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TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 2

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

TRABAJO FINAL SUSTITUCION PARCIAL POR HARINA DE YUCA Y CAÑIHUA

INTEGRANTES:  LASTRA PAUCAR, JACCOMO  OROSCO TORRELIO, PABLO  VILLALOBOS ROLANDO Lima 9 deSALAS Diciembre del 2013

I.

INTRODUCCION

La industria panadera es una de las industrias más importantes en la historia del hombre, y asi se ha formado como un pilar de la alimentación humana. Dicha industria utiliza como medio de producción harina de trigo la cual luego de un proceso de fermentación y posteriormente un horneado dan como resultado un producto denominado pan. La industria panadera utiliza el harina de trigo como base de preparación, por ello en el presente trabajo se busca tener una sustitución parcial de la harina de trigo utilizando harina de Yuca y harina de cañihua, esto tiene como objetivo buscar fuentes diversas a la harina de trigo las cuales le darán al pan un enriquecimiento nutricional.

II.

REVISIÓN DE LITERATURA

2.1. LA PANIFICACIÓN El pan fue el alimento básico de la humanidad desde la prehistoria. Entre los egipcios, la elaboración del pan era conocida en el siglo XX a.C., y se cree que descubrieron la fermentación de forma accidental. El comercio panadero se impulsó en la edad media, cuando empezaron a producirse diversos tipos de pan se elaboraba a mano en el propio hogar o en el pequeño horno local hasta finales del siglo XIX, cuando el trabajo manual fue reemplazado por máquinas se dio lugar al desarrollo de la industria panadera, que hoy en la actualidad utilizan maquinaria como amasadoras, cintas transportadoras, hornos automáticos y máquinas para enfriar, cortar y envolver el pan. Al ir extendiéndose entre el público el concepto de la alimentación sana, han vuelto a popularizarse los panes integrales o negros. Álvarez et al (2009). 2.1.1.

El pan

El pan es un alimento básico elaborado generalmente con cereales, usualmente en forma de harina, y un medio líquido, habitualmente agua. Desde la antigüedad se han elaborado panes de muchas maneras. Una de las grandes diferencias es la adición de levadura; la acción de la levadura transforma las características de la harina y le da volumen, textura, esponjosidad y sabor al pan. Según norma ITINTEC (1986) citado por Valderrama M. (1996) define el pan, como el producto obtenido por la cocción de una masa debidamente desarrollada en un proceso de fermentación hecho con harina de trigo. Es frecuente que el pan se sazone con sal y especias (que varían dependiendo de las regiones y las costumbres) y que se le añadan otros elementos como grasas, semillas, frutas, etc. El pan se elabora en multitud de formas, obedeciendo a razones tanto de utilidad (panes en moldes cuadrados para ahorrar espacio en el horno) como religiosas o culturales (panes en forma de espiral simbolizando el infinito). En cuanto a su elaboración, son también numerosas las diferentes maneras de cocinarlo: en horno, sartén, cazuela, parrilla, en cenizas, sobre el fuego.

2.1.2. Gluten Es la sustancia tenaz, gomosa y elástica que se forma en la más mediante la adición del agua. El gluten se forma por la unión entre las proteínas gliadina y glutenina.  Gliadina: es pegajosa y le da al gluten su cualidad adhesiva.  Glutenina: le da tenacidad y fuerza. Estas dos proteínas son las que regulan la propiedad de

retener el gas. Calidad del gluten, Se mide por:  Capacidad de absorción y retención del agua.  Capacidad de retener el gas carbónico.  La humedad tiene que estar alrededor de 14%  Tiene que haber presencia de cenizas (material mineral). (Lucas, E. 2010)

2.2. INGREDIENTES BASICOS DEL PAN 2.2.1. Harina Las harinas más habituales son: trigo, centeno, cebada, maíz, arroz, patatas y soja; no obstante, es frecuente, que se use harina de legumbres y frutos secos. El medio líquido también varía, usándose desde la antigüedad el agua, la leche o el suero de esta, bebidas alcohólicas como el vino o la cerveza, e incluso mezclas avinagradas. Álvarez et al (2009). Los granos andinos como la quinua, la kañihua, la kiwicha y el tarwi tiene un alto contenido de proteínas de buena calidad y otros nutrientes y son buenas fuentes de energía y micronutrientes como calcio (kiwicha), hierro (kañihua, maca), selenio (maca) y algunas vitaminas como la vitamina E (quinua), además aportan fibra dietética (soluble e insoluble) que ayuda a la prevención de enfermedades cardio vasculares, cáncer, diabetes. Carrera (1995) La sustitución de parte de la harina de trigo con harinas de cultivos andinos permitirá mejorar el valor nutritivo del pan y otros productos elaborados en base a este cereal. A) Harina de trigo La harina de trigo es rica en gluten y por ello importante para crear una textura esponjosa, se suelen mezclar harinas de trigo con otros cereales pobres en él. Incluso es habitual que se mezclen harinas de trigo de diferentes procedencias, y riqueza en gluten, para obtener harinas destinadas a panes específicos. La harina de trigo debe proporcionar elementos estructurales (PROTEINA: gliadina y glutenina), de relleno (almidones) y de proceso (enzima zitasa o celulosa y amilasa o diastasa) que aunque no

