Universidad Nacional Autónoma de México Escuela Nacional Preparatoria Plantel #2 “Erasmo Castellanos Quinto”
Integrantes del equipo: Escorcia Márquez Heber Betsabe García Basilio Jesús Adrián Hernández Rosales Edgar Ricardo Martínez del Castillo Ashley Alejandra
Grupo: 600c Profesor: Pablo González Yoval Temas Selectos de Biología Trabajo de Investigación.
Microbiología industrial “Levadura saccharomyces cerevisiae”
Introducción: En el presente trabajo de investigación se darán a conocer los aspectos relacionados con la elaboración de pan utilizando la levadura saccharomyces cerevisiae. Los cereales y los productos obtenidos a partir de ellos, por ejemplo el pan, son la base de la alimentación en muchas poblaciones del mundo. Se estima que la elaboración del pan data de hace 6000 años; en ese tiempo se empleaban dos piedras para moler los granos, pues no se conocían los molinos. El grano molido era mezclado con agua o leche y después horneado. Al igual que otros procesos, el del pan se descubrió por accidente, al dejar pasar un tiempo antes de hornear la mezcla. La incorporación de los microorganismos presentes en el medio - responsables del esponjamiento de la masa- se originaba desde la molienda de los granos. La tecnología de la panificación tuvo un gran avance durante el siglo XVIII, después de la producción industrial de la levadura; a partir de este desarrollo tecnológico se produce el pan en la gran variedad de estilos y sabores que se conocen. Es importante mencionar que el gas para esponjar los productos horneados no siempre se deriva de una fermentación. Muchos son esponjados químicamente adicionándoles “polvos de hornear”, sustancias que, en contacto con la masa, producen dióxido de carbono. A otros, se les incorpora aire, el cual se expande durante el proceso del horneado. Algunos productos son esponjados por la generación de vapor y varios gases en el interior de la masa, cuando se calientan dentro del horno.
Objetivo: Reconocer 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.
Desarrollo: LOS INGREDIENTES UTILIZADOS EN LA ELABORACIÓN DEL PAN. Un pan de buena calidad es suave cuando se mastica, pero lo suficientemente firme para que se pueda cortar en rebanadas; su aspecto y su sabor deben ser atractivos. Los ingredientes utilizados en la elaboración de pan son pocos, sin embargo, cada uno de ellos cumple una función fundamental en el proceso; los principales son: la harina de trigo, la sal, la levadura y el azúcar, aunque, en algunos casos, se agrega agua y grasa. En el cuadro 1 se presentan los materiales, y las cantidades empleadas, para la elaboración del pan (Hernández, 2003). Cuadro 1. La formulación del pan. Cantidad Ingredientes Harina de trigo Sal Azúcar Levadura seca Manteca vegetal Agua
% (p/p) 58.48 1.17 2.92 1.17 1.17 35.09
LEVADURA. La levadura que se utiliza en la panificación es la saccharomyces cerevisiae. Su temperatura óptima de crecimiento varía entre los 22 y los 29ºC, y no sobrevive a más 53ºC. Se puede almacenar a temperaturas de 7ºC o menores. Fermenta una solución de azúcar con una concentración inferior al 12%; se inactiva cuando la concentración de azúcar supera el 15%, por la presión osmótica del medio (García, 1995). La función de la levadura durante la fabricación del pan es generar dióxido de carbono, a partir de los azúcares provenientes de la harina de trigo o los que se le adicionan. Además, la levadura produce otra serie de compuestos que contribuyen al sabor y al valor nutritivo del pan, a causa de su alta composición proteica.
Para producir la levadura a escala industrial, los sustratos empleados son, por lo general, melazas fortificadas con sales de amonio. Las melazas contienen un 50% de azúcar, así como sales y compuestos orgánicos (García, 1995).
Imagen 1. Levadura saccharomyces cerevisiae (García, 1995).
