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LA FERMENTACIÓN
Su acción sobre las masas panarias G. B. QUAGLIA
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e enti entien ende de por por ferm fermen enta taci ción ón el aume aument nto o del del volumen de la masa mediante la expansión de los gases que se forman antes y/o durante la cocción, proporcionando al producto, una vez cocido, mejores características en cuanto a esponjosidad, aceptabilidad, masticabilidad y digestibilidad. digestibilidad. Los métodos de fermentación pueden ser de tres tipos: biológico, químico y físico. El primero de éstos, es decir la fermentación biológica, es la que se utiliza en la fabricación del pan y otros productos de bollería y pastelería de masas fermentadas. Concreta Concretamente mente vamos a estudiar estudiar este primer primer tipo de fermentació mentación n y examinar examinaremos emos también .Ios defectos defectos que se pueden derivar de la utilización de materias primas poco adecua adecuadas das,, en partic particula ularr de los proble problemas mas que pueden pueden presentar algunas harinas, y los errores que pueden cometerse durante el proceso de elaboración de las masas. La fermentación biológica se produce como consecuencia de la form formac ació ión n de gas, gas, prin princi cipa palm lmen ente te de anhí anhídr drid ido o carbónico carbónico,, producido producido por la fermenta fermentación ción alcohólic alcohólicaa en ausencia de oxígeno, según la siguiente reacción: C6H12O6 + H2O azúcares + agua
2C2H5OH + CO2 alcohol etílico + anhídrido carbónico
Además de la producción de anhídrido carbónico y alcohol etílico se forman también otros compuestos secundarios (ácidos, alcoholes superiores, ésteres, aldehídos..)
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La temperatura a la que se lleva a cabo la reacción desempeña un rol importante en la actividad fermentativa de las levaduras
que tienen una importancia considerable por lo que respecta a la calidad organoléptica del producto acabado. Los microorganismos que efectúan este tipo de reacción son los Saccharomyces cerevisiae que pertenecen al género de los Saccharomyces. Durante el proceso de elaboración del pan, sobre todo en el caso de utilizar masa madre o masa fermentada, además fermen enta taci ción ón alco alcohó hólilica ca se prod produc ucen en tamb tambié ién n de la ferm fermentaciones relacionadas con la presencia de otros tipos de microorganismos, como el Saccharomyces exiguus, el Lactobacillus brevis y el Pediococcus sp. Los tipos de azúcares que constituyen la fuente de energía para los Saccharomyces y que son por estos fermentados son, sobre todo, los azúcares azúcares simples, glucosa y fructosa, que pueden derivar de una de las siguientes vías: a) Los azúcares existentes en la harina, en un porcenta je aproximado del 1,1 %. b) La maltosa derivada del almidón c) El azúcar eventualmente añadido. Teniendo en cuenta que las levaduras afectan sobre to do a los azúcares simples, es decir, a la glucosa y la fructosa, los otros tipos de azúcares complejos deberán, antes de ser utilizados, simplificarse mediante la acción de enzimas diversas.' La maltos maltosa, a, por ejempl ejemplo, o, obteni obtenida da por la degrad degradaci ación ón enzimática del almidón (alfa y beta amilasas), es conducida al interior de la célula de la levadura por acción de otra enzima, la malto permeasa, y luego transformada por otra enzima existente también en el interior de dicha célula, la maltasa, en glucosa. azúcar simple utilizable directamen te
por la levadura según la reacción a la que ya nos hemos referido. Así como en el caso de la levadura prensada destinada . a la panificación nos encontramos ante un cultivo prácticamente puro de la especie Saccharomyces cerevisiae, Icuando se emplea como agente de fermentación la masa madre, otras especies de levadura contribuyen también a la fermentación, como Saccharomyces exiguus, lactobacillus brevis, mycoderma acética y el butírico.
