- Elementos
nutritivos - Tipos de
maíz - Molienda
seca - Molienda
húmeda - Sub productos de la
molienda - Test de la dureza y
espectrofotometría NIR - Prueba de flotación de
maíz - Bibliografía
El maíz es originario de América, donde era el alimento
básico de las culturas americanas muchos siglos antes de
que los europeos llegaran al Nuevo Mundo. El origen de esta
planta sigue siendo un misterio. Hay pruebas
concluyentes, aportadas por los hallazgos arqueológicos y
paleobotánicos, de que en el valle de Tehuacán, al
sur de México ya
se cultivaba maíz hace aproximadamente 4.600 años.
El maíz silvestre primitivo no se diferenciaba mucho de la
planta moderna en sus características botánicas
fundamentales. En España
empezó a cultivarse en 1604, introducido en Asturias por
el gobernador de la Florida. Durante el siglo XVIII, el cultivo
se difundió de forma gradual por el resto de Europa. Las
numerosas variedades de maíz presentan
características muy diversas: unas maduran en dos meses,
mientr que otras necesitan hasta once. El follaje varía
entre el verde claro y el oscuro, y puede verse modificado por
pigmentos de color
marrón, rojo o púrpura. La longitud de la mazorca
madura oscila entre 7,5 cm y hasta 50 cm, con un número de
filas de granos que puede ir desde 8 hasta 36 o más. En el
maíz de harina predomina el almidón blando o menos
compacto, que facilita la molienda del grano. Se cultiva mucho en
los Andes sudamericanos, en los territorios que ocupaba el
antiguo Imperio inca.
El grano de maíz maduro está compuesto por
3 partes principales:
Pericarpio: : Capa exterior de cubierta
protectora dura y fibrosa que encierra al grano. Comprende el
pericarpio la testa y la cofia, en un pequeño casquete que
cubre la punta del grano y protege al embrión. En el
cereal ya maduro, tiene la función de
impedir el ingreso de hongos y bacterias
Endosperma : Reserva energética,
representa el 80-84% de peso total del grano. Compuesta por 90%
de almidón y 7% prot. acompañadas de aceites,
minerales y
otros compuestos . Funciona como dador de energía a la
planta en su desarrollo.
Germen: : En el extremo más bajo del grano
ocupando el 9,5 al 12 % del volumen total de
grano. Posee dos partes destacables, el eje embrionario (planta
nueva) y el escutelo que constituye una gran reserva de alimento.
En el grano maduro el germen contiene alto porcentaje de aceites
( 35 – 40%).
La semilla es una cariopsis. Sus constituyentes en
promedio son:
agua 13,5 % proteína 10% aceite 4,5
%
almidón 61,0 % azucares 1,4 % otras
sustancias 9,6 %
Carbohidratos: De esta forma se almidón en
un 61%, azucares 1,4%, pentosanos 6,0% y fibra cruda 2, 3 % . El
almidón presente está compuesto en un 27% por
amilosa y un 73% por amilopectina
Proteína: Representa un 10% y es
biológicamente balanceada. La zeina que es la principal
proteína del endosperma , es muy deficiente en lisina
(2%), triptofano (0.5%). Para el crecimiento y mantención
de tejidos del
cuerpo humano,
estos niveles deben duplicarse a 4 y a 1%
respectivamente.
Grasas: existe aprox. 4,5 % en el grano entero,
encontrándose los ácidos
linoleicos, palmítico y araquidónico entre otros.
El 80% de lípidos se
hallan en el germen
Sustancias Minerales: Las cenizas que
están constituidas por P (0.43%), K (0.40%) , Mg (0.16%) S
(0.14%) y otros minerales 0.27%
Vitaminas: Existan cantidades significativas de
caroteno 4,85 mg/kg , vit A 4188,71 mg/kg , tiamina 4.54 mg/kg ,
riboflavina 1.32 mg/kg , niacina 14.11mg/kg, ácido
pantoteico 7,41 mg/kg y vitamina E 24,71 mg/kg. La cantidad de
vit A varía con el color amarillo del grano, al punto que
el maíz de granos blancos prácticamente carece de
vitamina A
Maíz Tunicado ( Zea mays tunica Sturt): Es
un tipo escaso de maíz, cuyos granos están
encerrados en una vaina. La mazorca está cubierta por una
envoltura foliar como las de otros tipo de maíz.
