-LAS ENZIMAS EN LA PANIFICACIÓN-
El uso de las enzimas en la panificación
se remonta al año 1850, a medida que se va conociendo las cualidades de la
harina de malta para mantener la miga del pan más húmeda, las
características organolépticas del pan mejora, al mismo tiempo de aporte de
una gran mejora en el aspecto final (color de la corteza) del pan.
cuando a los
panaderos y molineros les va llegando información de que la harina de malta
daba color al pan.
La alfa-amilasa de la
malta de la cebada aumentaba la fermentación con la generación de azúcares
fermentables (maltosa) a partir del almidón.
Más tarde se
descubrió que la enzima activa de la soja blanqueaba la miga y mejoraba la
firmeza del gluten a través de la acción de la lipoxigenasa.
Un siglo después se
descubre que los hongos y bacterias son fuentes de enzimas alimenticias.
La amilasa fúngica se
empieza a utilizar remplazando a la harina de malta ya que en ella no era
controlable su actividad y porque la harina no siempre tiene el mismo contenido
enzimático, ya que esto depende de la humedad del trigo.
El principal avance
con la utilización de la amilasa fúngica fue la facilidad de regulación de
la dosificación de la enzima y de la temperatura: las de la harina de malta
prolongan su efectividad en el horno hasta que en el interior de la miga se
alcanzan los 75°C, mientras que con tras el nuevo descubrimiento de la
amilasas fúngicas se comprueba que su actividad se corta a los 60°C.
La amilasa bacteriana
que empezó a utilizase en las masas fermentadas mostró que la miga era aún
mas húmeda y que conservaba más tiempo el pan fresco, pero
una sobre
dosificación de amilasa bacteriana producía una miga excesivamente húmeda,
lo que ya no era deseable.
Las proteasas de las
plantas (bromelina, papaína...) y las fuentes microbianas que iban apareciendo
en el mercado de la panadería, se usaban para modificar las propiedades del
gluten en ciertas aplicaciones, las cuales en la actualidad se utilizan en
la fabricación de galletas y otras aplicaciones como cuando se quiere
romper el gluten para que sea más manejable.
Los cereales
contienen una serie de enzimas naturales como son las amilasas,
proteasas,
hemicelulasas y lipasas.
Tanto los contenidos
en la harina como los adicionados en el molino o en la panadería, actúan en
las diferentes partes del proceso de panificación.
Su presencia en
cantidades superiores o inferiores a las necesarias afectará a la calidad
del producto final, tanto a su volumen y aspecto, como a su conservación.
La concentración
natural de estas enzimas en los cereales panificables depende en gran
medida de las condiciones climatológicas durante las últimas fases del
cultivo
del trigo.
Si madurado el grano,
éste estuvo expuesto a un ambiente húmedo, se producirá su germinación.
Si por el contrario,
la maduración y recolección del trigo se realizó en clima seco, el
contenido de enzimas podría llegar a ser insuficiente.
Por esta razón y para
resolver esta insuficiencia enzimática es necesario añadirlas a la harina o
a la masa.
Actualmente, la mayor
parte de las enzimas producidas industrialmente para su utilización en los
procesos de panificación se producen mediante fermentaciones
de microorganismos
seleccionados.
Antes, la falta de
amilasas se corregía habitualmente mediante la adición de malta, que no es
más que el producto de la germinación controlada del trigo o de la cebada,
según su destino para la fabricación de pan o cerveza, respectivamente.
¿Qué son las enzimas?
Las enzimas son
proteínas que actúan como biocatalizadores, es decir, se tratan de
compuestos naturales de todos los organismos vivos poseen.
La vida no es posible
sin enzimas ya que muy pequeñas cantidades son capaces de acelerar y
multiplicar reacciones químicas específicas.
Las enzimas
participan de manera importante en la conversión del alimento en la boca,
en el estomago y en el intestino.
En la naturaleza hay
una gran variedad de diferentes enzimas, cada una con su misión específica.
En la industria
alimentaria en general se utilizan más de centenar de enzimas con diferentes
y variados efectos.
El concepto de enzima
se ha ido extendiendo, relacionándolo desde la biotecnología a procesos
industriales (detergentes, productos lácteos, zumos de fruta, tratamientos
de residuos, procesos textiles y, por supuesto, con el tratamiento de la
harina y en los procesos de fabricación del pan).
La tecnología
enzimática consiste en encontrar enzimas con características específicas,
para aislarlas, producirlas de forma económicamente rentable y utilizarlas con la mayor ventaja.
Desde siempre el
hombre ha usado enzimas, sin un conocimiento exacto de qué eran y cómo
actuaban.
La industria produce
las enzimas como lo hace la naturaleza.
Todos los hongos,
levaduras y bacterias contienen gran cantidad de enzimas.
Se obtienen por ejemplo
a partir de hongos que se pueden encontrar en la naturaleza o en las
bacterias (Bacillus subtilis).
Las enzimas, por lo
tanto, no son microorganismos, sino que proceden de ellos.
