Estimación De Las Propiedades Funcionales De Trigos Blandos Y vítreos Por Espectroscopia De La Transmisión En El Infrarrojo Cercano (NIRT)

El objetivo de este trabajo fue optimizar un nuevo modelo de predicción NIRT, adaptado a las condiciones de los trigos actuales, que nos permita estimar y en muchos casos, ,_.cuantificar en pocos minutos, tanto en recepción como en línea de fabricación, parámetros que definen las propiedades funcionales de harinas de trigos blandos y Vítreos como son el gluten seco (GS), W (Fuerza Alveográfica ), le (Indice de Zeleny) y el Wa las 2 horas de reposo, relacionado con el índice de degradación proteolítica (W2h).

A. Caballero Barrigón y e Movilla García

Laboratorio de Control de Calidad

Fábrica de Harinas Emilio Esteban, S.A. Valladolid

1. Introducción

La industria harinera y los suministradores de cereales necesitan establecer controles de calidad cada vez más frecuentes y rápidos, que garanticen la regularidad de los productos, adaptándose a las múltiples necesidades del mercado en cuanto a la gran diversidad y aplicaciones de la harina de origen cereal, utilizada como materia prima en: panificación, confitería, bollería y pastelería, galletas, pizzas, pasta, rebozados, batidos, masas fritas, masas congeladas, alimentación infantil, cereales de desayuno, productos dietéticos, etc.

Para la caracterización de las propiedades funcionales de las harinas de trigo se emplean, actualmente, métodos que precisan gran preparación de las muestras (limpieza, acondicionamiento y molturación del grano) y posterior análisis de la harina producida, mediante el alveógrafo de Chopín [4], farinógrafo, extensógrafo y amilógrafo de Brabender principalmente.

Técnicas todas ellas que requieren tiempos totales de análisis de más de 24 horas y resultados a veces poco reproducibles.

Partidas de trigos con elevada actividad proteolítica causada por un ataque de chinches podrían pasar "desapercibidas". Estos insectos abundan en países cálidos y zonas próximas al Mediterráneo, pertenecen al género Aelia rostrata y Eurygaster intergriceps, en Australia también abunda Nysius huttoni [11, 12, 14, 15 y 19]. Los efectos nefastos que producen en la harina de trigo destinada a panificación (en general en todos los procesos fermentativos) son: masas difíciles de unir, débiles, pegajosas, se relajan, fermentaciones defectuosas y productos finales poco voluminosos y planos, es decir, muy deficientes para el consumidor. El control de la actividad proteolítica, hoy día tiene si cabe, mayor protagonismo pues son muchos los procesos, donde la calidad de la Proteína-Gluten es el factor limitante, como por ejemplo en todo tipo de masas congeladas, rebozados, pizzas, etc.

El ataque del chinche se produce en distintos momentos del ciclo vegetativo del trigo, ocasionando diferentes efectos en' el grano, inoculando en su interior un complejo enzimático [3] compuesto por: amilasas que modifican las propiedades físico-químicas de los almidones [14], Lipasas que hidrolizan los triglicéridos del grano, produciendo en la harina ácidos grasos libres, que son más susceptibles al enranciamiento oxidativo, comunicando sabores y olores extraños en la harina, limitando el tiempo de almacenamiento y su posterior utilización en papillas infantiles. Rebozados. etc. Y por último proteasas (endopectídasas). Estas parece ser que hídrolizan prolaminas y glutelinas, rompiendo enlaces peptídicos, en muchas ocasiones sin ninguna deformación o picadura exterior sobre la superficie del grano, lo que dificulta la inspección visual.

Existen varios métodos para valorar el efecto de esta actividad proteolítica exógena: método nº 20 análisis de cereales y derivados (977). Actividad proteolítica. H-80277-A [16]. El Método farinográfico y extensografico, el gluten índex [17] (Método AACC nº 38-12). La determinación enzimática de la actividad proteolitica (AACC nº 22-60) [1]. Todos requieren diferentes equipos de análisis y un elevado número de horas para obtener resultados.