destaca nutricionalmente son, sin embargo, funcionalmente (elasticidad, plasticidad, retención, acuosa, esponjamiento) excepcionales. Valderrama M. (1996) La harina de trigo tiene gluten que se forma por hidratación e hinchamiento de proteínas de la harina: gliadina y glutenina. El hinchamiento del gluten posibilita la formación de la masa: unión, elasticidad y capacidad para ser trabajada, retención de gases y mantenimiento de la forma de las piezas. La cantidad de proteína es muy diferente en diversos tipos de harina, por ello la cantidad de gluten también varía dependiendo de tipo de grano, época de cosecha y grado de extracción. A las harinas que contienen menos proteína-gluten se las llama pobres en gluten, en cambio, ricas en gluten son aquellas cuyo contenido de gluten húmedo es superior al 30%. Harinas ricas en gluten se prefieren para masas de levadura, especialmente las utilizadas en la elaboración de masas para hojaldre. Para masas secas, en cambio, es inconveniente un gluten tenaz y formador de masa. CUADRO 1. Clasificación del trigo con base en sus características generales de calidad y su uso industrial. GRUPO DE Fuerza de gluten CALIDAD

Uso Industrial

GRUPO 1(F)

Panificación mecanizada Endospermo duro a semi Mejorador de trigos de menor fuerza duro de gluten

Fuerte/Extensible

Observaciones

GRUPO 2 (M) Medio/Extensible

Panificación mecanizada

GRUPO 3 (S)

Débil/Extensible

Galleteria y Panificación artesanal

GRUPO 4 (T)

Medio/Tenaz(poc o extensible)

Algunos productos de repostería

GRUPO 5 ( C) Fuerte/Tenaz (T. Durum)

manual

y

semi- Endospermo duro a semi duro

repostería Endospermo suave(blando)

Elaboración de alimenticias(espagueti, etc)

Endospermo duro a semiduro No panificable

pastas Endospermo muy duro y cristalino No panificable

Fuente: Peña et al (1991) citado por De La Cruz ( 2009) La harina fuerte es rica en gluten, tiene la capacidad de retener mucha agua, dando masas consistentes y elásticas, panes de buen aspecto, textura y volumen satisfactorios.

La harina floja es pobre en gluten, absorben poca agua, forma masas flojas y con tendencia a fluir durante la fermentación, dando panes bajos y de textura deficiente. No son aptas para fabricar pan pero si galletas u otros productos de repostería. Castro (1992)

B) Harina de yuca La yuca comestible (Manihot esculenta Crantz) es el producto que se obtiene de las hojuelas o pasta de yuca con un proceso de pulverización y molienda, seguido del cernido para separar la fibra de la harina. En el caso de la harina de yuca comestible preparada con la yuca amarga (Manihot utilissima Pohl), se efectuará la detoxificación remojando los tubérculos en agua por varios días antes de dejarlos secar en forma de tubérculo entero molido (pasta) o de trozos pequeños (Codex Standard 176-1989) El harina de yuca es un producto blanco, fino, que se obtiene del secado y molienda de la raíces de yuca (Manihot esculenta). Este producto contiene además de almidón, proteínas, azúcares, fibra y cenizas con lo convierten en un buen sustituto de la harina de trigo, en productos de panificación, condimentos, pastas y embutidos. Además, los chips de yuca se emplean como insumos en la elaboración de alimentos balanceados para animales. (FAO, 2006) Puede ser utilizado por sí solo o como un sustituto de la harina de trigo en productos como galletas, tortas y pasteles, sin cambiar el sabor. La harina de yuca no contiene gluten, lo que la hace una alternativa perfecta para las personas que son intolerante o alérgica al gluten, o sufren del síndrome de intestino intolerable. C) Harina de kañihua La kañihua se distingue por su contenido de proteínas y minerales, pero su verdadero valor radica en la calidad de la proteína. La kañihua contiene aproximadamente el doble de la lisina y metionina que los cereales como trigo, arroz, maíz y cebada. Valderrama M. (1996) Según Rosas (1977) mencionado por Valderrama M. (1996), indica que la kañihua posee en promedio 15.23 % de proteína (b.h), cuando se encuentra como harina, esta posee según Ghersi (1978) citado por Valderrama M. (1996) un contenido de: proteínas (14.1%), grasa (4.4%), cenizas (1.76%), fibra (1%), humedad (12.5%). Reporta para el grano de kañihua valores en acidez de 0.32% y un valor de pH de 5.7, que se encuentra dentro del rango encontrado por Pajares (1972) de 5-7.5 La kañihua Presenta una humedad de 10.6 % cuando es harina, permitiendo obtener un salvado as correoso y menos quebradizo. proteina 15.87% En comparación con la quinua, la kañihua no manifiesta la presencia de saponinas, lo que hace que la preparación para el consumo sea algo fácil.

