Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Levadura y enzimas en panificación

20,463 views

Published on

  • Be the first to comment

Levadura y enzimas en panificación

  1. 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción Ingeniería en Alimentos BIOINGENIERÍA ALIMENTARIA LEVADURA Y ENZIMAS APLICADAS EN LA PANIFICACIÓNProfesora: Ing. Mirella BermeoIntegrantes:  Carlos Arregui Bustamante  Diana Coello Montoya  Juleen Hidalgo TorresFecha de entrega: Martes 26 de junio del 2012
  2. 2. INDICEINDICE ............................................................................................................................... 2INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 4 2MARCO TEÓRICO ............................................................................................................. 5 LEVADURAS .................................................................................................................. 5 Características Principales ......................................................................................... 5 Morfología ............................................................................................................. 5 Características de reproducción asexual ............................................................... 6 Características fisiológicas o bioquímicas ............................................................. 6 Tipos .......................................................................................................................... 7 Levadura biológica ................................................................................................ 7 Levaduras químicas ............................................................................................... 9 Obtención ................................................................................................................ 10 Diagrama de flujo del proceso de obtención ....................................................... 12 Control de Calidad en la Materia Prima para la Obtención .................................... 16 Uso en la Industria Alimentaria ............................................................................... 13 Panadería............................................................................................................. 13 Producción de Alcohol ......................................................................................... 14 Fermentación de Vino .......................................................................................... 15 ENZIMAS APLICADAS EN LA PANIFICACIÓN .............................................................. 16 Principales beneficios .............................................................................................. 19 Principales enzimas ................................................................................................. 20 Amilasas ............................................................................................................... 20 Hemicelulosas o Pentosanasas ............................................................................ 22 Proteasas ............................................................................................................. 22 Lipoxigenasas....................................................................................................... 23 Lactasa ................................................................................................................. 23 Glucosa-oxidasa ................................................................................................... 24 Fitasas .................................................................................................................. 24 Lipasa ................................................................................................................... 24
  3. 3. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 25GLOSARIO ....................................................................................................................... 27BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................. 28 3
  4. 4. INTRODUCCIÓNEl hombre desde hace varios siglos viene sirviéndose de las levaduras, no solo para suuso en la fermentación de frutas y la elaboración de pan, sino para muchos más fines.Su importancia es aún mayor en estos tiempos que en el pasado, porque actualmentese usan en procesos fermentativos aún más diversos, y además para sintetizar ciertas 4vitaminas y enzimas partiendo de azúcares sencillos y de nitrógeno amoniacal.Hoy en día, debido principalmente a los avances científicos de los últimos 150 años, elconocimiento empírico está siendo reemplazado por un adecuado conocimiento de losprocesos que rigen estas transformaciones biotecnológicas. Además, la revoluciónprovocada en el último cuarto de siglo por el desarrollo de las técnicas de la biologíamolecular y el ADN recombinante ha abierto multitud de posibilidades nuevas para elcontrol de los procesos biotecnológicos y la mejora de los productos elaborados.Las levaduras son microorganismos unicelulares, su aislamiento requiere de tiempo yaque las diferentes especies de levaduras se encuentran entremezcladas, de modo queintegran comunidades mixtas. Las levaduras están muy difundidas en la naturaleza, seencuentra en las frutas, los granos y otras materias nutritivas que contienen azúcar. Sepresentan en formas muy variadas, desde esféricas hasta cilíndricas; estas formas sonlo bastante características para ser base de clasificación.El crecimiento de la población mundial plantea retos para los proveedores dealimentos, considerando no solo a los productores de materias primas como trigo yarroz, sino también a los proveedores de aditivos y enzimas, un mercado encrecimiento apoyado por la percepción de que son una forma natural de mejorar laeficiencia y la calidad del producto final.Los procesos biocatalíticos normalmente involucran el cultivo y uso demicroorganismos y el uso de enzimas aisladas solubles o inmovilizadas en mediosacuosos o inorgánicos que contienen compuestos orgánicos como sustrato. En estosprocesos las enzimas alteran la estructura de los sustratos o sintetizan nuevoscompuestos. Una de las principales ventajas de las enzimas, además de las de índoleeconómica o biotecnológica, está asociada a su gran especificidad de acción que haceque no se produzcan reacciones laterales imprevistas. Asimismo, se pueden trabajaren condiciones moderadas de presión, temperatura y pH. Además las enzimas puedeninactivarse fácilmente cuando se considera que han cumplido su objetivo.En el presente trabajo hablaremos de las levaduras y principalmente su obtención parael uso en la industria, además de las enzimas usadas en la panificación.