TEMPERATURA y PH La temperatura (1) a la que se lleva a cabo la reacción desempeña un rol importante en la actividad fermentativa de las levadu levaduras ras.. Se puede puede consid considera erarr que la veloci velocidad dad de fermentación es proporcional a la temperatura, entre 20° y 40°C, por encima de 40°C la velocidad empieza a disminuir. Particularmente los Saccharomyces cerevisiae presentan una actividad óptima entre 26° C y 30°C, pero ya a 35°C se puede evidenciar una disminución de la actividad, hasta tal punto que dicha temperatura no debería ser superada en el caso de que la levadura se disuelva con agua caliente antes antes de la prepar preparaci ación ón de la masa. masa. La fermentac fermentación ión láctica presenta, sin embargo, su temperatura óptima a los 20°C, mientras que para la butírica su máximo será de 35°C. También el pH de la masa influye sobre la actividad fermentativa con un intervalo óptimo entre 4,8 y 5,2, según el tipo de producto.
EL AGUA Y LA SAL Otros factores, como la calidad del agua y la sal, repercuten también sobre el poder fermentativo de las levaduras. La calidad del agua, más que ejercer una influencia en la actividad de la levadura, provoca diversas acciones sobre las propiedades físicas de la masa. Por ejemplo, en el caso de utiliza utilizarr agua agua demasi demasiado ado dura dura se obtend obtendrá rá un gluten gluten tenaz y rígido, mientras que el empleo de agua dulce comportará la formación de un gluten viscoso. (El agua dulce es la que contiene menos de 0,6 g de sales por litro). Por lo que respecta a la sal, en las cantidades en que esta sustancia es empleada normalmente -2 % respecto a la harina aproximadamente- no parece tener influencia en la actividad fermentativa de las levaduras. Se ha po dido
LA FERMENTACIÓN Su acción sobre las masas panarias evidenciar que es la fermentación de la maltosa la que sufre una ,disminución en el caso de utilizar cantidades elevadas de sal.
DOSI DOSIS S DE LEVA LEVADU DURA RA EN LA PANIFICACION En la panificación la dosis de levadura utilizada es, en general, de 2,5 Kg por 100 kg de harina o por 60 litros
de agua. agua. Sin embargo, embargo, normalment normalmente, e, el porcentaje porcentaje
varía en función del tiempo de fermentación requerido y del tipo de clima. El sistema de incorporación de la levadura a la masa no repercute demasiado en la fermentación panaria. Ést Ésta se pued puede e utili tilizzar, ar, o bie bien desm desmen enuz uzad ada a directamente en la amasadora o previamente disuelta en una una dete determ rmin inad ada a cant cantid idad ad de agua agua y lueg luego o vertiéndola en la amasadora. De lo dicho hasta ahora se deduce la importancia que presenta la calidad de la levadura en relación a la calidad del producto acabado.
CALIDAD DE LA LEVADURA
las especies perteneciente pertenecientess a este género presentan característi racterísticas cas fermentati fermentativas vas similares, similares, pues hay algunas algunas que actúan sólo sobre un tipo de azúcar y otras sobre dos o más. Por esta razón es necesario saber que la especie ee revisiae, que es la más represent representati ativa va en la levadu levadura ra prensad prensada, a, transforma la glucosa o dextrosa y la fructosa. Estos dos azúcares no están presentes, de forma natural, en la harina y, por lo tanto, en las masas, pero aparecen por la acción que provocan las enzimas en las moléculas más complejas, constituyentes de la harina, como el almidón y la maltosa, o son añadidos como ingrediente de la masa, como el caso del azúcar. Exponemos Exponemos a continuaci continuación ón una tabla representati representativa va de todas las reacciones que se producen antes o durante la fermentación (*). En definitiva, las enzimas presentes en las harinas y en la malta (amilasas) transforman el almidón en maltosa y ésta a su vez es transformada por las enzimas (maltasa) presentes en la levadura en dextrosa, dextrosa, la cual, junto a la derivada de la sacarosa y la fructosa, se transforma por acción de la zimasa en anhídrido carbónico, alcohol y sustancias aromáticas. La calida calidad d de la levadu levadura ra depend depende e sobre sobre todo, todo, de la pureza de la especie, característica que debe ser garantizada por el fabricante. y que repercute, concretamente, en la actividad fermentativa del producto. Una escasa capacidad fermentativa de cierto tipo de levadura puede ser debida a la poca pureza del producto
Para la fermentación de las masas panarias se utiliza levadura del tipo Sacharomyces. Sin embargo, no todas
ENZIMA
FUENTE
a-amilasa
Harina Malta Fúngica Harina Malta
¡3-amilasa
SUSTRATO
PRODUCTOS
Almidón dañado
Almidón soluble Dextrinas
Dextrinas
Maltosa Dextrosa Dextrosa Fructosa Anhídrido carbónico Alcohol Compuestos de aroma
. Maltasa Invertasa
Levadura Levadura
Maltosa Sacarosa
Zymasa
Levadura
Dextrosa Fructosa
*Estas enzimas no están admitidas en la legislación española como aditivos de las harinas, pero sí formando parte de los mejorantes empleados normalmente en panaderra. Ver «Influencia de los mejorantes sobre las harinas españolas». Alvaro Pinedo. MOLlNERIA y PANADERIA n? 933. Di ciembre 1987.
