L). Carece de gliadina y glutelina, por tanto tampoco se utiliza como componente primario de panificación , frecuentemente es usada como malta, producto resultante de la germinación de la cebada que es debidamente purificado.

Maíz (Zea Mays). Algunos productos derivados de la molienda del maíz son usados para la fabricación de panes especiales, sin embargo al igual que el trigo es pobre en los aminoácidos esenciales lisina y triptofano, por tanto al adicionarlo no se estaría mejorando la calidad proteica del producto final.

Soya ( Glycine max). Considerada un alimento completo por su excelente valor nutricional y presentar en su composición los ocho aminoácidos esenciales. Durante milenios de años ha constituido la fuente proteínicaca de las culturas orientales, se ha encontrado que mezclada en un 12 % con la harina de trigo, esta incrementa en un 50% el contenido proteico y su valor biológico, mejorando ostensiblemente la calidad nutricional del producto final.
2.2 Agua

El agua es un ingrediente de vital importancia en la elaboración del pan, y su calidad tiene importancia preponderante en el proceso de panificación. Por tal razón, debe ser potable, libre de olores y sabores anormales o desagradables, microbiologicamente debe cumplir con las normas estipuladas para agua destinada al consumo humano.

Se recomienda que posea un pH entre 5-6 , se ha encontrado que valores de pH superiores a 6, determinan una menor producción de gas, menor acidez y consecuentemente mayor tiempo de maduración debido a la menor actividad de las levaduras, de las diastasas y de las bacterias lácteas utilizadas. Igualmente se ha encontrado que el agua alcalina tiene efectos negativos, sobre la formación de gluten, debido que para su formación y plasticidad es necesario un agua ligeramente ácida.

La harina y el agua permiten la formación de masa con características plásticas y de viscosidad, que dependen principalmente de la cantidad y la calidad de la proteína. El agua se distribuye hidratando la proteína con aproximadamente dos veces su peso, mientras que los carbohidratos se hidratan con una cantidad de agua cercana al 30% de su peso. El agua absorbida en hidratación es 80% del total y 20% permanece libre y retenida por atracción capilar.

En térninos generales las funciones del agua sobre el pan pueden ser resumidos:

Regula la dureza de la masa

Facilita la dispersión de los ingredientes

Controla la temperatura de la masa

Crea el medio propicio para el alimento de la levadura

Hace posible las propiedades de elasticidad, extensibilidad y plasticidad de la masa
2.3 Sal Común

La sal participa en la formación del gluten, efecto explicado por la baja solubilidad de la gliadina en el agua con sal, lo que da lugar a la formación de una mayor cantidad de gluten. La literatura también indica que la sal es un inhibidor de la actividad proteolítica, el gluten formado tiene fibras cortas, como consecuencia de las fuerzas de atracción electrostáticas que ocurren en la malla formada con la sal. Por tanto, el gluten es más rígido confiriendo a la masa mayor compacticidad con respecto al gluten obtenido sin sal, haciéndola más fácil de trabajar. En cuanto a proporción de uso, se ha encontrado que un 1.8 al 2% de sal adicionándola al comienzo del amasado, confieren a la masa el valor optimo de crecimiento independientemente del tipo de harina.

Gracias a sus propiedades antisépticas la sal actúa durante la fermentación, retardando fermentaciones secundarias de microorganismos productores de ácidos tales como el ácido acético, el butírico y el láctico y disminuye la formación de anhídrido carbónico, disminuyendo la porosidad del producto final. La sal favorece la coloración de la superficie del pan, impartiendo a la corteza una coloración más viva, haciéndola más crujiente y confiriendo un mejor aroma con relación al pan sin sal. Igualmente la sal influye en la conservación del pan, ya sea reduciendo la sesión de humedad del producto al aire en ambientes secos retrazando el endurecimiento; o adquiriendo humedad del aire en ambientes húmedos, ejerciendo en este ultimo caso un efecto negativo en la conservación.
En generalidad las funciones de la sal pueden ser resumidas:

Controla la producción de gas carbónico y maduración de la masa

Ejerce una acción bactericida

Endurece y fortalece el gluten de las harinas suaves.

Mantiene la humedad en el producto horneado.
2.4 Edulcorantes

La mayor parte de las formulaciones de panificación contienen endulzantes , aunque su uso anteriormente era de aproximadamente 2% actualmente se ha incrementado hasta un 8%, dependiendo del tipo de pan que se elabore; los panes de corteza dura como el francés se hacen con pocos edulcorantes. El edulcorante más usado es la sacarosa, pero se está popularizando el uso de edulcorantes obtenidos a partir del almidón de maíz; de estos el edulcorante más frecuente es dextrosa, pero se esta empezando a usar la levulosa, ambos se añadidos en forma de jarabes.
Los azucares presentes en la masa como componentes normales de la harina o añadidos, se pueden subdividir en azucares fermentables y no fermentables. Los azucares fermentables son la glucosa y fructosa (dextrosa y levulosa), pues la sacarosa se transforma en sus dos componentes básicos, mediante hidrólisis por acción de la invertasa de la levadura y la maltosa se convierte en dos moléculas de glucosa o dextrosa por acción de la maltasa.

La condición fermentable de la glucosa y la fructosa tiene importancia relevante, ya que la levadura depende de estos azucares para producir anhídrido carbónico, que sirve para elevar la masa y para producir ácidos, sustancias volátiles y alcoholes que le confieren aroma y sabor al producto. El gas carbónico formado con la fermentación primero se disuelve en agua hasta la saturación, luego permanece libre , retenido por el gluten y hace crecer la masa. La levadura inicialmente ataca los azucares fermentables que están presentes en la harina, como la maltosa formada en la hidrólisis del almidón.

En el producto acabado permanecen azucares, en panes sin añadir azúcar, la maltosa derivada de la hidrólisis del almidón, es el azúcar residual; en el pan elaborado con sacarosa, los azucares residuales son la maltosa, la levulosa y la dextrosa, no utilizados en por las levaduras. Los edulcorantes adicionados en cantidad normal tienen efecto limitado sobre la absorción de la masa, pero a medida que aumenta la cantidad de azúcar se incrementa el tiempo de amasado, lo cual se explica por un mecanismo competitivo del agua entre el azúcar y el gluten.

Los azucares mejoran la calidad de tostado y son coadyuvantes del desarrollo del color del pan. El color de la superficie del pan se debe a la reacción de Maillard, reacción entre el grupo carbonilo de los azucares y el grupo amino de los aminoácidos, y a la caramelización de los azucares por el calor. El azúcar también actúa en la formación del aroma (reacción de Maillard) y en la conservación del producto, manteniendo más tiempo la blandura inicial y retrazando el endurecimiento, por retención de humedad.
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