Las cepas
seleccionadas son cultivadas en condiciones controladas o bien en medios de
cultivo de gran superficie, incluso en tanques de fermentación.
Después de una
profunda purificación y tratamiento se mantienen en forma líquida, o bien
se liofilizan en el caso de que vayan a ser utilizadas en el tratamiento de
la harina o para los mejorantes panarios en polvo.
La
evolución de las enzimas en la panadería:
En los últimos años
las enzimas han tenido un avance significativo en la industria panadera ya
que se han ido limitando en los mejorantes comerciales los principios
activos tradicionales como el ácido ascórbico y los emulsionantes por
diferentes enzimas que pueden actuar casi de la misma forma que éstos.
La cantidad de
enzimas naturales que tiene la harina depende en gran medida de las
condiciones climatológicas durante el crecimiento del cereal.
También las lluvias y
la humedad cuando el grano está a punto de recolectarse conducen a la
germinación, afectando negativamente a la calidad panadera de la harina.
En España normalmente
los trigos tienen poca humedad y en condiciones normales tienen pocas
enzimas.
Pero cada vez se
siembra menos trigo en nuestro país y se importan de fuera trigos que son
más enzimáticos que los nuestros, este hecho ha propiciado que el panadero
haya tenido que cambiar el sistema de cocción bajando la temperatura y
aumentado el tiempo de horneado para evitar los panes chiclosos/gomosos.
Las variaciones en la
calidad enzimática de la harina repercuten en la calidad y regularidad del
pan, esto hace que el panadero deba reconocer aquellos mejorantes panarios
que contienen más o menos enzimas y de diferente calidad para variar en
función de la harina.
Del mismo modo cuando
se utilizan masas en fermentación controlada los mejorantes han de ser
específicos, con diferente formulación no sólo en el contenido de enzimas
sino también en ácido ascórbico y emulsionantes.
En panificación para
que las enzimas generen su actuación necesitan que la harina esté
hidratada.
En el momento en que
se añade el agua en la amasadora comienza lo que denominamos actividad
enzimática de la harina, que consiste en la disgregación de parte del
almidón en azúcares.
Comienzan a actuar
durante el amasado, facilitando la maquinabilidad, regulando la absorción
del agua y asegurando la obtención de una masa más fina, extensible y la
puesta a punto para su mecanización.
La capacidad de
producción de gas es uno de los parámetros importantes para controlar la
calidad de la harina.
De ello depende por
un lado la cantidad de azúcares presentes en la harina y por otro el
contenido enzimático de la misma.
Durante la
fermentación de la masa es cuando la acción enzimática resulta más notable,
proporcionando alimento a la levadura para que gasifique y levante la masa.
En la cocción, y
hasta el momento en que por las altas temperaturas se desactivan, las
enzimas actúan a una mayor velocidad de transformación.
Será durante esta
fase de cocción cuando se fija el volumen, la greña, el color de
conservación, el alveolado de la miga y la blancura de la misma.
La cantidad de dichas
enzimas, así como su procedencia serán factores importantes en la
fermentación, en el impulso del pan en el horno, en el color de la corteza
y en la conservación del pan.
Los
efectos que se pueden obtener en la masa por la aplicación de las enzimas
son los siguientes:
- Reducir el tiempo
de amasado.
- Generar azúcares
para la fermentación.
- Aumentar o disminuir
la extensibilidad de la masa por las oxidasas o proteasas.
- Aumentar la fuerza
de la masa.
- Ajustar el
equilibrio de la masa.
- Reducir la
viscosidad de la masa.
- Mejorar la
conservación.
Las enzimas son
capaces de regular las características de una harina teniendo en cuenta la
aplicación para las que van a ser destinas.
Factores
que influyen en la acción de las enzimas:
La cantidad de una
enzima añadida a la harina reaccionará de forma distinta dependiendo de
varios factores.
Este hecho va a generar
dudas al panadero, porque el comportamiento de las masas será bien distinto
dependiendo de la cantidad de mejorante añadido, ya que es en el mejorante
donde normalmente el panadero adiciona las enzimas a su
pan; a través de un
conjunto enzimático, que incorpora generalmente
también ácido
ascórbico y algún tipo de emulsionante.
Por ello, otros
factores como la acidez de las masas madres, la temperatura de la masa y de
la fermentación, así como la temperatura del horno, tendrán una repercusión
de reacciones bien distintas cuando estos parámetros cambien.
Casi todas las
reacciones químicas de las células son canalizadas por enzimas, con la
particularidad de que cada enzima sólo cataliza una reacción, por lo que existirían
tantas enzimas como reacciones.
Sustratos
disponibles en la harina:
La actividad de una
enzima responde a la concentración del complejo enzima-sustrato.
Es muy importante que
la cantidad de sustrato y enzima estén relacionados. Cuando el sustrato es
limitado, la acción de la enzima es lenta y limitada su reacción; cuando la
cantidad de sustrato es elevada, la reacción será rápida y efectiva.
