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ENZIMAS EN LA PANIFICACION 1. FUNDAMENTO TEORICO: El uso de enzimas en los alimentos presenta una serie de ventajas. El primero, y más importante, es que las enzimas son empleadas como sustitutas de sustancias químicas en un amplio rango de procesos. Esto permite que la performance ambiental de los procesos sea mejorada por la disminución del consumo de energía y biodegradación de los productos. Además, las enzimas actúan de forma específica, reduciendo las reacciones secundarias y formación de residuos. Al actuar como catalizadores en condiciones menos extremas, ellas también permiten conservar los atributos de los alimentos y sus componentes. Si hablamos del uso de enzimas en la panificación ayuda a mejorar la calidad de las harinas y la conservación del pan, además de ser naturales sus componentes alimenticios son no tóxicos. Estas enzimas se pueden utilizar para modificar el almidón, las proteínas, los pentosanos y los lípidos de la harina de trigo con el objetivo de modificar su estructura y mejorar su funcionalidad en el pan. Al conocer cómo actúan las enzimas empleadas en la panificación podemos observar, conocer y optimizar el producto final que es el pan. 2. MATERIA PRIMA: 

HARINA DE TRIGO: Las propiedades únicas de la harina de trigo hace que sea buena para la panificación la composición en base seca de una harina es aproximadamente un 70% de almidón, 918% de proteínas, 2% de lípidos y 2,5% de polisacáridos no almidonosos, Y su compasión química respecto al grano varía durante el proceso de molienda.  COMPONENTES DE LA HARINA  ALMIDON: Es cuantitativamente el componente principal de la harina. Se trata de un hidrato de carbono, en forma de polisacárido, que desempeña el papel de aportador de energía dentro de la función alimenticia del pan; además de la capacidad de absorber cerca del 40% de su peso en agua.  PROTEINAS: Las proteínas contenidas en la harina, las podemos dividir en dos grupos:  No forman masa: 15%. Son aquellas proteínas solubles y que no forman gluten como la albúmina, globulina y péptidos. No tienen importancia para la panificación.

 Forman masa 85%. Son aquellas proteínas insolubles, como la gliadina y glutenina, que al contacto con el agua forman una red que atrapa los granos de almidón. Absorben cerca del doble de su peso en agua, constituyendo el gluten. Durante el amasado se transforman en una masa parda y pegajosa, responsable principal de las propiedades físicas de la masa, dotándola entre otras cualidades, de la capacidad de retener los gases que se producen durante el proceso de fermentación. Con la cocción se coagulan formando la estructura que mantiene la forma de la pieza cocida. El contenido en gluten es característica del trigo, hablándose de trigos duros cuando su contenido es mayor al 13%.  AZÚCARES: Presentes en la harina, suelen estar en forma de sacarosa y maltosa. Estos disacáridos no son fermentables directamente, sino que es preciso transformarlos enzimáticamente, en azúcares simples, monosacáridos, que sí lo son.  VITAMINAS:

Las más importantes en la harina son las del grupo B y E; siendo las del grupo B determinantes para el equilibrio nervioso en nuestro organismo y las del grupo E que ayudan a dar funcionalidad a los músculos y a mantener un buen estado de fertilidad. La vitamina E (C10H50O2) o tocoferol pertenece a las liposolubles y se encuentra en el germen. Su función en el pan es la de evitar su enmohecimiento y por lo tanto, prolongar la conservación. Tiene un gran poder anti-oxígeno que facilita este proceso. La vitamina B es la que en mayor cantidad nos encontramos en la harina, forma Parte de las llamadas vitaminas hidrosolubles. El grupo de la vitamina B está formado por 14 compuestos, de los cuales nos encontramos:  Tianamina (B1) 4,200 mg/Kg de harina.  Riboflavina (B2) 2,500 mg/Kg de harina.  Niacina (B3) 30,200 mg/Kg de harina. 

