TECNOPAN ENERO 2019

editorialcastelum

Tecno Pan es una revista mensual electrónica educativa sin fines de lucro y de difusión de información tecnológica, comercial y de mercados para la industria panificadora mexicana que se distribuye gratuitamente a los líderes de las compañías y entidades del sector.

R E V I S T A M E N S U A L D I G I T A L

tecno-pan.com

Enero 2019

INFORMACIÓN DE ACTUALIDAD

Reportajes e información

relevante del entorno de la

panificación nacional

NÚMEROS DEL MERCADO

Análisis actual de la oferta y

demanda de cereales

editorialcastelum.com

TECNOLOGÍA DE LA PANIFICACIÓN

Evaluación del tratamiento térmico en

seco de la harina de trigo blando para

la producción de pasteles de alta

proporción


INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

NÚMEROS DEL

MERCADO

TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

PÁG. 6

IR A LA SECCIÓN

Obtiene IPN harina altamente

nutritiva de pencas residuales

del agave

Caen futuros de soja y trigo

por especulaciones de

disminución de oferta

PÁG. 17

IR A LA SECCIÓN

Análisis actual de la oferta y

demanda de cereales

PÁG. 22

IR A LA SECCIÓN

Evaluación del tratamiento

térmico en seco de la harina

de trigo blando para la

producción de pasteles de

alta proporción

Tecno Pan es una revista mensual electrónica educativa sin fines de

lucro y de difusión de información tecnológica, comercial y de mercados

para la industria panificadora mexicana que se distribuye gratuitamente

a los líderes de las compañías y entidades del sector.

Año 6, número 9. Enero 2019.

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INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

Pág. 7

Pág. 9

Obtiene IPN harina altamente nutritiva de pencas residuales del agave

Caen futuros de soja y trigo por especulaciones de disminución de oferta


INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

7

Obtiene IPN harina altamente nutritiva de pencas residuales

del agave

Fuente: ADN Sureste

3 de enero de 2019

IR A FUENTE

Al realizar diversos estudios para evaluar el aprovechamiento

integral del agave pulquero (Agave salmiana),

científicos del Instituto Politécnico Nacional (IPN) obtuvieron

de las pencas residuales de la planta, una harina con

alto contenido en fibra, proteínas y libre de gluten, propiedades

que le otorgan alto valor nutricional, la cual se

puede usar en la industria de la panificación.

El titular del proyecto de investigación, que se realiza el

Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada

(CIBA-Tlaxcala), Erik Ocaranza Sánchez, comentó que la

nueva materia prima representa una alternativa para

personas celiacas (intolerantes al gluten) y diabéticas, ya

que por su contenido de inulina (fibra soluble) brinda un

bajo índice glucémico.

El especialista politécnico señaló que para obtener el

producto -que podría sustituir a la harina de trigo-, le


8

INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

extraen a la penca del maguey los aceites y ácidos grasos

que le confieren el sabor y aroma característicos. “Una

vez tamizada la molienda se convierte en harina de óptima

calidad que posee la textura adecuada para elaborar

panes”, refirió.

Indicó que por la aportación que representa esta harina

de agave y para respaldar la investigación, se iniciará a la

brevedad las evaluaciones del producto y los trámites de

registro de patente.

El doctor Erik Ocaranza precisó que en el CIBA Tlaxcala se

analizó la penca de maguey con la finalidad de vislumbrar

el desarrollo de varios productos innovadores, que

permitirán diversificar los usos de esta planta y facilitar su

aplicación en la industria de alimentos, así que además

de la harina han elaborado prototipos de un sazonador

con aroma y sabor al maguey.

Los aceites y ácidos grasos que obtienen de la penca los

usan para hacer el sazonador, el cual podría ser una alternativa

para dar sabor tipo barbacoa a la comida mexicana

preparada a base de carnes. “Este producto brindaría

una alternativa para evitar la tala o el corte clandestino

de las pencas de agaves jóvenes, situación que contribuye

a que disminuya la cantidad de savia producida por la

planta (aguamiel) y, con ello, la reducción de su vida útil”,

apuntó el investigador.

Mencionó que el potencial nutritivo del pulque es interesante,

porque contiene aminoácidos esenciales, como

ácido aspártico y glutámico, serina, arginina, glicina, alanina,

isoleucina, fenilalanina, cisteína, lisina, tirosina, histidina,

valina, tolina, leucina, metionina y triptófano. “Además

de aminoácidos, se ha reportado que el pulque contiene

un coctel enzimático que permite un mejor aprovechamiento

de nutrientes”, expuso.

El desarrollo científico incluye un proceso para la deshidratación

de esta bebida, con el objeto de prolongar su vida

de anaquel y, al mismo tiempo, conservar sus características

nutricionales. “Para mantener vivos los microorganismos

que intervienen en dicho proceso es necesario liofilizarlos

y encapsularlos, de ese modo en el momento de

hidratar el polvo se promueve el proceso de fermentación

para propiciar su consumo”, explicó.

El investigador refirió que este proceso de deshidratación

despertó interés en la asociación de agaveros, toda vez

que les permitirá producirlo a escala semi-industrial.


INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

9

Informó que la parte superficial de la penca de maguey

tiene una película de cera que al retirarse se emplea normalmente

para hacer las hojas con las que se envuelve un

platillo tradicional mexicano como es el mixiote. Sus componentes

químicos están conformados por partículas de

alto peso molecular, que al someterse a procesos químicos

y enzimáticos permiten obtener policosanol (estimulante

para el crecimiento vegetal).

“Actualmente, el policosanol se extrae de fuentes como

la cera de abeja y tiene alto valor económico derivado

de los bajos volúmenes en su extracción. También es posible

obtenerlo de las ceras del maguey. Esto abre la viabilidad

de evaluar su aplicación como estimulante de crecimiento

en cultivos de jitomate”, indicó.