LA FERMENTACIÓN Su acción sobre las masas panarias mismo, lo que se evidenciará por adquirir ésta una coloración diferente de aquélla característica blancogrisácea. La actividad de la levadura, aunque sea ésta de máxima pureza, puede verse comprometida por una mala conservación. La levadura debe estar constituida por células en su mayor parte vivientes y de la especie cerevisiae, sin la adición de almidón y féculas, con una humedad no superior al 75 %, cenizas no superiores al 2,5 % Y con una acidez que no sobrepase los 5 grados. Factores como la humedad, el aire y la temperatura reperc repercute uten n en el estado estado de conser conservac vación ión y, por lo tanto, en la capacidad fermentativa de la levadura. La levadura se verá afectada rápidamente si su contenido en humedad es superior al 75 por ciento. También el aire que haya que .dado en el producto, si no ha sido expulsado mediante la compre compresió sión, n, puede puede compro comprome meter ter su calida calidad, d, en cuanto que permite la respiración de las células con producción de calor, que repercutirá negativamente en el estado de conservación. La temp temper erat atur ura a de cons conser ervac vació ión n pres presen enta ta una una notable importancia en cuanto que puede influir en la calid calidad ad de la leva levadu dura ra;; de hech hecho o la leva levadu dura ra se deteriora a temperaturas superiores a los 20 De, y de forma más rápida cuanto más elevada es la temperatura, mientras que, por el contrario, se muestra resistente a una baja temperatura. Su conservación es aproximadamente de 15 días a una
temperatura de 4 de y con una humedad relativa entre el 80 % y el 85 %. Tiempos de conservación más' prolongados se pueden pueden obtener a 1°C y con una humedad relativa entre el 90 y el 92 por ciento.
La levadura levadura puede conservarse conservarse también también congelada congelada y en ese caso la duración de conservación puede alcanzar los tres meses. A una temperatura ambiente, la levadura deberá conservarse en lugares frescos y aireados durante períodos no superiores a los quince días. En definitiva, la capacidad de fermentación de la levadura depende, sobre todo, de los cuidados con los que se conserve y del modo en que se manipule en el momento de su utilización, teniendo siempre en cuenta que estamos en presencia presencia de células células vivas, sensibles sensibles al calor, a las sustancias químicas, al aire y al pH. Para Para profun profundiz dizar ar en este este aspect aspecto, o, señala señalamos mos a continuación las precauciones que debemos tener en cuenta para tener una levadura de óptima calidad: 1) Es necesario planificar la reserva de levadura de forma que ésta pueda ser utilizada en el período máximo de un mes. De hecho, la capacidad de fermentación de la levadura tiende a disminuir con el tiem tiempo po.. Las Las leva levadu dura rass viej viejas as pres presen enta tan n una una actividad inferior a aquéllas jóvenes. 2) Una vez abierto el envoltorio de la levadura, ésta será utilizada en el tiempo más breve posible. La utilización
de levadura cuyo paquete ya esté abierto y se haya dejado a temperatura ambiente en el obrador producirá un desarrollo limitado de las masas panarias. 3) La levadura deberá conservarse en cámaras frigoríficas a una temperatura entre 4° C y 15° C, y no deberá somete someterse rse a cambio cambioss térmic térmicos, os, así así como como tam tampoco
conservarse nunca en ambientes cálidos. La disposición ideal, en el frigorífico, se realizará en estantes de rejilla en los cuales las cajas o los panes de leva levadu dura ra pued puedan an colo coloca cars rse e opor oportu tuna name ment nte e distanciados entre sí, de forma que se garantice una buena buena refrig refrigera eració ción n y óptima óptima ventil ventilaci ación, ón, y de este este modo se produzca al míni mo el riesgo de formación