AGUA: El agua juega un papel fundamental en la formación de la masa, en la fermentación,el sabor y frescura finales del pan. En la formación de la masa, ya que en ella se disuelve todos los ingredientes, permitiendo una total incorporación de ellos. También hidrata los almidones, que junto con el gluten dan por resultado una masa plástica y elástica.

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LA SAL: Independientemente de su aportación al sabor del pan, la sal desempeña otros papeles de gran importancia en su elaboración. Actúa como regulador del proceso de

fermentación, simultáneamente mejora la plasticidad de la masa, aumentando la capacidad de hidratación de la harina y en consecuencia, el rendimiento de la panificación. También favorece la coloración y finura de la corteza, teniendo como contrapartida el aumento de la higroscopicidad. Además, la sal restringe la actividad de las bacterias productoras de ácidos y controla la acción de la levadura, regulando el consumo de azúcares y dando por ello una mejor corteza. 

LEVADURA: Antes de nada debemos distinguir entre levadura biológica y gasificante: Levadura Biológica: realizan la fermentación biológica del producto, transforma los azúcares en CO2, alcohol etílico y energía, además de descomponer los azúcares complejos fermentables en otros más simples por mediación de la enzima Zymasa. Levadura gasificante: son productos empleados para provocar la hinchazón o elevación de la masa sin llegar a transformar ningún componente de la harina, en el modo que ocurre en la biológica. Son compuestos alcalinos como el bicarbonato amónico, sódico, etc. La levadura biológica es un hongo perteneciente al género de los hemiascomicetos y más especialmente a los miembros del género Saccharoromyces. No todas las levaduras son aptas para la panificación, la más utilizada por los panaderos es la Saccharomyces Cerevisiae.

Proteínas de Panificación 

GLIADINAS: Como se mencionó anteriormente, las gliadinas son mayormente proteínas monoméricas ricas en glutamina y prolina, y además poseen un bajo nivel de aminoácidos cargados. Son las responsables de la cohesividad de las masas aunque otros sugieren que controlan el potencial de volumen de pan

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GLUTENINAS: Las gluteninas se encuentran formando agregados proteicos unidos por puentes disulfuro y fuerzas no covalentes intermoleculares. el tamaño de las partículas de gluteninas determina la energía requerida en el amasado para el óptimo desarrollo de la masa. El amasado modifica la forma tamaño de las partículas de gluteninas afectando sus propiedades físicas.

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GLUTEN: Las proteínas que integran el gluten se encuentran localizadas en cuerpos proteicos en el endosperma del grano; durante el amasado se produce la ruptura de estos cuerpos y su hidratación, formando una red tridimensional continúa en donde se encuentra embebido el almidón. En la masa producen una matriz elástica y extensible.

Enzimas de Panificación 

Pentosanasa: También conocido como endoxilanasas microbianas. Son utilizadas para mejorar las propiedades de la masa y el volumen del pan.

La presencia de arabinoxilanos solubles puede interferir en el volumen del pan, la firmeza y estructura de la miga. El uso excesivo de endoxilanasas que actua sobre las arabinoxilasas; causa que la masa pierda agua por consiguiente quede floja y pegajosa, que resulta en panes de mala calidad. 

Glucosa Oxidasa: El mecanismo por el cual la glucosa oxidasa mejora la calidad del pan aún no es completamente comprendida, diferentes autores opinan que produce un cambio en la textura de la masa afectando su consistencia y aumentando el volumen de pan, sin embargo otros no observan grandes diferencias.

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Transglutaminasa: Cataliza entrecruzamiento entre la proteínas mediante enlaces isopeptídicos intra e intermolecular. La polimerización de estas proteínas del gluten produce un incremento de la elasticidad de la masa y por lo tanto mejorar la calidad panadera.