Agregó que las saponinas se pueden encontrar en las

pencas, éstos son compuestos con moléculas de actividad

dual, que poseen grupos hidrofílicos (soluble en

agua) y grupos hidrofóbicos (soluble en aceite), ésta última

parte al entrar en contacto con un medio acuoso; se

genera mucha tensión superficial y, por ende, se produce

espuma.

El científico del CIBA Tlaxcala detalló que por esa actividad

dual algunas saponinas presentan actividad antibiótica

y expectorante. Actualmente –dijo- se aplican como

prebióticos y sus propiedades se aprovechan en jarabes

para la tos. Algunas mezclas de saponinas han presentado

actividad antiviral, por lo que éstas se estudiarán con

mayor profundidad.

La fibra residual que queda después de tamizar la harina

–subrayó- está reblandecida y con ella se pueden hacer

textiles, usarse como fertilizante orgánico en lombricomposta

o bien como biomasa para producir biogás. “Con

este último, se podría conformar una planta sustentable

energéticamente para producir biofertilizantes, que

podrían introducirse en las mismas plantaciones de agave”,

concluyó el investigador.

Caen futuros de soja y trigo por especulaciones de disminución

de oferta

Fuente: Tv Azteca

14 de enero de 2019

IR A FUENTE


10

INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

Los futuros de soja cayeron el lunes en el mercado de Chicago por ventas técnicas y preocupaciones en torno a la

demanda de China, mientras el mayor importador mundial de la oleaginosa sigue involucrado en una guerra comercial

con Estados Unidos.

El trigo también bajó luego de que Rusia, el mayor proveedor mundial del cereal, mantuvo sin cambio su pronóstico de

envíos pese a especulaciones de que su oferta estaba disminuyendo. Los futuros de maíz, en cambio, terminaron con

una alza mínima.

Los mercados de granos languidecieron el lunes tras cifras de comercio chino que enfriaron el ánimo de la demanda y

alimentaron el temor en los mercados financieros sobre una desaceleración económica en China y el resto del mundo.

La Administración General de Aduanas de China dijo que las importaciones de soja en diciembre cayeron 40 por ciento

con respecto al mismo mes del año anterior, el más bajo del mes desde diciembre de 2011.

Preocupa también la demanda china futura de forraje debido a la propagación de la peste porcina africana, que ha

provocado el sacrificio de cerdos y presiona los precios de la harina desoja china.

Sin embargo, las caídas en los futuros de cereales fueron limitadas porque se teme el daño por un clima adverso en el

crecimiento del maíz y la soja en América del Sur, así como por expectativas de nuevas compras chinas durante la tregua

de 90días en la guerra comercial con Estados Unidos.

La soja para marzo en Chicago cayó 6,75 centavos, a 9,0350 dólares por bushel, mientras que el maíz para marzo cerró

con una subida de 0,25 centavos, a 3,7850 dólares por bushel.

El trigo para marzo en Chicago bajó 5,25 centavos, a 5,1425 dólares por bushel, cayendo por debajo de sus promedios

de movimientos de 20 y 50 días.


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NÚMEROS DEL

MERCADO

Pág. 19

Oferta y Demanda de Cereales Noviembre2018


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NÚMEROS DEL

MERCADO

19

Oferta y la Demanda de cereales de la FAO Noviembre 2018

Situación del Trigo (Próxima publicación 7 de febrero de 2019)

El pronóstico más reciente de la FAO sobre la producción mundial de cereales en 2018 se sitúa en 2 595 millones de toneladas, lo cual

representa un ligero descenso desde noviembre y un 2,4 % (62,5 millones de toneladas) menos que el nivel récord registrado el año pasado.

Se prevé que la producción mundial de trigo ascenderá a 725,1 millones de toneladas, es decir, 2,8 millones de toneladas menos de la

previsión de noviembre, reflejando una reducción de las estimaciones de las cosechas de este año en la Federación de Rusia y Turquía.

De cara al futuro, en el hemisferio norte se está realizando la siembra de los cultivos de trigo de invierno de 2019. En los Estados Unidos de

América, se calcula que la subida de los precios al productor inducirá a un incremento de la superficie plantada, aunque ese aumento

podría verse restringido por las condiciones excesivamente húmedas que han retrasado la siembra. Las previsiones indican que la siembra

de trigo de invierno repuntará en la Unión Europea (UE), aunque el clima seco está afectando a algunos países, mientras que también se

prevén aumentos en la Federación de Rusia y Ucrania, donde predomina un clima por lo general propicio. Del mismo modo, en Asia el

clima favorable está beneficiando el arraigo de los cultivos en China y la India; sin embargo, la menor disponibilidad de agua en el

Pakistán ha afectado en cierta medida las perspectivas de las cosechas tempranas.

Sin variaciones desde noviembre, la utilización mundial de trigo lleva camino de registrar un crecimiento marginal tan solo en 2018/19,

ubicándose en 740 millones de toneladas. Si bien se prevé que el consumo de trigo como alimento aumentará a la par del crecimiento

demográfico y alcanzará los 510 millones de toneladas, se calcula que la utilización de trigo como pienso se estancará en alrededor de

141 millones de toneladas, limitada por una menor producción y precios más altos.

El comercio mundial de trigo se calcula en 172,5 millones de toneladas, es decir, un 2,1 % menos que en 2017/18 y solo ligeramente por

debajo de la previsión de noviembre. Las previsiones indican que las compras de trigo por parte de Argelia, la India y Marruecos serán las

que más disminuirán en 2018/19, a causa del aumento de la producción de dichos países este año. En cuanto a los países exportadores,

de acuerdo con las previsiones actuales los envíos de trigo procedentes de la Federación de Rusia, el mayor exportador de trigo del mundo,

ascenderán a 34,5 millones de toneladas, un 15 % menos que en 2017/18, síntoma del brusco descenso de la producción nacional este

año. Se calcula que el descenso de las exportaciones procedentes de la Federación de Rusia se verá compensado en buena medida por

un repunte significativo de las ventas de los Estados Unidos de América, que aumentarán casi un 28 % respecto de 2017/18 situándose en

29,5 millones de toneladas. Se prevé asimismo un incremento de las exportaciones de la Argentina y el Canadá, el cual compensará la

probable disminución de los envíos procedentes de Australia, Ucrania y la UE.