Normalmente no se cultiva en forma comercial
Maíz Reventón ( Zea mays everata
Sturt): Los granos son pequeños, redondeados, amarillo
intenso o anaranjado, o aguzados y blanquecinos. Este maíz
es una forma extrema del maíz duro, cuyo endosperma
sólo contiene una pequeña parte de almidón
blando. Se usa para Pop corn e industria
contera
Maíz Cristalino (Zea mayz indurata Sturt)
Sus granos son corneos y duros, vítreos de forma
redondeada o puntuda. El color del grano es amarillento o
anaranjado y su velocidad de
secado comparativamente más lenta
Maíz Dentado ( Zea mays indenata Sturt):
Es el tipo más extensamente cultivado. Se caracteriza por
una depresión
en la corona del grano. El almidón corneo está
acumulado en la periferia del grano , mientras que el blanco o
harinoso llega hasta la corona, produciendo el indentado a la
madurez.
Maíz amilaceo ( Zea mays amilacea Sturt) :
Maíz harinoso o amilaceo, algo parecido al maíz
cristalino en las características de las planta y de la
mazorca. Los
granos están constituidos principalmente por
almidón blando y son escasamente o no dentados. Es uno de
los tipos más antiguos de maíz . Es usado en la
fabricación de harinas porque le confiere un color
más blanco
Maíz dulce ( Zea mays saccharata Sturt):
Granos con alto contenido de azúcar,
de aspecto transparente y consistencia cornea cuando inmaduros.
Al madurar la superficie se arruga. El maíz dulce difiere
del dentado por un gen que permite la conversión de parte
del almidón en azúcar. Se consume fresco, congelado
o enlatado.
Maíz Cereo o ceroso ( Zea mays ceritina
Kulesh): Granos de aspecto ceroso. El almidón está
constituido exclusivamente por amilopectina, mientras que en los
otros tipos el almidón es 73% amilopectina, 27 % amilasa.
Se cultiva para producir almidón semejante a la
tapioca.
La molienda es una arte antiguo,
cuya principal función es hacer que los cereales resulten
más agradables y más deseados como alimentos. La
molienda seca generalmente implica la eliminación de lo
que el molinero llama salvado, es decir: el pericarpio, las
cubiertas de la semilla, epidermis nuclear y la capa de aleurona.
Además generalmente se elimina el germen por ser
relativamente ricos en aceite, lo que hace que el producto se
enrancie rápidamente disminuyendo su calidad . El
salvado y el germen son relativamente ricos en proteínas,
vitamina B,
sustancias minerales y grasa, de modo que el producto molido si
bien gana en paladar, pierde en valor
nutritivo.
Mollienda Seca via fractumadores
Después de las inspecciones
características del maiz que los
molinos hacen a los productores de cereal, previo almacenamiento,
este es sometido a un sistema de pre-
limpia , en el cual no se descarta el fumigado. Las impurezas que
acompañan el maiz son similares a las que se encuentran en
otros cereales. Las que se adhieren al grano pueden ser
eliminadas con aire seco que las
arrasttra, y las de mayor tamaño o menor tamaño, se
separan por medio de tamices o cribas de material perforado. El
material ferrroso que pueda perjudicar las maquinarias sucesivas,
se desechan por vía magnética. Las piedras y arena
son eliminadas en las llamadas mesas de gravedad o máquinas
de flotación de aire, las que separan el material por
diferencia de peso específico. En el acondicionamiento se
mejora el estado
fisico del maiz , aumentando humedad en productos
secos y disminuyéndolos en los muy húmedos. Esta
etapa no solo depende de la humedad del grano , sino
también del desgerminador empleado.
