Con harinas y a lo loco (IV)

Atención, Achtung, Attention, Beware!
Abstenerse en caso de migraña, pesadez de cabeza, ligereza de espíritu...

La preocupación por las calidades y cualidades de la harina es algo antiguo. Los parámetros habituales utilizados para clasificar más comúnmente las harinas que veíamos en la entrada anterior de la serie Con harina y a lo loco (III) son decimonónicos, como apunta L. de Bry en el capítulo "Wheat Flour of the Third Millenium", en Bakery Products. Science and Technology, (pp. 90-91).

En aquella entrada hablábamos de la cantidad de proteínas, la tasa de extracción, el contenido en cenizas... Dicho en otros términos, tanto la medición de las proteínas como la tasa de cenizas (y su relación con la tasa de extracción) eran los parámetros propios de la molinería del siglo XIX, la de los grandes adelantos industriales que permitió expandirse a la molinería y abaratar el precio del pan como alimento básico, al sustituir los molinos de piedra de tracción mecánica (agua, viento, animales...) por los molinos de cilindros movidos por motores eléctricos.

Respecto a las proteínas, la introducción de los fertilizantes nitrogenados en el siglo XIX implicaban un sobre coste para el agricultor y un aumento parejo en la calidad del trigo pues el nitrógeno es el elemento determinante para un aumento de las proteínas en el trigo. Por ello, se introdujeron los análisis químicos para diferenciar las harinas con más proteínas, procedentes de cultivos nitrogenados y "recompensar" así la inversión del agricultor y las diferentes calidades de producto.

Respecto al contenido en cenizas, parece ser que el propósito fundamental de esta técnica no era tanto determinar la tasa de extracción (que está en relación indirecta pero proporcional a las cenizas como ya se vio) sino diferenciar las harina procedentes de molino de piedra de las provenientes de molino de cilindros metálicos. Dado que los molineros trataban de aprovechar al máximo el cereal, en el molino de piedras al contenido en mineral propio de la cascarilla se sumaba... el contenido mineral del desgaste de las piedras de molino. Esto es, las harinas con mayor contenido de cenizas se presumían provenientes de molino de piedra y las harinas con menor contenido de cenizas -más blancas, de menor extracción- se entendían provenientes de un molido suave en piedra (sin desgaste de la misma) o en el sistema de cilindros -lo que siempre era algo que se tenía en buena estima por la "modernidad", limpieza y adelanto que suponía la industrialización en general-.

Pero desde el siglo XIX hasta hoy tanto la molinería como la panadería se han hecho mucho más exigentes y sofisticadas. Hoy son muchos otros los parámetros que se miden, analizan y consideran con respecto al cereal, a la harina y a las masas que con ellos se producen. Y esa es la parte del mapa harinero que hoy exploraremos, en particular la que nos lleva a entender las propiedades reológicas de las masas, esto es, como se comporta la harina al formar masa con agua.
 

La reología es la parte de la física que estudia la relación entre esfuerzo y deformación dentro de la mecánica de medios continuos. Es un término introducido en 1929 por Eugene Bingham y que etimológicamente significa "la ciencia del flujo". Y en términos más sencillos, su relación con nuestras masas panaderas es que la masa de pan tiene un comportamiento visco-elástico. Es decir, es viscoso y se deforma cuando le aplicamos fuerza (el amasado, la gasificación que producen levaduras y bacteria estira la masa...) pero tiene una cierta elasticidad para volver a su misma posición  y forma una vez se deja de aplicar la fuerza.

Al estudiar las características reológicas de las masas sabremos cuánto puede estirarse una masa con el gluten bien desarrollado, cuánta presión de gas puede retener...etc. De ahí su interés para el panadero: entender y conocer estas propiedades, los aparatos y técnicas que se usan para medirlas y la terminología básica sobre ellas  determina poder predecir y adecuar la harina usada al tipo de masa y pan que se quiera/pueda lograr.