  5. 5. MARCO TEÓRICOLEVADURASSe denomina levadura a cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la 5 descomposición mediante fermentación de diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. A veces suelen estar unidos entre sí formando cadenas. Producen enzimas capaces de descomponer diversos sustratos, principalmente los azúcares.La levadura es la primera célula eucariota en la que se ha intentado expresar proteínasrecombinantes debido a que es de fácil uso industrial: es barata, cultivarla es sencillo yse duplica cada 90 minutos en condiciones nutritivas favorables. Además, es unorganismo fácil de modificar genéticamente lo que permite realizar experimentos envarios días o semanas.Características PrincipalesMorfologíaLas características morfológicas de las levaduras se determinan mediante suobservación microscópica. Además, los criterios morfológicos se basan en el modo dereproducción vegetativa de la morfología celular, de la formación de pseudomicelio yde micelio. La forma de la levadura puede ser desde esférica a ovoide, en forma de limón, piriforme, cilíndrica, triangular, e incluso alargada formando un verdadero micelio o un falso micelio. También se diferencian en cuanto a su tamaño, miden de 1-10 um ancho por 2-3 um de longitud. Son partes observables de su estructura, la pared celular, el citoplasma, las vacuolas, los glóbulos de grasa, y los gránulos, los cuales pueden ser metacromáticos, de albúmina o dealmidón. Para poder observar el núcleo es preciso utilizar tinciones especiales. Laestructura celular es de tipo eucariótico, pero sin sistema fotosintético. La pared rígida,se caracteriza por la presencia, en su composición, de dos polisacáridos: manano yglucano. Algunas levaduras producen una cápsula constituida por fosfomanos. Elnúcleo está rodeado de una membrana que persiste durante la división celular. El
  6. 6. número de cromosomas es variable de unas a otras. Las levaduras en ningún caso sonmóviles.Características de reproducción asexualLa mayoría de las levaduras se reproducen por gemación multicelular o por gemaciónpolar, que es el mecanismo en el cual una porción del protoplasma sobresale de la 6pared de la célula y forma una protuberancia, la cual aumenta de tamaño y sedesprende como una nueva célula de levadura. En las levaduras que forman película, layema crece a partir de una prolongación tubuliforme de la célula madre. El materialnuclear replicado se reparte entre la célula madre y la célula hija.La reproducción sexual de las levaduras verdaderas (Ascomycotina) da lugar a laproducción de ascosporas, desempeñando la función de asca, la propia célula de lalevadura. En la mayoría de las especies de levaduras verdaderas, la formación deascosporas tiene lugar tras la conjugación de dos células, aunque algunas puedenproducir ascosporas sin que exista conjugación previa, teniendo lugar después laconjugación de las ascosporas. Tanto el número y el aspecto de esporas por asca, sontípicos de cada especie de levadura, y se pueden diferenciar por su color, rugosidad olisura de su pared y por su forma (redondeada, ovalada, arriñonada, falciforme, formade saturno o de sombrero, hemisférica, angular). Las células de algunas levaduras setransforman en clamidosporas mediante la formación de una gruesa pared alrededorde la célula, tal como ocurre, por ejemplo, en las especies de los géneros Candida,Rhodotorula y Cryptococcus.Características fisiológicas o bioquímicasEn la mayoría de los casos, el crecimiento en masa de las levaduras no resultaapropiado para su identificación. En los cultivos con agar,es difícil diferenciar las colonias de levaduras de lascolonias bacterianas, por lo que la observaciónmicroscópica es la única forma segura que existe parapoderlas diferenciar. La mayoría de las colonias jóvenes delevaduras son húmedas y algo mucosas, y es posible quetengan aspecto harinoso. La mayoría de las colonias son
  7. 7. blanquecinas, algunas tienen un color crema o rosado. Algunas colonias cambian pocode aspecto cuando envejecen, otras se secan y se vuelven rugosas. Las levaduras sonoxidativas, fermentativas, o bien su actividad metabólica es a la vez de ambos tipos. Enla superficie de un líquido, las levaduras oxidativas pueden crecer en forma de película,de velo, o de espuma, y por ello se denominan levaduras formadoras de película. Laslevaduras fermentativas suelen crecer en toda la masa del líquido y producen dióxidode carbono. 7Las distintas especies de levaduras pueden ser muy diferentes en cuanto a sufisiología, la mayoría necesitan más humedad para crecer y desarrollarse. El intervalode temperatura de crecimiento de las levaduras es en general, parecido al de loshongos, con una temperatura óptima en torno a los 25 a 30ºC y una temperaturamáxima en torno a los 35 a 47ºC. Una reacción ácida del medio, próxima a un pH de 4a 4.5, estimula el crecimiento de la mayoría de las levaduras, mientras que en mediosbásicos, no crecen bien a no ser que se hayan adaptado a los mismos, crecen mejor enaerobiosis, aunque las especies de tipo fermentativo son capaces de crecer, aunquelentamente, en anaerobiosis. En general, los azúcares son la fuente energética másapropiada para las levaduras, aunque en las oxidativas, por ejemplo, las formadoras depelícula oxidan los ácidos orgánicos y el alcohol, y también contribuyen en laproducción de los sabores o “bouquet” de los vinos.TiposExisten dos tipos de levaduras: Levadura química o impulsores químicos Levadura biológicaLevadura biológicaEs un hongo perteneciente al género Hemiascomicetos y más especialmente a losmiembros del genero Saccharomyces.Esta es obtenida, industrialmente, cultivando razas puras en medio idóneas para sumultiplicación y baratas, como son las melazas, que se acondicionan agregando otrosnutrientes como fosfatos, sales minerales y mezclas de hidróxido amónico y sales deamonio.Las levaduras se pueden encontrar en el mercado en los siguientes formatos: - Levadura activa seca en forma granulada - Levadura seca instantánea - Levadura prensada o en pasta - Levadura liquidaLevadura activa seca en forma granulada: Es aquella que viene en gránulos y en sacosde 25 Kg. Esta levadura se usa para aplicaciones industriales con una licuadora de
  8. 8. levadura. Maquina especial para licuar levadura fresca con capacidades que oscilanentre 550 lts y 1500 lts. Son maquinas con doble tambor que mantienen refrigerada lamezcla de agua-levadura a 3 0C y que garantizan la regularidad de producción de CO2durante varios días. Admiten una automatización que se integra totalmente a sistemasautomáticos evitándose así errores.Existen diferentes tipos fuerte, extra fuerte y para masa azucarada.Las ventajas de su utilización son; la regularidad de fermentación, evitar errores por 8parte del operario, control sobre el consumo de levadura tradicional ya que al estardiluida en agua su reacción es más rápida y con menos cantidad llegamos al punto defermentación deseado en el mismo tiempo.Esta levadura tiene su desventaja en que su uso debe ser inmediato al abrir el saco,pues su deterioro y oxidación es rápida.Otra ventaja es que su precio es inferior sustancialmente a la prensada. Se puedeutilizar directamente, sin licuadora pero no es recomendable ya que su verdaderafunción es levadura industrial + licuadora.Seca, Liofilizada o “de panadero”: Se presenta en sobrecitos herméticos de poco gramaje. Son unos pequeños granillos de color gris. Es básicamente la misma que la levadura fresca pero está deshidratada para mejorar su conservación ya que esta aguanta meses sin caducar, y su poder de levado es en comparación muy superior ya que sólo 4 gramos de levadura seca equivaldrían a 20 gramos de levadura fresca. Sin embargo, pese a estas ventajas, su precio es mayor y en lamayoría de preparaciones, la levadura fresca da resultados más satisfactorios.Fresca o prensada: Suele venir en cubitos de 25 gramos ynecesitan conservarse en un sitio refrigerado. Además debenconsumirse más o menos rápido ya que su fecha de caducidadsuele ser corta. Una solución antes de que caduquen escongelarlos. Con una descongelación adecuada (en elfrigorífico, no a temperatura ambiente), conservan todas suspropiedades.Levadura líquida: Es un levadura con poca densidad, que se transporta en cisternas yque necesita el doble deposito en la industria panaderapara su uso.Se necesita unequipo muy complejo que debido a su alto riesgo contaminante debe mantener unahigiene automatica muy precisa.Suele utilizarse en la industria con gran consumo sinembarco al conservarse entre 5 y 70C su regaularidad en poder fermentativo esasomnroso. Y es quizas el futuro de las grandes instalaciones .Actualmente en Españaya existen dichas instalaciones aunqu su evolucion es lenta.