Por todo ello, se impone el desarrollo de nuevas técnicas de análisis. que permitan conocer resultados rápidos en recepción de materias primas y en líneas de producción, con suficiente grado de precisión y exactitud. La espectroscopia de absorción de la radiación infrarroja, en la zona comprendida entre los 850 nm y los 1.048 nm, transmisión en el infrarrojo cercano, NIRT, ofrece excelentes posibilidades en el análisis rápido de todo tipo de cereales-grano [6 y 18].

Sin embargo, para otros parámetros funcionales de interés para la industria del trigo y derivados, como son W Ze, índice de degradación proteolitica, etc, la espectroscopía NIRT encuentra serias dificultades para obtener resultados comparables a los obtenidos con la proteína debido a varias causas: en primer lugar por su baja correlación con la cantidad de proteína (R<0,69). En segundo lugar por la poca homogeneidad física (aspecto del endospermo) que presentan las muestras. Y en tercer lugar porque la muestra a analizar es grano de trigo, mientras que los análisis de referencia se realizan sobre masa de harina de trigo

Con la separación de muestras, por variedades o por el aspecto físico de su endospermo, en trigos blandos y vítreos, se mejoran los resultados NIRT [5]. No obstante, estas calibraciones comienzan a fallar debido principalmente a dos motivos como son, la falta de pureza de la mayoría de los trigos que utiliza actualmente la industria cerealista en España (se utilizó solamente el 20% de semilla certificada en la cosecha 2001) [2] y, a que los trigos, presentan, cada vez más, un aspecto vítreo (fenómeno frecuentemente observado por los autores durante las ultimas campañas cerealistas). Hoseney diferencia los trigos según el aspecto de su endospermo en vítreos y no vítreos. Dowell utiliza la espectroscopia NIRT para clasificar de forma objetiva los trigos en vítreos y no vítreos.

2.1 Materiales

Se utilizaron 1-;-5 muestras de trigo pertenecientes a 30 variedades diferentes de las más utilizadas en España por la industria harinera [2] Y recolectados en España, Canadá v USA durante las campañas 2000 y 2001.

El aspecto físico de su endospermo y su textura (dureza) en- globaban todo el campo posible de variación: desde trigos muy vítreos, traslucidos y duros hasta otros harinosos, opacos y blandos. Las distribuciones varietales se muestran en las Tablas I y II.

Todas las muestras de trigo se limpiaron de materia extraña y se almacenaron en bolsas cerradas hasta el momento de su análisis en ambiente seco a 20-25°C de temperatura.

2.2. Análisis de referencia

- La humedad fue determinada por el método de desecación en estufa (UNE 34.400 h 5).

- El gluten seco (I.C.C. Standard Nº 106/1).

- EL Indice de Zeleny (I.C.C. Standard Nº 116).

- Las propiedades reológicas se obtuvieron mediante el Alveo-consistógrafo de Chopín, modelo NG, (Método AACC Nº 5430 - A 1194) [1]

Las características físico químicas se muestran en la Tabla III

2.3. Análisis espectroscópico

Se utilizó el equipo de tecnología NIRT analizador de grano infratec 1241 de Foss, Las medidas se realizaron sobre muestras de grano entero (600 gramos aproximadamente por muestra), midiendo la longitud de onda cada 2 nm desde 850 a 1048 nm y con el módulo de transmitancia, lag (1/T)

2.4. Calibración y validación

La calibración y la cross validación fueron desarrolladas utilizando el software "Winisi II" procesando los datos físico químicos de referencia frente a los datos espectroscópicos, determinando ecuaciones globales con el espectro completo, mediante el método multivariante PLS (Partial Least Squares), con un máximo número de términos igual a 16.

El método de cross validación fue el normal (4 grupos), eliminando en 2 pasadas como máximo las muestras fuera de rango y no superando en ningún caso el 10% del total de muestras

Para establecer qué valores espectrales y de referencia estaban fuera de rango, se tuvo en cuenta el siguiente criterio:

- Anómalos de referencia si T (Student) > 2,5

- Anómalos espectrales si GH (distancia de Mahalanobis) > 10

La validación de los modelos TV3, BV5 y BV2, fue determinada con 25 muestras

...