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NÚMEROS DEL

MERCADO

Oferta y la Demanda de cereales de la FAO Noviembre 2018

1/ Los datos sobre producción se refieren al primer año (civil) indicado. Por producción de arroz se entiende producción de arroz elaborado.

2/ Producción más existencias al inicio del ejercicio.

3/ Los datos sobre comercio se refieren a las exportaciones durante la campaña comercial, que va de julio a junio en el caso del trigo y los cereales secundarios y de enero a diciembre

en el caso del arroz (segundo año indicado).

4/ Puede no ser igual a la diferencia entre suministros y utilización debido a las diferencias en las campañas comerciales de los distintos países.

5/ Los cinco mayores exportadores de granos son la Argentina, Australia, el Canadá, la Unión Europea y los Estados Unidos; los mayores exportadores de arroz son la India, el

Pakistán, Tailandia, los Estados Unidos y Viet Nam. Por “desaparición” se entiende la utilización interna más las exportaciones para una campaña dada.


NÚMEROS DEL

MERCADO

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1/ Los datos sobre producción se refieren al primer año (civil) indicado. Por producción de arroz se entiende producción de arroz elaborado.

2/ Producción más existencias al inicio del ejercicio.

3/ Los datos sobre comercio se refieren a las exportaciones durante la campaña comercial, que va de julio a junio en el caso del trigo y los cereales secundarios y de enero a diciembre

en el caso del arroz (segundo año indicado).

4/ Puede no ser igual a la diferencia entre suministros y utilización debido a las diferencias en las campañas comerciales de los distintos países.

5/ Los cinco mayores exportadores de granos son la Argentina, Australia, el Canadá, la Unión Europea y los Estados Unidos; los mayores exportadores de arroz son la India, el

Pakistán, Tailandia, los Estados Unidos y Viet Nam. Por “desaparición” se entiende la utilización interna más las exportaciones para una campaña dada.


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TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO TÉRMICO EN

SECO DE LA HARINA DE TRIGO BLANDO PARA LA

PRODUCCIÓN DE PASTELES DE ALTA PROPORCIÓN


TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

23

EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO TÉRMICO EN SECO DE LA HARINA DE TRIGO

BLANDO PARA LA PRODUCCIÓN DE PASTELES DE ALTA PROPORCIÓN

Resumen

Se ha utilizado un método preciso para tratar térmicamente las muestras de harina para cuantificar los efectos del tratamiento térmico

en la funcionalidad de la harina. Se han utilizado diversos métodos analíticos, como la reología oscilatoria, el reomezclador, las pruebas

de capacidad de retención de disolventes y el análisis rápido de visco (RVA) en agua y en soluciones acuosas de sacarosa, ácido

láctico y carbonato de sodio. Este trabajo apoya la hipótesis de que el tratamiento térmico facilita la hinchazón de los gránulos de

almidón a una temperatura elevada. Además, los resultados indicaron una capacidad mejorada de hinchamiento y mayores interacciones

de los polímeros de harina (en particular arabinoxilanos) de la harina tratada térmicamente en condiciones ambientales. La

desnaturalización significativa de las proteínas se indicó por la falta de formación de la red de gluten después de los tratamientos térmicos

severos, como lo demuestran las trazas de reomezclador. Los resultados de estos análisis se utilizaron para desarrollar una posible

especificación de harina de pastel. Se desarrolló un método utilizando superficies de respuesta de muestras de harina tratadas térmicamente

en el RVA utilizando i) agua y ii) solución de sacarosa al 50%. Esto puede caracterizar de manera única el tratamiento térmico

que ha recibido una muestra de harina y establecer una especificación de harina de pastel. Este enfoque podría ser útil para la caracterización

de muestras procesadas, en lugar de hornear pasteles. Por lo tanto, puede que ya no sea necesario hornear un pastel después

del tratamiento de calor con harina para evaluar la idoneidad de la harina para la producción de pastel de alta proporción, pero

son suficientes 2 tipos de pruebas de RVA.

Documento Original:

S. Keppler, S. Bakalis C.E.Leadley, S.S.Sahi P.J.Fryer, EVALUATION OF DRY HEAT TREATMENT OF SOFT WHEAT FLOUR FOR THE PRODUCTION OF HIGH RATIO

CAKES. Food Research International Volume 107, May 2018, Pages 360-370 Disponible en:< https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.02.041>

Extractos del artículo original publicados para fines educativos y de difusión según la licencia Open Access Iniciative del documento original. Tablas y

gráficos adaptados del archivo original.


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TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

1. INTRODUCCIÓN

La producción de pasteles tradicionales, como los de

libra, requiere el uso de cantidades iguales de azúcar,

harina, huevos y grasa. Estos pasteles exhiben una textura

gruesa y una vida útil limitada (Catterall, 2000).

Montzheimer (1931) descubrió que el gas de cloro mejoraba

el rendimiento de horneado de la harina, haciéndolo

más tolerante a las altas concentraciones de azúcar en la

formulación (Guy y Pithawala, 1981). A partir de entonces,

se desarrollaron tartas con una proporción alta de azúcar

a harina de 1.0 a 1.4. Estos pasteles exhiben un mayor nivel

de dulzura, una sensación en boca húmeda, una textura

fina y una larga vida útil. Por lo tanto, las formulaciones de

pastel de alta proporción como esponjas, cupcakes o

tartas de pastel están muy difundidas en la industria y han

tenido mucho éxito en el mercado de los pasteles envasados

​ ​ debido a sus buenas cualidades alimenticias y de

conservación (Guy & Pithawala, 1981; Hodge, 1975).

