¿Qué función tiene el gluten en los alimentos?

Si el gluten provoca problemas a las personas intolerantes, hacer productos sin gluten tendría que ser tan fácil como cambiar de harina.

En lugar de utilizar harina de cereales que contienen gluten (trigo, cebada, centeno y avena-con-matices), sencillamente usándola de otro origen el resultado tendría que ser…¿parecido?.

Ni muchísimo menos.

Precisamente es el gluten el responsable de que la textura del pan o los bizcochos sea tal como la conocemos.

¿Has intentado hacer unas magdalenas con harina de maíz? Entonces ya sabes de lo que te hablo.

Pero, ¿por qué el gluten es tan importante cuando elaboramos una masa?

¿Qué es el gluten?

Hemos oído hablar tanto de él, que explicar a estas alturas qué es exactamente puede parecer el colmo de la reiteración.

Pero verás que es imprescindible conocerlo a fondo para entender por qué tiene un papel tan importante (y tan difícil de sustituir).

Desde el punto de vista de la legislación, para el Códex Alimentarius (puedes descargar la norma aquí) y para el Reglamento 828/2014  (que adopta exactamente la misma definición) el gluten es “una fracción proteínica del trigo, el centeno, la cebada, la avena o sus variedades híbridas y derivados de los mismos, que algunas personas no toleran y que es insoluble en agua así como en solución de cloruro sódico de 0,5 M”.

Es una descripción que sirve para establecer normas sobre la información que deben dar los productos alimentarios sobre su contenido en gluten, tecnológicamente nos dice poco.

Pero ya nos indica ante qué tipo de compuestos nos encontramos: tiene carácter proteico.

El grano de los cereales no es uniforme, está compuesto por varias zonas que se diferencian en su composición.

La parte superficial es el salvado. Tiene varias capas: las más externas forman el pericarpio, a continuación están las cubiertas de la semilla y la epidermis nuclear y la más interna, que rodea toda la semilla, es la capa de aleurona.

Es el 14% del peso del grano.

Está compuesto fundamentalmente por fibra y se retira en el proceso de refinado de la harina (salvo en la elaboración de harinas integrales).

Las vitaminas y minerales del grano se localizan principalmente en el pericarpio (sí, cuando consumes harina refinada estos nutrientes se han perdido).

El germen del grano es el embrión de la semilla, la parte reproductiva de la que nace una planta nueva y supone sólo el 2,5-3,5% del grano. También se retira en el refinado (se mantiene en las harinas integrales).

En el germen se concentran la mayor parte de los lípidos del grano. También contiene proteínas y vitaminas del grupo B.

El endospermo es la parte de la semilla que proporciona los nutrientes para la germinación. Aporta el 82% del peso y es la parte que se emplea para elaborar la harina. Está formado principalmente por almidón, aunque también hay proteínas y una pequeña cantidad de lípidos.

Si vemos el grano en su conjunto, el compuesto más abundante es el almidón (entre un 60 y un 68%), seguido de las proteínas (del 7 al 18%), la fibra (entre el 2 y el 2,5%) y los lípidos (de un 1,5 a un 2%).

La harina refinada se obtiene a partir del endospermo exclusivamente y la harina integral incorpora también el salvado y el germen.

En cualquiera de los dos tipos de harina las proteínas no suponen una gran proporción en peso, pero esa pequeña cantidad es la clave para elaborar la masa.

No todas las proteínas del grano son iguales. Para distinguirlas se usa tradicionalmente la clasificación de Osborne, que consiste en diferenciarlas según su solubilidad:

1. Albúminas: solubles en agua.
2. Globulinas: insolubles en agua pero solubles en disoluciones salinas diluidas e insolubles en disoluciones a altas concentraciones.
3. Prolaminas: solubles en alcohol al 70%. Son las responsables de la reacción adversa al gluten. Dependiendo del cereal se denominan gliadinas (trigo), hordeínas (cebada), secalinas (centeno) o aveninas (avena). Son monoméricas (simples, de bajo peso molecular)
4. Gluteninas: solubles en ácidos o bases diluidas. Son poliméricas (de alto peso molecular, formadas por la unión de monómeros) y pueden tener alto peso molecular o bajo peso molecular.

Actualmente la clasificación divide la fracción prolamina en tres: ricas en azufre, pobres en azufre y de alto peso molecular. Este sistema no se corresponde exactamente con la clasifición en monómeros (prolamina) y polímeros (glutenina).

Las albúminas y globulinas suponen entre el 15 y el 20% del total de proteínas y tienen función estructural y metabólica.

O lo que es lo mismo, forman parte de la arquitectura del grano o intervienen en reacciones bioquímicas (son enzimas, proteínas asociadas a ácidos nucleicos o glucoproteínas) durante la germinación.

