Soluciones de Laboratorio para Aplicaciones Libre de Gluten

Herramientas actuales para el análisis de materias primas. 

El mercado global de productos libre de gluten continúa creciendo; Según las estadísticas publicadas recientemente por statista.com, se espera que las ventas globales alcancen los US $ 7.6 mil millones en 2020, el doble de las cifras de 2013 ($ 3.8 mil millones). La firma de investigación de mercado con sede en Estados Unidos Grand View Research pronostica tasas de crecimiento anual de aproximadamente el 10 por ciento para 2025, en particular en los importantes segmentos de productos de repostería, pasta y arroz y golosinas (extruidos).

Según Euromonitor, los productos sin gluten desempeñan un papel importante, especialmente en los mercados de Europa occidental, por ejemplo, Italia (con una participación del 13%), el Reino Unido (9%) y Alemania (8%), así como los Estados Unidos. mercado (24%).

En Alemania, las cifras de ventas de productos sin gluten en el sector minorista de alimentos (incluidas las farmacias) se han duplicado en los últimos tres años, de 89 millones en 2015 a 134 millones en 2016 y, finalmente, a 174 millones en 2017 (Fuente: Statista 2016 y 2018). Al mismo tiempo, GfK ConsumerScan ha determinado una penetración en el mercado relacionada con el hogar del 14 por ciento para 2017, y los jóvenes en particular son » Grandes compradores libre de  gluten» con motivos de compra que superan ampliamente los requisitos dietéticos médicos.

Los productos libre de gluten desempeñan un papel especial en las innovaciones de productos en el contexto de  «libres», como lo revela la investigación realizada por la firma de investigación de mercado Mintel en 2016: en Alemania, el 11 por ciento de todos los alimentos y bebidas recién importados fueron etiquetados como ‘libre de gluten’ (Austria, 11%; Suiza 6%), casi el doble que en el año de referencia 2011 con una participación del seis por ciento. Y los desarrolladores de productos están poniendo sus miras en el análisis de laboratorio para la ruta libre de gluten» a recetas innovadoras.

Desafíos de la reología ‘libre de gluten’

Cuando se trata de desarrollar productos sin gluten, la reología desempeña un papel clave en términos de la calidad de los productos finales, desde pan y productos horneados hasta pasta y golosinas. Esto se debe a que las masas viscoelásticas no se pueden producir sin el gluten y sus propiedades formadoras de estructura. Por lo tanto, los intentos de imitar la reología de las masas de trigo se basan generalmente en harina de arroz, harina de maíz, almidón de maíz o almidón de patata

También hay otros ingredientes sin gluten en el desarrollo del producto, como el mijo, legumbres (guisantes, lentejas, soja, etc.) o pseudo-cereales (amaranto, quinoa, etc.). Las propiedades de gelatinización son cruciales en las recetas a base de almidón. El Viscograph-E de Brabender, un instrumento estándar que se ha utilizado en todo el mundo durante décadas, proporciona una imagen completa del comportamiento de gelatinización de los almidones nativos y modificados de principio a fin, incluido el máximo, la temperatura y el tiempo de mantenimiento.

El viscograma muestra de manera confiable y reproducible propiedades tales como ebullición espesa o ebullición delgada, eficiencia de espesamiento, formación de gel, estabilidad y comportamiento de hinchamiento. Esto último es de particular importancia, ya que los componentes adicionales de la receta que controlan el comportamiento del flujo de la masa a través de los ingredientes que se unen al agua rara vez se pueden prescindir de productos sin gluten; estos componentes pueden ser fibras vegetales de psyllium, o espesantes como la hidroximetilcelulosa, goma xantana, goma guar y muchos más.

La mezcla de estos ingredientes con agua generalmente produce masas altamente plásticas, viscoelásticas, que son ‘niños con problemas reológicos’; El comportamiento de amasamiento y la estabilidad de la masa, el estrés mecánico y el grado de ablandamiento, la absorción de agua y la inmovilización cambian con el tiempo de una manera completamente diferente a la que los ‘profesionales del trigo’ están familiarizados en función de su experiencia.