La producción de pasteles exitosas de alta proporción

requiere el uso de harina de pastel. La harina para pasteles

es una harina que ha sido tratada para alterar su funcionalidad

para llevar más agua y azúcar, lo que lleva a

los atributos de calidad de pastel deseados (Collyer, 1968;

Cook, 2002). El método más efectivo para este propósito

es exponer la harina al gas de cloro (Bent, Bennion y

Bamford, 1997). El tratamiento con calor seco de la harina

es un proceso alternativo a la cloración y es el enfoque de

este estudio.

Industrialmente, el tratamiento con calor seco de la harina

generalmente implica varios pasos de procesamiento,

como el secado de la harina en una corriente de aire

caliente, el tratamiento térmico mediante calentamiento

por contacto, el enfriamiento, la rehidratación y la molienda

para reducir el tamaño (Chesterton, Wilson, Sadd y

Moggridge, 2015). El tratamiento térmico comúnmente

utiliza tambores rotativos o transportadores calentados

(Guy & Mair, 1990; Nicholas, Boynton, Russo, & Totty, 1978).

Keppler, Bakalis, Leadley y Fryer (2016a) describieron un

nuevo dispositivo para el tratamiento térmico continuo de

la harina.

Los mecanismos para mejorar el rendimiento de cocción

de la harina tratada con calor seco no están claros (Chesterton

et al., 2015). Sin embargo, está ampliamente aceptado

que las propiedades del almidón se ven afectadas,

ya que se facilita la hinchazón de los gránulos de almidón

permitiendo el desarrollo de la estructura de la torta


26

TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

deseada (Gough, Greenwood y Whitehouse, 1977; Guy y

Pithawala, 1981; Guy, Skinner y Sahi, 2007). Durante el

calentamiento de la masa, los gránulos de almidón hinchados

forman una estructura rígida similar a un gel por

contactos intergranulares rodeados por proteínas aglomeradas.

Estos permiten que las celdas de aire previamente

introducidas en la masa de la torta estallen, creando

una estructura estable y abierta (Guy et al., 2007; Guy

& Pithawala, 1981). Si los gránulos de almidón no se hinchan

lo suficiente, las células de aire no se rompen, sino

que se encogen durante el enfriamiento y la torta se

colapsa. La modificación de la funcionalidad del almidón

se ha atribuido a los cambios en las capas superficiales

(por ejemplo, proteínas y lípidos) de los gránulos (Cook,

2002).

La evaluación del éxito de cualquier tratamiento se logra

en gran medida caracterizando la calidad de un pastel

horneado (Neill, Al-Muhtaseb, & Magee, 2012;

Thomasson, Miller, & Hoseney, 1995). Sería preferible la

evaluación de la harina tratada con un método analítico

simple. Sin embargo, no existe un método analítico simple

para probar la harina en cuanto a su idoneidad en tortas

de alta proporción.

El objetivo de este estudio es el tratamiento con calor seco

de la harina y los objetivos son

i) Obtener una mejor comprensión del tratamiento

con calor seco de la harina y cuantifique los efectos del

calor en la funcionalidad de la harina. La harina tratada

con calor se analiza mediante una variedad de métodos

analíticos como el Rapid-Visco-Analyzer (RVA), las pruebas

de capacidad de retención de disolvente (SRC), el

reómetro y el reomezclador (reomixer).

ii) Desarrollar una especificación de harina de pastel

utilizando los datos obtenidos por RVA, prueba de SRC, el

reómetro y el reomixer.

2. MATERIAL Y MÉTODOS

2.1 Material

Para los experimentos se utilizó harina de trigo blando

disponible comercialmente (harina Golden Dawn, suministrada

por ADM Milling Ltd. (Chelmsford, Reino Unido)).

Contenía 8,8% de proteínas y 12,5% de humedad. Otros

análisis realizados en Campden BRI mostraron un nivel de

almidón dañado de 23 FU y un número de caída de

Hagberg de 330 s.


28

TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

2.2. Métodos

2.2.1. Tratamiento térmico

Los experimentos preliminares demostraron que cuando

se calentaba una capa de harina de 0,5 a 1,0 cm de espesor

en un horno de convección a 150 ° C, la temperatura

de la harina es de aprox. 10min para alcanzar el punto de

ajuste. Esto se debe a la baja conductividad térmica de la

harina (por ejemplo, 0.17W / mK) y al bajo coeficiente de

transferencia de calor del aire en el horno (Tiwari, Wang,

Tang y Birla, 2011). Aquí, se desarrolló un método preciso

de tratamiento térmico que aseguró un calentamiento

rápido y una temperatura constante de la harina durante

todo el tratamiento. Esto se hizo tamizando harina (7 ± 0.2

g) en una capa delgada de 1 mm en una placa de cocción

cuadrática (Stuart SD 162) con un área de 234 cm2. El

mecanismo de transferencia de calor es la conducción,

dando resultados comparables a un dispositivo industrial

para el tratamiento térmico de la harina descrito por

Keppler et al. (2016a).

La temperatura en la superficie de la placa de cocción se

controló mediante termopares tipo k. Se observó una

pequeña variación en la temperatura en la fase inicial de

carga y calentamiento de la muestra (


TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

29

retención, el retroceso y la viscosidad final se calcularon a

partir de los datos (ThermoCline para Windows versión 3).

2.2.3. Capacidad de retención de disolvente.

Las pruebas de capacidad de retención de disolvente

(SRC) se realizaron de acuerdo con el Método 56-11.02

aprobado por AACCI (2009). La prueba SRC es un ensayo

de solvatación para harinas basado en el comportamiento

de hinchamiento mejorado de redes de polímeros individuales

en disolventes diagnósticos individuales seleccionados

(Kweon et al., 2009). Los disolventes fueron agua

desionizada, 5% p / p de ácido láctico en agua, 5% p / p

de carbonato de sodio en agua, 50% p / p de sacarosa en

agua.

