UNIVERSIDAD AUTOtKWlA METROPOLITANA IZTAPALAPA 107755 ‘C’B5

MONICA ALEJANDRA CARDENAS

6 Of5 64 O 9

MATRICULA 86342865

4’ARRERA INGENIERIA DE LOS ALIMENTOS

TRIMESTRE LECT. DEC I M0

HORAS/SEMANA 24 .

LUGAR SUPERINTENDENCIA DE GALLETAS, INDUSTRIAS CONASUPO S . A de C. V.

FECHA DE INICIO AGOSTO 7 , 1989.

FECHA DE TERM.

NOMBRE TUTOR. Q. F. B. JOSE RAMOS CASTAIJEDA JEFlE DEL LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD.

/“’

DETERMINACION DEL TIEMPO DE AMASADO Y LA HUMEDAD OPTIMOS PARA EL ENSAYO ALVEOGRAFICO DE HARINAS GALLETERAS.

U

DETERMINACION DEL TIEMPO DE AMASADO Y EL AJUSTE DE HUMEDAD OPTIMOS PARA EL ENSAYO ALVEOGRAFICO DE HARINAS GALLETERAS

I. RESUMEN

11. INTRODUCCION

111. ANTECEDENTES

IV. OBJETIVOS

V. MATERIAL Y METODOLOGIA

VI. RESULTADOS

VII. ANALISIS DE RESULTADOS Y DISCUSION

VIII. CONCLUSION

IX. ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

X. BIBLIOGRAFIA

pagina

1 ’

2

‘I

24

25

31

33

36

38

39

Las condiciones de tiempo de amasado y humedad de la masa que actualmente :3e manejan durante el ensayo alveogdfico de harinas en general, no son adecuadas para evaluar las caracteristicas de las harinas galleteras. Lo que se pretende con este estudio es encontrar las condiciones de trabajo apropiadas y estandarizar el &todo. Para tal efecto se evaluaron cuatro tipos de harinas galleteras variando el tiempo de amasado y el ajuste de humedad de la masa.

- 1-

El servicio Social fud realizado en el Laboratorio de Control de Calidad de la Superintendencia de Galletas de Industrias Conasupo S . A . de C. V. Esta planta depende directamente de la Divisidn Tultitldn y actualmente elabora tres productos:

a) Galleta con Espirulina b) Polvorbn de Naranja c) Harina Preparada para Hot Cakes

La materia prima principal es, entonces, e l harina de trigo, sin embargo, las harinas que se utilizan para la elaboracidn de galletas y de panes, como los Hot-Cakes, tienen caracteristicas diferentes en Mrminos de su comportamiento en :Los procesos de amasado y horneado. Estas características estan ligadas directamente con la calidad del gluten, el grado de extraccidn de la harina y el daf'io que sufre el almid6n durante dicho proceso.

Para evaluar la calidad de una harina se usan generalmente tres tipos de pruebas por medio de las cuales se trata de predecir si una harina es buena para pan, galletas, pasteles o pastas. El primer grupo de pruebas es el de los anAlisis fisicos y quimicos como: humedad, protei nas, cenizas , color , actividad diata sica y granulometrí a.

El segundo grupo se refiere a las pruebas funcionales y consisten en elaborar, a nivel de laboratorio, el producto de trigo para el cual la harina esta destinada. El tercer tipo de pruebas mide las propiedades pldsticas de la masa y para esto :se utilizan diferentes dispositivos llamados de reologia y algunos de los principales son: el farindgrafo, el extens6graf0, el alvdgrafo, etc.

El alvedgrafo eval6a la fuerza y tipo de gluten de la harina sean las características de la masa. Mediante este analisis se puden determinar las caracterl sticas del gluten que son: tenacidad y elasticidad.

El equipo completo del alve6grafo se compone de tres aparatos (fig.2).

La -adora extractora, que amasa la harina en condiciones normalizadas y que de acuerdo al sentido del brazo amasa o extruye una tira de masa en la cual las muestras son cortadas (plastones).

El Mrtrafo propiamente dicho, que contiene una platina con una perforaci6n central sobre la que se coloca un plast6n de masa y se hace pasar una corriente de aire H presi6n constante, la cual hincha el plastcSn y forma una burbuja que, finalmente, se rompe.

Y por dltimo, el -6metro lxi&$ulicQ de tambor rotatorio que permite el registro grAfico de deformacibn, es decir, la presibn en el interior de la burbuja de masa.

El grAfico resultante se llama ALVEOGRAMA, donde el Area bajo la curva nos da una idea de la fuerza ( W ) tie1 gluten: a mayor Area mayor fuerza, La altura maxima de la curva (T) y su longitud (L) son utilizadas como medida de resistencia a la deformaci6n.

- 3-

, ,

FIG 1 Por medio del valor de W, los trigos se clasifican en tres grupos:

a) Superiores a 300 u : gluten fuerte b) Medios, entre 200 y 300 u : gluten medio fuerte c) Inferiores,a 200 u: gluten d6bil

Las harinas de gluten debil y extensible son las requeridas en la industria galletera, mientras que las de gluten fuerte y tenaz reunen mejores cualidades para la elabortncibn de panes y pastas.

Es esencial, para el usuario de harinas que desea controlar la calidad de su materia prima, mantener tan aproximadamente como sea posible los

patrones seleccionados mediante ensayos alveogrilficos.