En la desgerminación, como su nombre lo indica ,
se separa el germen del resto del grano utilizando los
fractumadores, esta etapa es imprescindible, el germen es
empleado para la elaboración de aceite comestible, por
otro lado las harinas que se obtienen sin una
desgerminación, alcanzan un alto contenido de materia grasa
lo que dificulta su conservación. A causa de la
desgerminación se obtienen harinas, trozos y
gérmen. La clasificación comienza por enviar los
productos de la desgerminación a un planchister en donde
son retiradas las harinas, y el resto se envía a un
conjunto de mesas densimétricas para separar el germen y
dejar diferentes trozos del grano, los que van a una segunda
etapa de refinación. El producto obtenido de las mesas no
está seleccionado totalmente, las que deben ser recicladas
en las mismas máquinas. En esta etapa el germen es
xtraído , y es almacenado oenviado a equipos de
extracción de aceite. Un segundo acondicionamiento tiene
como objetivo
humedecer el endosperma hasta el punto que se produzca un
máximo de grits y un mínimo de harina. Aquí
con una rociadora se le adiciona agua, para
luego enviarlos a los silos de reposo por cierto tiempo. Luego
a base de bancos de
cernidores, cilindros y sasores y múltiples aspiraciones
para separar aquellas párticulas más livianas que
puedan contaminar mercaderías; se logra una
calibración más homogenea de los trozos. Los
rendimientos generales que se obtienen son:
Subproducto | Rendimiento (%) |
Germen | 10 |
Salvado | 6 |
Gritz | 42 |
Harina Fina | 15 |
Harina Zootecnica | 27 |
Molienda Seca vía molino Beall
Las diferencias con el otro tipo comienzan en el
acondicionamiento: Se adiciona agua hasta que el grano alcance
22-25% de humedad. De esta forma la membrana que cubre el germen
permanece adherida al salvado, evitando la presencia de pecas que
contaminen el grits, además permite un mayor porcentaje de
trozos gruesos. Con el molino Beall se procede a desgerminar y
debido a las protuberancias del rotor , se desprende la cascara y
germen rompiendo el endosperma en 2 o 3 pedazos. Luego se baja la
humedad a 15 – 15.5% de humedad, en tubos rotatorios calentados a
temperatura de
60-71°C, enfriándolo luego a 32-38°C por
aspiración con aire frío, para luego cernir y
separar el germen. Ya en este punto se pasa una sección de
molinos de cilindros que pueden constar hasta 16 de estos. En los
primeros molinos se separa germen que aún queda y se
fragmentan trozos grandes, hasta que al final de la serie se
dimensionan del tamaño requerido. Todo el sistema se
acompaña de cernidores planos que ayudan a la
clasificación. Harinillas y fracciones de gruesa
granulometría se someten a desecación en tubos
rotatorios calentados por vapor con una hunedad de 12 –
14%
Rendimientos generales para molino
Beall:
| Subproducto | Rendimiento ( %) |
|
Grits |
|
| 40 |
Harina gruesa |
| 20 | |
harina media |
|
| 10 |
harina fina |
|
| 5 |
Germen |
|
| 14 |
maiz molido |
|
| 11 |
|
|
|
|
La molienda seca se ocupa fundamentalmente de la
separación de las partes anatómicas del grano. La
molturación húmeda separa de igual forma , pero
avanza mucho más y separa algunas de sus partes en sus
constituyentes químicos. Por esto, los productos primarios
son : almidón , proteína, aceite y fibra en lugar
de salvado, germen y endosperma.
Luego de limpiar el maiz como en la molturación
seca, se macera el maiz. Se sumerge el maiz en agua con 0.1 -0.2
% de dióxido de azufre. Se controla la temperatura
alrededor de 48-52° C y la duración varía de 30
a 50 horas. A causa de esto el maiz presenta un 45 % de humedad y
se ablanda suficientemente ( se puede detectar tocándolo).
Durante este proceso de
maceración se solubiliza el 6% del maiz. Comercialmente se
realiza este proceso en cubas que contienen hasta 105000 lts.
Normalmente el sistema de maceración utiliza 10 cubas en
batería , trasladando el maíz desde la cuba 1 a la 10
y el agua de
maceración desde la 10 a la 1. El dioxido de azufre se
suele producir quemando azufre. El dioxido sirve para detener el
crecimiento de organismos de la putrefacción, y es que el
ion bisulfito reacciona con los enlaces disulfuro de la mattriz
proteica del maiz y reduce el peso molecular de las proteinas
haciendolas más hidrófilas y más solubles.
El resultado es que el almidón se libera con más
facilidad de la matriz
proteica y el rendimiento de almidón es superior. Durante
la maceración, va disminuyendo el nivel de dióxido
de azufre en el agua de maceración a medida que van
reaccionando más iones bisulfitos con la proteína.