La harina (5 ± 0,050 g) se mezcló con 25 g de disolvente en

tubos de centrífuga de 50 ml. Luego se dejó que la harina

se disolviera durante 20 minutos, durante los cuales los

tubos se agitaron vigorosamente cada 5 minutos. Las

muestras se centrifugaron a 1000 x g durante 15 min. El

sobrenadante se desechó y los tubos se dejaron boca

abajo para que se secaran durante 10 minutos. El sedimento

se pesó y la SRC se calculó mediante la ecuación

(1).

2.2.4. Pequeñas medidas oscilatorias de deformación.

Las propiedades viscoelásticas de las suspensiones de

harina de agua se estudiaron a 20 ° C en un reómetro

(Ares, tipo 902-30004 (Rheometric Scientific Ltd.,

Hampshire, Reino Unido)) utilizando una configuración de

placa paralela (50 mm de diámetro y 2 mm de separación).

Se mezcló harina (15 ± 0,1 g, 14% de humedad) con

20 g de agua desionizada manualmente con una espátula

durante 1 minuto. Al igual que con las pruebas de RVA,

la masa de la muestra se corrigió para variar los contenidos

de humedad de la harina tratada con calor. Para

excluir el efecto del tiempo, todas las muestras se cargaron

en el reómetro 3 min después de la mezcla. Después

de cargar, los bordes de la muestra se recortaron con una

espátula y la muestra se mantuvo durante 1 minuto. Se

realizaron barridos de deformación (frecuencia de 1Hz y

rango de deformación de 0.007 a 188.8%) para identificar

la región viscoelástica lineal. Se impuso una tensión de

0.1% y se realizaron barridos de frecuencia entre 0.1Hz y

20Hz. Se compararon los módulos elásticos a una frecuencia

de 5Hz.


30

TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

2.2.5. Reomezclador (Reomixer)

Las muestras de harina se sometieron a un análisis de tiempo de torsión en el reomezclador para comparar el desarrollo

de la masa y la calidad de la proteína. El instrumento (Reologica Instruments AB, Lund, Suecia) consiste en un mezclador

planetario de clavijas instrumentado, una unidad de microprocesador para condiciones de señal y software para

adquisición de datos. Se describe en Anderson (2003) y está diseñado para ser similar a un mixógrafo (Método

Aprobado AACCI 54-40.02, 1999). El reomixer tiene un recipiente extraíble (para 10 g de harina) que tiene 3 clavijas fijas y

está ubicado en una camisa de agua para permitir la mezcla a temperatura constante. La acción de mezclar es proporcionada

por 2 pares de pasadores impulsados ​ ​ que se introducen en el recipiente y se giran. Cuando se mezcla

masa en el aparato, se imparte un par a la taza que se registra como un voltaje. La salida primaria es una traza de torsión-tiempo.

Se añadió harina (10 ± 0,1 g) a un recipiente reomezclador templado (30 ° C), que luego se cubrió con Parafilm y se puso

en un baño de agua a 30 ° C durante al menos 5 minutos. Se hicieron tres ranuras en la harina que se conectó en el centro

del cuenco donde 9 g de dist. Se añadió agua. El bol se transfirió luego al mezclador reomixer donde se desarrolló la

masa a una velocidad de 93 ± 2 rpm durante 10 minutos.

2.2.6. Métodos de estadística

El tratamiento térmico de la harina para el análisis en el RVA se realizó por triplicado en experimentos preliminares. Los

resultados demostraron un tratamiento térmico repetible, como lo muestra la pequeña desviación estándar del parámetro

medido (viscosidad máxima) de ± 1%. Aquí, los experimentos individuales se realizaron sin réplicas para maximizar

el número de estudios posibles de la misma muestra. El análisis de regresión se realizó en MATLAB 8.2 y Microsoft Excel

2013. Las superficies de respuesta y los gráficos de contorno se crearon en MATLAB 8.2. 3.


TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

31

3.RESULTADOS Y DISCUSIÓN

2.1 Material

Los estudios preliminares de microscopía electrónica de barrido (SEM) (ver Fig. 1) de muestras de harina no tratadas y

tratadas térmicamente no mostraron diferencias entre la aparición de gránulos de almidón y proteínas circundantes,

de acuerdo con Russo y Doe (1970). Por lo tanto, los cambios en la funcionalidad de la harina causados por el tratamiento

térmico que se analizan a continuación no resultan de los cambios en la morfología de los componentes de la

harina.

El comportamiento de pegado del almidón se evalúa en el RVA. En la Fig. 2 se muestra un perfil RVA típico para la harina

en agua. Se pueden calcular parámetros como la temperatura de pegado, la viscosidad máxima, la resistencia de

retención, el retroceso y la viscosidad final. El pico de viscosidad se utiliza aquí para evaluar el efecto del tratamiento

térmico en la harina. Es una medida de la viscosidad y la combinación de dos procesos: i) hinchamiento de gránulos y

lixiviación del polímero, lo que aumenta la viscosidad y ii) ruptura de gránulos y alineación del polímero que lo disminuye

(Crosbie y Ross, 2007).

La Fig. 3 muestra el efecto del tiempo y la temperatura de tratamiento en la viscosidad máxima de las muestras de harina

tratadas térmicamente. A todas las temperaturas medidas, la viscosidad máxima primero aumenta con el tiempo

de tratamiento antes de que alcance un máximo y luego disminuya. El máximo se alcanza en tiempos más cortos para

temperaturas de proceso más altas: es decir, 2 min a 170 ° C contra 12min a 150 ° C. La figura muestra tiempos de tratamiento

de hasta 30 minutos, pero la tendencia decreciente del pico de viscosidad para tiempos largos y temperaturas

más bajas (por ejemplo, 110 ° C y 130 ° C) se confirmó en experimentos preliminares (ver Fig. 1, Material complementario).