Nueva herramienta Brabender para ‘farinogramas libre de gluten’

El farinógrafo, un instrumento clásico para análisis de laboratorio, proporciona resultados confiables y reproducibles para evaluar las propiedades viscosas de la masa. Sin embargo, en la práctica, la extrema plasticidad de las masas hechas de harinas libres de gluten a menudo ha significado que la capacidad de la mezcladora de medición estaba prácticamente «abierta» en el Farinógrafo

Los ingenieros de Brabender han producido un remedio para esto con su «desarrollo de productos libre de gluten». El FarinoAdd-S300 es una nueva herramienta accesoria cuya ingeniosa simplicidad seguramente impresionará; se puede montar en un Sigma Mixer S 300 existente en tres sencillos pasos.

Para las masas viscoelásticas como estas, que no forman una red de gluten por sí mismas y tienen que ser «forzadas a amasar», el nuevo complemento Farino, un conjunto de accesorios para las mediciones en el Farinograph-TS, evita que la masa Empujando la tapa amasadora abierta durante el amasado.

Un «sello» con un accesorio de clip y un suministro de agua integrado (para Aqua-Inject o bureta) permite que el agua y la harina, que permanecen en el área de medición en el recipiente de la batidora, se mezclen bien en lugar de empujar el material hacia arriba.

Por lo tanto, las mediciones se pueden realizar con éxito de tal manera que los resultados de calidad del Farinógrafo también se generen en este tipo de «masa problemática». La electrónica de medición de alta precisión mide la resistencia de amasado, o el par, actuando en las cuchillas del mezclador de medición como una función de la viscosidad de la muestra, y el software lo registra y registra en línea como una función del tiempo en un diagrama de color claramente dispuesto.

Esto hace posible evaluar el comportamiento reológico de masas amasables, incluso plásticas, en condiciones constantes de acuerdo con los estándares habituales, por supuesto, siempre con vistas a las características de calidad deseadas o buscadas en el producto final.

Debido a las diferentes propiedades típicas de las materias primas, es útil poder establecer el tiempo de prueba y la consistencia objetivo individualmente para cada producto. Se pueden implementar numerosos diseños experimentales individuales en combinación con el software MetaBridge (estándar en el Farinograph-TS).

Esto hace que la nueva herramienta sea interesante para las empresas que están en camino de convertirse (o quieren estar) sin gluten, por ejemplo, los fabricantes de productos horneados y / o mezclas para hornear, la industria de fideos o la industria de golosinas y confitería. Además, las universidades e instituciones de investigación ahora están cooperando cada vez más como proveedores de servicios para la investigación y el desarrollo en este campo de productos.

Estudio de caso de arroz del «laboratorio libre de  gluten Brabender»

Cada inspección de calidad comienza con una molienda hábil. The Break Mill SM 4 de Brabender es un laboratorio de muestra: Compacto, robusto y diseñado para procesar una variedad hasta ahora desconocida de materias primas como la sémola. Por supuesto, todos los tipos de grano se muelen confiablemente a la finura deseada; Además, el nuevo SM 4 está disponible como un molino de laboratorio multifuncional para una variedad de aplicaciones diferentes.

Por ejemplo, se puede usar para moler granos antiguos como el espelta, el trigo emmer o trigo einkorn, así como pseudo-cereales, legumbres, productos de pasta, especias, granos de café o nueces. El programa Quadrumat Junior del programa Brabender también se puede usar para moler arroz y la producción de  harinas

Para una «prueba de arroz libre de gluten», se produjeron harinas de tres variedades diferentes de arroz (basmati, arroz con leche y arborio) usando un molino de laboratorio y luego se probaron con el FarinoAdd-S300 en el Farinograph-TS con los siguientes parámetros: Consistencia del objetivo 500 FE, velocidad 63 rpm, peso 240 g, tiempo de premezcla 60 s. El resultado fue asombroso y le dará a cualquier desarrollador de productos algo en lo que pensar cuando seleccione sus materias primas (consulte las Figuras 5 y 6).