CUADRO 4. Contenido de aminoácidos (g/16Gn) en los diferentes granos AMINOACIDOS Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptofano Valina Cistina Tirosina Arginina Alanina Ac. Aspartico Ac. Glutamico Prolina

KAÑIHUA 3.4 6.1 5.3 3 3.7 3.3 0.9 4.2 1.6 2.3 8.3 4.1 7.9 13.6 3.2

TRIGO 3.6 7.2 4.2 1.8 4.5 7.1 4.5 3.2 5.8 3.5 4.3 1.4 9.4 Fuente: Valderrama M. (1996)

2.2.2.

Levadura

La empleada en panificación es la saccharomyces cereviseae. Las enzimas de la levadura convierten los azucares sencillos, como la dextrosa y la fructosa principalmente en dióxido de carbono y alcohol en condiciones determinadas de fermentación. El rango de temperaturas óptimas para el desarrollo de las levaduras se encuentra entre 22° C a 29° C no debiendo exceder de los 40° C. La levadura puede utilizarse en forma directa o también mediante una previa preparación de la masa madre. Las principales funciones de la levadura son la producción de sustancias que colaboran en la modificación de las estructuras de las proteínas de la harina (gluten), desarrollo de parte del aroma y sabor, mediante la producción de alcoholes, aromas típicos de panificación, éteres, ácido acético, butírico y láctico, producir CO2 en cantidades suficientes y el tiempo justo para hinchar o elevar la masa y hacerle blanda y consistente. Carrera (1995) 2.2.3.

Agua

El agua es una de las materias primas más importante en la panificación, de su calidad y cantidad depende el éxito de la panificación, esta debe ser potable. El agua constituye una tercera parte de la cantidad de harina que se vaya a emplear, si añadimos poca agua, la masa se desarrolla mal en el horno, mientras que un exceso hace que la masa resulte pegajosa y se afloje el pan quedando aplanado.

Clases de agua y su efecto en panificación a) Agua blanda.- (contenido en sales menor a 50 ppm), ablanda el gluten, y produce una masa suave y pegajosa. Para su tratamiento utilizaremos menos alimento para la levadura o se aumentará la sal en la fórmula. b) Agua dura.- (contenido en sales entre 50 y 200 ppm). Las aguas duras si provienen de sulfatos, actúan como nutrientes de las levaduras y fortalecen el gluten, pero en exceso, lo endurecen y retrasan la fermentación, por lo que en su caso conviene utilizar más levadura o alimento de ésta. Si provienen de bicarbonatos es conveniente depurarlas antes de su uso. c) Agua alcalina. - (contenido en sales superior a 200 ppm.), produce ese sabor característico y en exceso debilita y retrasa la fermentación, por lo que hay que reducir la sal en la formula o utilizar más levadura. El agua ideal para la panificación es el agua medianamente dura y que contiene sales minerales suficientes para reforzar el gluten y así servir como alimento para la levadura. Además, tenemos el efecto sobre el sabor del pan, ya que el agua dura da buen sabor al pan, en cambio el agua blanda da al pan un sabor desagradable. Lucas, E. (2010) 2.2.4. Sal Mejorar el sabor, fortalece el gluten, puesto le permite a la masa retener el agua y el gas, controla o reduce la actividad da la levadura, ejerce una acción bactericida, no permite fermentaciones indeseables dentro de la masa y además favorece la coloración de la superficie del pan, dando a la corteza una coloración más viva, haciéndola más crujiente y confiriéndole un aroma más intenso, además influye también en la duración y estado de conservación del producto. Lucas, E. (2010). La sal que se emplea para panificación debe tener las siguientes características:   

Ser fácilmente solubles en agua, carecer de impurezas y tener una granulación fina Debe poseer una cantidad moderada de yodo para evitar trastornos orgánicos. No se recomienda usar sal de mesa porque contiene carbonato magnésico. Debe tener una pureza mayor de 95% y que sea blanca.

La cantidad de sal debe ser proporcional a la cantidad de levadura empleada en cualquier proceso de panificación. Bennion (1970) citado por Castro (1992). Las proporciones recomendables de sal a utilizar son: desde 1.5 hasta 3.0%.