Al macerar con bisulfito, el maiz que se ha secado con
temperaturas excesivas, proporciona cantidades inferiores de
proteína soluble que el maiz no calentado. Ese maiz
también produce rendimientos de almidón muy
reducidos, por lo que no es aconsejable para la
molturación húmeda Aunque el dioxido de azufre
frena el desarrollo de algunos organismos, no detiene algunos
lactobacilos. La maceración a 45-55°C, favorece la
producción de organismos lácticos y
las temperaturas más bajas conducen a la producción
de ácido butírico . El propio maíz parece
ser la fuente de los microorganismos. El papel del ácido
láctico producido en la maceración, no está
claro. Parece que solamente tiene un mínimo efecto en el
ablandamiento del grano de maíz . Quizas su principal
efecto sea el de bajar el pH y de
detener el crecimiento de otros organismos. Despues de la
maceración , el líquido de maceración
contiene unos 60 grs de solubles totales por litro. Generalmente,
el líquido de maceración se concentra hasta un 55%
de sólidos y se mezcla con la cascara ( o más
correctamente el salvado) y/o el germen agotado, para destinarlo
a la alimentación animal. Los sólidos del
líquido de maceración, también forman parte
de medios de
crecimiento, para la producción de ciertos microorganismos
de interés. Los sólidos desecados
contienen un 35% de nitrogeno proteico, 26% de ácido
láctico, 18% de cenizas y 7% de ácido
fítico, además contienen niveles razonables de
vitamina B. Despues de la maceración, se muele
groseramente el grano ablandado en un molino de fricción.
Esto tiene por objeto romper el grano y liberar el germen sin
fragmentarlo. A consecuencia de la maceración , el germen
se hincha y vuelve gomoso. Para liberar el germen pueden ser
necesarios dos pases por el molino, tras de lo cual, se separa
del resto del grano con un separador de ciclón para
líquidos o hidrociclone. La separación se basa en
la densidad , a
causa de una mayor riqueza de aceite, el germen tiene menor
densidad. El germen recuperado se lava para quitarle el almidon
adherido y se deseca. Despues se destina a la producción
de aceite. Despues de la separación del germen , se criba
el material restante . Las párticulas más gruesas ,
la cáscara ( salvado) y trozos de endospermo (
principalmente endospermo duro y corneo), se muelen otra vez .
Esta vez se muele con molinos de piedra o con molinos de puntas
de acero o con
molinos de tipo de impacto. El objetivo ahora es separar el
almidon, proteinas y fibra. La fibra (salvado) tiende a
permanecer en piezas más grandes y se elimina por tamizado
. Generalmente se da a la fibra una serie de tratamientos de
criba por tamices de distintos tamaños y sae lava para
quitar el almidon adherido. El tamiz más fino puede tener
75 μm . Despues de lavada la fibra, se escurrre (con presión )
y se deseca para su utilización como alimento animal. Por
las otras salidas van el almidón y proteína. Como
el almidon es más denso que la proteína , se pueden
separar entre sí mediante grandes centrifugas continuas o
con hidrociclones adicionales. El gluten, menos denso , con su 60
-70% de proteína en producto seco, es liberado de agua
mediante centrifugación y luego desecado. Es un valioso
subproducto utilizado como alimento animal. En este punto, el
almidón contiene mucha proteina y debe sepurificado por
recentrifugación o con hidrociclones. Los hidrociclones
que se utlizan en este caso, funcionan bajo el mismo principio
que los utilizados para separa el germen; no obstante son de un
tamaño mucho más pequeño y se disponen
secuencialmente en mucho mayor número. El almidón
que se obtiene de ellos , contiene menos de 0.3 % de proteina, y
queda listo para modificación química,
conversión a jarabe, o para ser vendido como
almidón previa desecación. La mayoría de la
desecación se realiza con secadores flash. El
almidón escurrido se inyecta a un chorro
rápidamente movil de aire caliente. Los granos se secan
rápidamente y se recogen en ciclones de polvo.
Molienda seca:
Grits para cervezas: Semolas utilizada en la
elaboración de bebidas malteadas, el contenido de grasa
no debe superar el 1% , para no afectar producción de
espuma, sabor y conservación.
Grits para destilería: Se usa toda la
cariopside del grano , excluido, el germen y algunas veces el
salvado.
Grits para productos soplados:la planta maicera provee
semola de maiz, con mat. grasa ( 0.8 -0.9%), exento de
salvado.
Grits para polenta: La polenta se obtiene calentando
el agua caliente , salada adecuadamente
Trozos: Generalmente se forman trozos pelados, sin
germen que se emplean para Corn- Flakes.