Datos de la fermentación en la industria panadera Microorganismos fermentadores: Hongos Bacterias Azúcares presente en la harina de trigo: Al momento de la molienda del trigo, parte del almidón se convierte en azúcares disacáridos y simples

Fermentación alcohólica: Mediante la fermentación alcohólica la glucosa se transforma en 2 moléculas de etanol y 2 de CO2, produciendo 2 ATP

Fermentación láctica Consiste en la formación de lactato a partir de la glucosa, que a su vez puede proceder de la lactosa PROCESO DE ELABORACION DE PAN:

Línea de elaboración:

Recepción de materia prima

Pesaje

Corte

Horneado

Amasado

Fermentación

División y pesado

Boleado

Envasado

1.- Pesaje: Esta sección comienza con el pesaje de todas las materias primas que formarán la masa, como son harina, agua, sal, levadura, masa madre y mejorantes. Estas serán pesadas al principio de cada jornada. 2.- Amasado:

En esta operación se comunica a los ingredientes la capacidad potencial de ser panificables. Se producen verdaderas transformaciones en los componentes originales. Las funciones del amasado son las siguientes: - Homogeneización de la mezcla, consiguiendo la unión íntima de los componentes como paso previo a las transformaciones deseadas. La absorción de agua durante el amasado viene principalmente producida por la proteína de la harina que aumenta el doble su volumen inicial. Preparación de la estructura del gluten, comienza con la hidratación de los albuminoides constituyentes del mismo, su distribución por toda la masa posibilitará la formación de la red o estructura que le confiere sus propiedades de elasticidad y plasticidad que, a su vez, sirven para retener los productos gaseosos de la fermentación (CO2). - Durante el amasado se introduce aire en la masa que, aunque no queda incorporado a ella, actúa en la forma mencionada. - Aumento del volumen, por la incorporación de la levadura. Por lo que durante el amasado ya existe una pequeña fermentación. - El proceso de amasado añade energía a la masa, de modo que tiende a elevar la temperatura. 3.- División y pesado: Se puede hacer tanto a mano como mecánicamente, aunque hoy en día se realiza con máquina dado el ahorro de tiempo que se logra. Obteniéndose piezas con un determinado volumen, y por tanto, con un determinado peso. La masa ideal para dividir debe ser flexible y fluir suavemente sin alteraciones de fermentación.

4.- Boleado:

Cuando las piezas ya han sido divididas pasan al boleado. El propósito es producir una capa seca en las piezas individuales con el fin de admitir un formado suave y donde no existan desgarres en la masa por apretar mucho los rodillos de la formadora. En esta operación se expulsa el anhídrido carbónico retenido en la masa; las piezas reciben forma esférica o cilíndrica. 5.- Fermentación: En cualquier fermentación panaria, se producen tres etapas fundamentales. Nunca hay que considerar que el tiempo de fermentación, es el tiempo de permanencia de la pieza en la cámara de fermentación, ya que este, comienza en el momento que se añade la levadura a la amasadora.

1ª Etapa. Es una fermentación muy rápida que dura relativamente poco tiempo. Se inicia en la amasadora al poco tiempo de añadir la levadura, ya que comienza la metabolización de los primeros azúcares libres existentes en la harina. 2ª Etapa. Es la etapa más larga y aunque en muchos casos la actividad de las enzimas diastásicas comienzan muy pronto, su etapa degradatoria es larga. Se considera la etapa en las que las amilasas, glucosidasas y amiloglucosidasas actúan sobre el almidón. Es en esta etapa donde se produce la mayor cantidad de fermentación alcohólica, pero donde a su vez comienzan a producirse las distintas fermentaciones complementarias. Este tiempo puede comprender desde el reposo de la pieza hasta la fermentación en cámara, siendo estos tiempos bastante largos. 3ª Etapa. Es una fermentación de corto tiempo, aunque tiene mucho que ver el tamaño de la pieza, ya que se finaliza cuando el interior de la pieza de pan posee 55ºC, pues a dicha temperatura las células de levadura mueren. Las principales transformaciones que se producen en la fermentación se muestran en la figura: Principales transformaciones en la fermentación.