Como has visto previamente, la legislación define el gluten considerando la posibilidad de que desencadene una reacción adversas e incluye las proteínas del trigo, centeno, cebada y avena.

Sin embargo, las propiedades funcionales de estas proteínas son muy distintas dependiendo del cereal y la realidad es que las únicas que consiguen formar una masa elástica, firme y moldeable son las del trigo (gluteninas y gliadinas) y en menor medida las del centeno (gluteninas y secalinas).

Por eso a partir de este punto te hablaré de las propiedades del gluten refiriéndome al del grano de trigo.

Las gliadinas y gluteninas son las responsables de la formación del gluten en el amasado.

Las gliadinas y gluteninas representan entre el 80 y el 85% del total de las proteínas y son las que nos interesan hoy: son las que forman el gluten.

Son proteínas de almacenamiento (reservan aminoácidos para el desarrollo del embrión) y están en el endospermo alrededor de los gránulos de almidón.

Lógicamente su función en el grano no tiene nada que ver con darle textura al pan.

Pero resulta que tienen unas características especiales que hacen que el pan o la bollería sean tal como los conocemos.

Formación del gluten

Cuando hacemos una masa hay tres actores protagonistas: el agua, las proteínas del gluten y el almidón.

Cuando la harina está seca las proteínas permanecen inmóviles y estables. Son moléculas largas y en forma de espiral.

Las gliadinas y gluteninas no son solubles en agua pero sí se adhieren a ella. En el momento que añadimos agua para empezar el amasado estas proteínas cambian de forma y aparecen enlaces entre ellas: arranca la formación del gluten.

Las gluteninas pueden forman enlaces disulfuro (enlaces fuertes y estables) con otras gluteninas y las gliadinas sólo forman enlaces disulfuro internos, estabilizando su propia estructura.

Cuando amasamos, la fuerza despliega la estructura espiral de las proteínas y las alinea. Las gliadinas y gluteninas se van estirando y los enlaces que tenían se van rompiendo. Se crean nuevos enlaces que poco a poco estabilizan las cadenas para ir formando una red.

Al amasar cambiamos la configuración de las proteínas, que se van alargando.

Esta red es el gluten y su estructura será una columna central de gluteninas de alto peso molecular unidas entre sí por puentes disulfuro (enlaces covalentes fuertes). A esta columna se añaden gluteninas de bajo peso molecular por el mismo tipo de enlace.

Las gliadinas son las responsables de la plasticidad del gluten porque se unen a las gluteninas por enlaces no covalentes débiles (puentes de hidrógeno) y permiten que las gluteninas se desplacen unas sobre otras sin establecer enlaces entre sí.

Cuando ejercemos fuerza estirando la masa estamos estirando también la estructura espiral de las proteínas. En el momento que se deja de hacer fuerza, las gluteninas de alto peso molecular se contraen y la masa vuelve a su forma compacta.

Por eso la masa es elástica.

Este proceso es lo que se conoce como desarrollo del gluten y el resultado es una masa que se puede estirar sin romperse y recupere su forma (ojo con amasar en exceso, el sobreamasado rompe las cadenas del gluten y la masa pierde sus cualidades, se vuelve pegajosa -y es irreversible-).

La elasticidad del gluten, esa capacidad para volver a su forma original, se relaja. Con el paso del tiempo los enlaces débiles que se establecen entre las proteínas se van rompiendo por la tensión física que se genera al hacer la bola de masa.

De esta forma la masa se va haciendo más manejable, que es una característica deseable ya que de otra manera sería muy difícil de trabajar.

Atrapados en esta red estarán el almidón y el agua. Como el almidón es soluble en agua, podemos “extraer” el gluten de la masa lavándola.

En este video puedes ver cómo hacerlo (y te sorprenderá ver lo increíblemente elástico que es el gluten)

El almidón es el 70% del peso de la masa. En la cocción del pan, de los bizcochos o de las galletas (o de cualquier otro alimento que se te ocurra y que esté formado por masa) las temperaturas altas y la presencia de agua hacen que el almidón pierda su estructura. Se gelatiniza: los gránulos de almidón absorben agua y se hinchan de forma irreversible.

La esponjosidad de la masa se debe a las burbujas de gas.

Durante el amasado el aire se incorpora a la masa. Posteriormente, estas burbujas crecen y se expanden ayudadas por otras: las que aparecen durante la fermentación alcohólica de los hidratos de carbono con levaduras o por la adición de levaduras químicas (son un ácido y una base que en contacto con el agua reaccionan liberando CO2).