Harinas para bizcochos y galletas: La harina de maiz
sirve para disminuir el porcentaje de gluten de la harina de
trigo y dar friabilidad a los bizcochos, confiere a tortas sabor
dulce y almendrado.
Harina para pan
Germen para aceite: El alto contenido de grasa del
germen, permite la extracción de éste a
través de prensas o extracción por solvente (
hexano, etc)
Los siguientes 3 subproductos son para animales:
Harina Zootecnica: Para fabrica de piensos, reemplaza
el maiz entero, esta formado ppalmente por la
cascara.
Harina de extracción: Se usa el contenido
proteico del germen ya sin aceite.
Trozos: Para cria de aves
Molienda Húmeda
Almidón de maiz ( maicena) : Carbohidrato de
elevado peso molecular, es un polvo fino de color blanco. En
prod. horneados baja la fuerza del
gluten, suaviza la miga, texturiza y dora la
corteza.
Almidón modificado vía ácida: En
confitería se utiliza para creación de gomas.
Usado tambien en ind. textil
Ester de almidón: usado en ind.
textil
Stalok 300: Usado en la fabricación de
papel.
Glucosa:
Viene de la hidrólisis parcial del almidón.
Utilizada en creación de confites, caramelos, helados.
Se usa también en creación de jarabes y regulador
de humedad en cecinas
Dextrinas: prod. de baja viscosidad se
usa como insumo para adhesivo.
Caramelo (colorante): Producto de la tostación
de la glucosa, provee de color a bebidas
(an)alcoholicas
Adhesivos: De la union de glucosa, dextrina, jabon
anhidro, borax.
Gluten Feed: Mezcla de agua de maceración
concentrada,torta de germen, fibra. Se le da al ganado , por su
contenido proteico (21 %).
Gluten Meal: Posee proteina que ha sido separada del
endosperma en el almidon (60%) . Alimento para aves de
corral.
Malto dextrina: Producto obtenido a través de
procesos
enzimáticos, sirve en alimentos para extender y dar cuerpo
. Posee moderado poder
edulcorante, sabor suave.
TEST DE LA DUREZA Y
ESPECTROFOTOMETRÍA NIR:
Metodo en el cual debido a la relación dureza y
ruptura es directa, influye enormemente en las aplicaciones del
maiz . Es un metodo rápido y simple en cuanto a la
preparación de la muestra. Ahora
porque se usa el NIR (espectrofotometría de infrarrojo
cercano), porque evita y resuelve problemas como
largo tiempo de ejecución de análisis, resultados muy precisos, la
preparación de la muestra es mínima, es ecologica
ya que no requiere de reactivos químicos y es
económico por que no utiliza ningún consumo
adicional. Los enlaces básicos que absorven energía
en el Nir son los grupos aminos ,
carboxilos, aldehidos, cetonas, entre otros. De modo que es una
técnica para determinar constituyentes de sólidos
de muy pequeño tamaño o finamente
divididos.
Dentro de las aplicaciones de los equipos nir
además del maiz, tenemos los cereales y granos de todo
tipo, snack; polvos y pastas.
Método útil que sirve para comparar la
densidad de diversos lotes de maiz. En un cilindro que contiene
una mezcla de kerosene desodorizado más tetracloroetileno,
ajustado a una densidad de 1.275 se agregan 100 grs de maiz. Se
hace cuenta de los granos que flotan y se va a una tabla que
relaciona lo cuantificado con el contenido de humedad del grano ,
con el porcentaje de granos que flotan , de modo que se obtiene
la dureza relativa. Esta tabla se desarrolla con determinados
factores de molienda seca de diferentes lotes de maiz que han
sido secados a excesivas temperaturas, ya que estos pueden
alterar los resultados. Se debe tener en cuenta que el maiz debe
tener un contenido de humedad uniforme de caso contrario se debe
aplicar un factor de corrección.
- Araya, Julio.1996. Producción de Harinas.
Tesis para
obtención de titulo Técnico Universitario en
Industria Alimentaria. Universidad
de Santiago de Chile. Chile - Marchese, pascualino. Las harinas. Pagina web
http://www.pasqualinonet.com.ar/las_harinas.htm.
Sebastián Acuña Verrugio
Estudiante Universitario
Categoría: Agricultura