Además de este proceso, que también se denomina fermentación etílica, se conoce la existencia de otros tres procesos que se originan, bien sea directamente del azúcar fermentable o de los productos de otras fermentaciones. Tales son las fermentaciones láctica, butírica y acética. La fermentación láctica consiste en un proceso mediante el cual la lactosa, una vez hidrolizada en monosacáridos, se transforma en ác.láctico por mediación de los lactobacillus. lactobacilos

C12H22O11 + H2O --->2C6H12O6 ------> 2C3H6O3 Los lactobacilos existen en la harina, aunque también se pueden encontrar en la levadura prensada en pequeño número, posibilitando en este caso su acceso a la masa. Actúan débilmente a la temperatura normal de fermentación de la masa, requiriéndose unos 35ºC para ejercer su actividad plenamente. La fermentación butírica se produce tras la aparición del ácido láctico en la masa. Diversas bacterias actúan sobre el ácido láctico, transformándolo en butírico y produciéndose el desprendimiento de anhídrido carbónico e hidrógeno. b.butíricas

2C3H6O3 -----> C4H8O2 + 2CO2 + 2H2 ác.lactico ác.butírico Estas bacterias no deben ser fuente de problemas, ya que su mayor actividad se realiza a temperaturas superiores a 38ºC. Sólo en el supuesto de que la temperatura de la masa se eleve por encima de los 32ºC, es posible que se produzca una ligera fermentación, con el consiguiente efecto negativo sobre el sabor del pan. A través de la fermentación acética, se forma una pequeña cantidad de ác. acético en la masa, esto está causado por la acción de la Mycoderma acético sobre el alcohol. Mycoderma acético

2C2H6O3 + 2O2 -----------> 2C2H4O2 + 2H2O 6.- Corte: Se define como el corte, que se realiza mediante cuchilla de forma manual o automática sobre el pan, poco antes de su cocción y habiendo salido de la etapa de fermentación; produciéndose durante la cocción unas aperturas similares y de la misma longitud que favorecen en el pan su estructura crujiente y buen aspecto. 7.- Horneado: La superficie exterior de la pieza es la parte donde se alcanza antes la temperatura de cocción. Una de las transformaciones que tiene lugar, es la coagulación del gluten de forma que, producida ésta, la dureza de la pared exterior dificulta tanto el desarrollo de la pieza como la salida de los gases producidos en el interior, quedando la pieza cocida de menor tamaño y con roturas, en el caso de que la presión interior del CO2 se eleve tanto que sea capaz de romper la corteza en formación.

Durante la permanencia en el horno se producen las siguientes transformaciones:  

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Prosigue la fermentación hasta que se alcanza la temperatura de 60ºC, donde se inactivan las levaduras. La acción del calor dilata los gases formando los alvéolos interiores, para posteriormente escapar al exterior a través de los cortes en la cantidad necesaria para eliminar el exceso de presión interior. Llegada la temperatura de 70ºC se coagula el gluten, que formará la estructura que mantiene la forma adquirida al desarrollarse la pieza. El almidón, existente en la harina como constituyente principal, se hidroliza parcialmente transformándose en dextrina. La corteza toma el tono color caramelo, consecuencia de la reacción entre los azúcares y aminoácidos en presencia de humedad (reacción de Maillard). Esta transformación, que tiene lugar a una temperatura de 120ºC, nunca debe de darse.

Por lo tanto las condiciones de la cocción serán las siguientes: 

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La temperatura interior del horno debe ser de 170ºC consiguiéndose esta temperatura de forma gradual, aunque en el centro de la pieza, en el interior de la miga, no se debe superar los 90ºC. La permanencia de las piezas en su interior será de 12 a13 minutos. Se inyectará vapor al principio del horneado con una duración de 18 a 20 segundos, para provocar una condensación de agua en la superficie de la masa al estar fría. Esta capa se hace necesaria para incrementar la producción de dextrinas en la superficie que hace que el pan quede brillante y salga al final un pan con corteza fina y crujiente, al retrasar la formación de la corteza.

8.- Envasado: Una vez que el producto sale del horno, pasa directamente a la sala de envasado, etiquetado y paletizado. Las funciones del envase son:   

Protección higiénica y mecánica. Evitar desecaciones Evitas olores.