PRODUCCIÓN DE LA LEVADURA. La producción de levadura a escala industrial, se puede resumir en las siguientes etapas: el tratamiento previo de la melaza, la obtención del inóculo de
la
levadura,
y
la
separación
y
deshidratación
de
la
levadura
(Hernández,2003). A continuación, se incluye una descripción de ellas. a) El tratamiento previo de la melaza. La melaza se disuelve en agua y, luego,
se
esteriliza
por
calor
para
impedir
el
desarrollo
de
microorganismos diferentes a la levadura. Una vez estéril, la melaza se agita por medio de la introducción de aire comprimido estéril, y se deja reposar con el fin de que las sustancias mucilaginosas (Viscosas) sedimenten.
Después,
el
líquido
sobrenadante
se
separa
por
decantación, se le agregan sales de amonio, y se le ajustan el pH a 4.5 y la temperatura a 21ºC; así, se convierte en el medio de cultivo en el que se desarrollara la levadura (Hernández, 2003). b) La obtención del inóculo de levadura. El cultivo puro de levadura se obtiene en el laboratorio por inoculación del microorganismo en placas de Petri, con sustratos de agar. Cuando hay crecimiento en la placa, se trasladan las células a matraces pequeños, tipo erlenmeyer, que
contienen líquidos azucarados obtenidos por hidrólisis. Para aumentar poco a poco la escala del proceso, cada vez se utilizan recipientes de mayor volumen (10, 100, 250, 700 y 2500 L) según se requiera (Hernández, 2003). c) La reproducción de la levadura. La reproducción de la levadura se realiza en un recipiente de fermentación grande (alrededor de mil litros) que contienen melazas como sustrato. La cantidad de levadura que se utiliza en la inoculación es de 75 a 100 Kg. Después de la fermentación, que dura entre 9 y 12 horas, la levadura aumenta cinco veces su peso original (pesa entre 365 y 500 Kg). Conforme avanza el proceso, es necesario suministrar una mayor cantidad de oxígeno para las levaduras; de otra forma, el medio se tornará aerobio (que no utiliza oxígeno en su metabolismo) y la levadura, en lugar de reproducirse, convertiría los azúcares en alcohol (Hernández, 2003). d) La separación y la deshidratación de la levadura. La separación de la levadura del medio de fermentación se hace, generalmente, por centrifugación seguida de decantación; luego, se lava con agua y se deshidrata utilizando vacío. Posteriormente, 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 (Hernández, 2003).
PROCESO DE ELABORACIÓN DEL PAN. El proceso de elaboración consta de las siguientes etapas. AMASADO.
Sus objetivos son lograr la mezcla íntima de los distintos ingredientes y conseguir, por medio del trabajo físico del amasado, las características plásticas de la masa así como su perfecta oxigenación (Mesas, 2002).
Imagen 2. Etapa de amasado en la elaboración de pan (Mesas, 2002).
DIVISIÓN Y PESADO. Su objetivo es dar a las piezas el peso justo. BOLEADO. Consiste en dar forma de bola al fragmento de masa y su objetivo es reconstruir la estructura de la masa tras la división. REPOSO. Su objetivo es dejar descansar la masa para que se recupere de la desgasificación sufrida durante la división y el boleado, ésta fase puede ser llevada a cabo en las denominadas cámaras de bolsas, en las que se controlan la temperatura y el tiempo de permanencia en la misma (Mesas, 2002).
FORMADO Se da la forma de acuerdo al tipo de pan que se esté produciendo. FERMENTACIÓN.