En una reacción
catalizada por la enzima (E), los reactivos se denomina
sustratos (S), es
decir, la sustancia sobre la que actúa la enzima.
El sustrato es
modificado químicamente y se convierte en uno o más productos
(P).
Efecto
de la temperatura sobre la actividad enzimática:
En general, los
aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas y enzimáticas: por
cada 10°C de incremento, la velocidad de reacción se duplica.
Las reacciones catalizadas por enzimas siguen
esta ley general.
Sin embargo, al ser proteínas, a partir de
cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por la acción del calor.
La temperatura cuya actividad catalítica es
máxima se llama temperatura óptima.
Por encima de esta temperatura, el aumento de
velocidad de la reacción debido a la temperatura es contrarrestado por la
pérdida de actividad catalítica debida a la desnaturalización térmica y la
actividad enzimática decrece rápidamente hasta anularse.
Las enzimas que se utilizan en la panadería
comienzan su actividad desde que se añade el agua en el amasado y terminan
en el horno; si por ejemplo la masa sale de la amasadora por debajo de 25°C,
su actividad es bien diferente a si la masa queda por encima de los 28°C
o más.
Otro ejemplo es cuando la masa se fermenta a
altas temperaturas la actividad varía notablemente.
Si por el contrario la temperatura de la masa
es muy fría o también si la temperatura inicial del horno es baja o al
contrario, muy alta, se va a prolongar o reducir la actividad de las
enzimas.
También las enzimas añadidas a las masas de
fermentación controlada, aún con actividad reducida debido a la baja
temperatura, siguen activas, y tendrán tal repercusión, que si bien se
paraliza la actividad fermentativa de la levadura, prosigue lentamente la
degradación del gluten y del almidón.
La repercusión es que a mayor tiempo de
fermentación baja la fuerza de la masa y
el
colorido y la cristalización del pan una vez cocido aumenta.
Normalmente las enzimas que se utilizan en la
harina y las que el panadero aporta a través del mejorante se
desnaturalizan y se desactivan en torno a los 60°C las amilasas fúngicas,
mientras que las naturales del trigo lo hacen por encima de los 75°C.
El Maestro Francisco Tejero nos resume de forma
gráfica la actividad de la amilasas: fúngicas, natural y bacteriana frente
a la temperatura en las siguientes tablas.
ACTIVIDAD ALFA-AMILASA FRENTE A LA TEMPERATURA
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TERMOCINÉTICA INTERNA DEL PAN A 2,5 CM
Superficie (curva 1). Centro del pan (curva 2)
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S=Inicio
gelatina
Y=Destrucción levadura
Ba=Zona inactiva amilasa bacteriana
Ca=Inactividad amilasa cereal
Fa=Inactividad amilasa fúngica
Cb=Inactividad beta amilasa cereal
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Efecto del pH sobre la actividad
enzimática:
El pH es una medida de la acidez relativa de la
masa.
En procesos con fermentaciones cortas, la
acidez en la que la actividad de las enzimas es óptima se obtiene
difícilmente cuando no se añade una porción de masa madre.
Los aminoácidos que forman las proteínas pueden
estar cargados positivamente o negativamente dependiendo del pH de la masa.
Para un pH neutro (pH=7), la mayor parte de las
proteínas tienen en ambos signos positivo y negativo cargas disponibles a
lo largo la cadena de aminoácido.
Cargas opuestas se atraen y cargas iguales se
repelen.
Ésta fuerza de atracción/repulsión juega un
papel importante en el sostén de toda la estructura de tridimensional de la
proteína, la cual es importante para su funcionalidad. Como la que conforma
una solución estándar de almidón a una velocidad de 1 g/hora a 40°C.
La actividad de las alfa-amilasas de origen fúngico
comerciales se mide en dos unidades:
– FAU (Unidad Fungal Amilasa), que es la cantidad que
dextrinizará una solución estándar de almidón a una velocidad de 1 g/hora a
400°C.
– SKB que mide la capacidad de la enzima para degradar
una solución de almidón puro, a un pH de 4,6, durante 60 minutos a 300°C.
Las macromoléculas:
La capacidad de producción de gas es uno de los
parámetros más importantes a controlar en las harinas comerciales. Depende,
por una parte, de los azúcares libres presentes en la harina, que son los
inicialmente atacados por la levadura al comienzo de la fermentación de la
masa y agotados rápidamente.
La continuidad de la fermentación viene
asegurada por la obtención de azúcares fermentables a partir del almidón de
la harina.
El almidón está formado por largas cadenas
construidas mediante la unión de múltiples moléculas de glucosa.
Existen dos tipos de estas macromoléculas:
Una de cadena recta (amilosa) y otras de cadena
muy ramificada (amilopectina). Físicamente se agrupan estas cadenas,
formando unas estructuras peculiares llamadas gránulos.
Durante la molienda, parte de los gránulos
sufren fisuras y roturas, quedando expuestos a la hidratación masiva así
como al ataque progresivo de las amilasas.
