Investigación sobre Harinas: Mejoras Tecnológicas, Nutricionales y Sensoriales

Actualmente, el consumo de productos elaborados con granos enteros está siendo promovido debido al alto contenido de fibra y componentes nutricionales que aportan.

Estudio de Harinas Integrales de Trigo

En el presente trabajo de tesis doctoral se abordó el estudio de las características y propiedades de la harina integral o de grano entero de trigo a fin de determinar cuáles son las causas que mayormente influyen en la calidad del pan. Se plantearon estrategias destinadas a mitigar el deterioro en la calidad tecnológica.

Efecto del Tipo de Molienda y Pulido de Granos

Para ello, se estudió el efecto tanto del tipo de molienda como del proceso de pulido de granos en la obtención de harinas, analizando sus características fisicoquímicas y su impacto en la calidad del pan.

• El estudio de harinas de grano entero reveló que el tipo de molienda y la forma de las partículas influyen más en la calidad del pan que el tamaño de las partículas o la variedad de trigo.
• El molino de martillos produce harinas con menos almidón dañado, gluten húmedo y pentosanos solubles, pero con partículas de tamaño intermedio y endospermo adherido al salvado, afectando la estabilidad de la red de gluten y el volumen del pan.
• Tanto las partículas generadas por molienda ciclónica como de rodillos condujeron a una distribución de agua entre componentes de la matriz que favoreció el desarrollo del gluten, resultando en panes con mayor volumen.
• El proceso de pulido de granos de trigo impactó en la composición y calidad de las harinas obtenidas. La presencia del surco característico del grano limitó la eliminación de parte del salvado, resultando en harinas con mayor contenido de cenizas que las refinadas. Se observó una disminución en almidón y proteínas.
• Las harinas de grano pulido conservaron atributos nutricionales del grano entero y muestran propiedades tecnológicas mejoradas, como mayor volumen y menor firmeza de miga.

Impacto de la Germinación Controlada del Trigo

Además, se investigó el efecto de la germinación controlada del trigo en la obtención de harinas y su potencial aplicación en la elaboración de pan. Se evaluó también el impacto de sustituir harina integral por harina de trigo germinado en la composición, la calidad tecnológica y sensorial, la digestibilidad, así como la bioaccesibilidad de compuestos fenólicos.

• La germinación controlada del trigo afectó la composición y perfil nutricional de la harina integral al activar enzimas hidrolíticas.
• La germinación a 25 °C incrementó la actividad enzimática modificando los componentes del grano en mayor medida.
• La germinación a 15 °C permitió un proceso más controlado, aunque requirió tiempos más prolongados para generar mejoras nutricionales significativas.
• La germinación a 20 °C durante 24 h permitió obtener harinas con una actividad enzimática moderada.
• La sustitución parcial con harina de trigo germinado en estas condiciones permitió obtener panes con un mayor volumen, menor firmeza y un perfil de aroma agradable.
• Adicionalmente, presentó ventajas a nivel nutricional, como un mayor contenido de fibra soluble, menor hidrólisis del almidón y mayor bioaccesibilidad de polifenoles.

Mejora con Masas Madre Espontáneas

La fermentación con masas madre espontáneas mejoró la calidad del pan integral al aumentar su volumen específico y reducir la firmeza de la miga. Además, generó compuestos orgánicos volátiles que mejoran su aroma y aceptabilidad. Por otro lado, la utilización de harinas integrales de trigo germinado durante la fermentación aumentó el contenido de aminoácidos libres, arabinoxilanos solubles y capacidad antioxidante, mientras redujo el contenido de ácido fítico en comparación con harinas integrales sin germinar.

