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CEREALES Y DERIVADOS
Los cereales son una especie vegetales que pertenece a la familia de las gramíneas y dan lugar a un fruto con una sola semilla que es el grano.
Las especies más utilizadas como alimento son: el trigo, el centeno, el maíz, el arroz, la avena, la cebada, el sorgo y el mijo.
El trigo es el cereal por excelencia, siempre han ocupado un lugar básico en la alimentación, y es materia prima de pastas, galletas, cereales para desayuno, harinas para otros muchos alimentos, y sobre todo: a partir de él se obtiene el pan. Los cereales que son aptos para la panificación, por las características del producto, son el trigo sobre todo, y el centeno.
El fruto de los cereales se denomina cariópside (es el grano). El grano de todos los cereales tiene dos partes:
1.- Cubierta del fruto.
2.- Semilla.
El tamaño del grano de todos los cereales es parecido excepto el del maíz que es más grande. Lo que hacen diferenciarse a los granos de las diferentes especies, es la forma.
Las partes del grano de los cereales son las siguientes:
- Glumas: Es la cáscara del grano.
- Pericarpio: Supone en torno al 3-4% del peso total del fruto (cubierta externa). Consta de la epidermis, hipodermis, y las células tubulares.
A partir del pericarpio hacia dentro, se encuentra la semilla:
- Cubierta de la semilla: Testa: En el trigo está pigmentado y de ahí el color del grano
- Endospermo: Consta de una capa de aleurona y el endospermo amiláceo.
- Capa de aleurona: Es una monocapa de células cúbicas de paredes gruesas muy rica en proteínas y grasa. Así mismo, contiene cantidades apreciables de vitaminas, minerales y enzimas.
- Endospermo amiláceo: Es la parte principal, cuantitativamente hablando, del grano. Representa el 75-80% del peso total del grano. Está constituido por granos de almidón insertos en una matriz de proteínas.
-Germen o embrión: Supone en torno al 3% del peso total del grano. Es muy rico en enzimas y lípidos. El aceite de maíz se extrae del germen. Está separado del endospermo amiláceo por el escutelo que es una de frontera formada por células.
Desde el pericarpio hasta la capa de aleurona se encuentra la zona denominada salvado, y que dependiendo de si a la hora de hacer el pan se incluye esta región o no junto con el endospermo amiláceo, el pan será blanco o integral (en el caso que se incluya la totalidad del grano, es decir, el grano íntegro).
La región del salvado es especialmente rica en vitaminas, minerales y carbohidratos no digeribles (fibra) con respecto al resto del grano, es por esto que es más recomendable para la salud la ingestión de pan integral frente a la de pan blanco dado que contiene una mayor cantidad de fibra, minerales y vitaminas.
La composición media del trigo es la siguiente;
AGUA: 14% aprox. No conviene que el nivel de agua del grano de trigo sea mayor ya que pueden aparecer problemas de conservación o manipulación para obtención de harinas.
PROTEÍNAS: 12% aprox. Hay varios tipos de proteínas; albúminas, globulinas y las que constituyen el gluten, esto es, prolaminas y glutelinas, estas últimas se encuentran únicamente en el endospermo amiláceo. Las proteínas que constituyen el gluten al ser mezcladas con agua forman una masa elástica y compacta. Es donde van a residir las propiedades panarias de una harina. Ello es necesario para que la masa acoja el gas y lo retenga para que salga un producto esponjoso. Es importante tanto la cantidad como la calidad de las proteínas del gluten. El gluten con mayor aptitud para la panificación es el del trigo y el del centeno, aunque éste último es de menor calidad.
GLÚCIDOS: 75% aprox. El principal es el almidón. Los azúcares sencillos son muy escasos pero se van generando en el almacenamiento y son importantes para las levaduras ya que serán su sustrato metabólico.
LÍPIDOS: 1,5% aprox. Se encuentran prácticamente en su totalidad en el germen y algo en la capa de aleurona.
MINERALES: 1,5% localizados, como se ha expuesto anteriormente, a nivel del salvado. Por ello, las harinas serán más ricas en minerales cuanto más salvado tengan. Los principales minerales presentes son el fósforo, potasio, magnesio y calcio.
VITAMINAS: Se localizan a nivel de la capa de aleurona y germen de manera que en la harina refinada se pierde gran parte de ellos: Destacan cuantitativamente la vitamina B1, B2, B6, niacina, y el ácido pantoténico.