La alfa-amilasa corta las cadenas en unidades
menores, denominadas dextrinas, mientras que la beta-amilasa va separando
de las dextrinas unidades de maltosa. Este azúcar, formado por la unión de
dos moléculas de glucosa, es ya asimilable por la levadura.
Pese a todo, el contenido en alfa-amilasa no es
suficiente para alcanzar el ritmo de fermentación requerido en los procesos
actuales.
Por eso es imprescindible corregir el contenido
enzimático mediante el mejorante.
El efecto principal de las amilasas sobre la
masa es el aumento de la velocidad de fermentación, facilitada por la mayor
producción de gas y por el ligero reblandecimiento de la masa producido por
la liberación del agua absorbida por los gránulos de almidón atacados.
Una dosificación excesiva de amilasas se
traduce en masas pegajosas de difícil manipulación.
Al entrar la masa en el horno, y hasta la
inactivación de las enzimas, se produce una aceleración violenta de las
diferentes reacciones implicadas en la fermentación, aumentando la producción
de gas, dilatándose éste y evaporándose el alcohol y parte del agua de la
masa.
La gelatinización del almidón, mucho más
sensible en ese estado al ataque enzimático, contribuye también.
Las dextrinas no consumidas mantendrán a la
miga más jugosa, pero también determinará la coloración de la corteza.
Tipos
de enzimas utilizadas en panadería:
Las enzimas que nos resultan de interés entre
los propios de los cereales son las amilasas, proteasas, hemicelulasas y
lipasas.
Tanto los contenidos en la harina como los
adicionados en el molino o en la panadería, actúan en las diferentes partes
del proceso de panificación.
Su presencia en cantidades superiores o
inferiores a las necesarias, afectará a la calidad del producto final,
tanto a su volumen y aspecto, como a su conservación.
Amilasas:
El almidón se compone de dos tipos de moléculas
de estructura diferente: la amilosa, que está formada por unidades de
glucosa que forman cadenas lineales, y la amilopectina, cuyas cadenas de
unidades de glucosa están ramificadas.
La producción de azúcares fermentables para la
levadura se realiza mediante la rotura de estas cadenas de moléculas de
glucosa por acción de las amilasas, lo que se denomina hidrólisis
enzimático.
La eficacia de este proceso depende de la
temperatura y del grado de hidratación del almidón, su máximo se alcanza
cuando se gelifica el almidón, en los inicios de la cocción.
Las amilasas presentes en la harina al inicio
del amasado comienzan su actividad en el momento en que se añade el agua.
El almidón roto durante la molturación del
grano de trigo es más rápidamente hidratado, y por tanto, más fácilmente
atacable por las enzimas, éstas actúan en acción combinada: la a-amilasa va
cortando las cadenas lineales en fracciones de menor longitud, llamadas
dextrinas, mientras que la b-amilasa va cortando las cadenas en moléculas
de maltosa, formada por dos unidades de glucosa.
El contenido en dextrinas es importante en la
capacidad de retención de agua y en la consistencia de la masa; si la
harina procede de trigo germinado se produce una excesiva dextrinación y
las masas resultan blandas y pegajosas.
Como el contenido en
beta amilasa del trigo es generalmente suficiente para la actividad
requerida en la fermentación, sólo se controla el contenido de alfa amilasa
de las harinas antes de su utilización.
Para conocer el nivel
de actividad alfa-amilásica se emplean dos técnicas de análisis: el Número
de Caída, cuyos niveles normales están comprendidos entre 250-300 segundos
y el Amilograma, que debe estar comprendido entre 400-600 U.B.
Durante la fermentación continúa la acción de
las amilasas, es por esa razón por lo que en fermentaciones muy largas la
reacción y actividad de la enzima será mayor que en fermentaciones más
cortas.
En el momento de introducir el pan en el horno
aumenta la actividad hasta el momento en que la temperatura interna de la
masa alcanza los límites térmicos de inactivación.
Dependiendo del tamaño de los panes, así como
de la temperatura del horno, después de unos 10 minutos aproximadamente,
las enzimas de la levadura se desactivan y la célula muere.
A medida que aumenta la temperatura de la masa
en el horno (65°C), comienza a producirse la miga del pan, con lo cual, el
almidón se hincha y forma un gel más o menos rígido, en función de la
cantidad de a-amilasas presentes, y de su origen.
De estos dos factores dependerá el tiempo durante
el cual se siga produciendo dextrinización en la masa, en la miga en
formación.
No obstante, una acción excesivamente
prolongada aumenta el volumen del pan con riesgo de derrumbamiento de su
estructura, dando como resultado una miga pegajosa, por el contrario, una
rápida estabilización de la miga dará un volumen escaso.
Cuando el contenido de amilasas, especialmente
de a--amilasas es correcto, se obtiene una influencia positiva no solamente
en el volumen del pan, sino también en su conservación, produciéndose un
efecto de ralentización de la retrogradación del almidón.