2.3. INGREDIENTES COMPLEMENTARIOS DEL PAN 3.3.1. Grasa Las grasas son sustancias que se emplean para elaborar productos horneados mejorando las características de las masas, donde la grasa se reparte en finas capas entre los hilos de gluten de la masa, produciendo un efecto lubricante, da una masa suave y la uniformidad de la miga es más pronunciada. Quaglia (1991) citado por Castro (1992). La incorporación de la grasa como ingrediente reblandece la miga, por lo que el pan mejora su vida en anaquel. Las grasas vegetales son más saludables pero menos sabrosas, aumenta el valor alimenticio, mejora la conservación, mejora la corteza haciendo suave y tierna y aumenta el volumen del pan en cantidades superiores al 3%. 3.3.2. Azúcar Quaglia (1991) citado por Castro (1992), menciona que la levadura ataca a los azucares fermentables (dextrosa y levulosa) que están presentes en la harina, como la maltosa formada en la hidrolisis del almidón, por eso su importancia en la disposición de azucares para producir anhídrido carbónico que sirva para elevar la masa. 2.4. MÉTODOS PARA ELABORACIÓN DEL PAN Se conocen tres métodos para la elaboración de pan: a) Método directo: consiste en mezclar todos los ingredientes en usa sola etapa. Tiene la ventaja que requiere, menos trabajo por llevarse a cabo en una sola etapa, así mismo, tiene perdidas menores porque las fermentaciones se llevan a cabo en menos tiempo. Valderrama M. (1996) b) Metodo de esponja: denominado también método por partes, donde se combina la harina, la levadura y parte del azúcar; dejándose luego reposar en un ambiente tibio hasta observarla burbujeante, entonces esta lista para amasar con el resto de los ingredientes. Los cambios que se producen en la esponja desde el punto de vista de aspecto y sabor son muy definidos; pero químicamente son complejos. Valderrama M. (1996) c) Método de mezcla batida: este método es un procedimiento rápido y moderno de elaboración de pan. El procedimiento para mezclar los ingredientes es idéntico al método directo, donde el gluten se desarrolla por batido mecánico en lugar de masajes. 2.5. PROCESO DE PANIFICACIÓN: Comprende cinco etapas: a) Pesado de ingredientes

Consiste en trabajar con una formula balanceada para obtener una producción constante y homogénea del producto terminado para llevar un buen control de costos. b) Mezclado y amasado El amasado permite la absorción de agua por la proteína del gluten y los gránulos dañados del almidón durante la molienda, pues la mayoría de las harinas necesitan un tratamiento individual. c) Boleado: Con cada porción de masa se hace una bola compacta. Este paso es generalmente manual y se realiza presionando la masa con la palma de la mano en forma circular. Esto se hace con el fin que los trozos de masa reposen antes de ser formados por un tiempo de 10 a 20 minutos. d) Fermentado Durante la fermentación la producción de CO2 y etanol depende de la cantidad de glucosa presente en la pasta y su poder diastásico. Kent (1971) citado por Valderrama M. (1996) La producción de CO2 comienza lentamente y después se acelera a causa de la multiplicación de la levadura. Esta formación gradual del gas, resulta deseable, pues un aumento más rápido del volumen de pasta motivara la ruptura Cheftel (1976) citado por Valderrama M. (1996) Calaveras J. (1996) citado por Álvarez et al (2009), afirma que: en cualquier fermentación panadera deben producirse tres etapas fundamentales: 1ª Etapa.- Es una fermentación muy rápida y que dura relativamente poco tiempo. Se inicia en la amasadora al poco tiempo de añadir la levadura ya que las células de Saccharomyces Cerevisiae comienzan la metabolización de los primeros azúcares libres existentes en la harina. 2ª Etapa.- Es en esta etapa donde ya se produce la mayor cantidad de fermentación alcohólica pero donde a su vez comienza a producirse las distintas fermentaciones complementarias como son la fermentación butírica, láctica y acética. Este tiempo puede comprenderse desde el reposo de la masa hasta la fermentación de las piezas de pan, siendo estos tiempos bastante largos. 3ª Etapa.- Esta es la última y normalmente es una fermentación de corto tiempo, aunque tiene mucho que ver el tamaño de la pieza. Ya que se finaliza cuando el interior de la pieza de pan posee 55ºC pues a dicha temperatura las células de la levadura mueren. e) Horneado Al introducir la masa fermentada en el horno caliente se forma una película sobre la superficie de esta, se origina un rápido aumento de volumen por la expansión de los gases que se atrapan en las

membranas elásticas del gluten, a los 41°C se inactiva la levadura, entre los 50 y 80 °C la proteína del gluten se modifica resultando el pan más crocante, apetitoso y digestible. Cuando el producto adquiere una temperatura interna de 45-50°C la producción de gas se inactiva por la muerte de la levadura y da el volumen final del pan y la miga se expande por la acción del gas; cuando el producto tiene una temperatura interna entre 60-70°C hay coagulación de proteína y gelatinización de los almidones, el producto pierde su plasticidad y adquiere la forma definitiva del pan. 2.6. EQUIPOS 2.6.1.