Una vez que se han mezclado la levadura y el resto de los ingredientes, empieza la fermentación de la masa. La levadura utiliza los azúcares (como sustrato) y el aire (atrapado en la masa durante el mezclado) para su reproducción. Una vez que se acaba el aire, la levadura empieza a generar dióxido de carbono y alcohol (Hernández, 2003). Los objetivos de la fermentación son la formación de dióxido de carbono para que al ser retenido por la masa ésta se esponje, y mejorar el sabor del pan como consecuencia de las transformaciones que sufren los componentes de la harina. En un sentido amplio la fermentación se produce durante todo el tiempo que transcurre desde que se han mezclado todos los ingredientes (amasado) hasta que la masa ya dentro del horno alcanza unos 50ºC en su interior (Mesas,2002). La fermentación del pan ocurre en diversas etapas. La denominada “fermentación primaria” empieza a ocurrir justamente tras el amasado y se suele dejar la masa en forma de bola metida en un recipiente para que repose a una temperatura adecuada. Durante esta espera la masa suele adquirir mayor tamaño debido a que la levadura (si se ha incluido) libera dióxido de carbono (CO2) durante su etapa de metabolismo: se dice en este caso que la masa fermenta. La masa parece que se va 'inflando' a medida que avanza el tiempo de reposo. La temperatura de la masa durante esta fase del proceso es muy importante debido a que la actividad metabólica de las levaduras es máxima a los 35 °C,[1] pero de la misma forma a esta temperatura se produce CO2 a. Es por esta razón por la que la mayoría de los libros de panadería sugieren emplear temperaturas inferiores, rondando los 27 °C lo que supone un reposo de aproximadamente dos horas. La temperatura gobierna este proceso de fermentación, a mayor temperatura menor tiempo de reposo (Mesas, 2002). El final de la fermentación primaria lo indica el volumen de la masa esponjada, la red de gluten se estira hasta llegar a un límite que no puede sobrepasar. En la práctica, J. Mesas (2002), habla de varias fases o etapas en la fermentación:
Prefermentación. Corresponde a la elaboración de la masa madre o de la esponja en los métodos indirectos.
Fermentación en masa. Es el periodo de reposo que se le da a la masa desde que finaliza el amasado hasta que la masa se divide en piezas.
Fermentación intermedia. Es el periodo de reposo que se da a la masa en las cámaras de bolsas tras el boleado y antes del formado.
Fermentación final. Es el periodo de reposo que se da a las piezas individuales desde que se practicó el formado hasta que se inicia el horneado del pan. Esta fase suele realizarse en cámaras de fermentación climatizadas a 30ºC y 75% de humedad durante 60-90 minutos.
CORTE. Operación intermedia que se hace después de la fermentación., justo en el momento en el que el pan va a ser introducido en el horno. Consiste en practicar pequeñas incisiones en la superficie de las piezas. Su objetivo es permitir el desarrollo del pan durante la cocción. COCCIÓN. Se transforma la masa fermentada en pan, lo que conlleva: evaporación de todo el etanol producido en la fermentación, evaporación de parte del agua contenida en el pan. La cocción se realiza en hornos a temperaturas que van desde los 220 a los 260ºC, aunque el interior de la masa nunca llega a rebasar los 100ºC.
IMPORTANCIA ECONÓMICA DE LA LEVADURA saccharomyces cerevisiae.
La levadura saccharomyces cerevisiae es la más importante comercialmente pues presenta muchas variedades con diferentes características que las hacen útiles, para diferentes propósitos. Se usa en panadería, en la producción de diversos tipos de cerveza y vinos y en la producción de alcohol. También ésta levadura puede utilizarse, por su alto contenido de proteínas y vitaminas, como suplemento en la alimentación humana y animal. De ella se pueden obtener sustancias como enzimas, glicerina y compuestos que dan sabores agradables a los alimentos, como saborizantes (García, 1995).
Imagen 3. Productos elaborados con la levadura saccharomyces cerevisiae (García, 1995) Conclusiones: La levadura saccharomyces cerevisiae es importante en la industria y en el comercio, pues se utiliza para producir alimentos como cervezas, vinos, pan, de igual manera aporta nutrientes esenciales para un correcto funcionamiento del organismo como proteínas y vitaminas. La elaboración de pan ha cambiado a lo largo de la historia, ya que se han renovado sus técnicas de producción, la levadura es la responsable del esponjamiento de la masa, además de otorgarle un sabor característico.
Bibliografía:
Hernández, A. (2003). Microbiología Industrial. Costa Rica: Universidad Estatal a distancia. Pp. 177-183. García, V. (1995). Introducción a la Microbiología. Costa Rica: Universidad Estatal a distancia. Pp. 108-116. Mesas, J. (2002). El pan y su proceso de elaboración. Ciencia y Tecnología alimentaria. Vol.3. No. 5. Recuperado el 8 de noviembre de 2011 en http://redalyc.uaemex.mx/pdf/724/72430508.pdf