Tipos
de amilasas:
La alfa-amilasa:
Puede obtenerse a partir de hongos o de
bacterias.
Se producen por fermentación de una cepa del
hongo Aspergillus níger, y es la más utilizada en la fabricación del pan,
como alternativa a la harina de malta.
Ello es debido al hecho, entre otros, de que la
a--amilasa fúngica tiene una mayor tolerancia a la sobre dosificación que
la de origen cereal, lo que se basa en su desactivación durante la primera
fase de la cocción (60-65°C), por lo que no existe el riesgo de que se
produzca exceso de dextrinas, lo que provocaría migas pegajosas.
La actividad de las alfa-amilasas de origen fúngico comerciales se mide en
dos unidades:
– FAU (Unidad Fungal Amilasa), que es la cantidad que dextrinizará una
solución estándar de almidón a una velocidad de 1 g/hora a 400°C.
– SKB que mide la capacidad de la enzima para degradar una solución de
almidón puro, a un pH de 4,6, durante 60 minutos a 300°C.
La relación entre las FAU y las SKB, es que 1.000 FAU/g aproximadamente
equivalen a 10.000 SKB/g.
Las amilasas de origen fúngico utilizadas en la panadería tienen una
actividad variada que va desde baja actividad 2.500 SKB/g hasta alta
actividad 50.000 SKB/g.
La alfa-amilasa Bacteriana:
Se produce a partir
de la bacteria Bacillus subtilis, y es muy resistente al calor por lo que a
temperaturas de 70 a 90°C alcanza su máxima velocidad de reacción.
El efecto secundario
típico de la amilasa bacteriana es una disminución de la viscosidad del
engrudo del almidón.
La alfa-amilasa de origen cereal (harina de malta):
Su elaboración
consiste en la germinación del trigo para que se movilicen las
alfa-amilasas naturales del grano.
Hasta la década pasada
los mejorantes completos de panificación se formulaban con este tipo de
amilasas.
Estas amilasas se inactivan a 75°C, por lo que en una harina con elevada
actividad enzimática o en el caso de una sobredosificación, esta mayor
estabilidad al calor puede ocasionar los mismos problemas que las harinas procedentes
de trigo germinado.
La Amiloglucosidasa:
También denominada Glucoamilasa se obtiene
también de un hongo, el Aspergillus rhizopus, y actúa sobre las dextrinas
produciendo glucosa , lo que se traduce en una aceleración de la
fermentación.
Pentosanasas:
Estas enzimas actúan sobre las pentosanasas que
son unos polisacáridos distintos al almidón.
Esta reacción de hidrólisis aumenta la
absorción de agua en la masa, aumentando la tenacidad y disminuyendo
ligeramente la extensibilidad.
Los preparados enzimáticos de pentosanasas se
añaden con el propósito de frenar el envejecimiento rápido del pan.
Se ha podido observar que retardan la velocidad
de retrogradación del almidón.
Al mismo tiempo, dichas enzimas retienen agua
durante la cocción y posteriormente este agua puede ser suministrada
gradualmente al almidón, lo que permite mantener más tiempo el pan tierno.
La presencia de pentosanasas hace que se
acelere la formación de la miga, consiguiendo una pronta firmeza de su
estructura, pudiéndose de este modo reducir el período de precocción.
Glucosa-oxidasa:
Esta
enzima en presencia de agua y oxígeno cataliza la oxidación de la glucosa a
ácido glucónico y peróxido de hidrógeno.
Esta transformación favorece la oxidación de
las proteínas, aumentando la tenacidad del gluten, y reduciendo su
extensibilidad.
Su efecto es como el del ácido ascórbico, es
decir la oxidación de las proteínas, pero su acción es inmediata desde el
inicio del amasado no así la del ácido ascórbico que sólo actúa al final
del amasado y en el transcurso de la prefermentación y fermentación.
Los resultados óptimos de la glucosa-oxidasa se
obtienen cuando se mezcla con hemicelulosas y con ácido ascórbico en
dosificación moderada.
Lipasa:
Es otra enzima que se utiliza en panadería en
sustitución parcial de los emulsionantes, sobre todo en aquellos mejorantes
comerciales de pan de molde y bollería de larga conservación.
La explicación la podemos encontrar en la
reacción de las lipasas en las grasas de la harina o la adicionada por el
panadero, las cuales actúan sobre los lípidos hidrolizándolo a
monoglicérido.
En la reacción de la masa y en la calidad del
pan es similar al comportamiento de los emulgentes.
Hemicelulosa:
Es una enzima que no se utiliza sola en los
mejorantes de panificación, sino que es un suplemento/complemento en el
complejo enzimático que se utiliza con diferentes enzimas.
La hemicelulosa actúa sobre la amilasa que se
encuentra en la harina y sobre todo cuando la harina es integral,
provocando una sequedad en la masa que hace que aumente la absorción de la
misma.