Compuestos Bioactivos en Harinas de Cereales y Legumbres

Los cereales y las legumbres son alimentos básicos que han sido ampliamente utilizados desde la antigüedad y forman parte de numerosas elaboraciones culinarias tradicionales. Este trabajo se centró en la caracterización y evaluación del perfil de compuestos bioactivos, así como en el estudio de la actividad biológica en términos de actividad antioxidante en diferentes harinas (de trigo y de lenteja) que podrían utilizarse como ingredientes para la elaboración de productos alimenticios con propiedades funcionales añadidas.

Análisis de Harinas de Trigo y Lenteja

• Se analizaron distintas harinas de trigo procedentes de diferentes variedades obtenidas mediante la aplicación de programas de mejora genética tradicional. Los resultados obtenidos muestran que estas harinas de trigo constituyen una fuente importante de fibra y presentan un contenido destacado de arabinoxilanos.
• Se ha comprobado que las técnicas de mejora genética tradicional permiten obtener harinas de trigo con cantidades importantes de elementos minerales.

Influencia del Proceso de Extrusión

Por otro lado, se evaluó la influencia del proceso de extrusión (a 140 ºC y a 160 ºC) sobre el contenido de diferentes compuestos bioactivos, así como sobre el contenido de otros compuestos considerados como antinutrientes en diferentes formulaciones de harina de lenteja enriquecidas con levadura nutricional. También se evaluó la actividad biológica (capacidad antioxidante y capacidad de inhibición de la peroxidación lipídica) de las formulaciones de lenteja objeto de estudio.

• Como consecuencia de la extrusión se observó un incremento en el contenido de fibra, de arabinoxilanos y de α-galactósidos en las harinas de lenteja analizadas.
• La aplicación de este tratamiento tecnológico se relacionó con una disminución del contenido de tocoferoles y de compuestos fenólicos de las muestras.
• No obstante, los resultados de los ensayos de evaluación de la capacidad antioxidante mostraron que las harinas analizadas (crudas y extruidas) presentan interesantes propiedades desde el punto de vista antioxidante.

Evaluación Sensorial de Productos de Panificación y Snacks

En este trabajo también se llevó a cabo un estudio de productos elaborados a base de harinas de cereales (panes) y de harinas de legumbres (snacks). Se analizó la composición nutricional y los caracteres sensoriales de 5 tipos de panes y se evaluó la aceptación por parte de los consumidores de 6 tipos de snacks de lenteja y de garbanzo. Los resultados muestran que las técnicas de análisis sensorial son una herramienta clave para caracterizar alimentos y evaluar la aceptación de estos productos por parte de los consumidores. En conclusión, tanto los cereales como las legumbres son alimentos de gran valor, tanto por sus componentes nutricionales como por sus componentes bioactivos, que pueden emplearse como ingredientes en la elaboración de productos alimenticios novedosos con propiedades funcionales añadidas.

Innovación en Panificación: Uso de Subproductos

Se propuso desarrollar un producto de panificación utilizando harinas de cereales, leguminosas y trüb, un subproducto del proceso de elaboración de cerveza. El trüb se caracteriza por su composición rica en aminoácidos ácidos, aminoácidos alifáticos, taninos y compuestos polifenólicos.

• Las harinas se procesaron en el ICAT, donde se les realizó un análisis bromatológico y una caracterización en función de solubilidad, pH, % humedad, actividad de agua (a_w) y densidad total, aparente y compactada.
• Adicionalmente, al trüb se le realizó una prueba de sedimentación.
• Se propuso un diseño de mezclas para las formulaciones del producto de panificación, utilizando un diseño de programación no lineal con restricciones. Las variables de decisión fueron diferentes proporciones de trüb y harinas, con la calidad proteica (PDCAAS) del producto final como función objetivo y los aminoácidos limitantes del trüb y las harinas como restricciones.
• En todas las formulaciones, se utilizó masa madre.
• Se logró desarrollar un producto de panificación con 8 a 10 % de trüb y con un PDCAAS mayor en 16 a 19 % respecto a una formulación con solo harina de trigo.