de moho. . Es acons aconsej ejab able le,, adem además ás,, que que la levad levadur uraa se
del frig frigor oríf ífic ico o algu alguna nass hora horass ante antess de su saque del utilización, de forma que ésta pueda adquirir de nuevo
su equilibrio con la temperatura ambiente. 4) En la mayoría de los casos se suele emplear la levadura desmenuzándola directamente en la harina de la amasadora; sin embargo, el mejor sistema sería el de disolverla en agua y luego verterla en la masa. De todos modos, en esta técnica, la disolución de la levadura levadura no se deberá efectuar jamás jamás con agua caliente, a una temperatura superior a los 35º C, puesto que que a alta altass temp temper erat atur uras as las las célul células as sufre sufren n una una disminución de la actividad fermentativa e incluso, por encima de los 60 De, mueren en uno o dos minutos. 5) Debemos señalar también, que la actividad de las levaduras puede disminuir por la acción de algunos ingredientes y por eventuales aditivos. En contra contra,, pequeñ pequeños os porcen porcentaj tajes es de azúcar azúcar por ejem ejempl plo o del del 4 %, com como puede ueden n llev llevar ar algu lgunos nos pane paneci cillllos os,, prod produc ucen en un efec efecto to de ayu ayuda a la fermentación y a su regularidad. Una Una acci acción ón inhib inhibititor oria ia sobr sobre e la acti activi vida dad d de las las levadur levaduras as la produc producen en los conser conservan vantes tes químic químicos. os. Sustancias conservadoras como el ácido sórbico (2) y el ácid ácido o prop propió ióni nico co (3) (3) y sus sus resp respec ecti tiva vass sale sales, s, dism dismin inuy uyen en la capa capaci cida dad d de ferm fermen enta taci ción ón de la levadura. Por lo tanto si estas sustancias se emplean es acons aconsej ejab able le util utiliz izar ar una una mayor mayor cant cantid idad ad de levadura.
LEVADURA SECA ACTIVA y LEVADURA INSTANTANEA En estos últimos años han aparecido en el mercado una serie de nuevos tipos de levaduras, particularmente la levadura seca activa. Este tipo de levadura está constituida por Saccharomyces cerevisiae, pero las células son desecadas de modo que pueda obtenerse una humedad inferior al 8 %.
En la panificación, la dosis de levadura utilizada es, en general, de 2,5 kilos por 100 kg. de harina o por 60 litros de agua
Existen en el comercio, también, tipos de levadura seca activa obtenidas de cepas de distinto género, las cual cuales es resu resultltan an part partic icul ular arme ment nte e adec adecua uada dass para para productos de pastelería porque además de ser muy resist resistent entes es a la desecac desecación, ión, mantie mantienen nen íntegr íntegra a su capacidad de fermentación en altas concentraciones de azúcar y en presencia de algunos inhibidores, como son son los los prop propio iona nato tos, s, adit aditiv ivos os util utiliz izad ados os como como conservantes en los productos de bolIería. La levadura seca activa presenta también una mayor estabilidad de conservación a temperatura ambiente respecto a la levadura prensada. De hecho, mientras ést ésta últi últim ma pier pierde de más del 6 por por cien cientto de su capa capaci cida dad d de ferm ferment entac ación ión en dos dos sema semana nass de conservación a 4° C, la levadura seca activa pierde alrededor del 73 por ciento de su actividad después de un mes de conservación a temperatura ambiente. Una operación fundamental es la de la rehidratación de
la levadura seca activa, durante el curso de la cual es necesario tener en cuenta varios aspectos.