Las tres harinas de arroz de los proveedores de materia prima con valores nutricionales casi idénticos muestran curvas claramente diferentes; esto subraya la practicidad de usar el Farinógrafo para estudiar este tipo de materias primas con respecto a las operaciones de procesamiento.

Ulrike Ito, quien escribió su tesis de licenciatura sobre las posibles aplicaciones del Farinógrafo en el laboratorio de Brabender, comentó: «Estudiar el pudín de arroz y la harina de Arborio fue relativamente poco problemático, porque las curvas son similares a las de la harina de trigo.

‘Sin embargo, el resultado para la harina de Basmati fue significativamente diferente. La absorción óptima de agua fue difícil de determinar con esta muestra. Incluso pequeños cambios en la adición de agua causaron grandes diferencias en la consistencia. A largo plazo, no observamos un ablandamiento claro de la masa, incluso después de un período de medición de 1,5 horas, y también se produjo un notable «pandeo» después de aproximadamente 45 minutos de tiempo de amasado con la adición de cantidades variables de agua y por lo tanto ninguna medición error.

«El ejemplo muestra claramente el potencial de la nueva herramienta para el control de la calidad de los bienes y la producción entrantes y salientes, para la optimización del proceso y, por último, para el» control previo «de las materias primas sin gluten para el desarrollo de productos y recetas.

Para este propósito, se probaron otras harinas sin gluten disponibles comercialmente con el FarinoAdd-S300 en el Farinograph-TS en el laboratorio de Brabender, lo que confirma los potenciales de aplicación realistas.

Perspectivas de futuro para el ‘laboratorio libre de gluten’

Los productos extrusados son los impulsores clave del mercado de golosinas libres de gluten, particularmente en América del Norte y cada vez más en el Lejano Oriente, con un impulso proveniente del este de Asia para apuntar a nuevas texturas de alimentos.

Por lo tanto, los equipos prácticos con dispositivos de extrusión son ahora «herramientas» necesarias para los desarrolladores de productos en la industria alimentaria. Con esta moderna tecnología clave, se pueden preparar a escala de laboratorio productos de aperitivos, cereales para el desayuno, panes, pastas, purés, productos de confitería y alimentos para mascotas de nuevo desarrollo.

Como ‘modelo de nivel de entrada’, Brabender ofrece el extrusor autónomo KE 19, un extrusor de un solo tornillo resistente y de funcionamiento independiente para laboratorios y centros técnicos. Basada en una amplia selección de tornillos y herramientas, esta máquina es la solución ideal para el desarrollo de nuevos materiales y productos, para probar el comportamiento de procesamiento en el desarrollo de recetas y para el control de productos y calidad.

El modelo superior actual de la amplia «familia de extrusoras» de Brabender es el TwinLab-F 20/40, que también se puede usar como un dispositivo independiente: una extrusora de doble tornillo de laboratorio de calidad alimentaria para el desarrollo de materiales y la simulación de procesos.

Cuando se trata de texturizar a través de la extrusión a escala de laboratorio, la matriz de enfriamiento modular de Brabender, introducida como un módulo adicional para extrusoras de laboratorio a principios de año, es una inversión en el futuro, incluso una inversión psicológica.

Este troquel se puede utilizar para producir estructuras similares a la carne a partir de materias primas de origen vegetal (por ejemplo, soja). Por lo tanto, las texturas innovadoras de los alimentos se pueden probar y someter a análisis sensoriales, ya que la sensación en boca de los productos de aperitivos es cada vez más importante para los consumidores.

Por último, pero no menos importante, como con todo en el mundo «libre de gluten»: ¡No hay contacto cruzado! Debido a que todo lo que se aplica a la producción también debe ser una cuestión de rutina en el laboratorio, esto significa un dispositivo de medición dedicado para las materias primas que contienen gluten y uno diferente para las materias primas sin gluten.

(Fuente: Milling and Grain)