MICROBIOLOGIA MICROBIOLOG IA DE LA FERMENTACIÓN DEL PAN 1. INTRODUC INTRODUCCIÓN CIÓN Y ANTECEDENTES NTECEDENTES : El proceso enzimático de más trascendencia en la fabricación del pan es la ferm fermen enta taci ción ón pana panari ria. a. La obte obtenc nció ión n de un pan volu volumi minos noso, o, de miga miga uniformemente alveolada, de color satisfactorio, etc., no sólo depende de la calidad de la harina empleada, sino que también viene condicionada por el adec adecua uado do cont contro roll de toda toda una una seri serie e de tran transf sfor orma maci cion ones es quím químic icas as y enzimáticas que reciben el nombre de fermentación y que tienen lugar desde que comienza el amasado hasta los primeros momentos de la cocción. esde un punto de vista estrictamente químico, la fermentación panaria no es diferente de la fermentación alcohólica del vino o de la cerveza, aunque en la práctica presenta caracteres distintivos que !ustifican su estudio particular. "osotros empezaremos por estudiarla de un modo general para luego e#aminar su papel en la fabricación del pan. El grano molido era mezclado con agua o leche y después horneado. $l igual que otros procesos, el del pan se descubrió por accidente, al de!ar pasar un tiempo antes de hornear la mezcla. La incorporación de los microorganis microorganismos mos presentes en el medio % responsables responsables del espon!amient espon!amiento o de la masa% se originaba desde la molienda de los granos. La tecnología de la panificación tuvo un gran avance durante el siglo &'(((, después de la producción producción industrial de la levadura) a partir partir de este desarrollo desarrollo tecnológico tecnológico se produce el pan en la gran variedad de estilos y sabores que se conocen. Es importante mencionar que el gas para espon!ar los productos horneados no siem siempre pre se deri deriva va de una una ferm fermen enta taci ción ón.. *ucho *uchoss son son espo espon! n!ad ados os químic químicame amente nte adicio adicionánd nándoles oles +polvo +polvoss de hornear hornear,, sustan sustancias cias que, que, en cont contact acto o con con la masa, masa, produ produce cen n dió# dió#ido ido de carbon carbono. o. $ otros, otros, se les les incorpora aire, el cual se e#pande durante el proceso del horneado. $lgunos productos son espon!ados por la generación de vapor y varios gases en el interior de la masa, cuando se calientan dentro del horno.
2. MA MARC RCO O TEO TEORI RICO CO:: $ diferencia de la amilolisis y la proteolisis, procesos enzimáticos ya descritos por nosotros, la fermentación es catalizada por enzimas que no forman parte de la harina de trigo, sino que han de ser aportados por agentes e#teriores tales como las levaduras. Estas son microorganismos unic unicel elul ular ares es ampl amplia iame ment nte e util utiliz izad ados os en dive divers rsas as ferm fermen enta taci cion ones es indust industria riales les.. E#iste E#isten n numero numerosas sas especi especies es de estos estos microor microorgan ganism ismos, os, pudiendo encontrarse levaduras salva!es en el aire, en el suelo, en la
superficie de distintos frutos, etc. En las variadas aplicaciones se utilizan levaduras especialmente seleccionadas. En panadería se utiliza principalmente la levadura de destilería, que es de la especie saccharomyces cerevisiae, aunque en tiempos se utilizó la destinada a cervecería, de menor poder fermentativo. En la actualidad se seleccionan razas de levadura especialmente adaptadas a la fermentación de los az-cares originales de la harina y de aquellos otros liberados como resultado de lo que en términos generales llamamos acción diastásica. La actividad fisiológica de la levadura no se reduce a la transformación de productos fermentescibles, sino que simultáneamente ésta sufre una multiplicación más o menos intensa.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA BACTERIA: ertenece al grupo de las levaduras) estos son organismos eucarióticos unicelulares y por lo tanto sus estructuras se encuentran formadas por pared celular, n-cleo diferenciado y organelos como ribosomas y mitocondrias. La formación de una cápsula de polisacáridos, la ausencia o presencia de vacuolas y el desarrollo de las mitocondrias dependen de las condiciones fisicoquímicas y de la edad del cultivo. Taxonóm!am"n#" #"n"n $a% %&'"n#"% Ca(a!#"()%#!a%: R"no: /ungi D*%ón: $mastogomycota C$a%": $scomycetes S'+!$a%": 0emiascomycetidae O(,"n: Endomycetales Fam$a: 1accharomycetaceae S'+-am$a: 1accharomycetaidae Gn"(o: 1accharomycesEspecie 2 1. cerevisiae 3omo un microorganismo perteneciente al grupo de las levaduras, comparte con ellas las siguientes. 3aracterísticas2 • • • • • • •
imensiones 4micras5 6 7 8 9iempo de duplicación 4horas5 : % ;p0 4rango óptimo5 6,< % <,< "itrógeno 4=5 >,< % 8,< roteína 4=5 ;< 7 6< ?cidos "ucleicos 4=5 @ 7 :A 3arbohidratos 4=5 ;B
resenta colonias de color crema o blanco, apariencia h-meda y brillante de bordes irregulares y con un olor suigéneris. La temperatura óptima de crecimiento está entre los A< a;B C3. uede producir ascosporas cuando hay requerimientos nutricionales adecuados. 1us dimensiones son de A,< a :B Dm de ancho y 6,< a A: Dm de largo. *icroscópicamente se observan redondas y ovoides, elipsoides, a veces cilíndricas y filamentosas.