Lo más interesante de esta enzima es que
acelera y aumenta la capacidad de coagulación del gluten, lo que es de
interés en los panes precocidos ya que la formación de la miga en la etapa
de precocción la acelera siendo el resultado favorable para la formación de
la miga y evitar así el colapso del pan precocido.
Esta enzima debe siempre estar reforzada por
otras ya que acepta bien el sinergismo, por ejemplo lipasa+hemicelulasa;
esta combinación aumenta la fuerza en la masa y sobretodo la conservación
del producto terminado.
Las celulasas actúan igual que la hemicelulasa.
Xilanasas:
En una hemicelulasa especifica y en particular
endo-1,4-ß-xilanasa se utiliza en la industria de la panificación para
mejorar la textura del pan, el color y el volumen de los productos
horneados.
Amiloglucosidasa:
También denominada glucoamilasa, se obtiene
también de un hongo.
Actúa sobre las dextrinas produciendo glucosa, lo
que se traduce en una aceleración de la fermentación.
Se utiliza en procesos rápidos de panificación
donde se desea que la masa fermente rápidamente, esto ocurre al liberar
glucosas para que la levadura pueda producir el gas desde el inicio de la
fermentación.
Proteasas:
La utilización de enzimas proteolíticas en la
fabricación del pan no es de uso corriente en España, debido a que las
harinas son flojas y extensibles y, en muchos casos la harina ya es
portadora de dichas enzimas provenientes del ataque del garrapatillo en el
trigo.
Las proteasas de origen fúngico son menos
agresivas que las de origen bacteriano y se emplean en las masas
fermentadas, exclusivamente cuando son muy fuertes y tenaces, y en la
fabricación de magdalenas, bizcochos y plum-cakes.
En la fabricación de galletas y barquillos se
utilizan proteasas bacterianas.
En estos casos, su efecto se traduce en un
debilitamiento del gluten, lo que favorece el laminado de la masa y su
expansión sin deformación durante la cocción.
La degradación del gluten ayuda a la obtención
de galletas más crujientes.
En la fabricación de barquillos la viscosidad o
fluidez de la masa aumenta con la adicción de proteasas bacterianas, que
ayudan a la evaporación del agua, lo que repercute en una mayor
productividad y una menor fragilidad.
La galleta es un producto horneado con un
contenido en humedad inferior al 5%. La receta base es grasa, azúcar y
harina; a partir de esta receta las variedades son ilimitadas, no solamente
en la composición de ésta con otros ingredientes, así como, también en su
formato y presentación, rellenos.
La harina que se utiliza en la fabricación de
galletas debe ser de bajo contenido en proteína y con unas propiedades
reológicas muy débiles y extensibles.
No siempre el industrial galletero tiene este
tipo de harina, para ello ha de recurrir a enzimas proteolíticas que tienen
la facilidad de romper las largas moléculas de proteína que forman el
gluten.
Las proteasas de origen bacteriano son las más
utilizadas en galletería.
Otros tipos de proteasas fúngicas atacan el
gluten pero de forma débil, rompiendo algunos enlaces, se utilizan
principalmente en panificación y en la elaboración de cracker.
El uso de papeína (enzima obtenida de la
papaya) en la elaboración de las galletas es para reemplazar el
metabisulfito sódico, que se utiliza en algunos países para suavizar la
masa.
En la fabricación de obleas es imprescindible
emplear harina con muy poco gluten; lo que se consigue con harinas bajas en
proteínas.
Lipoxigenasas:
La harina de soja activa es el principal
portador de la enzima lipoxigenasa.
En la fabricación de pan de molde y pan de
hamburguesas y, en general, en aquellos panes que se desee potenciar la blancura
de la miga está recomendado el uso de entre 5 y 10 g/kilo de harina de soja
activa.
El efecto de la lipoxigenasa sobre el ácido
linoleico, es la formación de hidroxiperóxidos, que producen una oxidación
acoplada de sustancias lipófilas, como los pigmentos carotenoides.
Esta oxidación ocurre durante la etapa de
amasado y da lugar a una miga más blanca y brillante, al mismo tiempo que
aumenta el volumen del pan y que su sabor sea más insípido.
Con la adicción de harina de soja activa se
puede potenciar el efecto oxidante sin modificar en exceso el equilibrio de
la harina, proporcionando ligeramente el aumento de la extensibilidad.
Lactasas:
El azúcar de la leche y sus productos derivados
se denomina lactosa, y es un disacárido, es decir, está formada por dos
azúcares simples: la glucosa, que es fermentada por la levadura,
y la galactosa, que no es fermentada y tiene
poco poder edulcorante.
La lactosa puede ser hidrolizada a estos tipos
de azúcares mencionados por medio de una enzima denominada lactasa. Este
fenómeno de degradación del azúcar de la leche produce un aumento en la
velocidad de fermentación y contribuye a la coloración del pan. En la
fabricación de pan de molde y de hamburguesa, el uso de leche en polvo o
suero potenciará el color de la corteza, disminuyendo así el tiempo de
cocción y manteniendo el máximo de humedad.