La amasadora

La amasadora es un equipo utilizado específicamente en la industria de panificación, debido a la consistencia del producto a obtener, esta se diferencia de la batidora por su capacidad y potencia de operación, no es recomendable utilizar una batidora en reemplazo de la amasadora. La utilización de la amasadora, es importante ya que se va a mejorar la calidad del producto, logrando una homogenización entre los ingredientes de la masa de pan como son: Harina, azúcar, grasa, agua, sal, etc. 2.6.2.

Cámara de fermentación

En este sistema de fermentación, la temperatura que se debe aplicar está entre 26-32º C, y la humedad entre 70% y 85%. La rapidez con la que algunos panaderos desean la fermentación obliga a elevar estas temperaturas y humedades. Cuando la temperatura sobrepasa los 28º C la producción de ácido láctico y butírico es proporcional a medida que aumenta la temperatura. También, las reacciones enzimáticas que se producen en la masa son más activas a altas temperaturas; todo ello provoca que a partir de esta temperatura la masa se desarrolle más débil y el impulso del pan en el horno sea exagerado, obteniéndose panes de sabor insípido y con baja capacidad de conservación. Sin embargo, si la fermentación se lleva a cabo a baja temperatura (26º C), la formación de ácido láctico y butírico es menor, esto conlleva a que el pan fermente lentamente pero a su vez con más cuerpo, las enzimas al ser menos activas no producen mucho volumen y el sabor del pan presenta un mejor gusto al paladar. En cuanto a la humedad de la cámara, ésta ha de estar relacionada con la temperatura. Así, a temperaturas altas (> 28º C) la humedad ha de ser > 75% pero a 26º C, prácticamente no hace falta forzarla, debido a que la masa desprende una humedad, la misma que es suficiente para mantener el ambiente húmedo y no permitir que la masa se deshidrate. 2.6.3.

Horno

Es un equipo industrial destinado para terminar el proceso de elaboración del pan, el cual por acción del calor se encarga de formar la estructura interior del pan, así como también aumenta la presión de gas, produciendo un aumento de volumen del pan. Además en la parte exterior del pan se produce el efecto de la caramelización de los azúcares restantes en la masa, dando el color característico en el pan que es dorado brillante. La temperatura y el tiempo a emplear van a depender del tipo de horno; la cantidad, y el tipo de pan a obtener Los procesos más característicos del pan dentro del horno son:   

III.

Inactivación de las levaduras y muerte a 55ºC. Caramelización de los azúcares y coloración de la corteza. Gelificación del almidón, finalizando en una cristalización del mismo y proporcionando la estructura final del pan. MATERIALES Y METODOLOGIA

Materiales: harina de trigo, harina de yuca, harina de cañihua, sal, levadura, manteca, azúcar, agua. Materiales: balanza, amasadora, fermentador (55°C), horno (250° C), bandejas. Metodologia: se realizo una mezcla del pan testigo, en el cual se utilizo 700 gr de harina de trigo, 14 gr de levadura, 14 gr de sal, 10.5 gr de azúcar, 14 gra de manteca y 385 gr de agua. Luego se amaso usando una amasadora semiindustrial, luego de ello se boleo y se coloco en una bandeja rectangular en el fermentador. Al tiempo que se boleaba el pan testigo se empezó a mezclar el pan con sustitución el cual tuvo la formula: 595 gr de harina de trigo, 35 gr de harina de cañihua, 70 gr de harina de yuca, 14 gr de levadura, 14 gr de sal, 10.5 gr de azúcar, 14 gr de manteca y 385 gr de agua, luego de ello se procedió al boleo y luego se coloco en una bandeja y se puso dentro del fermentador. Las dos bandejas estuvieron en el fermentador por 45 minutos. Luego se procedió al horneado el cual se realizo a 250°C.

Figura 1. Se describe el diagrama de flujo para la elaboración de pan.

IV.