Sin embargo, el ensayo alveogrAfico presenta algunos problemas para el caso de harinas d&biles y extensibles. En primer lugar, las condiciones de amasado y absorcibn de agua han sido estandarizadas para harinas fuertes y balanceadas ideales para panaderia (AACC);

estas harinas muestran tiempos 6ptimos de amasado mayores que las harinas dkbiles y absorciones dptimas menores. Esto provoca sesgos importantes en los parhmetros medidos cuya repercucidn en el proceso es dificil de evaluar y por lo tanto de predecir. Por otro lado,

-4-

conlleva importantes errores debido a manipulacibn ya que en estas condiciones la masa se vuelve dificil de manejar a6n para operadores expertos. Se tiene la idea que poca informacidn se puede obtener a partir de este ensayo para los procesos de galleteria, sin embargo se sigue utilizando y por ello es sumamente importante encontrar las condiciones en las que el ensayo sea capaz de dar informaci6n lo cercana posible a la realidad del comportamiento durante el proceso de las las harinas dkbiles.

-5-

AMASADORA

!

- 6-

ANALISIS m LABORATORIO U D A Q QE TRIGQ

El laboratorio de calidad industrial de cereales evalira las características funcionales de las harinas mediante el uso de aparatos diversos. Los datos o parAmetros obtenidos mediante dichos adlisis son enviados a los programas de mejoramiento con el principal objeto de que las lineas o variedades con mejor calidad sean incluidas en el programa de cruzamiento y de este modo introducir calidad industrial en el material & S prometedor desde el punto de vista agrondmico e industrial.

Los anAlisis que se llevan a cabo en el laboratorio son:

Ffsicos: Humedad, peso específico, molienda, acondicionamiento y

limpieza.

Químicos: % Protei na, pigmentos y cenizas.

Funcionales: Sedimentacidn, mixogramas, alveogramas, Pelshenke, panificaci6n , falling number y lavado de gluten.

Una vez efectuada la cosecha, el material se recibe en la bodega para determinar en quk condiciones llega, a d como la preparacidn de l o s materiales a ser evaluados.

- 7-

1. Registro del Material. 1 0 7 7 5 5

El material que llega es registrado en un libro, donde se anota el pedigree, origen, ndmero de campo y procedencia. Una vez registrados estos dat;os se le asigna a las muestras un namero de laboratorio, con el. cual se maneja durante todo el proceso de los an6lisis a loa que se somete.

2. Limpieza.

Existe una sala de limpieza donde se encuentra una separadora de impurezas (basura, piedras y grano mal formado) que traen las muestras.

3 . Humedad.

Una de las prActicas importantes es determinar la humedad que tiene cada una de las muestras. Cualquiera que sea la humedad inicial, el trigo se equilibra con la humedad del ambiente.

La humedad uniforme del grano y su temperatura son factores importantes que se deben con-trolar cuando se trata de establecer una condici6n segura de determinacidn de humedad en el grano.

Para determinar dicho analisis se cuenta con un aparato el6ctrico autodtico (marca Steinlite), donde la humedad se mide por medio de conductividad electrica. Este dato nos servirA para realizar el acondicionamiento de la molienda.

4 . Detemninaci6n del Peso Hectoli trico.

El peso por unidad de volirmen (kg/Hl) es uno de los criterios mas comunes en la medicidn de la densidad del grano, que en general

- 8-

se relaciona con el rendimiento del cultivo. El peso especifico es un factor importante desde el punto de vista de calidad de los trigos, ya que generalmente un peso especifico alto se refleja en un buen rendimiento harinero.

(

Los trigos de gluten fuerte deben tener un peso hectolitrico de f por lo menos 80 Kg/H1 y en el caso de trigos de gkten debil de I

78 Kg/Hl. I

El peso especifico esth relacionado a la calidad molinera e influyen en 61 las siguientes características del grano:

Densidad Forma Tamaf5o Uniformidad Humedad

La densidad se determina por una balanza standard OHAUS .

5 . Determinacih del Indice de Dureza.

Esta determinacidn nos ayuda a conocer la textura o dureza del grano que afecta sus condiciones durante el proceso de molienda. Durante el perlado, los trigos suaves pierden mas peso, en tanto que l o s duros pierden menos, por lo tanto los valores bajos en indice de dureza corresponden a los trigos duros y viceversa para los trigos suaves.

De acuerdo con el indice de dureza se determina la cantidad de agua que debe dadirse al trigo para la molienda. A mayor indice de dureza menor cantidad de agua para el acondicionamiento del

- 9-

grano a moler, ya que el endospermo es menos denso y es & S ficil de separar el salvado del endospermo durante la molienda.

6. Acondicionamiento.

I

Antes de proceder con la molienda, el trigo se acondiciona a la humedad y temperatura deseadas en un recipiente cerrado.

El acondicionamiento consiste en la adici6n de cierta cantidad de agua, en funcibn de la humedad y la dureza de la muestra, y

acompaflada de una agitacibn constante hasta que el agua se haya incorporado perfectamente.

Una muestra de trigo duro necesita mAs agua y se deja reposar durante un periodo de 48 horas; en tanto que a l o s trigos suaves se les agrega menos agua y se dejan reposar durante 24 horas.

Las mejores condiciones de molienda se obtienen cuando el trigo que se va a moler tiene el salvado un poco m6s hfrmedo que el endospermo, por lo cual e1 grano se somete a un segundo humedecimiento con un 10% del agua inicialmente agregada una media hora antes de molerlo.

En el acondicionamiento, la composici6n fibrosa del salvado absorbe gran parte del agua adicionada adquiriendo flexibilidad y, por lo tanto, parte del endospermo se suaviza, facilitando la molienda. Estos factores permiten que durante la mblienda, el salvado se separe del endospermo en forma de hojuelas, obtenitSndose así, una harina blanca, mAs refinada y con escaso contenido de partículas de salvado (cenizas).

