El simple acto de hornear pan ha sostenido las panzas y los paladares encantados desde la antigüedad, y la fabricación moderna de pan se ha convertido tanto en una empresa a escala industrial que define la empresa comercial como en un movimiento artesanal de lotes pequeños destinado a llenar las áreas urbanas conpanes humeantes, donde sea que los hipsters tomen café con leche.
Sin embargo, a pesar de todo nuestro amor por el corte simple, nunca hemos tenido una comprensión sólida de gran parte de la ciencia detrás de la masa blanda, como la interacción entre la microestructura de una masa y su reología, la forma en que se deforma y fluye.Esta ciencia ayudaría a los panaderos a mejorar las recetas de pan destinadas a hornos grandes y pequeños.
Este mes, durante la 87ª Reunión Anual de la Sociedad de Reología, que se llevará a cabo del 11 al 15 de octubre de 2015 en Baltimore, Maryland, un equipo de investigadores de Bélgica y los Países Bajos que realmente conocen el pan describirá cómo el gluten y el almidónafectar el comportamiento general de la masa, así como la cantidad óptima de enzima glucosa oxidasa para mejorar el rendimiento de la elaboración del pan.
"La masa de harina de trigo consiste en una fase continua de proteína de gluten en la que se dispersan las partículas de almidón, los lípidos y las células de gas", explicó Mathieu Meerts, investigador de doctorado dentro del Departamento de Ingeniería Química de KU Leuven, una universidad enBélgica.
A menudo existen grandes disparidades en el rendimiento de la producción de pan de las harinas de trigo, que generalmente se atribuyen a las proteínas del gluten. "Cuando se mezclan con agua, las proteínas del gluten se hinchan e interactúan para formar una red de gluten", dijo Meerts. "Esta red requierefuerza suficiente para retener el gas de dióxido de carbono producido por la levadura durante la fermentación, que leuda la masa, pero la red necesita mantener cierta flexibilidad porque la fuerza excesiva de la red no permite que las burbujas de gas se expandan, lo que conduce a panes de pequeño volumen."
El equipo buscó formas de optimizar las propiedades de la red de gluten para "contener moléculas de proteínas largas para una fuerza suficiente, pero también cadenas de proteínas más cortas para flexibilidad", señaló Meerts. Tanto la distribución de cantidad como de tamaño de las proteínas de gluten parecen ser importantes.
Las pruebas de horneado tienden a consumir mucho tiempo, por lo que la industria alimentaria ha desarrollado pruebas alternativas para evaluar rápidamente la calidad del trigo. Aunque generalmente son exitosas, estas pruebas no brindan información fundamental sobre la estructura o el comportamiento del material. Meerts y sus colegas tomaron una decisión diferenteAcercarse.
"En nuestro laboratorio, simulamos de cerca las deformaciones que experimenta la masa durante el proceso de elaboración del pan", dijo Meerts. "Por ejemplo, durante la fermentación y la elevación del horno, la masa está sujeta a grandes deformaciones extensionales. Estas también se pueden simular conpruebas empíricas, pero la extensión de la masa ocurre durante un largo período de tiempo y no puede capturarse en una prueba de estiramiento rápido ".
Al comienzo de su trabajo, el equipo quería aprender cómo la red de gluten afecta el comportamiento de la masa. ¿Es la red de gluten el factor predominante para determinar el rendimiento de cualquier harina de trigo? Y, de ser así, ¿hay maneras de mejorar el trigo?calidad cambiando la red de gluten?
"Nuestros experimentos muestran que bajo grandes deformaciones, que ocurren predominantemente al final del paso de fermentación y durante el horneado, la red de gluten determina el comportamiento de la masa", dijo Meerts. "El estiramiento de muestras de gluten puro produce una respuestamuy similar a las muestras de masa. También fue posible ver diferencias claras en el comportamiento de estiramiento de las harinas de diferentes calidades ".
Sin embargo, a deformaciones más pequeñas, la presencia de partículas de almidón también contribuye al comportamiento de la masa. "Las partículas de almidón constituyen la mayoría de la estructura de la masa, por lo que es probable que dominen el comportamiento de la masa y puedan enmascarar las diferencias en la red de gluten", agregó.
Por lo tanto, dos bolas de masa con características de red de gluten dramáticamente diferentes pueden parecer sorprendentemente similares si amasas una en cada mano en el tablero de masa, a pesar de que una se hornearía en un hermoso pan y la otra se caería.sus características de "gran deformación", como fue pionera del equipo, mostrarían claramente la diferencia.
El equipo también profundizó en formas de mejorar la calidad del gluten. La industria alimentaria utiliza la enzima "glucosa oxidasa" para catalizar la oxidación de la glucosa, azúcar presente en la harina, porque su reacción conduce a la formación de enlaces cruzados adicionalesdentro de la red de gluten.
"Esto mejora la fuerza de la red, pero reduce su extensibilidad", dijo Meerts. "Demasiada glucosa oxidasa da como resultado una red de gluten que es demasiado fuerte para aumentar lo suficiente durante la fermentación. Pudimos encontrar la cantidad óptima de glucosa oxidasa explorandoel efecto de endurecimiento por deformación de la red de gluten "
Piense en el efecto de endurecimiento por deformación al imaginar la red de gluten como una masa entrelazada de cadenas largas, como los espaguetis. "Los puntos de entrelazamiento fijan la posición de las cadenas en lugares específicos, pero entre las cadenas pueden moverse libremente", explicó Meerts.
Cuando esta estructura se estira, los segmentos de la cadena ubicados entre los puntos de enredo necesitarán ser realineados. "Inicialmente, esto no requiere mucha fuerza", señaló Meerts. "Pero a medida que el sistema se estira, más segmentos de la cadena realineadosestirarse, lo que requiere más fuerza. Esta mayor resistencia al estiramiento adicional se denomina "endurecimiento por deformación", que solo ocurre cuando un material ya se ha estirado en cierta medida ".
El grado de endurecimiento por deformación "muestra un óptimo para concentraciones intermedias de glucosa oxidasa, y podría ser un indicador de rendimiento confiable", dijo Meerts. "Si es así, la industria alimentaria puede usar pruebas de estiramiento para tener una idea del grado deendurecimiento por deformación de cualquier sistema de harina dado, que se puede utilizar para predecir su rendimiento de panificación ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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