  9. 9. Levaduras químicasSe conoce como “levadura química” (o “levadura Royal”) no tiene nada que ver con lalevadura puesto que no hay nada vivo en ella. Capacidad de liberar dióxido de carbonoal igual que las levaduras en los procesos de fermentación alcohólica. Se trata de unamezcla de un ácido no tóxico (como el cítrico o el tartárico) y una sal de un ácido obase débil, generalmente carbonato o bicarbonato, para elevar una masa (harina +agua), confiriéndole esponjosidad. 9Al contrario que las levaduras naturales, los impulsores no necesitan un tiempo deespera ya que actúan rápidamente. De hecho, estos impulsores suelen tener dosreacciones, una inmediata e inapreciable al ojo humano cuando las integramos en lamasa y otra, más visible, cuando se le aporta calor en el horno.Los impulsores químicos y los gasificantes son los productos ideales para el preparadode bizcochos y magdalenas, no así para masas y panes.Impulsor químico: O la que conocemos como levadura Royalde toda la vida. Se presenta en sobres de 15 gr. y su texturaes similar al azúcar glass. Su composición es un gasificante,un acidulante y un separador (almidón) que se usa para quelos componentes no hagan reacción dentro de la bolsita. Seha acuñado el nombre de la marca como identificador delproducto genérico, pero aparte de “Royal” también existenimpulores de otras marcas e incluso marcas blancas. Gasificantes o gaseosas: Son también impulsores químicos pero no tienen el ingrediente separador, por lo tanto vienen en dos sobres en vez de uno. Un sobre es el gasificante (suele ser bicarbonato sódico dentro un sobre de algún color llamativos) y el otro sobre contiene acidulante (el sobre suele ser blanco).Hacen la reacción al juntarse en la masa.Cremor tártaro: es una composición a base de ácido tartárico. Seusa sobre todo para evitar la cristalización del azúcar enpreparados de repostería, así como para estabilizar el montado declaras o de nata, pero también puede usarse para incrementar elvolumen de las masas.
  10. 10. ObtenciónLa materia prima elemental de elección es la melaza de remolacha o de caña o ambasen conjunto, cuando se las dispone. Los aspectos fundamentales a considerar son ladisponibilidad y la composición de la melaza incluyendo la presencia de inhibidores osubstancias extrañas que pueden contener. 10Proceso de producción a múltiple etapaUn proceso típico de producción comprende una primera etapa (El) que se realiza enfrascos conteniendo medios de melaza o, de malta con un 5% de azúcares durante 2-4días. A continuación siguen 3 etapas consecutivas (E2, E3 y E4) realizadas en "batch" encondiciones estériles en fermentadores en escala creciente hasta 30 m3. El tiempo dela etapa E2 es normalmente 24h y las etapas siguientes 9-11h. El número de etapas aemplear depende de la cantidad de levadura a emplear en las etapas siguientes. Laconcentración del sustrato inicial está entre 5-7.5% azúcares. El factor crítico en estaetapa reside en la necesidad de emplear medios estériles para evitar contaminacionesprematuras que pueden perjudicar las etapas posteriores.Las etapas siguientes E5 y E6 se realizan empleando el sistema de "batch" alimentado yen condiciones de alta aireación y con el mosto de melaza que ha sido sometido a uncocimiento a 100°C. Algunos fabricantes utilizan el inóculo proveniente de la E4 parasembrar un único fermentador, realizando así solamente una etapa (E5), siendo larazón principal de este procedimiento la necesidad de limitar al máximo lacontaminación que se puede producir en la etapa final. También por ese motivocuando se realiza la etapa E6, la anterior (E5) suele realizarse a menor pH, en tiemposcortos y altos valores de velocidad de crecimiento a expensas del rendimiento. Laetapa final, que es la llamada comercial se conduce para aumentar la capacidadleudante, la estabilidad en el almacenamiento y maximizar también el rendimiento.Todo esto se logra manipulando algunos parámetros como el pH, aireación y velocidadde alimentación del medio. Esta última es particularmente importante, existiendovarios programas de alimentación que tienen que considerar además de maximizar elrendimiento, la calidad de la levadura a obtener relacionada con el poder fermentativoy la estabilidad. Para alcanzar rendimientos aceptables, que pueden ser cercanos al0.5g por g de azúcar, la concentración de la fuente de carbono debe mantenersedebajo de ciertos límites (menor a 0.16 gl-1) para evitar la producción de alcohol. Eltiempo de proceso para la última etapa puede variar entre 10 y 20 h durante el cual lapoblación de levadura puede multiplicarse entre 6 y 7 veces. Un procesocorrectamente conducido debe facilitar lo que se denomina "maduración" de lalevadura, que se logra manteniendo el mosto fermentado una hora más después delagregado de nutrientes con una aireación muy suave. Durante este período, lossustratos no empleados hasta ese momento son asimilados, y las células con brotescompletan su desarrollo.
