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Introducción Hace unos 12.000 años el hombre descubrió cómo cultivar plantas y domesticar animales, dando inicio a un proceso que cambió la faz de la tierra y la vida de casi todos los organismos que la habitan. En esa época la especie humana contaba con unos 3 millones de individuos, muchos de los cuales se alimentaban principalmente de trigo. Después de 7000 años de cultivo de este cereal, la población ascendía a unos 100 millones de personas y el campesino egipcio que vivía a la sombra de las primeras pirámides era capaz de producir el triple de los alimentos necesarios para mantener a su familia. A principios del siglo pasado, después de otros 5.000 años de cultivo, el 70% de la energía alimentaria consumida por 1,6 mil millones de personas todavía provenía de los cereales, principalmente del trigo. En 2000, el 70% de los 2.500 millones de toneladas de materia seca destinadas a la alimentación de 6.000 millones de personas estaba constituido por cereales, principalmente trigo (21%), arroz (16%) y maíz (22%), este último destinado en gran medida a las ganaderías zootécnicas. Aunque ha perdido algunas posiciones, el trigo sigue siendo la principal fuente de proteínas alimentarias (19% del total), superando a los alimentos de origen animal (carne, pescado, leche, quesos, huevos, en total (17%) y las legumbres (soja, frijoles, guisantes, cacahuetes, en total (13%). Molienda La molienda es el paso fundamental de la transformación del trigo en harina y tiene como objetivo principal separar la albúmina amilácea de la cariósida de las partes periféricas con el mejor rendimiento posible. El principal producto de la molienda del trigo duro son las sémolas, mientras que del trigo blando son las harinas. La transformación del trigo en sémola comprende tres fases fundamentales: la limpieza del grano, el acondicionamiento y la molienda propiamente dicha. Limpieza Tiene como objetivo la eliminación de material extraño de naturaleza mineral o vegetal; es de gran importancia y debe llevarse a cabo con especial cuidado, ya que puede influir en la calidad de los productos semielaborados y acabados. Los diferentes sistemas de limpieza adoptados tienen dispositivos comunes, como el de aspiración para eliminar las impurezas más ligeras (paja), el de calibración para separar granos gruesos de semillas extrañas de pequeño tamaño, cepillos para limpiar la superficie del grano y finalmente un dispositivo de separación y separador magnético. Acondicionamiento Fase en la que el grano se moja con una cantidad suficiente de agua, para facilitar el desprendimiento de las partes externas (capas) de la almendra harinosa y la rotura de la misma. Esta fase tiene por objeto ablandar la envoltura para evitar su fragmentación y favorecer su desprendimiento, reducir la dureza de la clara para facilitar su transformación en farinatos y obtener un grado de deterioro del almidón óptimo para los diferentes usos. El acondicionamiento se ve afectado por la cantidad de agua añadida, la temperatura del tratamiento y la duración del reposo del grano. Con la hidratación el grano se lleva al 16-17% de humedad, con un tiempo de reposo que oscila entre 12 y 48 horas. La duración del reposo se define en base a la humedad inicial del grano y al grado de mayor o menor friabilidad de la almendra. Para el trigo blando, en particular, el acondicionamiento es diferenciado en función de la dureza de los carioóxidos ( hardness ). En general, para los granos duros se requieren cantidades de agua y tiempos superiores a los blandos. Por lo tanto, los granos pertenecientes a diferentes clases de dureza deben ser molidos por separado para optimizar el proceso de molienda. Por este motivo el parámetro de la dureza de los carióxidos se toma cada vez más en consideración en las transacciones comerciales y en el almacenamiento de los granos. Molienda Consiste en dos acciones: la fragmentación/disociación de los carióxidos y la separación de los constituyentes. La primera operación, llamada de rotura, permite disociar la almendra central y los revestimientos exteriores, fraccionar las sémolas vestidas y reducir la almendra en harina; la segunda asegura la separación del salvado y de los revestimientos sobre