Técnicas de Mejoras en las masas fermentadas. Parte 2

La levadura de cerveza es el principal iniciador microbiano utilizado en la preparación de productos de panadería. Además de usarse en la fermentación de las masas, también se utiliza en los procesos de producción de la cerveza, el alcohol, el vino y diversos alimentos fermentados. Saccharomyces cerevisiae es la cepa de levadura comercial más común en las prácticas de fermentación de alimentos. El propósito principal de su uso en el proceso de las masas fermentadas es la producción de dióxido de carbono para su acción fermentadora; sin embargo, no debe subestimarse la contribución de la levadura en la masa mediante la producción de otros metabolitos distintos del dióxido de carbono que influyen directamente en las propiedades de las proteínas del gluten al inducir importantes cambios reológicos durante la fermentación y, por consiguiente, en la calidad del producto final.

El rendimiento de la levadura durante el proceso de fermentación se ve influido por varios factores. Entre ellos: los ingredientes de la masa, las condiciones de fermentación, el tipo de cepa utilizada y las condiciones previas al crecimiento.

La masa de pan es una matriz compleja que influye en la velocidad fermentativa de las células de levadura que consumen los azúcares presentes en ella. Genera metabolitos primarios como el dióxido de carbono y el etanol que son responsables de la fermentación de la masa durante la fase de maduración y del aumento de volumen durante la cocción, y metabolitos secundarios como el glicerol, los compuestos aromáticos y los ácidos orgánicos que tienen un impacto importante en todo el proceso. Hay que tener en cuenta que 1 g de azúcares se convierten principalmente en alcohol (0,48 g), dióxido de carbono (0,48 g), pequeñas cantidades de glicerol (0,002-0,003 g) y trazas de compuestos (0,0005 g), incluidos alcoholes, ésteres, aldehídos y ácidos orgánicos. El dióxido de carbono se disuelve en la mezcla hasta que se satura. Posteriormente, el exceso en el estado gaseoso conduce a la formación de burbujas que hacen que la masa se eleve.

Además de este efecto, la fermentación influye en la forma en que las proteínas del gluten interactúan en la masa y en el estado de agregación que se genera, y es plausible suponer que estos efectos pueden ser inducidos por metabolitos secundarios y en particular por el ácido succínico.

El ácido succínico es responsable de los cambios de pH en la masa e influye de manera significativa en las propiedades reológicas del gluten, lo que conlleva una disminución de la estabilidad de la masa y una reducción de la extensibilidad. Al mismo tiempo, se ha observado un aumento de la capacidad de retención de agua de la harina en función de la concentración de ácido succínico, y una drástica disminución de la aglomeración de gluten.

Estos resultados sugieren que su presencia en la masa puede provocar un aumento de las cargas positivas en las moléculas de gluten, lo que da lugar a una repulsión electrostática dentro y entre las moléculas de las mismas proteínas. En tal caso, se debilita las interacciones y se podría impedir la formación de nuevos enlaces, haciendo la masa menos extensible y con más fuerza, inclusive, el efecto tras la cocción, en la boca, deviene mucho más masticable y digerible. Agregar que un producto hecho con esa técnica y tipo de fermento, es difícilmente comparable con otro y, al tiempo, equivale a una mayor expectativa de venta (para el productor) y de mejor digestión (para el consumidor).

Varias son las investigaciones sobre los mecanismos subyacentes a los cambios en las propiedades de la levadura producidos durante la fermentación, no obstante, es evidente que en condiciones normales, la acumulación y el porcentaje de metabolitos secundarios se producen gradualmente, en especial durante los procesos de fermentación de corta duración. En estos casos, serían insuficientes para conseguir los efectos descritos anteriormente, que sí se producen en la fermentación anaeróbica resiliente (AR).

A diferencia del método clásico de producción de masas fermentadas, la Saccharomyces cerevisiae puede emplearse en condiciones anaeróbicas totales en las que las células sin oxígeno dependen de la fermentación para obtener su energía; más concretamente, cuando se dispone de oxígeno, la S. cerevisiae se multiplica de forma óptima, contrario en condiciones de ausencia de oxígeno, donde expulsa rápidamente gases (principalmente dióxido de carbono), alcohol (principalmente etanol) y metabolitos secundarios.

El oxígeno es un factor muy importante pues representa un nutriente para el crecimiento de la levadura, y debe ser suministrado en grandes cantidades para optimizar la reproducción, el crecimiento celular y prevenir o minimizar la excreción de subproductos. A través de la selección de las cepas y las condiciones de fermentación, la producción de levadura comercial se basa en la optimización de las condiciones de crecimiento. Así, se quiere obtener una biomasa de levadura óptima que tenga una gran capacidad cuando se incorpore a la masa, de utilizar glucosa, sacarosa o maltosa lo más rápido posible y formar gas inmediatamente.