  11. 11. Separación, lavado y empaquetadoAl final de la etapa de producción comercial las células de levaduras son separadas porcentrifugación y lavadas en una o más etapas. Las operaciones de lavado sonrealizadas para reducir los sólidos no debidos a levaduras que pueden dificultar lafiltración y oscurecer el color de la levadura prensada. La eficiencia del sistema delavado está determinada por la concentración de los sólidos de levadura, la cantidad 11del agua usada y el contenido de sólidos del agua de dilución que tiene importanciacuando el agua de lavado se utiliza en contracorriente a la crema de levadura. Elproceso de separación produce una crema de levadura ligeramente coloreadaconteniendo hasta 22% de sólidos debidos a células y prácticamente libres de otrosmateriales. La crema es almacenada en tanque agitado a 2-4°C con ajuste de pH a 2.5-3.5. Como la mayor parte de la levadura se vende como levadura prensadaconteniendo entre 27 y 30% de materia seca, es necesario realizar una etapa dedeshidratación de la crema (que contiene un 18-22% de sólido) hasta esos valores, loque se efectúa con filtros prensas o filtros rotatorios. Finalmente la levadura esextrudada en forma de panes de peso variable según las exigencias del mercado, queson envueltos en papel celofán o en otro tipo adecuado de papel. Otra forma determinar el proceso de producción es someter la crema de levadura a un filtrado yextrudado para producir partículas de 0.5 a 2 mm que son secadas en equipos de lechofluidizado, lo que da origen a las llamadas levaduras secas activas o levadurasinstantáneas con bajo contenido de humedad, que se envasan al vacío o en atmósferade nitrógeno y que pueden conservarse por períodos prolongados a temperaturaambiente.
  12. 12. Diagrama de flujo del proceso de obtención 12
  13. 13. Uso en la Industria Alimentaria 13PanaderíaLa textura esponjosa y abierta de los productos de levadura es el resultado decomplejas interacciones dentro de los ingredientes de la masa. Los ingredientesbásicos incluyen levadura, líquidos, harina y sal. Azúcar, grasa, huevos y otrosingredientes se pueden añadir.La levadura para panadería viene en una variedad de formas - en crema, comprimida,seca activa e instantánea. La levadura en crema, una forma líquida, se dosifica dentrode la mezcladora con otros ingredientes. Las levaduras comprimida y seca activarequieren rehidratación. Las células de la levadura tienen una membrana externa quese altera cuando éstas se secan y debe restaurarse para que la levadura conduzca lafermentación. La levadura comprimida debe rehidratarse en líquidos no más calientesde 98.6°F (37°C) y la seca activa debe rehidratarse en líquidos con una temperatura deentre 105°F y 115°F (40°C y 46°C). Temperaturas más frías pueden minimizar laproducción de gas y reducir la calidad final de la masa, temperaturas más calientespueden matar la levadura.Los líquidos, usualmente agua o leche, hidratan la harina, disuelven la sal y ayudan enla activación y dispersión de la levadura. Cuando se hidrata la harina, las proteínas soncríticas para que la estructura final del producto terminado sea flexible, y los gránulos
  14. 14. de almidón obtengan la humedad necesaria para ser sometidos a la gelatinizacióndurante el horneado.La harina contiene dos componentes críticos para la producción de levadura en lamasa - proteína y almidón. Cuando se hidrata, las proteínas interactúan química yfísicamente para formar gluten. El gluten es viscoso y elástico - viscoso ya que permitea la masa expanderse con la producción de CO2 y, elástico, porque la expansión escontrolada. La harina también contiene almidón, que contribuye a la textura final del 14producto y es descompuesto por las amilasas en azúcar para que la levadura la puedausar.Producción de AlcoholCálculos que se deben tener en cuenta son siguiendo la estequiometría de la reacción,en dónde: GLUCOSA --------- 2 C2H5 OH + 2 CO2 + CALOR 180 GRS 92 GRS 88 GRSTomando como base esta ecuación, y llevando a 100 unidades de glucosa, vemos que:100 gramos de glucosa: producirán 51,11 grs de alcohol etílicoSi consideramos la densidad el etílico puro a 20°C: 0,7893 g/cm³100 grs de glucosa producirán: 64,753 ml de alcohol, valor este que se conoce como el“Factor de Gay Lussac” y que se ha de utilizar en todos los cálculos de conversión deazúcares simples (hexosas) a volumen de alcohol etílico.Desde ya, que el proceso de fermentación está afectado por un rendimiento y quetendrá que ver con varios factores, pero que podemos mencionar como los másimportantes:Biomasa: si la misma se recupera cercano al 100%, entonces los azúcares reductoresserán utilizados para hacer alcohol, caso contrario, se producirá biomasa.