Lipasas:
La lipasa es una enzima que libera emulgentes
(mono y diglicéridos de ácidos grasos) a partir de las grasas que contiene
la masa. Esto se traduce en un aumento de la fuerza de la masa, de la
tolerancia en la fermentación y de la conservación. Suelen contener lipasas
los complejos enzimáticos destinados a panes y productos de bollería de
larga conservación.
También reduce o sustituye los emulgentes.
En las masas que van a ser sometidas a un
laminado está recomendado el uso de las lipasas debido a que éstas aumentan
la capacidad de estiramiento y laminado por la formación de
monodiglicéridos, los cuales no solamente actúan sobre la extensibilidad,
sino también en el retraso en el envejecimiento del pan o bollo.
Lipoxigenasas:
La harina de soja activa es el principal portador del enzima lipoxigenasa.
En la fabricación de pan de molde y pan de
hamburguesas y, en general, en aquellos panes que se desee potenciar la
blancura de la miga está recomendado el uso de entre 5 y 10 g/kilo de
harina de soja activa.
El efecto de la lipoxigenasa sobre el ácido linoleico, es la formación de
hidroxiperóxidos, que producen una oxidación acoplada de sustancias
lipófilas, como los pigmentos carotenoides.
Esta oxidación ocurre durante la etapa de
amasado y da lugar a una miga más blanca y brillante, al mismo tiempo que
aumenta el volumen del pan y que su sabor es más insípido.
Se puede conseguir también este efecto oxidante con una dosificación alta
de ácido ascórbico pero resultaría una masa tenaz difícil de mecanizar.
Con la adicción de harina de soja activa se puede potenciar el efecto
oxidante sin modificar el equilibrio de la harina.
Oxidasas:
Glucosa-oxidasa
(GOX)
La glucosa oxidasa en abreviatura GOX es una
enzima que en presencia de agua y oxígeno, cataliza la oxidación de la
glucosa a ácido glucónico y peróxido
de hidrógeno, es decir, agua oxigenada.
Esta transformación favorece la oxidación de
las proteínas, aumentando la tenacidad del gluten y reduciendo su
extensibilidad.
Su efecto es como el del ácido ascórbico:
incrementa la retención de gas y aumenta el volumen del pan.
Aunque a diferencia del ácido ascórbico, la
glucosaoxidasa actúa rápidamente durante el amasado, mientras que el ácido
ascórbico sólo lo hace al final del amasado y durante la fermentación; esto
conlleva una mayor fuerza desde el principio y una mayor absorción de agua.
Después del amasado la presencia de oxígeno
sigue activa en la superficie de la masa.
Como ya hemos dicho, la acción de la GOX cuando
interviene glucosa y oxígeno produce un compuesto oxidante: el peróxido de
oxígeno (agua oxigenada). Esto produce, por un lado, una fuerte oxidación
de la masa que repercute en el gluten aumentado la fuerza.
Por otro
lado, las recetas que contienen alto contenido en grasas, como por ejemplo
el croissant y en general las masas fermentadas hojaldradas, son sometidas
al proceso de congelación una vez fermentadas (bollería prefermentada),
donde la masa esponjada y ya en fase de congelación el oxígeno del túnel
mecánico de congelación oxida las grasas en contacto con la Gox y se
produce un comienzo de oxidación de las grasas que continuará después en
los días siguientes (aunque el producto esté perfectamente envasado),
produciéndose un sabor rancio del producto.
Por tanto hay que recordar que en la bollería
prefermentada cuando se utilizan enzimas oxidasas hay que asegurarse que
las grasas estén bien estabilizadas con aditivos antioxidantes para evitar
el enranciamiento.
Sulfidril-oxidasa (SOX)
Durante el amasado, cuando el aporte de oxígeno
es mayor en la masa, la sulfidril-oxidasa cataliza la oxidación del
glutatión reducido.
En una forma oxidada capaz de reforzar las
propiedades reológicas de las masas.
Glutatión es una pequeña molécula de
proteína formada por aminoácidos presente en cantidad suficiente en la
harina.
El Maestro Francisco Tejero nos resume en la
siguiente tabla los grupos de enzimas y su acción en la panificación.
Grupos
de enzimas y sus acciones en la panificación
Componentes
de la harina
|
Tipo de enzima
|
Reacciones
catalizadoras
|
Mejora
|
Almidón
|
Amilasas de la harina de malta.
Amilasa bacteriana
Amilasas fúngicas
AmilasaArpesguillus oryzae
Almidónmaltosa+dextrina
Amilasa del Bacillus amyloliquefaciens
Almidóndextrinas
Amiloglucosidasa del
Asperguillus niger
Almidónglucosa
Amilasa maltogénica del
Bacilllus amyloliquefaciens
Almidónmaltosa
|
Desintegración del almidón en:
Azúcares, Dextrinas y Maltosas
Maltosa+dextrinas
Dextrinas
Glucosa
Maltosa
|
Características de la masa:
Volumen.
Alveolado.
Color de la corteza.