No olvidemos que lo que se necesita en la masa fermentada es una alta actividad enzimática y de gasificación. Por lo tanto, en ese momento, resulta muy importante acelerar el crecimiento logarítmico de la levadura, minimizar la excreción de etanol y limitar el crecimiento de microorganismos no deseados como las levaduras silvestres o los contaminantes bacterianos. En la anaerobosis el metabolismo de la levadura pasa de ser respiratorio a fermentativo. La S. cerevisiae puede utilizar la glucosa en condiciones anaeróbicas, pero tendrá dificultades para crecer, ya que la ausencia de oxígeno no permite la síntesis de ciertos compuestos que sirven a la funcionalidad de las membranas celulares.

En condiciones naturales, cuando se agota el oxígeno la respiración se vuelve anaeróbica y la levadura produce dióxido de carbono y etanol, la velocidad de crecimiento de las células disminuye y la velocidad de fermentación aumenta. El impacto de una fermentación anaeróbica forzada y estricta, en la que, la condición anaeróbica se produce muy rápidamente, podría conducir a una maximización del proceso de fermentación, descomposición y metabolización; de igual modo, a la producción de metabolitos secundarios que afectarán el desarrollo de aromas y la digestibilidad del producto final.

Para ello se ha utilizado el método de fermentación anaeróbica resiliente (AR) en las siguientes propuestas:

1. Masa utilizando Saccaromyces cerevisiae (levadura de cerveza comercial) como iniciador (Capítulo 1).
2. Masa obtenida usando masa madre natural como iniciador (Ver Experimento 2 abajo).
   3. Aplicación directamente a una masa madre natural 100% hidratada (Ver Experimento 3 abajo).

Los materiales incluyen harina panificable de W 220, agua sin cloro, sal, iniciador, fermentador con válvula de esclusa de aire y medidor de pH 206-pH2.

Experimento 2. Masa obtenida usando masa madre natural como iniciador

Medición del pH de la masa madre, igual a 3,85. Masa con harina de trigo blando tipo 1 W 270, 20% de masa madre, 75% de hidratación, 2% de sal. Autólisis 1 hora, masa en batidora planetaria pH 5,26 al final del amasado.

La masa se dividió en 4 partes de igual peso, colocadas en 4 recipientes de vidrio idénticos, diferentes por el tipo de cierre. El primero cubierto por un paño, el segundo por una bolsa de plástico con una banda de goma, el tercero sellado con junta y tapa, el cuarto con válvula Airlock para la fermentación anaeróbica resiliente. Esperando a que la masa doble, que ocurrió al mismo tiempo para las 4 muestras. Evidente condensación en vasos privados de suministro de oxígeno.

Después de 4 horas a 22°C se midió el pH de la masa fermentada: masa cubierta por un paño (pH 4,58 y temperatura 26°C), masa cubierta por una bolsa de plástico con un elástico (pH 4,06 y temperatura 26,8°C), masa sellada con junta y tapa sin fuga de gas (pH 4,02 y temperatura 26,7°C), masa con válvula Airlock para la fermentación anaeróbica resiliente con fuga de gas (pH 3,99 y temperatura 26,7°C).

Por lo tanto, se dictaminó que la temperatura era inversamente proporcional al pH. Una disminución de los valores de pH corresponde a un aumento de la temperatura, una posible indicación de una fermentación más vigorosa. Bolsas de aire evidentes y pronunciadas en todas las muestras de masa. Preformas con pliegues, formando y dejando a 4°C TC durante 12 horas. Cocer con vapor en un horno máximo a 250°C durante los primeros 3 minutos y luego bajando temperatura a 210º. Después de 20 minutos la temperatura interna era de 99°C., por lo que, fin de la cocción,

Experimento 3. Aplicación directamente a una masa madre natural 100% hidratada

Se refrescaron 200 gramos de masa madre natural líquida con 100 gramos de harina de tipo 1 220 W y 200 gramos de agua. Se introdujo un recipiente herméticamente cerrado con válvula de esclusa para una fermentación anaeróbica resiliente. La duplicación tuvo lugar tras 4 horas a una temperatura de 27°C.

Luego usamos para amasar un pan en un porcentaje del 20%. Desarrollo de las conclusiones de los beneficios en la masa madre, al final del estudio.

Posibles aplicaciones del proyecto y conclusiones

El objetivo de este trabajo era verificar si el método de fermentación anaeróbica resiliente, aplicado a 3 sistemas diversos, aportaba mejoras de calidad al producto final. En el Experimento 1 se evaluaron los parámetros: aspecto visual, estructura completa, y masticabilidad.