  15. 15. 15Fermentación de Vino
  16. 16. Control de CalidadLa levadura prensada producida por el proceso descripto debe cumplir con lasexigencias impuestas al cual está destinada, o sea para la panificación. La funciónfundamental que debe cumplir es levar las masas preparadas con harina y conservaresas cualidades durante un tiempo adecuado.Existen diversas técnicas de control que se utilizan para verificar la calidad de la 16levadura comercial. Todas se basan en la preparación de una masa con harina, agua ysal, además de levadura. En algunos casos se mide el tiempo en minutos que tarda enlevar una masa preparada en una mezcladora en condiciones estandarizadas, que escolocada en un molde a temperatura de 30 °C tomando como referencia un tope queesta conectado a una alarma que suena cuando es alcanzado por la masa.En otro tipo de técnica mejor cuantificada se mide el volumen de C0 2 desprendido encondiciones controladas, a 120 y 165 minutos después de colocar la masa en un balónconectado a una bureta donde se va almacenando el C02 desprendido.Para evitar las diferencias entre las distintas harinas y tratar de lograr resultados másreproducibles la IUPAC sugirió un método basado en la utilización de una mezcla dealmidón y goma garrofin (proveniente del fruto de la Seratonia siliqua) en lugar deharina. Otro ensayo importante está relacionado con el tiempo que la levaduraconserva sus características, que se mide manteniendo el pan de levadura en estufa a30 °C.RecepciónDeben iniciarse los controles de esta materia prima en el momento en que llega a lapanadería, comprobando que la cantidad adquirida corresponde con la reflejada en elalbarán de entrega.Se debe anotar el número de lote recibido y la fecha de consumo preferente, que nosayudarán a utilizar siempre el producto que entró primero en nuestro almacén.Después deberá tomarse la temperatura interior de las pastillas, que no deberásuperar los 10º C.Sin más espera, debe introducirse en el frigorífico, para evitar calentamientosinnecesarios además de perjudiciales.En su utilizaciónEl aspecto del producto es el modo tradicional por el que el panadero juzga la levaduraantes de utilizarla, llegando a su rechazo en los casos en que le surjan dudas. Paraevitar errores, conviene aclarar varias cuestiones:La humedad. Un mayor contenido en humedad no implica un mayor poderfermentativo, sino un menor contenido en materia seca. Lo realmente importante es lacalidad de tal materia seca, no su cantidad. Las variaciones de humedad correspondena la variabilidad natural de los procesos tecnológicos, ya que este factor es
  17. 17. estrechamente vigilado por el fabricante en función del modo de adición de lalevadura a la amasadora. Así, en los países donde se acostumbra a disolver la levaduraen el agua, las levaduras tienen contenidos en humedad del 72 al 74%, mientras queen los países donde se acostumbra a desmenuzar la pastilla, las humedades debenreducirse hasta el 65-70%. Precisamente las levaduras más activas son las quepresentan mayor contenido en humedad ya que la materia seca, aunque en inferiorcantidad, presentan un comportamiento fermentativo de muy alto nivel. 17El color. En torno al color, también hay cierta confusión. Hace años era bastantefrecuente encontrar levaduras que no fermentaban bien y que presentaban coloresoscuros, esto indujo a pensar al panadero que un color más oscuro implicaba unmenor poder fermentativo. Pero simplemente se trataba de levaduras averiadas, enlas que el poder fermentativo original se había deteriorado. En levaduras sanas el colorno está asociado con el poder fermentativo.Una levadura que tenga un color oscuro y sea blanda, pastosa, puede ser una levaduraaveriada y no es aconsejable su utilización.El empaquetado. La función que cumplen las envueltas de papel y celofán, es la demantener las condiciones de humedad de la pastilla, y la de protegerla de lacontaminación externa (mohos). Por tanto, un mal sellado del celofán no será unacondición favorable para la larga conservación del producto.La temperatura. Como se ha indicado más arriba, este es el factor primordial acontrolar para asegurar la buena conservación del producto en la panadería. Aunquecada vez menos frecuente, casi siempre en verano, el excesivo recalentamiento de lalevadura puede llevar a desarrollar el fenómeno denominado autolisis. Al aumentar latemperatura interna de las células, las enzimas proteasas que contienen destruyen lasproteínas estructurales, provocando la muerte celular.
  18. 18. ENZIMAS APLICADAS EN LA PANIFICACIÓNLas enzimas son proteínas que actúan como catalizadores de las diferentes reaccionesbioquímicas que constituyen el metabolismo de los seres vivos. Para que se produzcauna determinada reacción, es necesaria la presencia de una determinada enzima, y lamayor o menor cantidad de ésta suele modificar la velocidad de la reacción 18controlada.Los enzimas que resultan de interés en la industria de la panificación son las amilasas,proteasas, hemicelulasas y lipasas. Tanto loscontenidos en la harina como losadicionados en el molino o en la panadería,actúan en las diferentes partes del procesode panificación. Su presencia en cantidadessuperiores o inferiores a las necesarias,afectará a la calidad del producto final, tantoa su volumen y aspecto, como a suconservación.La concentración natural de estos enzimas en los cereales panificables depende engran medida de las condiciones climatológicas durante las últimas fases del cultivo deltrigo. Si madurado el grano, éste estuvo expuesto a un ambiente húmedo, se producesu germinación. En este momento se produce una activación general de las enzimasamilásicas, que pueden aparecer en exceso en la harina resultante de la molienda deese trigo.Si por el contrario, la maduración y recolección del trigo se realizó en clima seco, elcontenido de enzimas puede llegar a ser insuficiente. Por esta razón, para resolver estainsuficiencia enzimática, es necesario añadirlos a la harina o a la masa.Actualmente, la mayor parte de los enzimas producidos industrialmente para suutilización en los procesos de panificación, se producen mediante fermentaciones demicroorganismos seleccionados. Antes, la falta de amilasas se corregía habitualmentemediante la adición de malta, que no es más que el producto de la germinacióncontrolada del trigo o de la cebada, según su destino para la fabricación de pan ocerveza, respectivamente.El mercado actual de las enzimas para panadería se estima que es alrededor de 300millones de dólares, creciendo a un ritmo del 6% anual. El crecimiento está apoyadopor la percepción de que las enzimas son una forma natural de mejorar la eficiencia yla calidad y que los productos químicos pueden reemplazarse, evitando el etiquetado uomitiendo la declaración de aditivos. El descenso de los precios debido a lacompetencia entre los proveedores y la consolidación de la industria alimentariaproporcionan un impulso adicional.