Equilibrio enzimático de la harina.
Acelera la fermentación.
|
Otros
polisacáridos
|
Pentosanasas:.....................
Hemicelulasas: ...................
Xilanasas: ...........................
Proteasas fúngicas: ............
Oxidasas (Gox y Sox)
Reductasa
|
Desintegración de pentosanas.
Desintegración de hemicelulosas.
Estabilidad de fermentación.
Actúa sobre la fracción soluble
rompiendo la unión con el gluten.
Aflojan la estructura del gluten
|
Como consecuencia,
se produce una mayor
retención de gas y un mayor impulso en el
horno debido
al retraso en la formación de la miga.
Volumen y conservación.
Aumento de volumen y tolerancia en la
Fermentación.
Características de la masa:
Ablandamiento de la
Reductasa estructura del gluten
|
Proteínas
|
Proteasas bacterianas: .......
|
Acortan las cadenas proteicas hasta la
eliminación del gluten.
|
Galletas, craker
|
Lípidos
|
Lipoxigenasas: .................. (mediante
harina de soja sin desgrasar y sin tostar)
Lipasas:..............................
|
Liberan emulgentes a partir de la grasa
contenida en la harina (peróxidos)
|
Blanqueado de la miga y mejora del gluten.
Aumento de la extensividad, conservación del
pan y reduce uso de emulgentes
|
Combinación de enzimas
(sinergismo enzimatico)
La acción en la masa
y las características del pan de dos o más enzimas añadidas en conjunto es
frecuentemente mayor que la suma de los efectos de cada enzima por sí sola,
produciendo un interesante sinergismo.
El mismo sinergismo
es observado en el uso de las enzimas además de otros aditivos, tales como
ácido ascórbico y los emulsionantes.
Las industrias de
fabricación de enzimas se esfuerzan en preparar diferentes complejos
enzimáticos capaces de cubrir por sinergismo la carencia de una enzima
para suplantarla con
otra enzima añadida.
Los procesos tan
variados y la gran cantidad de panes que fabrica la panadería actual hace
que estas combinaciones de procesos enzimáticos se vayan especializando en
función de las variedades de panes a los que van dirigidos y al grado de
automatismo que requiera la masa, una mayor o menor fuerza o equilibrio.
Complejos
enzimáticos:
La combinación de
diferentes enzimas con los aditivos tradicionales (como el ácido ascórbico
o emulgentes) dan lugar a los mejorantes comerciales que normalmente
usa el panadero, esa
combinación específica estará formulada según el proceso y el tipo de pan:
PROTEASAS
BACTERIANAS + HEMICELULOSA:
Reduce drásticamente
la tenacidad P y alarga la extensibilidad L.
Esta combinación de
enzimas está dirigida a las harinas destinadas a la fabricación de galletas
laminadas para que no se retraiga en el laminado y en troquelado de la
galleta.
Esta combinación puede remplazar el
metasulfito sódico que tradicionalmente se usa para este fin.
PROTEASA
BACTERIANA + XILANASA:
Este complejo
enzimático es adecuado para las masas batidas de galletas y obleas. Produce
una disminución de la viscosidad favoreciendo la dosificación de los
moldes.
XILANASA
+ PROTEASA FÚNGICA + ALFAAMILASA FÚNGICA:
Este complejo de tres enzimas está dirigido a
corregir las harinas tenaces con valores de P/L altos, el resultado es el
equilibrio de la harina aumentado la extensibilidad.
Está sobre todo recomendado en las masas
hojaldradas y en masas fermentadas laminadas, como por ejemplo en la
producción industrial de pizzas con sistema de laminado.
ALFA-AMILASA
FÚNGICA + AMILOGLUCOSIDASA+ HEMICELULOSA FÚNGICA: Sobre todo destinadas a harinas con
poca actividad enzimática.
Regula la actividad fermentativa, el Índice de
caída y las unidades amilográficas.
XILANASA
+ ALFA-AMILASA FÚNGICA:
Recomendado en harinas destinas a procesos
rápidos de
panificación.
GLUCOSA-OXIDASA
(GOX) + HEMICELULOSA:
Refuerza el gluten y la retención del gas en la
fermentación; recomendado en harinas flojas con
procesos
rápidos de panificación.
GLUCOSA-OXIDASA
(GOX) + HEMICELULOSA+ LIPASA:
Además de reforzar la masa, la miga del pan es
más blanca.
GLUCOSA-OXIDASA
(GOX) + SULFIDRILOXIDASA(SOX):
Se utiliza como un fuerte oxidante que además
de fuerza en la masa también aumenta considerablemente la capacidad de
retención de gas.
Las dos enzimas actúan sinérgicamente sobre la
masa aumentando la tolerancia en el amasado.
HEMICELULOSA
+ LIPASA:
Reduce la viscosidad
de la masa, aumenta el desarrollo en el horno y
mejora la
conservación.
LIPASA
+ LIPOXIGENASA:
Mejora la conservación, miga más banca.
Internet:
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