Las diferencias más relevantes se encontraron en las variables corteza y masticabilidad.
Aunque no había diferencias de color, la corteza del pan hecho con la masa fermentada en el recipiente cubierto de plástico era normal, dura. El que se encuentra en el recipiente cubierto con la tela fue grueso y crujiente, el pan del recipiente con el cierre hermético, grueso y crujiente, mientras que el está en el recipiente sometido a una fermentación anaeróbica resiliente, lo valoramos de fino y crujiente, casi cristalino.

La masticación y la disolución rápida en boca constituyen aspectos cuyas diferencias son mayores, ya que el pan elaborado con esa masa, sometida a fermentación AR, tenía una rápida disolución, sensación de derretirse en la boca.

En el Experimento 2 las 4 muestras produjeron panes de forma regular, con sección uniforme y bien desarrollados (ligeramente superior el adelanto de los 3 panes en diferentes condiciones anaeróbicas). Corteza dorada, tendiendo a marrón, delgada, quizás un poco más oscura en el pan con la masa cubierta de tela (quizás más azúcar disponible, gracias a la presencia de oxigeno). Miga de color crema homogénea en todas las masas, con un alveolado mediano pero irregular en los 3 panes en condiciones anaeróbicas, más estrecho y regular en el pan cubierto con tela.

El olor es a trigo y se puede percibir la diferencia de acidez en el pan con masa sometida a fermentación AR, con un carácter más marcado y ligeramente picante (ácido láctico), pero para nada desagradable. La AR también mostró menos resistencia al partir la pieza y a la mordedura que en las otras muestras. En la boca se derrite, hay una rápida disminución de volumen con poca saliva, no es pegajosa ni pastosa. Las otras mezclas también tenían una excelente masticabilidad pero la diferencia era perceptible. En el pan con masa sometida a fermentación AR se encontró un peso final ligeramente inferior y una mayor pérdida por evaporación.

En el Experimento 3 la aplicación de la técnica en la masa madre y en la valoración del producto acabado, logró que reconociéramos más suavidad y una acidez más marcada. La diferencia más importante aquí se puede ver en la vida útil del pan, ya que después de 6 días estaba perfectamente conservado.

La degradación de las moléculas y, en particular, de las proteínas de los cereales en la fermentación de los productos de panadería es un fenómeno relacionado con la acidez. La acidificación y reducción de los enlaces de disulfuro de proteína aumentan la actividad de las proteasas de los cereales y la accesibilidad del sustrato.

Hay que decir asimismo que las condiciones absolutas de la anaerobosis resiliente podrían ser la base de un metabolismo de fermentación óptimo, en el que se amplifiquen los procesos de descomposición y fermentación que darían lugar a un producto horneado con cualidades organolépticas excepcionales. El sistema de escape de la esclusa de aire protegería contra la acumulación de gas, que en ciertas concentraciones podría tener el efecto contrario, es decir, inhibir la propia fermentación.

Por otra parte, los importantes efectos de la acidificación en la masa se muestran también en los sistemas de fermentación con masa madre y levadura natural, en donde la acción del ácido láctico y del ácido acético produce profundos cambios reológicos.

El sistema de fermentación aneróbica resiliente, aplicado a la masa madre, determina una mayor producción de ácido láctico y aumenta el metabolismo de fermentación de las levaduras. Así se confirmó en la experimentación sobre la masa madre sólida, realizada por la bióloga Silvia Marras, involucrada en la investigación y formulación de una tesis que explique los procesos en base a este innovador sistema. Dicho sistema advierte una mayor confirmación de una óptima acidificación en el Experimento 3 llevado a cabo por el panadero Domenico Pezzimenti, profesional del sector desde hace 35 años. En esta prueba la contribución que el proceso podría significar a la calidad del producto es notable, en sistemas basados en Saccaromyces cerevisiae.

En tal sentido, en la prueba 1, realizada por el creador Josep Pascual, se permite aplicaciones universales y ventajosas en cualquier entorno de producción, yendo a aumentar significativamente la calidad del producto final.

Sin lugar a dudas, la técnica empleada en este estudio lograría mejoras significativas en la calidad nutricional y la digestibilidad aplicando el método a una amplia gama de productos en base a masas fermentadas, desde el pan dulce, panes comunes, hasta las pizzas y los productos derivados de las masas enriquecidas, tipo brioche, hamburguesas, etc.

Aunque se desconoce en parte el mecanismo de este efecto en la reología de la masa, algunos estudios sugieren que los metabolitos secundarios, en particular los ácidos orgánicos, son elementos clave de los productos fermentados de calidad superior.