  19. 19. Principales beneficiosLa utilización de enzimas brinda numerosas ventajas que son capitalizadas, tanto porlos panificadores como por los consumidores de los productos que ellos elaboran. Entre las ventajas que podemos resaltar, está la estandarización y mejora de calidad de los productos, el aprovechamiento de harinas a priori de baja calidad panadera, la 19 optimización de los procesos de producción, así como el retardo del envejecimiento del pan y el diseño de etiquetas más “limpias”. Los consumidores se benefician conproductos más frescos y con menos cantidad de aditivos químicos, que sonparcialmente reemplazados en su funcionalidad por las enzimas.A continuación los beneficios más destacados:  Producto natural  Compuesto principalmente de proteínas  Fáciles de usar  Normalizan y mejoran las harinas  Transforman masas más resistentes  Menor tiempo de mezclado  Menor tiempo de fermentación  Impulsan un ahorro importante en los costos  Mejoran el control del proceso  Permiten obtener la extensión de la vida útil en productos horneados  Permiten aumentar el volumen en el horneo  Permiten mejorar la calidad de la miga  Reducen la viscosidad de la mezcla  Brindan suavidad a la masa  Aumentan el rendimiento de la masa  Reemplazan químicos y emulsificantes  Reducen la viscosidad de la mezcla  Estabilizan el color y el sabor  Masas más secas, esponjosas y frescas
  20. 20. Principales enzimasAmilasasEl almidón se compone de dos tipos de moléculas deestructura diferente: la amilosa, que está formada por unidades de glucosa que forman cadenas lineales, y de 20 amilopectina, cuyas cadenas de unidades de glucosa están ramificadas. La producción de azúcaresfermentables para la levadura se realiza mediante roturade estas cadenas de moléculas de glucosa por acción de lasamilasas, lo que se denomina hidrólisis enzimática. Laeficacia de este proceso depende de la temperatura y del grado de hidratación delalmidón. Su máximo se alcanza cuando se gelifica el almidón, en los inicios de lacocción.Las amilasas presentes en la harina al inicio del amasado comienzan su actividad en elmomento en que se añade el agua. El almidón roto durante la molturación del granode trigo es más rápidamente hidratado, y por tanto, más fácilmente atacable por lasenzimas. Estas, actúan en acción combinada: la alfa amilasa va cortando las cadenaslineales en fracciones de menor longitud, llamadas dextrinas, mientras que la betaamilasa va cortando las cadenas en moléculas de maltosa, formada por dos unidadesde glucosa. El contenido en dextrinas parece tener un efecto importante en lacapacidad de retención de agua y en la consistencia de la masa; si la harina procede detrigo germinado se produce una excesiva dextrinación y las masas resultan blandas ypegajosas.Como el contenido en beta amilasa del trigo es generalmente suficiente para laactividad requerida en la fermentación, sólo se controla el contenido de alfa amilasade las harinas antes de su utilización.Durante la fermentación, continúa la acción de las amilasas, y en el momento deintroducir el pan en el horno aumenta la actividad hasta el momento en que latemperatura 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 sedesactivan y la célula muere. A medida que aumenta la temperatura de la masa en elhorno, comienza a producirse la gelatinización con lo cual, el almidón se hincha yforma 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 sigueproduciendo dextrinización en la masa, en la miga en formación. No obstante, unaacción excesivamente prolongada aumenta el volumen del pan con riesgo de
  21. 21. derrumbamiento de su estructura, y el resultado de una miga pegajosa, por elcontrario, una rápida estabilización de la miga dará unvolumen escaso.Cuando el contenido de amilasas, especialmente de alfa-amilasa, es correcto, se obtiene una influencia positivano solamente en el volumen del pan, sino también en suconservación, produciéndose un efecto de ralentización 21de la retrogradación del almidón.La beta-amilasa se encuentra en cereales, soya y camote.Por su acción, la alfa-amilasa provee de fragmentos menores que pueden ser utilizadospor la enzima beta-amilasa. La enzima alfa-amilasa requiere de un activador como, porej., cloruro de sodio. Es sensible a una acidez elevada y se vuelve inactiva a pH 3,3 o apH menor a 0ºC por 15 min. El pH óptimo de acción está dentro del rango 5-7, siendode 6,5 para la alfa-amilasa bacteriana y pancreática. La enzima es resistente al calor,pues a 70ºC conserva un 70% de su actividad. Actúa sobre almidones crudos ygelatinizados.La beta-amilasa se la conoce con el nombre de enzima sacarogénica, pues actúa sobrela amilosa, rompiendo unidades 1,4, dando maltosa. Sobre la amilopectina actúa en lasuniones alfa-1,4 de la cadena recta, y detiene su acción a distancia de 2 unidades deglucosa antes de atacar las uniones alfa-1,6. Se trata de una exo-amilasa, ya que actúasobre el terminal de la molécula; mientras la amilosa es transformada totalmente enmaltosa, la cadena ramificada de la amilopectina se conserva en un 40-45% sinhidrolizar (38).La beta-amilasa no necesita de activador para actuar, pero es menos estable al calor,inactivándose a 70ºC por 15 min. El pH óptimo de la beta-amilasa es de 4,5.Tipos de amilasasLas 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 (60ºC - 65ºC), por lo que no existe el riesgo de que se produzca exceso de dextrinas, lo cual produciría migas pegajosas.  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 70ºC 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.