Las burbujas dejan de crecer en el momento que chocan con la pared rígida que forman el almidón y el gluten. El vapor de agua que contienen las burbujas las hace estallar y se forma una red de galerías internas que da la esponjosidad final.

Modificando la estructura del gluten

Ya tenemos la base para preparar innumerables alimentos: todo tipo de pan, pastas, hojaldre, galletas, bizcochos, rosquillas…

Pero está claro que estos productos son completamente distintos entre sí.

Y no es solo una cuestión de sabor, es que la textura de unos y otros no tiene nada que ver.

Aquí entran en escena dos variables importantes: el tipo de harina (¿te suena el concepto “fuerza de la harina”?, ahora lo veremos) y los ingredientes que se le añaden (y que hacen mucho más que dar sabor dulce o salado).

El poder de la fuerza

La fuerza de la harina en realidad es una medida de la energía que soporta la masa de harina antes de romperse (en este artículo de Panarras se explica perfectamente).

Como hemos visto que la elasticidad y plasticidad de la masa dependen de las proteínas del gluten, a mayor porcentaje de proteínas mayor será la fuerza de la harina.

El Real Decreto 677/2016 establece cuatro clases de harina en función de su fuerza:

1. Gran fuerza: con un mínimo de 14,5% de proteína.
2. Fuerza: al menos 12,5% de proteína.
3. Media fuerza: 10,5% de proteína como mínimo.
4. Panificable: al menos 9% de proteína.

En el amasado, la fuerza de la harina nos dará una red de gluten más o menos desarrollada.

Una harina con más proporción de proteínas producirá un gluten fuerte, capaz de atrapar el agua (hasta el 90% de su peso según su fuerza) y las burbujas de gas del amasado y la fermentación. Así que los productos serán esponjosos. Por eso la harina de fuerza es la ideal para elaborar panes voluminosos, croissants o roscones. Y la de gran fuerza se utiliza para masas que llevan grasas y azúcar como el hojaldre.

La harina con menos fuerza no desarrolla bien la red de gluten. Atrapa poca agua (un 50% de su peso) y gas. Es la que se emplea en alimentos que no necesitan amasado como bizcochos, magdalenas o masa quebrada.

Ahora que ya sabes qué harina es mejor para cada preparación, ¿puedes saber qué tipo de harina compras?

Depende de la voluntad del fabricante.

El Real Decreto 677/2016 indica que se puede incluir la información sobre la calidad panadera de la harina de forma voluntaria.

Muchas veces el envase de harina no especifica la fuerza de la harina (es verdad que es un parámetro que a los consumidores en general no nos da mucha información) pero indica para qué elaboraciones es adecuada: por ejemplo “para fritos y rebozados” o “para repostería”.

Pero, ¿para qué repostería? Porque ya sabes que no toda la repostería necesita la misma fuerza.

La solución es sencilla.

Como el Reglamento 1169/2011 obliga a indicar la información nutricional, puedes saber qué cantidad de proteína contiene y comprar la que mejor se adapte a lo que necesites.

Juguemos con los ingredientes

Los ingredientes que añadimos también van a influir en el desarrollo del gluten (y en la textura de nuestras preparaciones).

¿Qué pasa si añadimos…

1-. Grasa: se debilita la estructura del gluten. Las moléculas de grasa forman enlaces con los bucles de las proteínas del gluten y evitan que las proteínas se unan entre ellas.

2-. Azúcar: igual que la grasa, se une a las proteínas e impide que establezcan enlaces así que la masa se debilita.

3-. Sal: refuerza la estructura del gluten y favorece la absorción de agua. Mejora el volumen del pan.

4-. Agua: su composición también influye. Si es ácida debilita la estructura y si es alcalina la refuerza. Las aguas duras contienen calcio y magnesio que refuerzan las interacciones del gluten y lo hacen más fuerte.

5.- Sustancias oxidantes: liberan azufre y se establecen nuevos enlaces que hacen que el gluten forme cadenas largas y la masa será más elástica.

Así que…

En una operación tan sencilla como amasar estás provocando cambios fundamentales en la estructura molecular para que el pan o la bollería tengan la textura que tanto te gusta.

En otro post te hablaré de los intentos que ha habido para sustituir la harina de trigo por harina de cereales sin gluten (aunque ya podrás intuir que el proceso no es sencillo). Si no se forma el gluten…¿cómo se puede conseguir una masa?

Los resultados han sido variopintos (pero afortunadamente ya hay productos que se aproximan bastante a la estructura de las masas de trigo).

¿Eres de los que disfrutan elaborando masas? ¿Te habías planteado que sustituir la harina de trigo fuese tan complejo? Cuéntamelo en los comentarios.

¿Pensando en pasarte a la dieta sin gluten?

Si no eres celiaco te interesa este artículo.

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