Almidón dañado y calidad del gluten en la sémola de trigo duro

Por qué importan estos parámetros para la pasta

La sémola de trigo duro es la materia prima de la pasta seca convencional, y una sémola con alto contenido tanto de proteína como de gluten se reconoce como la materia prima ideal para ella [1]. La norma del Codex para la sémola y la harina de trigo duro define los productos y fija una humedad máxima del 14,5 % m/m, pero deja los factores tecnológicos de calidad — gluten, almidón dañado, tamaño de partícula — al acuerdo entre el molinero y el fabricante de pasta [2]. Para los molinos de la industria de alimentos y piensos que abastecen a fábricas de pasta, son esos factores los que articulan la especificación.

Cantidad y fuerza del gluten

El gluten forma la red proteica que mantiene unida la pasta durante la extrusión, el secado y la cocción. Cubadda et al. reconstituyeron sémolas a partir de dos variedades con gluten de buena y de mala calidad con contenidos de proteína idénticos y observaron que el tiempo óptimo de cocción depende de la calidad del gluten; aumentar el contenido de gluten y aplicar un secado a alta temperatura mejoró la calidad de cocción en la serie de gluten débil, pero no tuvo un efecto significativo en la serie de gluten fuerte [3]. Cantidad y fuerza son, por tanto, propiedades distintas, y ambas se especifican.

Ambas se miden en un mismo procedimiento. ISO 21415-2 especifica la determinación del contenido de gluten húmedo y del índice de gluten por medios mecánicos en harinas de trigo blando y de trigo duro, y puede aplicarse también a grano molido cuando la distribución de tamaño de partícula cumple los requisitos de la norma; está relacionada con el método AACC 38-12,02 [4][5]. En el instrumento se lava una masa para aislar el gluten húmedo, que se pesa y después se centrifuga a través de un tamiz: el contenido de gluten húmedo describe cuánto gluten aporta la muestra, y el índice de gluten describe su fuerza a partir de la fracción retenida en el tamiz [4][5]. En trigo duro de invierno, Vida et al. observaron que el índice de gluten depende poco del ambiente y está determinado en mayor medida por el genotipo, lo que lo convierte principalmente en una propiedad de la variedad y de la mezcla de trigos [6].

Almidón dañado: qué efecto tiene y cómo se mide

La molienda con cilindros daña mecánicamente parte de los gránulos de almidón, y los gránulos dañados absorben más agua. Dexter et al. molieron mezclas de trigo duro canadiense a tres niveles de almidón dañado y comprobaron que el almidón dañado era el factor predominante en la absorción de agua, el tiempo de desarrollo y la estabilidad en el farinógrafo [7]. En la fabricación de pasta el efecto se manifiesta en la hidratación: Bresciani et al. citan el almidón dañado, junto con la proteína, las cenizas, la fibra y el tamaño de partícula, entre las propiedades de la sémola que rigen la hidratación, señalan que una sémola baja en cenizas y en almidón dañado da un producto seco de color amarillo ámbar con menos puntos marrones y menor daño térmico, y describen el compromiso del molinero — una sémola más gruesa reduce el almidón dañado, mientras que los fabricantes de pasta observan una hidratación homogénea con partículas de entre 250 y 450 µm y manchas blancas con material más grueso [1].

Existen dos familias de métodos de referencia. El método AACC 76-31,01 es un método espectrofotométrico basado en la digestión enzimática del almidón dañado [8]. Los métodos amperométricos son más rápidos: el método AACC 76-33,01 especifica la determinación amperométrica con el instrumento SDmatic [9], e ISO 17715 especifica un método amperométrico para harina de trigo blando (Triticum aestivum) [10]. El alcance de ISO 17715 no menciona la sémola de trigo duro, por lo que un molino que aplique un método amperométrico a la sémola debería documentar la correlación con el método enzimático en sus propios productos. Los métodos expresan los resultados en unidades distintas, y estos no son intercambiables sin una conversión establecida sobre las mismas muestras.

Qué puede y qué no puede predecir el NIR

Se han publicado calibraciones de infrarrojo cercano para el almidón dañado. Osborne y Douglas calibraron la reflectancia NIR con 148 muestras de harina comercial del Reino Unido y obtuvieron un coeficiente de correlación de 0,906 y una desviación estándar residual de 3,5 unidades Farrand en un intervalo de 6–47 unidades Farrand, que aumentó a 4,2 unidades Farrand con otras 68 muestras; las longitudes de onda seleccionadas correspondían a vibraciones O–H libres y con puentes de hidrógeno del almidón [11]. Se trata de una calibración en harina de trigo panificable con un error que supone una fracción considerable del intervalo, y no establece una exactitud para la sémola de trigo duro, cuyo tamaño de partícula más grueso altera la reflectancia difusa.

Para el propio trigo duro, Sissons et al. desarrollaron calibraciones NIR en un programa de mejora genética y las validaron con amplios conjuntos independientes: la proteína y la humedad se predijeron con gran exactitud, el peso hectolítrico, el rendimiento en sémola, el color de la sémola y la dureza de forma útil, pero las propiedades de la masa no pudieron predecirse adecuadamente a partir de espectros de grano entero [12]. La proteína, que el NIR mide bien, no es lo mismo que la fuerza del gluten, que en ese estudio se midió mal. ISO 12099 establece cómo debe validarse cualquier calibración de este tipo frente al método de referencia para cereales y productos de la molienda de cereales [13].

Dónde encaja una medida at-line

• Usar el NIR para la composición. La humedad y la proteína de la sémola son los parámetros con el historial NIR publicado más sólido [12]; las calibraciones se validan por producto frente a los métodos de referencia, tal como describe ISO 12099 [13].
• Medir el almidón dañado con un método de tipo referencia. Dada la limitada exactitud NIR publicada [11], el almidón dañado que guía el ajuste de los cilindros se determina con un método enzimático o amperométrico [8][9][10], documentando sobre sémola la correlación entre ambos.
• Reservar los ensayos de gluten para el gluten. El gluten húmedo y el índice de gluten proceden de ISO 21415-2 o AACC 38-12,02 [4][5]; como el índice de gluten es en gran medida una propiedad varietal [6], se controla principalmente en la recepción y la mezcla del trigo.

Cómo lo aborda USTECH

Para el almidón dañado, USTECH ofrece el StarchQC, un analizador amperométrico de sobremesa (no un instrumento NIR) del tipo contemplado por los métodos amperométricos anteriores [9][10]. Para la humedad y la proteína se utiliza el analizador NIR at-line MasterLine17EC con cereales y productos de molienda, y la suite caliX proporciona las herramientas de calibración PLS y validación que describe ISO 12099 [13]. Qué parámetros alcanzan la exactitud que exige una especificación de sémola se establece en un estudio de viabilidad con las propias muestras y análisis de referencia del molino, sin darlo por supuesto a partir de cifras publicadas.