I

i

- 4 0 -

i

7 . Molienda.

La molienda es la separacidn de endospermo, salvado y ermen, de tal forma que la harina quede libre de partículas de salvado y de buen color. I

La harina es pues, el endospermo triturado y reducido finamente. El germen, el salvado y ell resto del endospermo forman un producto secundario (llamado granillo o polvillo) usado en la alimentacidn de animales.

En la molienda existen tres procesos Msicos para la obtenci6n de harina :

wturacioq: Fragmentacidn del grano de tal forma que se consiga una disociaci6n del cada una de sus partes anatbmicas

miRaciQn: Separaci6n de las partículas en diferentes fracciones sean su tamdío.

Beducca: El paso de partículas procedentes del sistema de trituraci6n, en el cual las partículas del endospermo puro se reducen para :formar el producto final, la harina.

Purificacion: SeparacitSn de las partículas procedentes de las cubiertas corticales de las del endospermo. Por medio de cernido en tamices, la harina refinada o de primera se considera al material que pasa a trads de un tamiz de malla No. 10 XX (o No. 100).

El rendimiento harinero se calcula con el peso de harina antes de ser cernida, mediante la siguiente fbrmula:

I

% RH = _ _ _ _ 100~100 ________-__--__."_ Hum. de harina1 __."_____-."_ Peso harina lgl (100 Hum. de grano) peso de grano (g )

En el laboratorio del CIMMYT se considera que el contenido de cenizas en una harina de primera no debe exceder el 0 .55%.

Existen varios tipos de molinos en el mercado, pero los m&s

conocidos son: Allis, Chalmers, BQhler, Brabenders, etc., y de los cuales el laboratorio del CIMMYT cuenta con los siguientes:

Brab- &: Sistema de molienda: el grano pasa del alimentador al primer cilindro de trituracibn que es estriado, e inmediatamente sigue al segundo sin pasar por al&n cernido. De los cilindros de trituracidn, el grano quebrado pasa a los cilindros de reduccidn que son finamente estriados. Su funcidn es separar las partículas de endosperm0 adheridas al salvado, de modo que se pueda reducir mas fdcilmente al paso del cilindro nt3mero 4 , que es el cilindro de compresi6n donde se produce la harina. Esta llega a un cer:nidor para separar el salvado y la harina. Aquf se obtiene una sola clase de harina.

& a b e a &uadrumzfit &: Es un molino combinado de dos Quadrumat Jr. Est6 compuesto por una unidad o sistema de trituracibn constituido por cuatro cilindros de trituracidn, y por el sistema de reduccidn para obtener la harina cernida. Aqui se tienen cuatro recipientes para:

a) harina de primera b) harina de segunda c) granillo d) salvado

La harina de primera y de segunda se mezclan para tener una sola clase de harina, la cual se cierne en una malla No. 10 XX.

Molino Buhler: Es autodtico y tipo industrial. En el laboratorio del C 1 " Y T es utilizado para pequ&as cantidades (1-lOkg) y obtener muestras d,e harinas para prueba. El molino esta constituido por tres pasajes de trituraci6n y tres de reduccidn. Sumados nos dan un total de seis pasajes, y se

obtienen seis tipos de harina blanca, uno de salvado y otro de granillo. El total de recipi.entes es de ocho. Para tener una muestra, se mezclan los recipientes del 1 al 6 en el caso de trigos harineros.

Peterminacioq $9i Analisia Quimicos.

l. Humedad de la Harina.

La determinacidn de humedad de harinas se realiza en un aparato semiautodtico marca OHAUS a 130°C, durante una hora, utilizando 10 g de harina.

El porcentaje de humedad de :La muest,ra se lee directamente en la escala del aparato. Recordemos que la humedad es la cantidad de agua que se evapora de un producto cuando se le somete a secado bajo cierta temperatura.

La humedad es utilizada para los deds ardlisis que se realizan de tal manera que los valores obtenidos correspondan a harinas a una base del 14% de humedad. En algunos casos (mixograma, alveograma, panificaci6n y galleta) se corrige en peso de la muestra, y en otros casos (proteína, cenizas y sedimentaci6n)se corrige en valor obtenido.

- f 3-

2. Proteína de la Harina.

La calidad y cantidad de proteina se consideran factores primordiales en la medici6n del potencial de una harina en relaci6n a su uso final.

La cantidad de proteína cruda ese relacionada con el nitr6geno orgAnico total de los cereales. En los cereales se ha determinado que por cada 100 g de proteína tenemos 16 g de nitr6geno orenico. Esta relacidn nos da un factor de conversi6n, de nitrdgeno a proteína de 5 . 8 3 en grano y de 5 . 7 en harinas. Para la determinaci6n de proteina se utilizan los siguientes &todos:

"Q & K.iedahl: Este dtodo es universal por ser el mas confiable, y consiste en los siguientes pasos sean la American Association of Cereal Chemists (AACC):

a) Digesti6n.- 1 g de harina + Acido sulfirrico (para la destrucci6n de materia orgiinica) + catalizador (Hg, Cu).

b) Destilaci6n.- Por calentamiento en presencia de Alcali (NaOH) el nitrdgeno es convertido a gas amonio ( N H s ) . El amoniaco se recibe en Acido clorhí drico (HC1) para formar cloruro de amonio (NEkC1).

c) Titulaci6n.- El contenido de nitrdgeno es calculado por titulaci6n de HC1 libre con Hidr6xido de sodio de normalidad conocida en presencia de un indicador ( f enolf talei na) .