Obviamente, los panes salen igual de bien aunque no conozcamos nada de esto, pero "saber es poder": mayor conocimiento nos permitirá entender por qué a veces una harina no da el resultado esperado o cómo combinarla para mejorar el comportamiento en una receta concreta.

Tras la Segunda Guerra Mundial se desarrollan pruebas y aparatos para medir y determinar distintas cualidades de las harinas y de las masas que con ellas pueden prepararse. En general son pruebas en las que intervienen distintos aparatos como el farinógrafo de Brabender, el alveógrafo de Chopin y el amilógrafo. En cada país se tiene preferencia por uno u otro de estos aparatos y mediciones, aunque presentan diferencias de unos a otros tanto en funcionamiento como en las cualidades que examinan.

• Farinógrafo de Brabender, de uso extendido en Alemania
• Alveógrafo de Chopin, de uso general en Francia (y por imitación en España)
• Amilógrafo, de uso común en el Reino Unido

¿Para qué se usa cada uno? ¿Qué miden?

 

El farinógrafo de Brabender determina la capacidad de absorción de agua de las harinas a la hora de formar una masa. La absorción de agua está en función de la variedad del cereal, la granulometría del molido y del contenido de proteínas, almidones y pentosanos, siendo estos últimos los que más agua absorben pero los que están presentes en menor cantidad en la harina (aunque en la harina de centeno hay mayor cantidad que en la de trigo). Ello es útil e importante para poder escoger correctamente el nivel de hidratación y los procesos a los que podemos someter nuestras harinas.

 

El alveógrado de Chopin determina la fuerza del gluten presente en la harina y sus cualidades: extensibilidad, tenacidad y la relación entre ellas. Son datos que nos permiten escoger los usos que darle a cada harina, previendo el tipo de desarrollo que tendrá.

 

El amilógrafo mide la actividad enzimática (amilásica en concreto), que depende tanto del posible grado de germinación del cereal previo a la molienda como de la cantidad de almidón dañado que ha producido la misma. Una mayor actividad amilásica implica masas más pegajosas, con más extensibilidad y menos tenacidad, una fermentación más rápida por la mayor presencia de azúcares y una mayor coloración de la corteza en el horneado. En el caso extremo produce una miga gomosa, excesivamente húmeda. Por eso, esta variable aporta también información valiosa al panadero.

 

¿Cómo funciona un farinógrafo?
¿Qué valores proporciona?
¿Cómo se interpretan?

 

De manera muy simple, podemos decir que se prepara una pasta con harina y agua, tomando la referencia del máximo de hidratación admitido para llegar a una consistencia concreta y de su comportamiento posterior y el cambio de consistencia a medida que es amasada en unas hélices.

 

En El foro del Pan, Teba (La chica de las recetas) ha explicado con mucha claridad cómo funciona este aparato a partir de la información contenida en este documento, remitiendo a este mismo video que os vinculo para que veáis el proceso.

 

El aparato ofrece un registro gráfico como el que sigue.



El modelo utiliza como referencia la Unidad Brabender (BU) que va referida a la consistencia de la masa. El estándar admitido como parámetro de referencia de consistencia de la masa es 500 BU para el pan. A modo de ejemplo, para los fideos de pasta el estándar es 1000 BU (una masa el doble de "dura").

El tiempo que tarda la masa en alcanzar esa consistencia es denominado Tiempo de Llegada (y debe ser el tiempo mínimo de amasado, por tanto) y en ese momento se determina la capacidad de absorción de agua de la harina en relación con la que ha absorbido para llegar a ese punto. El tiempo que tarda en llegar al punto más alto de consistencia se denomina Tiempo Pico y es el desarrollo óptimo de la masa. El tiempo durante el cual la masa está por encima o en la banda de 500 BU es el Tiempo de Estabilidad de la Masa, tras el cual si seguimos trabajando la masa, pierde propiedades y consistencia. El momento en el que empieza a descender la consistencia de la masa por debajo de 500 BU se denomina Tiempo de Salida, y es el límite de trabajo que debemos darle a la masa.