Investigación sobre Harina de Hojas de Quínoa

La quínoa (Chenopodium quinoa) es un pseudocereal ampliamente cultivado en países andinos, valorado por su alta variabilidad genética, adaptabilidad y bajo costo de producción. Sus granos son un alimento de gran importancia en países como Bolivia y Ecuador, donde sus hojas también se emplean como hortalizas.

Desarrollo y Caracterización de Harina de Hojas

En este contexto, surgió la idea de deshidratar hojas de quínoa para elaborar harina de hojas, como una alternativa de nuevo producto para consumo humano.

• En primera instancia, se midió el rendimiento de hojas verdes recolectadas en un predio ubicado en la región del Libertador Bernardo O´Higgins. Posteriormente, las hojas fueron deshidratadas y molidas para obtener harina de hojas de quínoa.
• El rendimiento obtenido fue de 1.700 g de harina de hojas de quínoa deshidratadas, de color verde, aroma y textura a hierba y aspecto de polvo fino.
• El análisis químico proximal determinó que, por cada 100 g de materia seca, estas hojas de quínoa presentan 25,9 g de proteínas, 23,6 g de cenizas y 33,1 g de extractos no nitrogenados. El contenido proteico en las muestras analizadas es superior a lo establecido para otras variedades de quínoa (25,9 % vs. 21%).
• La harina de quínoa deshidratada presenta un fuerte color verde y tiene un sabor amargo característico.

Formulación y Evaluación Sensorial de Galletas

Con la harina de hojas de quínoa se formuló una colación saludable, buscando incorporar más de un 10% de la dosis diaria recomendada (DDR) de proteínas para un adulto. Se realizaron pruebas hasta llegar a una receta palatable y atractiva de galletas de avena con harina de hojas de quínoa.

• Se utilizó una receta base de galletas de avena, a la cual se agregaron diferentes porcentajes de harina de hojas de quínoa, disminuyendo la avena y manteniendo constante la harina de trigo. La formulación base no incluyó productos de origen animal.
• La masa fue preparada mezclando el puré de manzana con el azúcar rubia y la esencia de vainilla, dejando reposar la mezcla con la harina de hojas de quínoa durante 15 minutos para atenuar el amargor.
• La evaluación sensorial constó de pruebas hedónicas por atributos (color, olor, textura, sabor y percepción general) y una prueba de aceptación por ordenación, realizada por un panel de 100 jueces.
• Los resultados sugieren que existen diferencias en la aceptabilidad en función del nivel de incorporación de harina de hojas. Para todos los parámetros evaluados, a medida que el porcentaje de adición de harina de hojas de quínoa se aumentó en las formulaciones, mayor fue el rechazo en general.
• El color fue un factor crítico, ya que los tratamientos con tonos verdes (a diferencia del color café claro del testigo) causaron gran rechazo.
• Los tratamientos con inclusión de harina de hojas de quínoa con mayor puntuación y aceptación fueron los tratamientos 5, 6 y 7, correspondientes a los tratamientos con “hojas lavadas”. En estos casos, la adición de harina de hojas de quínoa no afectó negativamente la percepción del agrado general en comparación con el tratamiento testigo.
• Los datos de una encuesta de aceptación determinaron que un 81% del panel estaría dispuesto a adquirir productos enriquecidos o adicionados con harina de hojas de quínoa.

Consideraciones Finales y Perspectivas Futuras

La aplicación de estas estrategias para mejorar las harinas integrales y sus condiciones de procesos dependerá de las necesidades específicas de cada industria molinera y las características de las harinas deseadas. Los hallazgos de este estudio podrían guiar intervenciones futuras y acciones para aumentar el consumo de harina de grano entero, tanto a nivel local como en Latinoamérica. Se estima que, aunque los costos de venta al público de productos con estas nuevas harinas podrían ser ligeramente superiores, su viabilidad para gran parte de la población es alta si se establecen buenas estructuras de trabajo, lo que impulsaría la investigación y comercialización de estas mezclas para un público desatendido.

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