Betodo & m: Es utilizado donde hay muchas muestras por determinar. Las proteinas da los cereales son grandes mol&culas y absorben un colorante de una concentracibn conocida; la cantidad absorbida se mide con un colorimetro fotoel&ctrico.

1

1 I I

- 44-

Metodo EWectro Fotometrico - : Este se realiza en un aparato autodtico que mide la ref1ec:tancia de los grupos funcionales cuando la muestra es expuesta a luz infrarroja. Este aparato esta. calibrado con los valores de proteina de las muestras testigo determinados por el etodo Kjedahl.

Es la forma mAs rApida de determinacibn de proteínas porque se puede trabajar con muchas muestras a la vez. Adeds tiene la ventaja de que la muestra utilizada no se d&a, y por lo tanto puede emplearse para otras pruebas.

3 . Determinacibn de Cenizas.

El contenido de minerales se determina con el anillisis de cenizas en harinas, (dtodo sefin :La AACC) , que consiste en la incineraci6n de la muestra por 18 horas a 575OC. Esto no es d s que un pardmetro que nos indica el grado de pureza de las harinas obtenidas durante la molienda. Mientras mas bajo es es valor de cenizas, nds satisfactoria es la cantidad de harina y de molienda.

Valores sobre 0.5% pueden ser indicio de un mal acondicionamiento o de un mal manejo de la muestra en los diferentes pasajes del molino, lo que trae como consecuencia harinas de segunda clase.

4 . Determinaci6n de pimentos.

La prueba de pigmentos se realiza en trigos duros y mide el contenido de pimentos carotenoides que incluyen xantofilas, carotenos y flavonoides. Los carotenoides dan a la semilla un color amarillo deseable en pastas alimentarias producidas por trigos duros.

- 15-

311. Determinacion & las Caracteristicas Funcionales & las Harinas.

1.

2 .

Determinacidn de Sedimentacibn.

La sedimentaci6n de una harina de trigo estil influenciada principalmente por la cantidad y la calidad del gluten, lo cual se manifiesta por la capacidad de hidrataci6n que tiene la harina en un medio Acido debil (aproximadamente 5.2 de pH); a mayor fuerza del gluten, mayor seral la capacidad de hidratacidn. La proteína que forma el gluten mantendrd atrapadas partículas de almid6n, el gluten se hincha cuando se hidrata produciendo un sedimento, el cual se mide en c. c. , a mayor valor de sedimentacidn , mayor fuerza del gluten. El valor de sedimentaci6n y los deds adlisis estan relacionados, tan solo debe^ hacerse la comparaci6n.

Prueba de Pelshenke.

Esta prueba mide el tiempo en que una masa de harina integral, nds una suspensi6n de levadura en agua, retiene el COZ producido durante su fermentacidn a 30*C. El valor de Pelshenke (PK) , en minutos, esta influenciado, sobre todo, por la cantidad y la fuerza del gluten en el grano o en la harina.

Sean los valores de PK se pueden determinar los siguientes tipos de gluten :

a) De 25 a 60 minutos: -trigos de gluten d4bil. b) De 60 a 100 minutos: trigos de gluten medio. c) Mayores de 100 minutos: trigos con gluten fuerte.

De acuerdo a este analisis se pueden diferenciar las lineas dependiendo de la fuerza de ;su gluten y establecer el uso que

I

pueden tener en la industria, asi , trigos con gluten dt2bil sirven para la fabricaci6n de galletas, pasteles y reposterla; trigos de gluten medio se utilizan, mezclados con trigos de gluten fuerte, para la fabricacidn de harina para pan; y los trigos con gluten fuerte son usados en la industria molinera para la elaboracidn de harinas fuertes requeridas por l a industria mecanizada de la fabricaci6n de pan de caja.

3 . MixcSgraf o.

El mix6grafo es un aparato que mide y registra la resistencia de una mezcla de harina y agua al ser mednicamente amasada.

La curva obtenida en este anAlisis se llama Mixograma, e indica tres caracteri sticas: ,

a) Tiempo dptimo de amasado. b) Estabilidad al sobreamasado. c) La fuerza del gluten, la cual se eva16a de acuerdo a la

forma mixografica con patrones establecidos, en una escala que va del 1 al 8 . El uno corresponde a harinas d&biles, en tanto que el ocho corresponde a harinas fuertes .

Harinas con tiempos de amasado (en el mix6grafo) entre 2 y 4

minutos son las nds aceptables en la industria.

4 . Alvedgraf o.

El alvedgrafo evalaa la fuerza y tipo de gluten de la harina seen las caracteristicas de la masa.

- 47-

A continuaci6n se hace una breve resefla de algunas investigaciones efectuadas con el alvedgrafo y que servirAn para comprender algunos aspectos que resultaron de la investigaci6n realilzada durante el servicio social.

La confiabilidad del alvedgrafo como aparato para medir las propiedades plasticas de la masa, ha sido puesta en tela de juicio por diferentes investi.gadores desde hace mucho tiempo.

En 1921, Bailey y Le-Vesconte reportaron que un mezclado prolongado en el alvedgrafo disminuia la extensibilidad de la masa.

Chopin, quien invent6 el alv&grafo, report6 en 1927 que la rfnica prueba mednica que era comparable con el proceso de levantamiento del pan, consistía en sacar una muestra de la masa en un estado compacto en forma de hoja, la cual era estriada hasta un punto de rompimiento. Se hicieron medidas para determinar la cantidad de extensidn que la masa podia sufrir y

tambi4n la fuerza de tensi6n durante el proceso. Chopin sugiri6 que la prueba debía hacerse en la masa y no en el gluten, ya que la textura de este rfltimo potlia alterarse durante el lavado.