Después de la interpolación de todos los datos, la Fig. 4a muestra la superficie de respuesta para la viscosidad máxima


32

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de las muestras de harina tratadas con calor en función del tiempo y la temperatura de tratamiento.

El efecto del tiempo de tratamiento a 150 ° C en las trazas de RVA en solución de sacarosa al 50% se muestra en la Fig. 5a.

La forma del perfil es significativamente diferente de la del agua (Fig. 2). De acuerdo con Kweon et al. (2010), el perfil

muestra que la descomposición del almidón es despreciable en la solución de sacarosa, es decir, las trazas no disminuyen

con el tiempo (compare la Fig. 2 y la Fig. 5a). Kweon et al. (2010) sugieren que el desarrollo de la viscosidad en el

proceso de hinchamiento de gránulos de la segunda etapa se retrasa y, por lo tanto, no hay tiempo suficiente para el

proceso de interrupción posterior, antes del enfriamiento y el retroceso.

Como no hay un máximo, la viscosidad "máxima" se toma durante el tiempo de mantenimiento a 95 ° C a 7min, y esto se

muestra en la Fig. 5b como una función del tiempo y la temperatura del proceso. El pico de viscosidad aumentó linealmente

con el tiempo a todas las temperaturas. Esto es significativamente diferente de los resultados del RVA en agua,

donde se alcanzó un pico de viscosidad máxima después de un tiempo de tratamiento específico. Además, el pico de

viscosidad inicial es más bajo en una solución de sacarosa al 50% que en agua, lo que sugiere que la hinchazón de los

gránulos de almidón se facilita en el agua. Sin embargo, el aumento general de la viscosidad máxima después del tratamiento

térmico es mayor en la solución de sacarosa al 50% que en el agua, lo que indica un mayor potencial de hinchamiento

de gránulos después del tratamiento térmico.

La Fig. 5c muestra el perfil RVA para la harina tratada a 170 ° C por diferentes tiempos en una solución de ácido láctico al

5%. La forma de la traza es similar a la del agua, con un pico de viscosidad marcado seguido de un canal y un aumento

de la viscosidad final. El perfil se desplaza hacia la izquierda al aumentar la intensidad del tratamiento, lo que indica que

se facilita el proceso de hinchamiento de los gránulos de almidón. La fuerza de retención es significativamente menor

en la solución de ácido láctico en comparación con el agua. La viscosidad de descomposición (diferencia entre la

viscosidad máxima y la resistencia de mantenimiento) se encuentra entre 950cP y 1190cP para la harina tratada térmicamente

(170 ° C durante 2-10 min) en agua, mientras que es 2030–2520cP en ácido láctico. Esto sugiere que la interrupción

de los gránulos de almidón (descomposición del almidón) es más grave en el ácido.


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La Fig. 6a compara el SRC para los cuatro disolventes para muestras tratadas a 150 ° C en diferentes momentos. El agua

SRC aumenta con el tiempo, lo que indica la mejora de la capacidad de hinchamiento de los polímeros de harina, de

acuerdo con Van Steertegem et al. (2013). El ácido láctico SRC aumentó hasta el tiempo de tratamiento de 5 minutos y

disminuyó lentamente después de eso, en contraste con Van Steertegem et al. (2013) que informaron una disminución

del SRC de ácido láctico que indica una disminución en la capacidad de hinchamiento de la red de gluten. Al igual

que con el ácido láctico, el carbonato de sodio SRC aumentó hasta un tiempo de tratamiento de 5 minutos, después

del cual cambió solo marginalmente, lo que indica el efecto limitado del tratamiento térmico sobre el comportamiento

de hinchamiento del almidón dañado (Kweon et al., 2009; Van Steertegem et al. , 2013). El mayor impacto del tratamiento

térmico se observó en la sacarosa SRC, que aumentó aproximadamente en un 40%. Van Steertegem et al.

(2013) sugirieron que la accesibilidad a los disolventes de los arabinoxilanos se vio afectada por el tratamiento térmico.

También se informó un aumento drástico en la SRC de sacarosa para la harina clorada (Kweon et al., 2009).

La Fig. 7 muestra el efecto del tiempo de tratamiento (150 ° C) en los módulos de almacenamiento y pérdida. El componente

elástico domina, y ambos módulos aumentan al aumentar el tiempo de tratamiento. Las muestras de harina tratadas

entre 110 ° C y 200 ° C durante 5 minutos muestran módulos de almacenamiento significativamente más altos que

los módulos de pérdida en todos los casos (ver Fig. 4, Material complementario). Ambos módulos aumentan al aumentar

la temperatura.

La dependencia del tiempo y la temperatura del módulo elástico se muestra en la Fig. 8a y como una superficie de respuesta

en la Fig. 8b. El comportamiento elástico aumentó linealmente con el tiempo para todas las temperaturas. La

pendiente del aumento de los módulos elásticos con el aumento del tiempo de tratamiento (= velocidad de reacción)

aumentó exponencialmente con la temperatura (ver Fig. 5, Material complementario). Cuando el logaritmo de esta

velocidad de reacción se grafica contra la temperatura recíproca, se obtiene una energía de activación de −96.4kJ /

mol.

La Fig. 9 muestra el módulo de elasticidad G 'de harina no tratada (fracción de harina tratada térmicamente = 0), hari-


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na tratada térmicamente y varias combinaciones. El módulo de elasticidad no es lineal en función de la fracción de

harina tratada térmicamente, lo que sugiere que la harina no tratada es el componente dominante.