  22. 22.  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 75ºC, 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 22 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.Hemicelulosas o PentosanasasEstos enzimas actúan sobre las pentosanas que son unos polisacáridos distintos alalmidón. 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 elenvejecimiento rápido del pan. Se ha podido observar que retardan la velocidad deretrogradación del almidón.Al mismo tiempo, dichos enzimas retienen agua durante la cocción y posteriormenteesta agua puede ser suministrada gradualmente al almidón, lo que permite mantenermás tiempo el pan tierno.Estudios recientes sobre la aplicación de preparados enzimáticos con pentosanasas en el pan precocido han tenido un efecto positivo. 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 elperíodo de precocción.ProteasasDe origen fúngico (Aspergillus oryzae), bacteriano (Bacillus, Streptococcus) y vegetal(Canica papaya L: Papaína). Su actividad comprende un margen de pH de 3 hasta 9 yalcanza un óptimo entre 40ºC y 70ºCLas proteasas de origen fúngico son menos agresivas que las de origen bacteriano y seemplean en las masas fermentadas, exclusivamente cuando son muy fuertes y tenaces,y en la fabricación de magdalenas, bizcochos y plum-cakes.
  23. 23. En la fabricación de galletas y barquillos se utilizan proteasas bacterianas. En estoscasos su efecto se traduce en un debilitamiento del gluten, lo que favorece el laminadode la masa y su expansión sin deformación durante lacocción. La degradación del gluten ayuda a la obtenciónde galletas más crujientes. En la fabricación debarquillos la viscosidad o fluidez de la masa aumentacon la adicción de proteasas bacterianas, que ayudan a 23la evaporación del agua, lo que repercute en una mayorproductividad y una menor fragilidad.LipoxigenasasLa 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 oxidaciónacoplada de sustancias lipófilas, como los pigmentos carotenoides. Esta oxidaciónocurre durante la etapa de amasado y da lugar a una miga más blanca y brillante, almismo 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 ácidoascórbico pero resultaría una masa tenaz difícil de mecanizar.Con la adicción de harina de soja activa se puede potenciar el efecto oxidante sinmodificar el equilibrio de la harina.Resiste hasta 50ºC y pH de 6.LactasaEl 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 lalevadura, y la galactosa, que no es fermentada y tiene poco poder edulcorante. Lalactosa puede ser hidrolizada a estos tipos de azúcares mencionados por medio de unaenzima denominada lactasa. Este fenómeno dedegradación del azúcar de la leche produce un aumentoen la velocidad de fermentación y contribuye a lacoloración del pan.En la fabricación de pan de molde y de hamburguesa, eluso de leche en polvo o suero potenciará el color de lacorteza, disminuyendo el tiempo de cocción ymanteniendo el máximo de humedad.
  24. 24. Su origen microbiano comprende las levaduras (Saccharomyces lactis, S. fragilis, Torulacremoris) y los hongos (Aspergillus niger, Streptomyces coelicor, mástermorresistente).El pH óptimo es de 4 a 7.Glucosa-oxidasa 24Este enzima, en presencia de agua y oxígeno, cataliza la oxidación de la glucosa a ácidoglucónico y peróxido de hidrógeno. Esta transformación favorece la oxidación de lasproteínas, aumentando la tenacidad del gluten, y reduciendo su extensibilidad. Suefecto es como el del ácido ascórbico: incrementa la retención de gas y aumenta elvolumen del pan.Se emplea para reemplazar agentes oxidantes inorgánicos, no permitidos legalmente.pH óptimo: 3-7.FitasasDurante la fermentación la fitasa endógena del trigo hidroliza el ácido Mico que es unquelante de calcio, hierro y zinc. Normalmente no se adiciona fitasa pura, pero existenen el mercado mezclas conteniendo esta enzima.Sus condiciones óptimas de trabajo son, temperaturas de 30ºC a 52°C, y pH de 4,4 a5,5.LipasaCataliza la hidrólisis de los triglicéridos. Algunos preparados comerciales de α-amilasascontienen también actividad lipasa.Rangos de pH: 8-9 (animal), 4-5 (vegetal) y 2-9 (fúngica).
