Técnicas avanzadas en transformación de cereales

El proyecto March, desarrollado por el CETECE, consigue analizar harinas sin gluten con un rápido análisis, agilizando el trabajo de las empresas del sector.

Antecedentes del proyecto

Los productos sin gluten están encontrando una mayor demanda debido a la incidencia de la enfermedad celíaca u otras patologías asociadas al gluten. Sin embargo, la eliminación del gluten aparece como un gran desafío tecnológico.

La primera dificultad por superar es que la caracterización tanto de harinas como de otros ingredientes sin gluten es mucho más limitada que la de sus homólogos con gluten, ya que no son capaces de desarrollar una red viscoelástica. Es por ello por lo que surge la necesidad de utilizar otros equipos capaces de evaluar sus características antes de su uso en el proceso de fabricación de alimentos.

Otro de los principales problemas con los que se encuentran los productores de alimentos sin gluten es la falta de homogeneidad de sus materias primas, lo que dificulta su procesamiento. Poder anticiparse a los problemas con una adecuada caracterización de sus ingredientes o mezclas supondría un importante ahorro de tiempo y recursos económicos.

Pan sin gluten en las técnicas avanzadas para el análisis de harinas sin gluten.

Problemáticas que resuelve

En este contexto CETECE ha implantado una técnica avanzada como el equipo RVA (Rapid Visco Analyzer) destaca como un dispositivo capaz de analizar la viscosidad de harinas, con o sin la adición de otros ingredientes. Este equipo mide fundamentalmente los cambios en el almidón que, en el caso de los productos sin gluten, es uno de sus componentes mayoritarios.

Hasta la fecha, los estudios previos y la experiencia de los investigadores que integran el CETECE nos han permitido tener un amplio abanico tanto en los análisis a realizar como en la interpretación de los resultados que se pueden obtener con estos equipos. Además, esto está asociado a la limitada disponibilidad de esta tecnología en otros laboratorios españoles.

Equipo RVA sobre técnicas avanzadas para el análisis de harinas sin gluten.

Desafío en la aplicación

El RVA es un viscosímetro rotacional que analiza las propiedades de empastado, es decir, la viscosidad de la muestra, en respuesta a un ciclo de temperatura o una temperatura constante, bajo un esfuerzo de cizalla y una velocidad controladas.

A pesar de la amplia investigación realizada sobre harinas sin gluten, no existen una caracterización tipo ni una curva estándar tipo de RVA en la cual basarse para obtener productos de alta calidad. Así, si el objetivo final se trata de una salsa tipo bechamel, la viscosidad final mostrada por la harina ha de ser elevada para conseguir una pasta de adecuada consistencia que no lixivie agua durante su enfriamiento. En cambio, los preparados de salsas instantáneas o las cremas pasteleras, por ejemplo, son productos con una rápida preparación que no requieren aumento de la temperatura, por lo cual en ocasiones emplean almidones modificados pregelatinizados que aporten mayor consistencia en frío.

En panadería y repostería sin gluten, la interpretación de las curvas de viscosidad es aún más compleja, ya que las fórmulas sin gluten incluyen un mayor número de ingredientes. Las principales materias primas empleadas en pan sin gluten son harinas o almidones de arroz o maíz, combinadas con hidrocoloides para aportar estructura al pan, y proteínas, fibras o harinas de otros orígenes para otorgar mayor sabor y compensar ligeramente su desequilibrio nutricional.

Perfil de viscosidad típico de la harina de las Técnicas avanzadas para el análisis de harinas sin gluten.

Perfil de viscosidad típico de la harina. Extraído de: Crosbie y Ross, 2007.

Resultado final del caso de éxito de CETECE

En el presente estudio, se ha llevado a cabo una evaluación de harinas y almidones de distintos orígenes enfocado en dos objetivos: el primero, la caracterización de sus perfiles de viscosidad y, en segundo lugar, la obtención de un perfil de viscosidad y consistencia tipo con el cual comparar las mezclas de harinas en sucesivos estudios de panificación sin gluten, sin la necesidad de elaborar el producto final.

Para la caracterización de las distintas muestras de harinas y almidones se ha aplicado el ensayo de RVA Standard 1 (ICC 162). Las harinas presentadas se tratan de arroz, trigo sarraceno y mijo, y almidón de maíz (ver imagen).

Perfiles de viscosidad resultantes de las harinas y almidón evaluados.

Perfiles de viscosidad resultantes de las harinas y almidón evaluados.

*Mezcla harinas: 25% Almidón maíz, 25% Harina arroz, 25% Harina trigo sarraceno 

y 25% Harina mijo.

Los resultados del estudio indicaron que los cambios de viscosidad debidos a las condiciones de temperatura y cizalla del equipo dan lugar a modificaciones en la estructura molecular del almidón.

De acuerdo con las muestras analizadas, el almidón de maíz es el cereal que más rápidamente se hidrata y comienza a gelatinizar. Se trata de la muestra con mayor capacidad de hinchamiento. Sin embargo, durante el enfriamiento en la fase conocida como retrogradación del almidón, la harina de arroz aparece como el ingrediente con mayor viscosidad final, llegando a situarse por delante del almidón de maíz.

Por lo tanto, arroz, maíz y sarraceno otorgarían una adecuada consistencia al pan tras su cocción en el horno. En cambio, la harina de mijo, que permanece en valores hasta tres veces inferiores al resto de muestras, demuestra que no sería posible sustituir a la harina de arroz ni al almidón de maíz por este ingrediente, ya que no aportaría la estructura de soporte necesaria a la masa de pan sin gluten.

A partir de estos resultados se realizaron estudios de mezclas de las citadas materias primas. La proporción que dio lugar al pan con mejor volumen, con una estructura de la miga ligeramente abierta sin compactar y la mayor intensidad en olores y aromas propios fue de un 25% de cada una de las harinas y almidones citados. En la figura 2 se puede apreciar la curva de viscosidad resultante de la mezcla. Si bien la viscosidad de la mezcla de harinas y almidón se ve reducida por la presencia de mijo, los valores de viscosidad final logran ser prácticamente iguales que los alcanzados con el almidón de maíz.

Por lo tanto, se ha logrado establecer una curva de RVA tipo de mezcla de harinas para la elaboración de panes sin gluten de calidad adecuada. Sin embargo, el estudio de los perfiles de viscosidad en sistemas sin gluten presenta una gran complejidad y aún requiere el estudio en otras matrices en mayor profundidad.

Más información sobre el caso de éxito en CETECE.

El proyecto de CETECE está financiado por el  ICE, Instituto para la Competitividad Empresarial, a través de la línea de ayudas para I+D+i.

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