Scott Blair y Potel, reportaron en 1937 que bajo las condiciones de la prueba de Chopin, el valor de P (T x l.l), que indica la altura de la curva, debla ser una medida de la capacidad de absorci6n de agua en la harina, ya que este factor es* relacionado con con la viscosidad.

En 1949 Amos hizo un estudio de los -todos reol6gicos usados en molineria y panaderia y concluy6 que la altura del alveograma podia usarse como un indice de la estabilidad de la masa; la

I

- .zg -

longitud de la base de la curva como un indice de la extensibilidad y el Area bajo la curva podia reportarse como una medida de la fuerza.

Aitken y colaboradores reportaron en 1944, una alta y

significativa correlaci6n de W (fuerza) y L (longitud) con el contenido de proteína y el volumen del pan. Estos investigadores llegaron a la conclusi6n de que la longitud del alveograma esM relacionada con la extensibil-idad de la masa; la altura de la curva pareci6 estar relacionada con la dureza y tenacidad de la masa; mientras que el valor de W fue considerado como la mejor medida de la resistencia a la extensi6n.

Bennett y Coppok describieron, en 1952, un nuevo procedimiento para estudiar el efecto del bromato de potasio en el alveograma. Este dtodo us6 un periodo de tres horas y moldeando la masa antes de efectuar la prueba. Estos autores reportaron que usando esta Ucnica fue posible detectar los efectos de hasta 0.0002% (2 ppp) de bromato, mientras que con el &todo esta.ndar no hubo cambios significativos en la curva sino hasta 0.006% de bromato. Cuando se usaron 5 ppm de bromato de potasio se produjo un alveograma demasiado tenaz para ser medible.

A . H.A. Bloksma y colaboradores hicieron en 1962 un estudio comparativo de informacidn obtenida, usando la misma muestra en direrentes laboratorios situados en diferentes laboratorios sutuados en diferentes paises implicando el alvebgrafo, el farin6graf0, el extens6gra:Po y llegaron a las siguientes conclusiones:

a) Las diferencias ent.re los resultados obtenidos por el mismo laboratorio en diferentes días, son a veces

e)

5. Prueba de

significativas si se comparan con las variaciones de l o s

resultados obtenidos en el mismo dia.

Generalmente la constancia en las medidas en un mismo laboratorio, fue de 3.0 a 15% para el alvedgrafo y el extens6grafo. Para el farindgrafo la constancia en la medida de absorcibn de agua fue de 0.2 o mejor.

En cinco casos, ].as diferencias entre los valores promedios para diferentes días, son significativamente menores que los valores que se esperarian en base a variaciones de resuhtados obtenidos el mismo &a. Tres de estos casos correspondieron al alvdgrafo.

Las variaciones entre diferentes laboratorios fueron nds grandes que en el mismo laboratorio. Hubieron excepciones en el Area bajo la curva del alveograma y el Area bajo la curva tiel extensograma.

La velocidad del tambor rotatorio del alve6grafo tiene gran influencia en :La longitud de la curva.

Panif icacidn.

Este anAlisis comprueba la aptitud panadera de las variedades y

lineas de trigos que son transformadas en harinas.

Para ello se elabora un pan de cada muestra, de l o s cuales se mide el volumen y se observan sus características internas como color, estructura y textura de la miga.

-20 -

6 . Prueba de Galleta.

Esta prueba sirve para evaluar las variedades y lineas de trigos harineros en cuanto a la capacidad de obtener galletas de buenas caracteristicas y de calidad.

En galleteria, durante la mezcla de ingredientes liquidos y

sdlidos, el gluten no es desarrollado; & S bien, se forma una pasta de agua libre. Esta condicidn permitird que durante el horneado exista una fluides de la pasta tal que permita la expansi6n lateral unif ormemerrte.

I 7. Determinacidn de Alfa Amilalsa.

Niveles altos de la enzima a:Lfa amilasa podrian indicar problemas de germinaci6n en la espiga, lo cual es indeseable. Por otro lado, alta actividad de cx- amilasa es perjudicial en la estructura de las masas dentro del tiempo de fermentaci6n y el horneado o cocido.

Esta prueba determina la actividad de la enzima a-amilasa, la cual utiliza como sustrato e:l almlid6n gelatinizado presente en una suspensidn de harina.

El anhlisis se basa en la Hrdida de viscosidad de una pasta de harina en agua, debida a la acci6n de hidrolltica de la enzima. La viscosidad se mide por medio del tiempo que tarda en caer un imbolo desde la parte alta de la pasta hasta el fondo del tubo que la contiene, despu&s de :someterla a un cambio de temperatura (de 20 a 7OoC) durante 60 mi~nutos.

Valores altos ( Mayores a 300 min) , indican baja actividad enzidtica.

8 . Determinaci6n de Lavado de Gluten.

El adlisis de gluten determina en corto tiempo la cantidad aproximada de proteina en el trigo (considerando que de 78-85% de la proteina total en el endospermo es gluten) y la fuerza de gluten que tienen los diferentes tipos de trigos.

La determinaci6n consta de una etapa de lavado y otra de secado. El lavado se realiza en cinco minutos, luego se centrifuga para eliminar el agua unida al gluten, se coloca a este entre dos placas calientes durante cuatro minutos.

- 23-

I

LOS objetivos planteados durante el desarrollo del trabajo de servicio social fueron: - I

1. Aprender a realizar algunas de las pruebas para evaluar la calidad de las harinas.

2. Aprender el manejo del Alvdgrafo como instrumento para determinar la calidad de las harinas.

3 . Encontrar las condiciones dptimas, tanto de tiempo de amasado como de humedad final de la masa, requeridos en el ensayo alveogrAfico de harinas &biles.