Con este aparato podemos obtener dos datos muy interesantes: en primer lugar la absorción de la harina, que nos permitirá sacarle el mayor rendimiento posible. En segundo lugar, su tolerancia al amasado, esto es, durante cuanto tiempo podemos trabajar la masa mecánicamente antes de que comience a perder consistencia y propiedades y cuál es el momento óptimo.

Pero además, la duración del tiempo de estabilidad nos indica si una harina es muy fuerte o débil cuanto más tiempo permanece en o sobre la banda de 500 BU más fuerte es, mejor tolera el amasado y menos se degrada con el tiempo. Igualmente, si la curva de salida es muy pronunciada (decae la consistencia rápidamente) la harina es débil. En las harinas fuertes, la caída final de consistencia es más sostenida y lenta porque el gluten se deteriora lentamente. En este sentido, suelen medirse las pérdidas de consistencia de la masa a los 10 y a los 20 minutos (indicándose a veces como P10 y P20).

Es evidente que estos valores tienen especial relevancia para los amasados mecánicos y de grandes cantidades en procesos industriales, donde la cadena de producción va a justada al minuto y hay que determinar los tiempos óptimos de amasado y trabajo de las masas con una cadencia y secuencia que haga todo el proceso racional.
 

¿Cómo funciona un alveógrafo?
¿Qué valores proporciona?
¿Cómo se interpretan?

 

El proceso es simple: se prepara un pastón de masa y se divide en cinco porciones iguales, tras un tiempo medido de reposo. Se procede a inflar de manera controlada cada pieza y se mide la deformación de cada pieza, para obtener luego de manera gráfica los valores medios de cómo y cuánto se ha extendido y luego colapsado.

 

En este video puede verse el proceso detallado. Ha sido elaborado en la Planta Piloto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Universidad de Zaragoza y recibió el Premio Planta Piloto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos - CTAMagazine.

 

 

El gráfico en el que se reflejan los valores tiene este aspecto:

 

 

Los valores reflejados en la gráfica obtenida con el Alveógrafo de Chopin son los siguientes:

• P: Tenacidad de la masa. Se expresa en milímetros y representa la resistencia de la masa a la deformación. En general, una harina con mucha fuerza resulta en una masa con una P elevada, que ofrece mucha resistencia a ser deformada. Esto es, si la masa de pan fuera un globo, con harina de fuerza el globo sería muy difícil de hinchar, a pesar de que la masa es elástica, presenta mucha resistencia, opone mucha fuerza a que la estiremos. Y a la inversa cuando hacemos masa a partir de una harina floja o débil: la masa se estira con facilidad, no opone resistencia.
• L: Extensibilidad de la masa Se mide también en milímetros y representa cuánto puede ser estirada una masa.
• P/L: Designa a la relación entre tenacidad y extensibilidad y da la medida del comportamiento del gluten, más tenaz que extensible o viceversa. Un valor bajo implica una harina débil, que se estira con facilidad pero que no mantiene su forma y volumen por lo que producirá panes más planos; un valor alto se refiere a una harina fuerte, que es difícil de trabajar, porque opone mucha resistencia a ser estirada hasta su máximo y produce unas masas rígidas, difíciles de gasificar que producirán panes apelmazados o de miga más cerrada.
• W: Fuerza de la harina medida en J (Julios), es el área (calculada de un forma específica) cubierta por la gráfica y delimitada por la extensibilidad y la tenacidad. Nos indica cuánto esfuerzo debemos hacer para deformar la masa. Cuanto mayor es el valor, mayor fuerza tiene la harina. Ello significa que el trabajo necesario para desarrollarla bien y gasificarla será mayor que en una harina con una W menor. Producirá panes con una miga más cerrada, ya que la masa presenta mayor resistencia a la fusión de los alveolos durante la fermentación y horneado.

¿Cómo funciona un amilógrafo?
¿Qué valores proporciona?
¿Cómo se interpretan?