  25. 25. CONCLUSIONES Las levaduras son hongos unicelulares eucariota de forma esférica u ovoide su tamaño varia de 1-10 um ancho por 2-3 um de longitud, su pared celular esta compuesta por dos polisacáridos: manano y glucano, algunas levaduras pueden formar capsulas como fosfomanos 25 Dentro de su sistema enzimático poseen, enzimas capaces de lograr el proceso fermentativo, donde los sustrato son azucares dando como resultado alcohol mas CO2, este principio es de mucha utilidad para industrias destiladora. La reproducción de las levaduras puede ser sexual y asexualmente, el proceso asexual se da por la germinación en un polo de la célula lo que provoca la prolongación de la misma y replicándose el ADN para la nueva célula al provocarse la ruptura del brote, la reproducción sexual se da por me dio de asca esporas generalmente en medios que son escasos de recursos energéticos estas contienen 8 asca en general. La mayoría de las colonias son blanquecinas, algunas tienen un color crema o rosado. Pueden ser oxidativas o fermentativas, las levaduras oxidativas crecen al nivel de la superficie por la necesidad de oxigeno para generar sus reacciones, y la fermentativa crecen en toda la masa La temperatura óptima de las levaduras son 25 a 30ºC con una temperatura máxima de 35 a 47ºC, siendo organismos mesofilos aeróbicos con un pH óptimo de crecimiento es de 4 a 4.5. En la industria existen dos tipos de levaduras, la biológica y la química también llamados impulsores químicos. Las biológicas son capaces de transformar azucares en alcohol etílico y energía gracias a la enzima zymasa y la química es una mezcla de un ácido no tóxico (como el cítrico o el tartárico) y una sal de un ácido o base débil, generalmente carbonato o bicarbonato, la diferencia entre estas es el menor tiempo que tiene la química y que no produce alcohol. Las levaduras son en su mayoría hongos unicelulares, existen alrededor de 50 tipos pero las levaduras más usadas industrialmente son 3 tipos: Ascomicetos, Basidiomiceto y Deuteromicetes. En la extracción de estos los controles de calidad son más focalizados en proceso de aplicación que en proceso de obtención, la mayoría de levaduras se obtienen de fuentes naturales, no
  26. 26. obstante los parámetros de control son físicos ya que alteraciones en estospueden llevar a inactivar a las enzimas de forma irreversible.A un mayor contenido de humedad en levaduras tendremos menor contenidode materia seca, lo que necesitamos en la levadura industrial es que éstacontenga mayor cantidad de materia seca, ya que esta última nos asegura unproceso fermentativo más efectivo mientras que al tener un mayor contenido 26de humedad las levaduras serán más activas, razón por la cual son fácilmentealterable.En cuanto al color y temperatura que también son parámetros de control de laslevaduras previo a su uso como materia prima para la obtención de unproducto elaborado, podemos destacar que no deben tener un color oscuro yaque esta coloración indica que la levadura esta averiada, esto puede deberse ala cantidad de humedad que ha absorbido por mal empaquetado. Latemperatura es otro parámetro importante a controlar ya que si en sualmacenamiento es elevada, provocará una autolisis ya que activará lasproteasas contenidas en la célula y producirá que las proteínas celulares sedestruyan, este fenómeno se lo puede reconocer por el olor característico quegenera.Las enzimas para panificación se usan para lograr cambios específicos en losprocesos, mejorar la vida de anaquel y las propiedades comestibles de losalimentos; han sido desarrolladas especialmente para lograr modificacionespositivas en los componentes de la masa.Una de las enzimas de mayor uso en la industria panadera son las amilasas,principalmente para la capacidad de retención del agua, ya que del contenidoen dextrinas presentes en la masa dependerá ésta. Sin embargo, debe tenerseen cuenta que una muy alta dextrinización hace la masa muy blanda ypegajosa.Las pentosanasas son enzimas que degradan un polisacárido diferente delalmidón, las pentosana, lo cual logra frenar el envejecimiento rápido del pan,ya que logran captar agua durante la cocción y la liberan poco a poco sobre elalmidón, lo que retarda su velocidad de retrogradación.
  27. 27. Las proteasas favorecen el debilitamiento del gluten, lo que lleva a un fácil laminado de la masa y de su expansión sin deformación durante la cocción. Enzimas como la lipooxigenasa actúan sobre la etapa de amasado y dan lugar a una miga más blanca y brillante, al mismo tiempo que aumenta el volumen del pan. 27GLOSARIOMolturación.- La molturación es un proceso utilizado en sectores industriales muydistintos como el químico, el farmacéutico, el alimentario o bien en la recienteindustria del tratamiento de residuos. En la industria de los alimentos se refiere a latrituración o molienda, especialmente de granos para la obtención de harinas.Ralentización.- Disminución de la velocidad, especialmente referido a un proceso oactividad.
  28. 28. BIBLIOGRAFÍA Enzimas en la panificación. http://www.franciscotejero.com/tecnica/mejorantes/las%20encimas.htm. Fecha de consulta: 1-06-2012 28 Enzimas para panificación. http://www.quiminet.com/articulos/las-enzimas- para-panificacion-10131.htm. Fecha de consulta: 1-06-2012 Enzimas en panificación. http://www.ipf.com.co/index.php?option=com_content&view=article&id=286 %3Alas-enzimas-en-la-fabricacion-del-pan-perspectivas-de-un-mercado- prometedor&catid=48%3Abanco-de-articulos-blog&Itemid=106&lang=es. Fecha de consulta: 1-06-2012 Temperatura y ph amilasa. http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceutic as/schmidth02/parte07/01.html. Fecha de consulta: 2-06-2012 Levaduras. http://canal-h.net/webs/sgonzalez002/Micologia/LEVADURAS.apt.htm. Fecha de consulta: 2-06-2012 Levaduras. http://alezamora.galeon.com/aficiones1893538.html. Fecha de consulta: 2-06-2012 Usos de enzimas. http://milksci.unizar.es/adit/enzimas.html. Fecha de consulta: 2-06-2012 Usos de enzimas. http://www.nutricionyrecetas.com/recetas/infoalimenta/sutanciasharina.htm. Fecha de consulta: 2-06-2012 Extracción de enzimas industriales. http://www.unicauca.edu.co/biotecnologia/ediciones/vol1/Ar11.pdf. Fecha de consulta: 2-06-2012 Usos de levaduras en panificación. http://www.alimentariaonline.com/desplegar_nota.asp?did=385. Fecha de consulta: 2-06-2012
  29. 29. Parámetros Óptimos de Candida Utilis.http://www.smbb.com.mx/congresos%20smbb/veracruz01/TRABAJOS/AREA_II/CII-50.pdf. Fecha de consulta: 2-06-2012Obtención de Yarrowia Lipolytica.http://www.smbb.com.mx/congresos%20smbb/acapulco09/TRABAJOS/AREA_I/CI-28.pdf. Fecha de consulta: 2-06-2012 29Rangos óptimos de Sacharomices Serviciase.http://www.ecologia.unam.mx/adriana/GalerasRevRLM04.pdf. Fecha deConsulta: 2-06-2012Levaduras y Mohos.http://www.fao.org/ag/AGA/AGAP/FRG/AFRIS/espanol/Document/tfeed8/Data/493.HTM. Fecha de consulta: 13-06-12

×