4 . Observar el efecto del tiempo del amasado y de la humedad sobre las caracteri sticaa de la masa.

5 . Fortalecer los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera en materia de cereales.

6 . Aprender a desenvolverse en un medio de trabajo fuera de la universidad.

- 24-

H A R U . Se utilizaron tres diferentes tipos de harinas comerciales y una obtenida en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo (CIMMYT) a partir de trigo de la variedad Delicias proporcionada por el Laboratorio Central de Contxol de Calidad de Conasupo.

FQUIPQ. Para determinar la humedad se empld una balanza de humedades OHAUS, con temperatura y tiempo necesarios ( 1 hora a 120°C) comparativo a estufa a 130 C durante 1 hora. Para l o s ensayos alveogfificos se utilizaron dot3 alv&grafos: el modelo Chopin tradicional de bulbo con amasadora para 60 g , perteneciente al laboratorio de Calidad de Trigos de1 CIMMYT, y el modelo MA 82 de la Superintendencia de Galletas. Para el uso del alvegrafo se verificaron las siguientes condiciones:

Agua de amasado

Temperatura de la amasadora.

Frecuencia rotacional del brazo amasador

Tiempo de adici6n del agua en la harina

Tiempo de incorpora- cidn agua - harina.

Soluci6n de NaCl al 2 . 5 % en agua destilada.

24 - 26 *C

60 +/- 1 RPM

20 segundos aproximadamente

1 min (incluidos los 20 seg)

I r

I

-25 -

Lubricante

Nirmero de pasadas con e l r o d i l l o

Temperatura de l a &mara de reposo

Volumen d e l bulbo de v i d r i o e n t r e las marcas O y 25.*

Bulbo aforado a*

Tiempo de ascencibn d e l agua a l a d i v i - s i 6 n 2 5 . 0

Longitud y diametro i n t e r i o r d e l tubo d e h u l e f r a s c o f

Longitud y diametro i n t e r i o r d e l man6- metro. *

Volumen pera de h u l e

Vol . de agua en e l madmetro

Calculo de l a grA-

f ica.

Aceite mineral

12 ( 6 de ida Y 6 d e v u e l t a )

25 +/- 0.2 *C

625+/-10 m1

c e r o

23+/-1 segundos

Long. = 90 cm Diam.= 0 . 8 c m

Long.= 100-110 cm Diam.= 0 . 8 cm

18 +/- 2 m1

75 m 1

Uso de t a b l a "L-G-C" y planlmetro v e r i f i c a d o c o n s u p e r f i c i e p a t r b n .

i

I

-26-

Distancia del brazo a las paredes de la amasadora

Tiempo de rotaci6n del tambor registra- dor (desde el inicio hasta el tope).

0.1 cm

55 +/- 1 seg. I

( * ) No aplica para el modelo MA 82

Fuente: B o b t i n e n v i a d o (a La Superintendencia en Septiembre

de *me.

ADICIQN BE; AGUA. Se hizo la adicitjn de agua en funci6n de la humedad de cada harina y tomando como base las tablas de ajuste de humedad a 14.3% (proporcionada por el CIMMYT) y a 15% (del manual del alvedgrafo). Tambih se hicieron pruebas con harinas ajustadas a 13.3% de humedad, porcentaje que se determind manteniendo la proporci6n que guardan las cifras de 15 y 14.3%:

= 0.95 14.3 - 0.95 = 13.3 15.0 $e tom5 ese porcentaje como el mi:nimo de humedad para ajustar, la condicibn d s pobre de agua.

mmTIEMPO. Se hicieron ensayos alveogrhficos previos variando el tiempo de amasado: 4.10, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, y

7 . 5 minutos ( descontando el minuto que tiene el usuario para bajar la harina que se queda pegada en las paredes de la amasadora) y se encontr6 que con menos de 4.5 min no se logra una buena incorporaci6n

L

I

de la harina con el agua y que con d s de 6.0 min la masa se tornaba difícil de manipular ya que adquir5a una consistencia pegajosa. Por consiguiente se determid que variaríamos el tiempo de amasado en el intervalo de 5.0 a 6.0 minutos.

De este modo se hicieron nueve ensayos de cada harina haciendo variaciones en tiempo y humedad para observar los efectos sobre la tenacidad y la extensibilidad de 1.a masa con el fin de encontrar las condiciones 6ptimas para el ensayo de harinas d4biles.

El ensayo alveog&fico consiste en l o s siguientes pasos:

Pesar 250 g de harina de trigo

I Colocarla en la amasadora cerrar el de@:sito.

Echar a andar :la amasadora Y agregar la cantidad de agua necesaria en 20 segundos.

Dejar que se incorporen el agua y la harina durante un minuto (incluidos los 20 segundos).

I

' A b r i r e l de@sl.to e incorporar l a harina que se haya quedado en la tapa y en las paredes. Se cuenta con un minuto para realizar esta operaci6n.

Cerrar nuevamente l a amasadora

tiempo indicado.

Cambiar e l sentido del brazo entonces l a masa

comenzad a extruirse.

Cortar l a masa con l a e s e t u l a y pasarle e l r o d i l l o 12 veces ( 6 de ida y 6 de v u e l t a ) . Formar e l plas'tbn y pasarlo a l a &mara de rleposo.

-~ ~

Formar l o s cinco plastones e i r l o s colocando, conforme salen, en l a o6mara de reposo donde permaneceran durante 20 minutos.