Desde el punto de vista nutritivo, los cereales poseen un alto contenido en hidratos de carbono de lenta liberación por lo que es muy recomendable su ingestión previa a una práctica deportiva para mantener llenos los depósitos de almacenamiento de glucógeno en el hígado y músculos. Igualmente se recomienda su ingestión en el desayuno ya que los depósitos de glucógeno están muy disminuidos tras haber permanecido ocho horas durmiendo sin ingerir alimento alguno. Por otra parte, son una buena fuente de fibra, en especial en el caso de cereales integrales. En la actualidad, se recomienda aumentar la ingestión de este tipo de alimento dado que existe un exceso de ingestión de proteínas y grasas y una insuficiente ingestión de carbohidratos en la población española. El contenido en grasas de los cereales es muy bajo en tanto que el de proteínas es cuantitativamente importante pero se recomienda combinar su ingestión con la de otro tipo de alimentos proteicos dado que no tienen todos los aminoácidos esenciales, son deficitarios en algún aminoácido esencial tal como la lisina y el triptófano en el maíz. En este sentido, resultaba muy recomendable la antigua costumbre de combinar las lentejas con arroz dado que los aminoácidos esenciales que les faltan a las legumbres, los tienen los cereales y viceversa, la lisina y el triptófano que poseen las legumbres cubren las carencias en estos dos aminoácidos esenciales de los cereales. El contenido vitamínico y de minerales de los cereales es importante sobre todo si se consumen de forma integral. Además, hoy en día muchos de los cereales para desayuno que se venden en el mercado están enriquecidos en algunas vitaminas y minerales tales como el ácido fólico o el hierro.
Los cereales se clasifican en:
Según la textura del endospermo: vítreos o harinosos
Según el carácter de molturación (dureza): duros o blandos
Según el carácter de panificación (fuerza): fuertes o débiles / flojos
TEXTURA DEL ENDOSPERMO
Los cereales vítreos son los que carecen de vacuolas de aire en el endospermo, de manera que se muestran brillantes y cristalinos. Se relacionan con un alto contenido de proteínas. Suelen ser duros y fuertes habitualmente.
Por otro lado, los harinosos poseen vacuolas de aire y se relacionan con rendimientos altos en la producción de harina.
CARÁCTER DE MOLTURACIÓN (DUREZA):
Hacen referencia a la manera de fragmentarse el grano.
Los duros se fragmentos normalmente siguiendo las líneas de las células del endospermo. Van a dar lugar a las células del endospermo.
Los blandos se fragmentan al azar.
En general los trigos duros darán lugar a harinas gruesas constituidas por partículas con tamaño regular. Y los trigos blandos darán lugar a harinas menos homogéneas en el tamaño de las partículas.
Durante el proceso de molturación se hidrolizan los gránulos de almidón, se rompen, se fragmentan apareciendo granos de almidón lesionados lo cuál es favorables ya que son más fácilmente atacables por las amilasas por lo que se facilitará la panificación. En los trigos duros aparecen más granos de almidón lesionados (en torno al 9-10%) frente a los blandos (sobre el 3-4%).
En las harinas para panificación es deseable que tengan un alto porcentaje de granos rotos para facilitar la fermentación.
Para la formación de la harina, se hacen pasar los granos por rodillos trituradores para la disminución del tamaño de estos y se hacen separar habitualmente la porción de partículas de salvado de las del endospermo amiláceo por diferencia de densidades para obtener el pan blanco. Las partículas obtenidas pasan por más rodillos trituradores para disminuir su tamaño. Finalmente nos quedarán las partículas que recibirán distinto nombre según el tamaño:
- Sémola: partículas con un tamaño medio de 400-600 mm.
- Semolina: partículas con un tamaño medio de 200-400 mm.
- Harina: El código alimentario español señala que ha de tener un 90% de partículas de tamaño inferior a 180 mm. y un 98% de tamaño inferior a 212 mm.
El tamaño de las partículas se comprueba pesando el conjunto inicialmente y posteriormente haciéndolas pasar por un conjunto de tamices de lecho plano y de luz de abertura de malla conocida con lo que obteniendo la fracción del peso de las partículas que ha quedado en cada uno de los lechos, podremos saber el tamaño medio de las partículas y como se distribuyen según tamaños.
El límite de extracción de la harina blanca es del 75% dado que este es el peso del endospermo amiláceo con respecto al peso total del grano. Para saber la cantidad de salvado que ha quedado en la harina, habitualmente se hace un estudio de alguno de los minerales característicos del grano de cereal, dado que los minerales se encuentran sobretodo en el salvado, a mayor cantidad de mineral presente en la harina, mayor fracción de salvado. Existen tablas que establecen los contenidos en salvado de una harina según el contenido que posee ésta en un mineral determinado.
La harina se trata para mejorar las propiedades para elaborar el pan:
- Blanqueo: El trigo tiene carotenoides que dan coloración amarilla que se pueden oxidar con el oxígeno del aire y desaparecen. Se puede acelerar este proceso con la adición de peróxido de benzoilo o peróxido de acetona oxidándose de esta manera los carotenoides. Se ha venido utilizando gas cloro y dióxido de cloro pero ahora están prohibidos.
- Maduración o mejora de la harina: Almacenando la harina durante uno o dos meses con aire se oxidarán las proteínas del gluten que se harán más fuerte y se podrá retener así más aire en la panificación. Se puede usar para acelerarlo el ácido ascórbico. Se han venido utilizando el bromato potásico y el persulfato sódico pero ahora están prohibidos.