Los tratamientos térmicos pueden alterar la conformación de la proteína, su capacidad para participar en estos procesos

y, por lo tanto, afectar el proceso de formación de la masa (Mann et al., 2014). La Fig. 10 muestra las curvas de mezcla

en el reomezclador de muestras de harina tratadas a varias temperaturas durante 5 minutos:

La Fig. 11a muestra curvas de mezcla de muestras de harina tratadas a 130 ° C para diferentes momentos. Hasta un

tiempo de tratamiento de 15 minutos, se pudo observar el desarrollo de una red de gluten. En tiempos más largos, el

sistema se desestabilizó como lo indica la fuerte disminución en el par.

La Fig. 11b muestra curvas de mezcla de muestras de harina tratadas a 170 ° C para diferentes momentos. Para tiempos

de tratamiento de hasta 3 minutos, se formó una red de gluten, pero esta se destruyó mecánicamente después de mezclar

los tiempos de 4 a 7 minutos. Sin embargo, para los tiempos de tratamiento entre 5 y 15 minutos, los rastros del reomixer

fueron estables, pero el mecanismo subyacente no será el desarrollo del gluten.


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Fig. 1. Micrografías SEM de harina no tratada (izquierda) y harina tratada térmicamente (170 ° C,

15min) (derecha).


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Tabla 1. Métodos analíticos usados para caracterizar y cuantificar los efectos del tratamiento

térmico en la funcionalidad de la harina.

Método analítico Medición de Parámentro de cuantificación

Pruebas Rapid-Visco-Analyser

en 4 soluciones

Medidas oscilatorias de

pequeña deformación

Pruebas de capacidad de

retenciónde disolvente

Comportamiento de pegado del

almidón

Comportamiento viscoelástico

del compuesto harina-agua

Comportamiento del

hinchamiento de los polímeros

de harina en diferentes

Pico de viscosidad

Módulo elástico

% SRC

Reomezclador Desarrollo de la masa Curvas de mezclado

La Tabla 1 enumera los métodos utilizados aquí para caracterizar y cuantificar los efectos del tratamiento térmico en la

funcionalidad de la harina. Los resultados obtenidos se utilizan en un intento de desarrollar una especificación de harina

de pastel.


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Tabla 2. Combinaiones tiempo-temperatura del tratamiento térmico de la harina en placa

caliente.

Temperatura [°C]

RVA en agua

RVA in 50%

solución de

sacarisa

RVA in 5%

solución

ácido láctico

RVA in 5%

solución

carbonato de

sodio

Mediciones

reológicas

SRC

Reomezclado

r

110 5, 10, 15, 20, 2, 5, 10, 20, – 10, 20 min 5, 10, 15 min 5, 10, 15, –

130

1, 3, 5, 10, 15,

17, 20, 33 min 2, 5, 20, 30 min – 10 min

10, 30, 40,

60 min

5, 10, 15,

20 min

20, 30 min

135 – – – – – – 5 min

140 – – – – – – 5 min

150

160

170

1, 3, 5, 7, 10,

12, 15, 20, 25,

1, 3, 5, 7, 10,

11, 13, 15,

1, 2, 3, 4, 5, 7,

8, 10, 15,

2, 5, 10, 15,

20 min

– – 5, 10, 20 min

2, 5, 10, 15,

20 min

– – – – – 5 min

5, 10, 15, 20,

30 min

2, 4, 6, 8,

10 min

– 1, 5, 10, 30 min

190 – – – – 1, 2, 5 min

2, 4, 6, 8,

15 min

1, 2, 4, 6, 8,

10 min


1, 5, 15 min

200 – – – – 1, 2, 5 min – –


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Fig. 2. Perfil típico de análisis rápido de visco (RVA) de harina tratada térmicamente (150 ° C, 15

min) en agua.


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Fig. 3. Efecto del tiempo de tratamiento y la temperatura en el pico de viscosidad RVA de la

harina en agua (con líneas exponenciales y rectas ajustadas).


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Fig. 4. Superficies de respuesta de la viscosidad pico de RVA de la harina tratada a diferentes

tiempos y temperaturas de tratamiento: a) en agua b) en solución de sacarosa al 50%. Los

puntos denotan datos experimentales.


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Fig. 5. a) Perfiles RVA en solución de sacarosa al 50% de

harina tratada a 150 ° C durante diferentes momentos. b)

Viscosidad pico de RVA en una solución de sacarosa al

50% de muestras de harina tratadas térmicamente (110–170

° C, 2–30 min); Con las mejores líneas de ajuste. c) Perfiles

RVA en solución de ácido láctico al 5% de muestras de

harina tratadas térmicamente (170 ° C, 2–10min).

a

b

c


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Fig. 6. a) Capacidad de retención de disolvente (SRC) de muestras de harina tratadas a 150 ° C

por diferentes tiempos. b) Agua SRC de muestras de harina tratadas a diferentes temperaturas

a

b


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Fig. 7. Efecto del tiempo de tratamiento térmico (a 150 ° C) sobre los módulos elásticos (G ') y

viscosos (G' ') de una suspensión de harina-agua.


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Fig. 8. a) Módulo elástico de muestras de harina tratadas térmicamente (130–200 ° C, 1–60min)

en agua b) Superficie de respuesta del módulo elástico de muestras de harina tratadas

térmicamente en agua en función de la temperatura y el tiempo de tratamiento con puntos de

datos (R2 = 0,85).


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Fig. 9. Módulo elástico de harina no tratada, harina tratada térmicamente (190 ° C durante 5 min)

y combinaciones; con la línea de mejor ajuste


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Fig. 10. Curvas de mezcla de muestras de harina tratadas a diferentes temperaturas durante 5

minutos; Las líneas rojas y verdes muestran las líneas superiores e inferiores del sobre.


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Fig. 11. Curvas de mezcla de muestras de harina tratadas térmicamente; las líneas rojas y verdes

muestran las líneas superiores e inferiores a) a 130 ° C b) a 170 ° C.