- 29-

Sacar por oren cada uno de los plastones una vez que se haya cumplido el tiempo.

sobre la platina del alvdgrafo y formar el alveolo con la perilla de hule.

Dejar pasar 1.a corriente de aire y suspenderla cuando la

dibu jando grA f ica correspondiente.

I Hacer lo mismo con los deds I plastones.

Quitar la hoja del tambor y leer la grAf ica.

b

*

"""_ """_

TIEMPO (min) 1 5.0 I

E T E/T E 5Ta E/T 72.00 82.00 0 . 88

57.33 86.47 0.66 60.40 80.32 0.75 60.30 91.30 0.66 50.60 79.75 0.63 56.50 85.60 0.66 58.60 79.20 0.74 55.20 82.50 0.67

8.83 1.21 0.10 2.16 3.64 0.00 14.62 1.51 13.64 3.77 4.21 0.69

75.00 71.50 1 . O i 5 68.50 78.10 0 . 8 8 56.60 66.00 0.86 66.70 71.87 0.93

11.42 6.88 9.2'7 7.62 4.95 0.09

71.40 67.50 1.06 58.00 71.50 0.81 57.50 78.65 0.73 62.30 72.55 0.87 6.44 4.61 0.14 10.33 6.36 16.04

6.0 k T E/T ,

57.20 74.60 0.77 49.50 82.50 0.60 48.80 73.70 0.66 51.83 76.93 0.68 3.81 3.95 0.07 7.34 5.14 10.17

71.80 72.10 1.00 50.70 79.20 0.64 60.70 69.85 0.87 61.07 73.72 0.83 8.62 3.98 0.15

14.11 5.41 17.63

86.80 69.80 1.24 76.50 66.00 1.16

73.10 67.43 1.08 12.80 1.69 O. 1'7

56.00 66.50 0.834

17.51 2.50 15.9'8

80.20 59.40 1.35 59.00 71.50 0.83 45.70 64.35 0.71 61.63 65.08 0.96 14.21 4.97 0.28 23.05 7.63 28.96

~ ~~~

73.00 57.20 57.60 72.00 63.20 57.20 ' 64.60 62.13 1.0 6.36 6.98 0.2 9.85 11.23 18.57

Unicamente se reportan en este cuadro los resultados de las harinas comerciales ya que la harina Delicias extraida en el laboratorio present6 diferencias muy significativas en los I

resultados de tenacidad y de extensibilidad.

4

-3\--

3sH *Tiempo 13.6 5.0

5.5 6.0

14.3 5.0 5.5 6.0

5.0 5.5 6.0

Harinas Comerciales Harina Delicias E T E/T E T E / f

60.40 80.32 0.75 93.00 60.50 1.54 57.33 86.4'7 0.66 70.00 17.30 4.05

65.00 56.10 1.16 51.83 76.9:3 0.68 ~~ ~

66.70 71.8'7 0.93 72.00 53.90 1.34 62.30 72.55 0.87 95.00 45.10 2.11

76.00 53.90 1.41 61.07 73.72 0.83

73.10 67.4:3 1.08 107.00 36.30 2.95 61.63 65.013 O. 96 105.50 46.20 2.2e

N.D. N.D. N.D. 64.60 62.1:3 1.06

N.D. Datos no disponibles debido a que la masa se torn6 muy poco manipulable.

-351-

1

Se observa inmediatamente el efecto que tiene el agua sobre la extensibilidad (E) y la tenacidad (T). Al incrementar la humedad final del harina en el ensayo, aumenta la extensibilidad y disminuye la tenacidad. Esto ocurre en la mayoría de los casos, o por lo menos se sigue la tendencia.

El tiempo tiene un efecto marcado sobre la extensibilidad de la masa, pues a mayor tiempo menor extensibilidad, lo cual, concuerda con estudios realizados por Barley y Le Vesconte (1921), en los que reportaron que un mezclado prolongado en el alvdgrafo disminuia la extensibilidad.

Por otra parte, podemos observa:r que los valores de los puntos (5 min, 13.6%H), (5.5 min, 14.3%) y (6.0 min, 15%) son semejantes en la mayoría de los casos, sobre todo en cuanto a los valores de extensibilidad:

Harina Tiempo Humedad Extensibilidad Tenacidad

H 1 5.0 5.5 6.0

H 2 5.0 5.5 6.0

H 3 5.0 5.5 6.0

H D 5.0 5.5 6.0

13.6 14.3 15.0 13.6 14.3 15.0 13.6 14.3 15.0 13.6 14.3 15.0

72.00 71.40 73,OO 58.60 58.00 57.60 50.60 57.50 63.20 70.00 72.00

N . D .

82.00 67.50 57.20 79.20 71.50 72.00 79.20 78.65 57.20 17.30 53.90 N.D.

- 33 .-

En un principio, la poca variaci6m que mostraron estos resultados nos hizo sospechar que las condiciones 6ptimas podrian estar dentro de ese intervalo, sin embargo, al hacer un analisis estadístico sobre ellos encontramos que, como se muestra en la tabla I, la condici6n de 5 . 5

minutos y ajuste de humedad a 1:3.6% fue la que menor desviacibn estAndar de sus curvas presentb. Esta podria ser la condici6n dptima de humedad y de tiempo de amasado para harinas dkbiles, pero se requieren hacer mAs pruebas para confirmarlo.

Por el momento, esas sedn las condiciones que se manejarAn en la Superintendencia de Galletas al hacer en ensayo alveogrAfico de las harinas galleteras y se sugeri~ a la Divisi6n TultitlAn y a ICONSA Monterrey ( de donde envian la materia prima) que las adopten con el fin de estandarizar criterios.