MODO DE EMPLEO DE LA LEVADURA SECA ACTIVA A cuatro partes de una solución azucarada (constituida (constituida por cinco partes de azúcar y 95 partes de agua) llevada a una temperatu temperatura ra de 35-38 °C, se añadirá añadirá una parte de levadura seca activa, o bien más simplemente, disolver 100 gramos de levadura seca en medio litro de agua caliente a 38° C en la cual se hayan disuelto previamente alrededor de 25 gramos de azúcar. Se dejará reposar durante 10 minutos, luego se agitará
Factores como la humedad, el aire y la temperatura repercuten en el estado de conservación y, por lo tanto, en la capacidad fermentativa fermentativa de la levadura
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hasta obtener una suspensión homogénea, la cual deberá ser empleada antes de 10 minutos después de la preparación.
DOSIS DE EMPLEO Para calcular la levadura seca que se debe añadir a la masa se deberá tener en cuenta que ésta equivale a tres veces la actividad de un peso equivalente de levadura prensada, es
decir, 300 gramos de levadura seca corresponden a
900 gramos de levadura prensada. Además, es necesario tener en cuenta que la cant cantid idad ad de agua agua util utiliza izada da para para dilu diluir ir la levad levadur ura a deberá ser sustraida del total de la cantidad de agua establecida en la receta.
CONSERV ACION La levadura seca se conserva en ambientes frescos y secos y, una vez iniciada la utilización de un envase, ésta no deberá estar en contacto con el aire y deberá consumirse rápidamente.
CONTROL DE LA ACTIVIDAD FERMENTA TIV A DE LAS HARINAS MEDIANTE LA REGULACION DE SU ACTIVIDAD AMILASICA El almidón, ya sea en su forma natural o bien afectado por la rotura de la molturación, molturación, es transformado, transformado, como ya se ha dicho, dicho, en azúcar azúcares es fermen fermentad tados, os, como la glucos glucosa a y la maltosa, por la acción de la alfa amilasa, Asimismo, el almidón deteriorado, presente entre un 4 % y un 8 % según el diagrama de molturación utilizado, puede ser transformado en maltosa por la beta amilasa. De cuanto se ha dich dicho o se pued puede e comp compre rend nder er cómo cómo la fuerz uerza a fermentativa puede variar de harina a harina según el grado de deteri deterioro oro del almidó almidón n y por la presen presencia cia de enzima enzimass amilolíticas. La alfa amilasa contenida en el trigo puede ser insuficiente o excesiva. El primer caso puede ser debido al cultivo del grano en un clima seco; el segundo caso es consecuencia de condiciones condiciones climatológ climatológicas icas de cultivo cultivo particularm particularmente ente húmedas, o bien cuando el trigo se ha conservado en un ambiente húmedo durante un tiempo prolongado.
La capacidad de fermentación de la levadura depende, sobretodo, de los cuidados con los que se conserve y del modo en que se manipule en el momento de su utilización
Además, también el almidón, como ya se ha dicho anteriormente, puede repercutir en la calidad panificable de una determinada harina, en cuanto que las amilasas presentan una escasa acción sobre el almidón íntegro, como se puede observar en el grano de trigo, mientras que resultan más activas en el almidón llamado deteriorado que se obtiene después de la molturación y, por lo tanto, está en la harina misma. Cuan Cuando do una una hari harina na pres presen enta ta una una esca escasa sa acti activi vida dad d amilolítica es posible intervenir añadiendo malta diastásica o productos a base de enzimas amilolíticas. Más difícil resulta la posibilidad de corregir en el trigo una elevada elevada actividad actividad enzimática; enzimática; intervencio intervenciones nes de ese tipo pued pueden en prov provoc ocar arse se medi median ante te una una modi modififica caci ción ón en el programa de molturación , de forma que disminuye lo máximo posible el deterioro del almidón, con la finalidad de compensar, aunque sea parcialmente, el elevado contenido de alfa amilasas, es decir, un proceso de tratamiento con el calor del trigo o de la harina de modo que se pueda reducir la actividad de la enzima, o bien, a nivel panificador, utilizando cantidades inferiores de levadura, trabajando con masas a temperaturas más bajas y disminuyendo la duración de la fermentación.