la base de la granulometría y de sus propiedades físicas. El equipo utilizado actualmente para la molienda del trigo es el molino de cilindros, que entró en uso a finales del siglo XIX. Antes de la introducción de los molinos cilíndricos, la molienda se realizaba mediante palas formadas por dos muelas cilíndricas, una fija y la otra rotativa. También se usaban molinos de percusión, equipados con martillos o batidores giratorios, todavía hoy en parte utilizados para pulverizar finamente en una sola etapa materiales diferentes o volver a triturar los residuos de la molienda. El laminador de cilindros está constituido normalmente por pares de cilindros; si la máquina comprende un solo par, se habla de laminador simple, pero normalmente la situación más extendida incluye dos o más pares de cilindros, solución diseñada para un notable ahorro de espacio. Los laminadores transforman los granos de trigo en harina (de la molienda del trigo duro se obtienen principalmente las sémolas, del trigo blando las harinas) con acciones de rotura, desprendimiento y rimacina. Los laminadores de rotura tienen la función de romper y aplastar los granos de trigo, y de separar más o menos completamente la almendra, que se rompe, de los revestimientos, que se eliminan en forma de salvado. La operación de trituración debe llevarse a cabo gradualmente, con el fin de evitar la excesiva trituración de las piezas de salvado que, en caso contrario, se vuelven difíciles de separar. Cada operación de rotura es seguida por una operación de separación por tamizado que permite clasificar los productos antes de enviarlos a los cilindros siguientes. Esta operación se realiza con el plansichter, dispositivo constituido por un conjunto de tamices colocados uno sobre otro y sometidos a movimiento para asegurar un paso regular de productos de un tamiz al otro. Los tejidos tamizadores pueden ser de metal o de seda, presentan mallas de forma cuadrada a través de las cuales pasan las partículas más finas del material a seleccionar, mientras que las más gruesas acaban siendo descartadas. Los cilindros de los laminadores son de hierro fundido y pueden ser rayados o lisos; los rayados están provistos de ranuras o líneas que cortan y reducen el tamaño del material introducido, los lisos actúan por presión o estiramiento. Los cilindros estriados están construidos en fundición muy dura y de mayor resistencia que la utilizada para los cilindros lisos. Los cilindros trabajan siempre en par; los elementos de un par actúan con velocidades periféricas diferentes, por lo que siempre hay un cilindro rápido y otro lento: si las velocidades fueran iguales, el material sufriría una acción de simple aplastamiento. En el caso de la molienda del trigo duro, las sémolas obtenidas se separan de los fragmentos de salvado todavía pegados a las partículas de sémola mediante la máquina de semillero, constituido por tamices inclinados sometidos a movimiento oscilante y por un sistema de aspiración que permite separar las partículas en función de sus propiedades (forma, talla y densidad). Propiedades de la harina y métodos de evaluación Los productos de la molienda del trigo duro, como se mencionó anteriormente, son sémola y derivados; los del trigo blando, las harinas. La definición y las características de los diferentes tipos de harina están reguladas por una ley específica (ley n. 580, del 4 de julio de 1967 y modificaciones posteriores) que regula el procesamiento y el comercio de cereales, harina, pan y pastas alimenticias, estableciendo los límites de algunos parámetros analíticos. De la molienda del trigo duro se obtienen: -"sémola de trigo duro" o simplemente "sémola", producto granular con aristas vivas obtenido por la molienda y el consiguiente tamizaje del trigo duro, limpiado de sustancias extrañas e impurezas; - "semolina de trigo duro" o simplemente "semolina" el producto obtenido de la molienda y posterior tamizaje del trigo duro, limpiado de sustancias extrañas e impurezas, después de la extracción de la sémola; - "sémola integral de trigo duro", producto granular vivo obtenido directamente de la molienda del trigo duro, limpiado de las sustancias extrañas y de las impurezas; - "harina de trigo duro", producto no granular obtenido de la molienda y