La harina Delicias fue excluida del analisis estadístico ya que mostr6, desde el principio, diferencias muy significativas en los resultados. Esto es fgcilmente e:Kplicable: La harina Delicias fue extralda en el laboratorio del CIMMYT, por consiguiente, se trata de una harina mAs pura y de mejor calidad, no contiene blanqueadores como el Bromato de Potasio, que se adiciona a las harinas comerciales y que obviamente interfiere en la determinacihn (Bennett y Cappok,1952).

Otro motivo por el cual no se tom4aron en cuenta los resultados de l o s

ensayos alveogr&ficos de la harina Delicias, es que se contaba con muy poca cantidad de muestra,la cual no era suficiente para trabajar en el alvegrafo con amasadora de 250 g, por lo tanto los ensayos se hicieron en un alve6grafo proporcionado por el CIMMYT cuya capacidad es de 60 g. Estas variaciones entre equipo y laboratorios influyen grandemente en la consistencia de l o s resultados ( A . H. Bloksma y colaboradores, 1 9 6 2 ) .

I I I

-34-

Seria interesante aplicar estas condiciones a diversas harinas con diferentes indices galleteros con el fin de buscar una correlacidn entre pruebas funcionales y las propiedades reoldgicas de las masas. En opinidn de varios expertos ( Dr. Javier Pea, comunicacidn personal), esto evitarla erdidas de tiempo y ahorrarla la energia que se emplea en las pruebas funcionales , con el consecuente impacto en los costos del producto y haría Whs eficiente el control de calidad.

Es necesario continuar con el estudio para confirmar los resultados, en nuestro caso hubieron una serie de factores que influyeron en los ensayos alveogdficos como son :

La diferente naturaleza de las harinas comerciales comparada con la Harina DeliciQas obtenida directamente en el laboratorio.

Las harinas comerciales tenian en el almadn aproximadamente tres meses, perí odo en el cual, si no se efectuaron correctamente las operacionés previas a la molienda, puede haber actividad enzindtica amilolítica que debilita la estructura del grano y modifica sus caracteristicas funcionales y , por consiguiente, los resultados de las pruebas.

Habría sido interesante determinar la actividad de la enzima alfa amilasa, ya que al.tos niveles de dicha enzima indican problemas de germinaci6:n en la espiga, adends de que es perjudicial en la estrulctura de las masas dentro del tiempo de fermentaci6n y el horneado.

I

La poca disponibilidad de harina Delicias proporcionada por Conasupo hizo que no se trabajara en un mismo alve6grafo ni en un mismo laboratorio, lo cual implica variaciones significativas en los resultados.

- 35"

El estudio nos permiti6 concluir :lo siguiente:

1. El tiempo de amasado durante el ensayo alveogrAfico de harinas dkbiles es de 5. !5 minutos.

2. El ajuste de humedad debs hacerse a 13.6 %.

3. La extensibilidad es invsrsamente proporcional al tiempo de amasado y directamente proporcional a la cantidad de agua agregada.

4. La tenacidad disminuye a31 aumentar la humedad de la masa y/o el tiempo de amasado.

5. Como continuaci6n de este? estudio pudiera analizarse c6mo se relaciona el cociente E/T ( Extensibilidad/Tenacidad) que resulta del alveograma con las caracteristicas de las galletas elaboradas con esa harina.

Las actividades realizadas durante el Servicio Social me permitieron:

1. Reafirmar los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera, al complementar la teoria con la prActica.

2. Observar que en el Area de cereales de la Universidad contamos con equipo muy sofisticado y costoslsimo que lamentablemente no utilizamos, ni siquiera conocemos su funcionamiento prActico :ir lo que es peor, no recibe los cuidados y el mantenimiento que se merece. Creo que se puede sacar mAs provecho de ese equipo.

3. Tener un desenvolvimiento m&s profesional, desarrollar un mayor sentido de responsabilidad y comprender la gran importancia del trabajo on equipo.

-37 -

" c. " "- c - ""_ - ,

ACUO VO DADES COMPREMIEtNUAil?O A S """"""""

Adicional a la investigaci6n principal, se llevaron a cabo otras actividades, entre las cuales destacan las siguientes:

1. Visita a la planta de IFF (Intenational Flavors & Fragrances) con el fin de conocer el proceso de obtenci6n y sintesis de algunos sabores y fragancias.

2. Capacitacibn en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo (C1"YT) sobre el manejo de los instrumentos y

las ~cnicas empleados en el analisis de granos.

I 3 . Visita a la planta de Mane de Wxico S. A., empresa dedicada a I

la obtencidn y sintesis de sabores y fragancias y actual i

proveedor de la Galletera.

4 . Instruccidn sobre los anAlisis de rutina que se efectfian en el Laboratorio de Control de, Calidad sobre la materia prima, producto en linea y producto terminado.

5 . Curso sobre ecnicas rdpidas de microbiologia impartido por Laboratorios Griffith.

- 3 8 - r

1 0 7 1 5 5

l. Carvajal G.M.J., U flveonrafo. Que tan ExtactQ m, Revista PAN XXVIII, No. 338. Mxico, Dic. 1981.

2. Launay,B.ProDiedadeg Beoloaicm ds a M a s a s . Revista PAN XXXII, No. 3 7 3 . Wxico, Abril 1985.

3. Manual 'de Tbcnicas de Adlisis de Cereales. Material Editado por el CIMMYT, Evaluaci6n de Entrenamiento.

4. Manual del Alve6grafo Chopin modelo MA 82.

5. Manual de Control de Calidad. Superintendencia de Galletas, ICONSA, 1989.