MECANISMO DE ACCION DE LA LEVADURA EN EL PROCESO DE PANIFICACION PANIFICACION Después de haber analizado los principales fenómenos que pueden repercutir en la fermentación panaria, examinaremos a continuación la acción de la levadura en las distintas fases de la panificación y, es decir, durante el reposo tras el amasado, en el transcurso de la fermentación final y en la cocción.
Reposo en artesa Durante esta primera fermentación tienen lugar una serie de fenómenos que pueden sintetizarse aquí de la siguiente manera: a) Producción de anhídrido carbónico y alcohol a partir de los azúcares existentes en la harina. b) Disolución del anhídrido carbónico. c) Formación en la masa de la maltosa, que se empezará a ser utilizada.
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En la mayoría mayoría de los casos se suele emplear emplear la levadura, levadura, desmenuzándola desmenuzándola directamente en la harina de la amasadora. De todas formas, el mejor sistema sería el de disolverla en agua y luego verterla en la masa
Fermentación final En esta segunda fase de la fermentación se lleva a cabo: a) Desarrollo de la masa relacionada principalmente con la fermentación de la maltosa.' . b) Estructura alveolar de la masa con formación de una red proteica continua, asociada a los lípidos y a las pentosanas. c) Equilibrio entre la viscosidad y elasticidad de la masa. d) Difusión del anhídrido carbónico.
Cocción Durante esta operación se producen los siguientes fenómenos:
FERMENT FERMENT ACION ACION EN PASTELERIA En pastelería es importante tener en cuenta el efecto de los azúcares añadidos según cada receta receta.. Los tipos de azúcar más comunes son la sacarosa (azúcar común) y el jarabe de glucosa de alto porcentaje de fructosa y lactosa. En general, cuando la cantidad de azúcar añadido supera el 5 % respecto a la harina, se produce una ligera disminución de la actividad fermentativa. La cantidad de anhídrido carbónico formada por la actividad fermentativa es máxima para la sacarosa, seguida luego por la glucosa, la fructosa y la maltosa, y tiende a aumentar hasta alcanzar el máximo con un 3-4 % para, luego, comenzar a decrecer si se incorporan valores superiores de azúcares a la masa.
Este fenómeno fenómeno de la disminución disminución de la actividad fermentativa tativa según ciertas concentraciones concentraciones de azúcar-está azúcar-está relacionado con un aumento de la presión osmótica, y a este respecto se pueden hacer las siguientes observaciones: - La presión osmótica es proporcional al número de las moléculas y, por lo tanto, a la cantidad de azúcar disuelto en el agua de la masa, por lo que la adición de jarabes de glucosa con alto porcentaje de fructosa genera una presión osmótica superior a aquella debida a la adición de análoga cantidad de sacarosa. Por ello con sacarosa (azúcar común) se obtienen masas con mayor poder fermentativo. - Además, cuanto más rica en azúcar es una receta, tanto menor es la cantidad de agua, con un relativo aumento de la pres presió ión n osmó osmótitica ca y, por por lo tant tanto, o, con con redu reducci cción ón de la capacidad de fermentación. - Por último, la lactosa no es fermentada por la levadura, por lo que añadirla no supone un desarrollo del anhídrido carbónico, aunque sí repercute en el aumento de la presión osmótica y, por lo tanto en la disminución de la capacidad de fermentación de la levadura, tal como testifican numerosos trabajos de investigación que han puesto en evidencia cómo el añadir lactosa tiene un efecto negativo en el desarrollo de las masas panarias. (De «L'Art Bianca»)
1. Ver «Levaduras: la calidad a simple vista.» MOLlNERIA y PANADE RIA
908. Noviembre 1985.
(2). Números E-200, E-201, E-202 Y E-203. (3). Números E-281 y E-282.
En pastelería es importante tener en cuenta el efecto de los azúcares añadidos según cada receta: Los tipos de azúcar más comunes son la sacarosa (azúcar común) y el jarabe de glucosa de alto porcentaje de fructosa y lactosa.
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