consiguiente tamizaje del trigo duro, limpio de sustancias extrañas e impurezas. De la molienda del trigo blando se obtienen: - "harina de trigo blando" o simplemente "harina", producto obtenido por la molienda y el consiguiente tamizaje del trigo blando limpio de sustancias extrañas e impurezas. Las harinas de trigo blando se pueden producir en los tipos "00", "0", "1", "2". - "harina integral de trigo blando", producto obtenido directamente de la molienda del trigo blando limpiado de sustancias extrañas e impurezas. Se reproducen a un lado las características legales de las harinas de trigo duro y blando comercializadas en Italia. Los parámetros considerados son esencialmente la humedad, el contenido en sustancias minerales (cenizas) y en proteínas. La humedad máxima permitida para todas las harinas es de 14,5%. El contenido en sustancias minerales de una sémola o harina puede considerarse como un índice de su pureza, es decir, de la contaminación por las capas periféricas, ya que las capas exteriores del grano son particularmente abundantes en sustancias minerales y que, por el contrario, el endospermo amiláceo solo contiene bajos niveles de estas sustancias. Las características quimofísicas de los diferentes constituyentes del cariosside determinan la calidad de los farinatos y, por lo tanto, de los productos acabados. La caracterización cualitativa de los farinatos requiere análisis químico-físico y reológico. Estos últimos son análisis que generalmente se realizan a través de la simulación, con herramientas especiales, del comportamiento de las masas durante los procesos de elaboración. Los análisis químico-físicos permiten determinar los componentes de los carioóxidos y de los farináceos (contenido en cenizas, contenido proteico, contenido en gluten, relación amilosa/amilopectina, contenido en lípidos, composición aminoacídica, etc.) y la textura de los carioóxidos (dureza o dureza). Los análisis reológicos permiten evaluar la calidad del gluten (índice de gluten, índice de sedimentación, alveoógrafo de Chopin, farinografo de Brabender, extensógrafo, etc.), las actividades enzimáticas (índice de caída de Hagberg, prueba amilográfica, etc.), pruebas experimentales de panadería y pastelería. A continuación se describen brevemente, excluyendo los análisis químicos, algunos de los métodos más utilizados para la caracterización cualitativa de las harinas y sémolas. Hardenss o dureza de los carióxidos. Puede determinarse mediante medidas de la granulometría del harina integral o de las harinas según los métodos PSI (Particle Size Index) o NIR (Near Infrared Reflectance). Otro método, propuesto más recientemente, se basa en la evaluación de la resistencia de los carióxidos a la trituración (SKCS). Los resultados se expresan generalmente por un índice en el rango de 1-120 que aumenta con la dureza. Volumen de sedimentación. Es un método que permite evaluar tanto la cantidad como la calidad de las proteínas del trigo y se basa en las características de hinchazón y floculación de las proteínas en una solución de ácido láctico. Existen numerosas versiones de este método, las más utilizadas son la prueba de Zeleny y el volumen de sedimentación en SDS. Los resultados se expresan en mililitros con valor que aumenta proporcionalmente a la mejora de las características cualitativas. Contenido de gluten. La cantidad de gluten se determina a partir de la harina (sémola o harina), que se amasa con una solución salina de cloruro sódico al 2% y luego se lava con agua para eliminar el almidón y las proteínas solubles. El gluten húmedo así obtenido se puede secar en estufa o con placas de secado apropiadas. El resultado se expresa en porcentaje, ya sea como gluten húmedo o como gluten seco. Índice de gluten. Es un método que permite evaluar la calidad del gluten. El gluten húmedo extraído se somete a centrifugación y se pasa por un tamiz especial en condiciones controladas. El porcentaje de gluten que queda en el tamiz después de la centrifugación se denomina índice de gluten. Si el gluten es muy débil, pasa completamente a través del tamiz y el índice de gluten es 0; inversamente, si el gluten es muy fuerte no pasa en absoluto y el índice de gluten es 100. Indice de caída de Hagberg o Falling number. Es un