RESULTADOS Y DISCUSION

4.1. Caracterización de las harinas En el siguiente cuadro se muestra el contenido de humedad, cenizas y pH de las harinas con las cuales se trabajó para la elaboración de pan. CUADRO 1. Caracterización de la harina de Cañihua, Yuca y Trigo Control Humedad Cenizas pH

Harina de Cañihua 10.48 4.49 5.60

Harina de Yuca 11.50 1.5 5

Harina de Trigo 11 0.4 6

FIGURA 1. Comparación entre las características de los diferentes tipos de Harinas

12 10 8 Humedad 6

Cenizas

4

pH

2 0 Harina de Cañihua

Harina Harina de de Quinua Yuca

Harina de Trigo

 Como se puede observar en el cuadro y figura 1, las 3 harinas muestran un % de humedad similar. La harina que registró mayor contenido de agua fue la harina de quinua (11.5%) y la de menor fue la de Cañihua (10.48%).  El contenido de humedad de la harina de trigo fue de 11 %, este valor se encuentra dentro del rango reportado por Manrique (1979), para harinas panaderas y por ITINTEC (1986) en la que se considera 15% como límite máximo de humedad.  El porcentaje de humedad de la harina de Cañihua (10.48) es muy similar a la humedad de otras harinas sucedáneas tales como la cebada, arroz, soya, Kiwicha, quinua, arroz (Castro, 1992).

 Otro factor muy importante que determinan la calidad de la harina es el % de cenizas, como se puede observar en la figura 1, la harina de menor porcentaje de cenizas es la de trigo (0.4%), valor menor al reportado por Calvel (1983), por lo tanto se puede clasificar a la harina como superior.  El contenido de ceniza de la harina de Cañihua es 4.49 %, este valor es mayor que lo reportado por Castro (1992) y Ghersi (1978) los cuales son 2.0 y 1.76%, respectivamente. Sin embargo ITINTEC (1986) considera un rango máximo de 4 % para harinas sucedáneas al cual incluye también la harina de quinua, la cual registro 1.5% de cenizas.  Los valores de pH encontrados son normales para harinas recién molidas: pH de trigo= 5.7 y pH de Cañigua 5.8 (Castro, 1992)

4.2. Elaboración de los panes En el cuadro 2, los ingredientes de los panes se encuentran distribuidos proporcionalmente según la fórmula para cada tratamiento. CUADRO 2. Formulación para la elaboración de pan de Cañihua (5%) y pan de yuca con 10 % de sustitución de la harina de trigo Componentes Harina de trigo Harina de Cañihua Harina de Yuca Agua Levadura Sal Azúcar Manteca

Formulación (%) 85/100 5 10 55 2 2 1.5 2

Sustitución parcial, Cañihua y Yuca 595 35 70 385 14 14 10.5 14

Pan de Trigo (testigo) 700 385 14 14 10.5 14

 Según ITINTEC (1975) citado por (Castro, 1992), La mezcla no deberá contener más del 10% de harinas sucedáneas panificables; Sin embargo en la preparación se uso el 15% de sustitución para ambos panes (Cañihua y Yuca).  Las propiedades funcionales de la harina de trigo dependen de varios factores, así se tienen la variedad de trigo, el ambiente y las condiciones del suelo donde se ha cultivado. (Pomeranz, 1976),  El agua (60%) es fundamental en la elaboración del pan según, Kent-jones (1967) y otros la elaboración de la masa es imposible sin la participación de agua potable; es decir, sirve para preparar la masa, dependiendo de la cantidad a utilizar, de la absorción de la harina, así como la clase de agua que se emplea. Básicamente, el agua en panificación es necesaria para la formación del gluten y permite la hidratación del almidón.  Como se observa en el cuadro 2 uno de los ingredientes de menor % es la sal. Al respecto Bennion (1967) describe que la sal es importante en la fabricación del pan, porque contribuye al sabor del producto, estabiliza la actividad de las levaduras en la fermentación, siendo ésta la propiedad más importante; se recomienda usar menos cantidad de sal cuando el proceso es muy largo. También la sal confiere una mayor firmeza al gluten ayudando a retornar el CO2 de la masa, de tal forma que su ausencia produce

una masa blanda y pegajosa, a la vez que la miga del pan se torna inestable y se desmorona al corte.  Según Calaveras (1996), La función de la grasa en la masa se denomina “shortening” que consiste en que ésta se distribuye en capas finísimas, dividiendo la masa en porciones que al ser sometidas a tensiones se deslizan unas sobre otras dando la sensación de suavidad al paladar. Es por eso que para la elaboración de los panes se trabajó con 3% de grasa (manteca)  La levadura es uno de los ingredientes principales en la elaboración de pan pues contribuye al sabor y aroma característicos del pan, además la evolución del gas puede continuar por un mayor periodo de tiempo, siendo su principal desventaja la dificultad en el control. Además favorece la formación de una red celular característica de miga de pan, que implica la producción de alcohol, ácidos y otros compuestos. (Carrera, 1995)  Como se observa en el cuadro 2, el % de azúcar utilizado para la elaboración de los panes fue de 3%. Este ingrediente es esencial para el desarrollo de las células y la recuperación de energías perdidas en el esfuerzo físico principalmente. Tiene varias funciones, agente ablandador, da dulzura, sustrato fermentable en los productos esponjados por la levadura, también retiene la humedad en los productos horneados. (Hoseney, 1991)  En cuanto al boleado se realizó manualmente y de forma indistinta, ya que cada integrante tomaba un trozo de masa y con sus manos enharinadas le daba la forma que deseaba a su pedazo de pan. La importancia de este proceso es que proporciona tensión a la masa. Genera proporciones uniformes y bastante esféricas. (Stanley; Young, 1998). Lo que definitivamente en nuestro proceso no se realizó las proporciones uniformes y esféricas.