/ermentan glucosa, galactosa, sacarosa, maltosa yrafinosa. 1u aireación óptima es de B,@ a B, vvm. En presencia de o#ígeno las cepas pueden metabolizar sustratos como glicerol, etanol y lactato. En cuanto a su composición química, contienen un ><=de agua y un A<= de materia seca apro#imadamente. La composición de la materia seca es la siguiente2 3omponentes orcenta!e4=53eniza >3arbohidratos 6;roteína 68Frasa A 1us ascas contienen cuatro esporos parten o génicos , esto se puede comprobar utilizando la tinción de 1chimGell modificada por *c 3heng 43arreHo y'illanueva, ABB>) /a!ardo y 1armiento.
REPRODUCCIÓN: 1e divide por gemación y puede tener una reproducción ase#ual cuando se encuentra en su forma haploide y de manera se#ual cuando, a partir de un cigoto, se forma un asca que contiene cuatro ascosporas haploides 4característica de especie5. El apareamiento se#ual de las levaduras sólo puede ocurrir entre células haploides de distinto se#o. 1e definen por tanto dos tipos se#uales2 a y I 4alfa5 La determinación se#ual se debe a la diferencia en un -nicolocus, conocido como *$9 que gobierna el comportamiento se#ual entre células haploides y diploides. En la división por gemación las células hi!as son de tamaHo inferior al de las células madre
METABOLISMO: Jealiza fermentación alcohólica, en la cual el etanol es formado a partir de la %glucosa) éste az-cares convertido en piruvato por la vía de Embden *eyerhof arnas 4glucólisis5. El piruvato producido durante la glucólisis es descarbo#ilado a acetaldehído por la piruvatodes carbo#ilasa, después el acetaldehído es reducido a etanol por la alcohol deshidrogenada.
RE/UERIMIENTOS NUTRICIONALES: Los requerimientos nutricionales mínimos que necesita para su crecimiento son2 • • •
/uente de carbono2 az-cares /uente de nitrógeno2 sulfato amónico, -rea oaminoácidos Kiotina, también llamada vitamina K8 o 0
Sa$"% 0 "$"m"n#o% #(aa. El carbono sirve como fuente de energía y como material constitutivo de la masa celular. El nitrógeno se encuentra en la célula formando parte esencial de las proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos) el fósforo se encuentra en los ácidos nucleicos, en la lecitina y en diversos compuestos fosforilados que participan activamente en los procesos de degradación o#idativa y de intercambio energético 4$9, $, $*, "$5.
RE/UERIMIENTOS FÍSICO: 1e ve favorecido por un p0 pró#imo entre 6.B a <.B y no se desarrolla bien en medio alcalino a menos que se hayan adaptado al mismo. $ pesar de la tolerancia bastante amplia de ésta levadura para las variaciones de p0 a partir de los sustratos habitualmente usados en los medios de cultivo, forman productos, en especial ácidos, que influyen en el crecimiento celular, producción enzimática y utilización de glucosa.
. OB3ETI4O: Jeconocer la importancia que tiene la microbiología en la industria, en específico con la elaboración de pan y la levadura con la que se realiza este proceso.
5. DESCRIPCION E6PERIMENTAL: La producción de levadura a escala industrial, se puede resumir en las siguientes etapas2 el tratamiento previo de la melaza, la obtención del inóculo de la levadura, y la separación y deshidratación de la levadura 40ernández,ABB;5. $ continuación, se incluye una descripción de ellas. a. E$ #(a#am"n#o 7("*o ," $a m"$aa. La melaza se disuelve en agua y, luego, se esteriliza por calor para impedir el desarrollo de microorganismos diferentes a la levadura. na vez estéril, la melaza se agita por medio de la introducción de aire comprimido estéril, y se de!a reposar con el fin de que las sustancias mucilaginosas 4'iscosas5 sedimenten. espués, el líquido sobrenadante se separa por decantación, se le agregan sales de amonio, y se le a!ustan el p0 a 6.< y la temperatura a A:C3) así, se convierte en el medio de cultivo en el que se desarrollara la levadura 40ernández, ABB;5. +. La o+#"n!ón ,"$ nó!'$o ," $"*a,'(a. El cultivo puro de levadura se obtiene en el laboratorio por inoculación del microorganismo en placas de etri, con sustratos de agar. 3uando hay crecimiento en la placa, se trasladan las células a matraces pequeHos, tipo erlenmeyer, que contienen líquidos azucarados obtenidos por hidrólisis. ara aumentar poco a poco la escala del proceso, cada vez se utilizan recipientes de mayor volumen 4:B, :BB, A
BB y A< a :BB Mg. espués de la fermentación, que dura entre y :A horas, la levadura aumenta cinco veces su peso original 4pesa entre ;@< y
deshidrata utilizando vacío. osteriormente, se empaca en recipientes sellados herméticamente al vacío o en una atmósfera de gas inerte para impedir el contacto del microorganismo con el medio y, así, mantener su estado de inactivación 40ernández, ABB;5.
9. BIBLIOGRAFIA: •
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