El amilógrafo analiza la viscosidad de una mezcla de harina y agua y su evolución para determinar la presencia de enzimas (amilasas).  Las enzimas hidrolizan -descomponen, dividen- los almidones (largas cadenas de azúcares complejos que van dividiendo en unidades más pequeñas). Ello provoca un cambio en la viscosidad, que se reduce cuanto mayor es la actividad amilásica.

En este video puede verse el funcionamiento de este aparato.

El amilógrafo, por tanto, ayuda a determinar la actividad enzimática presente en la harina, bien naturalmente bien porque se haya añadido amilasas (de origen cereal, fúngico o bacteriano) en el caso de harinas pobres en amilasas.

 

Un método similar es el Falling Number, en el cual una masa de agua y harina  se introduce en un tubo viscosímetro (un tubo con un gel viscoso que la masa de harina y agua deberá atravesar de arriba abajo por gravedad). Bien tapado, se agita el tubo un número determinado de veces. El tubo se calienta al baño maría  y a la par se agita. Con ello se consigue gelatinizar la masa. En un  determinado momento se para y se mide lo que la masa tarda en descender dentro de la suspensión. Cuanto mayor es el tiempo de caída (Falling Number, en inglés), menor es la actividad enzimática, pues al tener más consistencia la masa tarda más en pasar por la solución y recorrer todo el tubo. Si la actividad enzimática es alta, las enzimas descomponen el gel y lo licuan, por lo que su tiempo de caída es mucho menor.

 

El Falling Number (FN) de una harina que se comporta de manera estándar y correcta en panificación es de 200 a 260. Por debajo, tenemos una harina con mucha actividad enzimática, bien porque había mucho trigo germinado al moler, bien porque se ha añadido amilasa (como la malta diastásica, que es de origen cereal). Produce una miga húmeda y pegajosa, panes de poco volumen y corteza muy coloreada, por la presencia de muchos azúcares (con un FN inferior a 170 es difícil la panificación). Con un Falling number alto, la harina tiene poca actividad enzimática (cosa muy frecuente en las harinas españolas, por cierto). Ello significa que las masas son más secas, tardan más en fermentar y producen menos color en corteza, por la falta de azúcares simples(un FN superior a 360 hace difícil la panificación, pero se puede corregir adicionando amilasas de origen cereal, bacteriano o fúngico).

 

Estos tres ejemplos nos enseñan que son muchas las cualidades de la harina que podemos medir y tener en cuenta. Son muchos, por tanto, los parámetros de los que depende la calidad y cualidad de nuestra masa. Muchos de estos valores son los que podrían ayudarnos a entender qué pasa con nuestras masas bajo determinadas circunstancias, pues la evolución de las mismas depende en gran medida de las cualidades iniciales de nuestra harina.

 

Existen otros aparatos y sistemas para determinar algunos de estos valores vistos, registrados por distintas compañías para medir alguno de estos valores. Por ejemplo, Brabender produce un extensógrafo que mide la extensibilidad de la masa, una de las cualidades también medidas por el alveógrafo de Chopin. Para determinar la actividad enzimática hay variados sistemas, uno de los cuales además del amilógrafo es la tinción con yodo.

Y ahí no acaba todo:  se pueden analizar no sólo las cualidades de la harina sino también las de la masa fermentada. Hay un aparato interesante - el reofermentógrafo- que se encarga de ello. Así se analiza y prevé el comportamiento de una fórmula y la masa que produce durante la fermentación y en la cocción.... pero eso queda para otro momento.

 

Esta entrada es parte de una serie dedicada a distintos aspectos de las harinas, especialmente las de trigo: Hablando de trigo - Con harinas y a lo loco

• I: Introducción general sobre las harinas de trigo y su fuerza
• II: La harina de fuerza: cuándo y por qué utilizarla
• III: Las clasificaciones de la harina de trigo en distintos países
• IV: Los análisis técnicos de las harinas y sus valores reológicos