CUADRO 3. Resultados del tiempo y temperatura del amasado, fermentado y horneado del proceso de elaboración del pan con Cañihua y pan con Quinua en comparación al pan de trigo. Muestra

Pan de trigo Pan Sustituido parcialmente

Amasado (min) 8 8

Fermentado total Tiempo Temperatura (min) (°C) 120 32 120 32

Horneado Tiempo Temperatura (min) (°C) 15 220 15 220

 En el cuadro 3 se muestran los tiempos de temperaturas de amasado, fermentado y horneado durante la elaboración de los panes. Se observa que el tiempo de amasado en la

elaboración de los panes, es similar tanto en la harina de trigo como en el otro tratamiento.  Por lo tanto, con 20 % de sustitución no se ve afectado el tiempo de amasado a pesar de que se alteró el contenido proteico de la masa. Pues el tiempo de amasado es afectado por las harinas bajas en proteínas requiriendo tiempos de amasados más largos, mas no así, con las harinas que presentan un contenido proteico superior al 12% (Hoseney, 1991).  En la etapa de fermentación, la presencia de azucares fermentecibles en la masa dependen del grado de hidrólisis del almidón, sin embargo, este fenómeno no desempeña un papel importante en la retención del gas. Por otro lado el tiempo de fermentación total fue de 120 minutos para cada tratamiento, si se prolongara por más tiempo de reposo tendría a deshacer al corte, afirma (Bennion, 1970).  La fermentación fue realizada en una cámara de fermentación donde se adecuo la temperatura 30-32ºC por un tiempo aproximado de 2 horas, según Cheftel (1976), La producción de CO2 en la fermentación comienza lentamente y después se acelera a causa de la multiplicación de la levadura. Esta formación gradual del gas, resulta deseable, pues un aumento más rápido del volumen de pasta motivará la ruptura.  Quaglia (1991), afirma que los tiempos (13-18 min) y temperaturas (220 -275°C) de horneado varía según el tamaño y tipo de pan, en esta investigación se usó la temperatura de cocción de 222°C x 18 minutos en la elaboración de panes con Cañihua mientras, que para la elaboración del Pan con harina de trigo el tiempo de cocción fue ligeramente menor al igual que el de Quinua. Estos resultados, concuerdan con Bennion (1970) donde afirma que el pan Moreno (Cañihua) o integral tienen que cocerse completamente, caso contrario el centro de la pieza quedara crudo, esto implicaría que el tiempo de horneado debe ser mayor que el pan blanco, lo cual estaría demostrándose en la presente investigación.

 Se menciona que el arte del horneado de los productos farináceos depende de las características del gluten de la harina, así como la transformación de este contribuye durante la fabricación del pan. (Castro, 1992)  Los parámetros de horneado disminuyen a medida que se incrementa el % de sustitución; así se tiene que para 10% de sustitución se requiere 225°C y 17-20minutos de horneado y para 15 y 20% se utiliza 227°C y 16-20 minutos. Sin embargo en el horneado de los 2 panes se trabajó a una temperatura menor, por lo que podría afectar o alterar las características del producto final. Según Pomeranz (1976), el éxito o fracaso del producto final depende significativamente de la manera en que el pan fue horneado.

4.3. Características de las masas de panes CUADRO 4. Resultados de los controles para los diferentes tipos de masas de pan. Control pH Peso (kg) Humedad (%)

Masa de Trigo, Cañihua y de Yuca 5.31 700 33

Masa de Trigo 5.54 700 32.7

 El pH es un factor importante en la elaboración del pan, ya tiene una repercusión directa sobre el curso de la fermentación. Se ha observado que la máxima formación de gas se tiene para valores de 4 a 5.8. (Calaveras 2004). Los valores obtenidos de la masa de pan antes de su fermentación están dentro de los parámetros establecidos por el autor.  Una masa nunca debe tener un pH menor de 3.4 porque se está alterando la fermentación butírica en exceso y nos dará un estado de putrefacción en la masa indeseado.  Según Fennema (2000) Para formar una masa viscoelástica parece necesaria una relación óptima entre gluteinas y gliadinas. Y en nuestro caso se observó una masa un poco problemática debido a la poca facilidad que se tuvo para obtener una masa ligosa y dócil de amoldar, es por ello que el tiempo de amoldado se excedió demasiado, considerando que también hubieron errores en las cantidades usadas de agua.  El contenido de agua, es un factor importante que influye en la preparación del pan, ya que su contenido debe ser el adecuado para lograr obtener la masa. Dueñas (2004) indica que la masa de pan debe tener un contenido de humedad de 35%, y como podemos observar se obtuvo valores muy cercanos a los indicados por el autor. 4.4. Características de los panes CUADRO 5. Resultados de los controles para los diferentes tipos de panes. Control pH Peso (kg) Humedad (%) Densidad (g/vol)

