LOS ENZIMAS EN LA PANIFICACIÓN / English version
Por Francisco Tejero

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Los enzimas son proteínas que actúan como catalizadores de las diferentes reacciones bioquímicas que constituyen el metabolismo de los seres vivos. Para que se produzca una determinada reacción, es necesaria la presencia de un determinado enzima, y la mayor o menor cantidad de éste suele modificar la velocidad de la reacción controlada. En este artículo, nuestro colaborador analiza los enzimas que se utilizan en la actualidad en la panificación.

Los 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.

La concentración natural de estos 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 produce su germinación. En este momento se produce una activación general de las enzimas amilásicas, que pueden aparecer en exceso en la harina resultante de la molienda de ese trigo.

Si por el contrario, la maduración y recolección del trigo se realizó en clima seco, el contenido de enzimas puede llegar a ser insuficiente. Por esta razón, para resolver esta insuficiencia enzimática, es necesario añadirlos a la harina o a la masa.

Actualmente, la mayor parte de los enzimas producidos 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.

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 de amilopectina, cuyas cadenas de unidades de glucosa están ramificadas. La producción de azúcares fermentables para la levadura se realiza mediante rotura de estas cadenas de moléculas de glucosa por acción de las amilasas, lo que se denomina hidrólisis enzimática. 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. Estas, actúan en acción combinada: la alfa amilasa va cortando las cadenas lineales en fracciones de menor longitud, llamadas dextrinas, mientras que la beta amilasa va cortando las cadenas en moléculas de maltosa, formada por dos unidades de glucosa. El contenido en dextrinas parece tener un efecto 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, y 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 las elaboraciones 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 (650 C), comienza a producirse la gelatinización con lo cual, el almidón se hincha y forma un gel más o menos rígido, en función de la cantidad de alfa-amilasas presentes, y de su origen. De estos dos factores dependerá el tiempo durante el que se sigue 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, y el resultado de una miga pegajosa, por el contrario, una rápida estabilización de la miga dará un volumen escaso.

Cuando el contenido de amilasas, especialmente de alfa-amilasa, 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

Las alfa-amilasas pueden obtenerse a partir de hongos o de bacterias.

• Amilasa de origen fúngico. Se producen por fermentación de una cepa del hongo Aspergillus niger, 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 alfa-amilasa fúngica tiene una mayor tolerancia a la sobredosificación que la de origen cereal, lo que se basa en su desactivación durante la primera fase de la cocción (60-65º C), por lo que no existe el riesgo de que se produzca exceso de dextrinas, lo cual produciría 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 90º 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 75º 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

Estos enzimas actúan sobre las pentosanas 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, dichos 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.

Estudios recientes sobre la aplicación de preparados enzimáticos con pentosanasas en el pan precocido han tenido un efecto positivo. Por experiencia podemos decir que los mejorantes completos indicados para el pan precocido son los que no contienen DATA, que es sustituido por lecitina de soja. La presencia de pentosanasas hace que se acelere la formación de la miga, consiguiendo una pronta firmeza en su estructura, pudiéndose de este modo reducir el período de precocción.
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.

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.

Lactasa

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 el tiempo de cocción y manteniendo el máximo de humedad.

Glucosa-oxidasa

Este 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: incrementa la retención de gas y aumenta el volumen del pan.