método que permite poner en evidencia los defectos del grano debido a la pre-germinación de los carioóxidos y, por lo tanto, alta presencia de α-amilasa que hacen que las masas sean pegajosas. El índice de caída proporciona indicaciones sobre la viscosidad de una suspensión de harina en agua. El resultado, expresado en segundos, es inversamente proporcional al contenido de α-amilasa. Alvéolo de Chopin. Permite evaluar el comportamiento de la masa, obtenida a hidratación fija, cuando se somete a deformación por insuflación de aire que la transforma en una burbuja hasta provocar su rotura. Al mismo tiempo que estas transformaciones se produce un trazado del cual se pueden obtener diversas informaciones. El área debajo del trazado indica la resistencia opuesta de la masa a la deformación, por lo tanto la fuerza de la harina (W); la altura de la curva representa la tenacidad de la masa (P); la longitud de la curva representa su extensibilidad (L); la relación entre tenacidad y extensibilidad expresa su equilibrio (P/L). Farinografo de Brabender. Mide y representa gráficamente las variaciones de consistencia de una masa producidas por las diferentes tensiones mecánicas durante la fase de amasado. La absorción de agua (%) representa la cantidad máxima de agua absorbida por la harina para producir una masa de consistencia óptima. El tiempo de desarrollo (min) representa el tiempo necesario para que la harina absorba la cantidad óptima de agua y lleve la masa a una consistencia óptima. La estabilidad (min) representa el tiempo en que la harina mantiene las condiciones óptimas de consistencia; por lo tanto, largos tiempos de estabilidad corresponden a características de fuerza de la harina, que aseguran una alta resistencia al procesamiento y a la fermentación. El grado de caída (U.B.) expresa la pérdida de consistencia de la masa después de un intervalo de tiempo preestablecido. Prueba de panificación. Permite representar de la manera más completa la calidad panificatoria de los granos. El método más utilizado a nivel internacional (AACC 10-10B) permite evaluar el volumen y la altura de pequeños panes en cajón obtenidos a partir de 100 g de harina. El volumen del pan está altamente correlacionado con todos los parámetros derivados de los análisis químico-físicos y reológicos. Prueba de pastificación. Se realiza en instalaciones piloto, utilizando por tanto cantidades limitadas de material (2-3 kg de sémola), obteniendo indicaciones sobre la calidad del producto acabado (pasta). La pasta obtenida se somete luego a cocción, en condiciones bien definidas, y evaluada sobre la base de tres parámetros: viscosidad, nervio y amontonamiento. La evaluación se realiza generalmente con una prueba organoléptica. Utilización industrial En el caso del trigo duro, la casi totalidad de las harinas producidas están destinadas a la pastelería, ya que las sémolas de trigo duro constituyen la materia prima de elección para la fabricación de pastas alimenticias; Las harinas de trigo blando también se pueden utilizar para este fin, pero dan productos de menor calidad. En el caso del trigo blando, las harinas se utilizan para una gran variedad de productos, por lo que la utilización prevista se basa en las características cualitativas de las harinas. Para responder adecuadamente a las diversas demandas de la industria de primera y segunda transformación del trigo blando, se ha advertido desde hace tiempo la necesidad de diferenciar los granos según el destino de uso mediante la utilización de algunos índices cualitativos considerados de fundamental importancia. La clasificación prevé la identificación de cinco clases, cada una de las cuales hace referencia precisa al uso previsto del producto: trigo de fuerza (FF), trigo panificable superior (FPS), trigo panificable (FP), trigo para galletas (FB) y trigo para otros usos (FAU). El uso previsto de los cereales se define, por tanto, sobre la base de las características reológicas y tecnológicas de las harinas, así como de algunos parámetros químicos. Con el fin de valorizar la calidad de la producción nacional, en ausencia de normas oficiales, se han establecido normas voluntarias (normas UNI) para la clasificación de los cereales duros y tiernos y de sus productos transformados.