PAN
El pan común es el producto resultante de la cocción de una mezcla de harina de trigo, agua, sal y levaduras. Se dará una fermentación por la flora propia de la industria panaria (Sacharomyces cerevisiae).
El agua representa el 55-60% del peso total de la mezcla. La sal que se añade en torno a un 2% del peso total del producto, contribuye al sabor y contribuye a la formación de glútenes más fuertes. Los iones de la sal contrarrestan las cargas propias de las proteínas y entonces permiten una menor repulsión entre éstas permitiendo que se den glútenes más fuertes. Igualmente, retrasa un poco la actividad de las levaduras por lo que se añade la sal al final. Las levaduras fermentarán de forma rápida la sacarosa y maltosa presente en la harina liberándose gas CO2 que es el que provoca la formación de los típicos agujeros que se pueden observar en la miga del pan. La temperatura óptima de crecimiento del Sacharomyces cerevisiae es de 25ºC y la de fermentación es en torno a 30ºC por lo que es el margen que se ha de someter en un principio al pan, Finalmente se someten a cocción para que se forme la textura y aroma típico del pan.
PASTA
Macarrones, espaguetis, tallarines, etc.
Se elaboran con semolina de trigo duro. La mejores características se obtienen con la variedad Triticum durum. Sus características son:
- Ricos en carotenoides. Aportan color amarillento.
- Tienen un 11-13% de proteínas pero tienen un gluten flojo, sin cualidades panarias.
- El endospermo es muy duro, en el proceso de trituración o molturación, hay que hacer mucha fuerza. No se obtiene un buen rendimiento en la producción de harina pero sí de semolina.
Las pastas alimenticias que se fabrican son de una gran variedad: de huevo, sin huevo, rellenas de carne, pastas secas, pastas frescas, etc.
La elaboración de las pastas en la industria alimentaria sigue el siguiente proceso general:
1- Mezcla de semolina + agua (30%) en una amasadora a vacío y a 32-38 ºC durante 10-15 minutos para evitar la oxidación de los carotenoides y la fijación de burbujas de aire que supondrían puntos de rotura.
2- Tornillo sin fin que aplica presión.
3- Extrusor que adopta diferente formas: concha, estrella, etc.
4- Desecación: Es el proceso más delicado ya que ha de hacerse de forma lenta, progresiva pero no excesivamente lenta por el peligro de crecimiento de hongos y mohos. Se subdivide en varias etapas. Presecado-sudado-secado. Esta última etapa de desecación, se realiza tan solo en pastas secas. El objetivo final es que nos quede un producto que duplique su peso aproximadamente en el proceso de cocción por imbibición de agua.
CEREALES PARA DESAYUNO
Los cereales en copos se elaboran a partir de maíz, trigo y arroz. Se precisa maíz duro, variedades duras: Maíz, US Xellow, M. Plata y M. Rumano.
Los cereales inflados en cambio se elaboran a partir de trigo duro, arroz y también a partir de avena y cebada.
Vamos a ver, a modo de ejemplo, un resumen de la elaboración de los cereales inflados:
1.- Mezcla de ingredientes: El cereal tiene que tener un 20% de humedad y además ha de eliminarse el pericarpio. Se añade además sal, azúcar, malta y una masa de harina de maíz y centeno. Se busca que el producto sea elástico y que al mismo tiempo tenga consistencia.
2.- Cocción: Para que empiece a gelatinizar el almidón
3.- Secado hasta disminuir la humedad en torno al 15%.
4.- Extrusor
5.- Esponjamiento: Por compresión-descompresión se va pasando agua a estado de vapor disminuyendo la humedad hasta un 12-14%.
6.- Tostado: En unos tambores a 300ºC durante unos 40-50 sg. La humedad final será de un 3-4%.
7.- Enfriado.
El recubrimiento final más típico es con azúcar que contribuye a dar sabor y hace de él un producto crujiente, pero también hay otros casos en los que se recubren con miel, jarabes, vitaminas, etc.
Existen una infinidad de productos que se elaboran a partir de harina de algún cereal:
Harina de centeno: Se utiliza para pan pero tiene las propiedades panarias muy disminuidas con respecto a la harina de trigo. También se utiliza para la elaboración de galletas, tortas, como espesantes, para alimentos infantiles, etc.
Harina de arroz: Se utiliza para la fabricación de galletas, pasteles, para cereales para desayuno, etc.
Harina de maíz: Mezclándolo con harina de trigo se utiliza para hacer pan. También se destinan a la elaboración de tortas, oleas, alimentos infantiles, etc.
Harina de cebada: Se utiliza para tortas, también se puede mezclar con trigo para hacer un pan especial, igualmente se utiliza para alimento infantiles y la cebada germinada se utiliza como fuente de alfa-amilasas.
Harina de avena: Para tortas y alimentos infantiles.
Harina de sorgo y mijo: Se utiliza para elaboración de tortas.
Harina de trigo: Además de lo anteriormente expuesto, el trigo blando y débil se utiliza para la elaboración de tartas.