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Fig. 12. Líneas de contorno del

pico de viscosidad RVA de

muestras de harina tratadas con

calor en agua (de la Fig. 4a,

que se muestra en rojo en la

figura) y en solución de

sacarosa al 50% (de la Fig. 4b,

que se muestra en azul en la

figura). Los dos círculos

muestran datos para una

muestra de harina tratada

térmicamente con una

viscosidad máxima en agua de

2650cP y una viscosidad

máxima en solución de

sacarosa al 50% de 1900cP.


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4. DISCUSIÓN: UN POSIBLE ENSAYO PARA EL

TRATAMIENTO TÉRMICO.

Para evaluar el éxito del tratamiento térmico de la harina

sobre la calidad de la torta, se debe hornear y evaluar

una torta (Neill et al., 2012; Thomasson et al., 1995). El problema

con probar la harina con métodos analíticos es

que varias condiciones de procesamiento (por ejemplo,

combinación de tiempo y temperatura) dan como resultado

niveles idénticos de respuesta (es decir, RVA, reómetro,

pruebas de src). La Fig. 3 muestra que se puede alcanzar

una viscosidad máxima de 2600cP a todas las temperaturas

probadas entre 130 ° C y 170 ° C durante diferentes

períodos de tiempo. Sin embargo, solo las condiciones de

tratamiento específicas también resultan en una torta

aceptable.

Aquí, los experimentos han caracterizado y cuantificado

el tratamiento térmico de la harina. Mediante la combinación

de métodos analíticos, puede ser posible identificar

las condiciones únicas de tiempo y temperatura en las

que se trató la harina. Este método se presenta en la Fig.

12, que traza líneas de contorno de

i) Viscosidad máxima en agua (ver Fig. 4a), y

ii) Viscosidad máxima en solución de sacarosa al 50%

(ver Fig. 4b)

La figura muestra que hay regiones del diagrama en las

que se cruzan las líneas de contorno, es decir, que una

combinación de las dos medidas puede colocar una

muestra con precisión en el gráfico de combinación de

temperatura y tiempo. Este tipo de enfoque puede permitir

identificar las muestras directamente.

Se puede analizar una muestra de harina desconocida

tratada térmicamente y determinar el tratamiento recibido.

En algunos casos, las curvas de nivel se cruzan dos

veces, lo que significa que se deben considerar dos áreas.

Por ejemplo, si una muestra de harina muestra una viscosidad

máxima en agua de 2650cP y una viscosidad máxima

en una solución de sacarosa al 50% de 1900cP, los

tratamientos térmicos potenciales son 118 ° C durante

19min o 147 ° C durante 2min (ver Fig. 12). Idealmente, solo

resultaría una solución única. El trabajo futuro debe correlacionar

estas combinaciones de tiempo y temperatura

con la calidad de la torta para desarrollar una especificación

de harina de torta. Por lo tanto, puede que ya no sea


50

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necesario hornear un pastel después del tratamiento

térmico de la harina, 2 tipos de pruebas de RVA podrían

ser suficientes.

En segundo lugar, este tipo de método puede ayudar a

facilitar la validación del proceso de nuevos equipos para

el tratamiento térmico. No siempre es fácil medir la distribución

de la temperatura en un dispositivo y, por lo tanto,

la temperatura que experimenta el producto. Un calentador

en espiral (Keppler et al., 2016a, Keppler et al., 2016b;

Revtech, 2015) servirá de ejemplo. Consiste en una tubería

de acero helicoidal (longitud = 34.4m) calentada por la

aplicación de una baja tensión directamente a la tubería,

a través de la cual el producto es transportado por vibraciones

creadas por motores fuera de balance. Factores

como la temperatura de la materia prima, los efectos de

convección en la entrada y la salida de la tubería, los

tiempos de residencia y las propiedades térmicas del

material afectan la distribución de la temperatura en la

tubería. Al utilizar la Fig. 12, solo es necesario medir las dos

viscosidades máximas y se puede establecer un tiempo y

temperatura de tratamiento equivalentes. El tiempo de

residencia del proceso se puede conocer aproximadamente,

lo que hace que la selección del punto apropiado

sea sencilla.

5. CONCLUSIONES

El tratamiento con calor seco de la harina para uso en

tortas de raciones altas está muy difundido en la industria.

Este estudio demostró primero una forma precisa de tratar

térmicamente las muestras de harina y luego investigó el

efecto del tratamiento térmico en varios aspectos funcionales

de la harina.

Los experimentos en el Rapid-Visco-Analyzer mostraron

que la hinchazón de gránulos de almidón se facilitó a

temperaturas elevadas. Además, los resultados indicaron

una mejor capacidad de hinchamiento y un aumento de

las interacciones de los polímeros de harina (en particular

arabinoxilanos) de la harina tratada térmicamente en

condiciones ambientales (ver pruebas de reómetro y

SRC). El desarrollo de gluten disminuyó hasta una falta

completa de formación de la red de gluten con el

aumento de la intensidad del tratamiento térmico que se

encontró con un reomixificador.

El estudio ha demostrado que dos tipos de pruebas de

RVA generan conjuntos de resultados que se cruzan, de

modo que una combinación de los dos puede colocar

una muestra en el gráfico de combinación de temperatu-


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51

ra y tiempo. Este método sugiere que puede que no sea

necesario hornear un pastel para evaluar el resultado de

un proceso de tratamiento térmico. Sin embargo, será

deseable encontrar métodos analíticos que proporcionen

líneas de contorno que sean diferentes e idealmente

que solo se crucen una vez. Además, el método debería

repetirse para diferentes lotes de harina. Sin embargo, si se

conoce la forma de una superficie, solo se necesitaría un

pequeño diseño experimental. El trabajo futuro es necesario

para correlacionar completamente las condiciones

de tiempo-temperatura identificadas en las que la harina

se trató con los atributos de calidad de la torta final. Esto

podría permitir el desarrollo de una especificación de

harina de pastel.

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