Pan con Cañihua y Yuca 5.21 525 24.3 0.350

Pan de Trigo 5.39 500 17.86 0.725

 El cuadro 5, contiene los resultados de algunos parámetros físicos y químicos (% Humedad, pH, peso) de los panes formulados. Se observa que existe un comportamiento similar entre los panes elaborados.

 Según Charley (1987), nos indica que el pH del pan salado, debe tener un mínimo de 4.5 y un máximo de 6.5, como podemos observar en los resultados, los valores de pH están dentro de los parámetros establecidos por dicho autor, y cabe resaltar que no existe gran diferencia entre el pH del pan de yuca y cañigua con respecto al pan testigo (pan de trigo).  En cuanto a la perdida de humedad de la masa antes del horneado y luego del horneado los valores no deben de exceder de 9% porque significa que la masa cuece demasiado. (De La Cruz, 2009).  En lo que respecta al contenido de humedad, podemos observar que no existen diferencias significativas entre las dos formulaciones estudiadas en comparación con la formulación patrón, en donde el pan de la formulación de quinua presenta un valor de 25,6%, la formulación de cañigua tiene un valor de 24.3% y para la formulación patrón (pan de trigo) presenta un valor de 25.03%. La humedad obtenida en las 2 formulaciones se ajusta a los requisitos exigidos por la norma COVENIN 226-88 (15) en donde establece una humedad máxima para cualquier tipo de pan de 38%.  Según las características físicas de los panes mostrados en el cuadro 5 se puede afirmar, que los pesos de los panes elaborados con harina de Cañihua presentan valores superiores al testigo.  La pérdida de peso de los panes es debido a la evaporación de agua durante la cocción y el enfriamiento del pan. (De La Cruz, 2009).

4.5. Características Sensoriales  Para el consumidor las cualidades dominantes de un pan son el sabor y la textura. La degradación del gusto del pan se relaciona con las técnicas de fabricación modernas y la velocidad de la producción en grande del pan (Wirtz 2003).  El sabor, la textura y el color son las cualidades generales salientes de los productos de cereal. El producto fallara ciertamente en el mercado si una de estas cualidades generales no resuelve las expectativas de consumidores. Sin embargo cada producto tiene su perfil sensorial característico con cualidades específicas.  Con respecto al color, observamos que el pan sustituido de cañigua y yuca, fue el más oscuro, esto es debido a los pigmentos propios del harina de cañigua, este atributo podría generar un problema en su comercialización, debido al color oscuro (casi negro), el cual el consumidor no lo relaciona con un pan normal y lo relaciona a un pan integral. Como podemos ver el color del producto final se ve influenciado por el tipo de harina que contenga el producto.

 Aparte de los componentes principales como la harina, el azúcar, la levadura, la sal u otros ingredientes del pan, estos influencian en el sabor muy poco. La mayor parte del sabor se convierte de estas materias primas durante la masa se procesa y cuece en el horno. El sabor del pan se forma en el proceso de oxidación, reacción enzimática y térmica. Los compuestos volátiles se evaporan en reacciones oxidativas. Las enzimas producen precursores del sabor en la masa procesada y en el primer tiempo del horneado. Los compuestos aromáticos más importantes del pan se forman durante el horneado, cuando las reacciones de calor, por ejemplo la reacción de Maillard y la caramelización ocurren. Las reacciones enzimáticas y posibles fermentaciones influencian el sabor de la miga de pan, considerando que las reacciones de calor afectan al sabor de la corteza del pan. Consecuentemente, la corteza y la miga del pan tienen diversas características de sabor (kirchhoff y schieberle 2001).  En cuanto al olor, característica de un pan recién orneado, se obtuvieron aromas distintos, para cada tipo de pan, siendo el de mejor aroma el pan de yuca y cañihua. V.

CONCLUSIONES

 Las características de las harinas cumplen con los rangos establecidos por las referencias bibliográficas.  El pan con las mejores características fue el de pan de testigo.  La sustitución del 20% de trigo para el pan de Cañihua y Yuca no es la más recomendable, se debe trabajar con una sustitución del 15% para obtener productos de buena calidad. VI.

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