Levadura y enzimas en panificación

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
PANIFICACIÓN

Profesora:

Ing. Mirella Bermeo

Integrantes:

 Carlos Arregui Bustamante
 Diana Coello Montoya
 Juleen Hidalgo Torres

Fecha de entrega:

Martes 26 de junio del 2012

INDICE

INDICE ............................................................................................................................... 2
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 4
2
MARCO 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

CONCLUSIONES .............................................................................................................. 25
GLOSARIO ....................................................................................................................... 27
BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................. 28

3

INTRODUCCIÓN
El hombre desde hace varios siglos viene sirviéndose de las levaduras, no solo para su
uso 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 actualmente
se usan en procesos fermentativos aún más diversos, y además para sintetizar ciertas 4
vitaminas y enzimas partiendo de azúcares sencillos y de nitrógeno amoniacal.

Hoy en día, debido principalmente a los avances científicos de los últimos 150 años, el
conocimiento empírico está siendo reemplazado por un adecuado conocimiento de los
procesos que rigen estas transformaciones biotecnológicas. Además, la revolución
provocada en el último cuarto de siglo por el desarrollo de las técnicas de la biología
molecular y el ADN recombinante ha abierto multitud de posibilidades nuevas para el
control de los procesos biotecnológicos y la mejora de los productos elaborados.

Las levaduras son microorganismos unicelulares, su aislamiento requiere de tiempo ya
que las diferentes especies de levaduras se encuentran entremezcladas, de modo que
integran comunidades mixtas. Las levaduras están muy difundidas en la naturaleza, se
encuentra en las frutas, los granos y otras materias nutritivas que contienen azúcar. Se
presentan en formas muy variadas, desde esféricas hasta cilíndricas; estas formas son
lo bastante características para ser base de clasificación.

El crecimiento de la población mundial plantea retos para los proveedores de
alimentos, considerando no solo a los productores de materias primas como trigo y
arroz, sino también a los proveedores de aditivos y enzimas, un mercado en
crecimiento apoyado por la percepción de que son una forma natural de mejorar la
eficiencia y la calidad del producto final.

Los procesos biocatalíticos normalmente involucran el cultivo y uso de
microorganismos y el uso de enzimas aisladas solubles o inmovilizadas en medios
acuosos o inorgánicos que contienen compuestos orgánicos como sustrato. En estos
procesos las enzimas alteran la estructura de los sustratos o sintetizan nuevos
compuestos. Una de las principales ventajas de las enzimas, además de las de índole
económica o biotecnológica, está asociada a su gran especificidad de acción que hace
que no se produzcan reacciones laterales imprevistas. Asimismo, se pueden trabajar
en condiciones moderadas de presión, temperatura y pH. Además las enzimas pueden
inactivarse fácilmente cuando se considera que han cumplido su objetivo.

En el presente trabajo hablaremos de las levaduras y principalmente su obtención para
el uso en la industria, además de las enzimas usadas en la panificación.

MARCO TEÓRICO

LEVADURAS
Se 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 proteínas
recombinantes debido a que es de fácil uso industrial: es barata, cultivarla es sencillo y
se duplica cada 90 minutos en condiciones nutritivas favorables. Además, es un
organismo fácil de modificar genéticamente lo que permite realizar experimentos en
varios días o semanas.

Características Principales

Morfología
Las características morfológicas de las levaduras se determinan mediante su
observación microscópica. Además, los criterios morfológicos se basan en el modo de
reproducción vegetativa de la morfología celular, de la formación de pseudomicelio y
de 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 de
almidón. Para poder observar el núcleo es preciso utilizar tinciones especiales. La
estructura celular es de tipo eucariótico, pero sin sistema fotosintético. La pared rígida,
se caracteriza por la presencia, en su composición, de dos polisacáridos: manano y
glucano. Algunas levaduras producen una cápsula constituida por fosfomanos. El
núcleo está rodeado de una membrana que persiste durante la división celular. El

número de cromosomas es variable de unas a otras. Las levaduras en ningún caso son
móviles.

Características de reproducción asexual
La mayoría de las levaduras se reproducen por gemación multicelular o por gemación
polar, que es el mecanismo en el cual una porción del protoplasma sobresale de la 6
pared de la célula y forma una protuberancia, la cual aumenta de tamaño y se
desprende como una nueva célula de levadura. En las levaduras que forman película, la
yema crece a partir de una prolongación tubuliforme de la célula madre. El material
nuclear replicado se reparte entre la célula madre y la célula hija.

La reproducción sexual de las levaduras verdaderas (Ascomycotina) da lugar a la
producción de ascosporas, desempeñando la función de asca, la propia célula de la
levadura. En la mayoría de las especies de levaduras verdaderas, la formación de
ascosporas tiene lugar tras la conjugación de dos células, aunque algunas pueden
producir ascosporas sin que exista conjugación previa, teniendo lugar después la
conjugación de las ascosporas. Tanto el número y el aspecto de esporas por asca, son
típicos de cada especie de levadura, y se pueden diferenciar por su color, rugosidad o
lisura de su pared y por su forma (redondeada, ovalada, arriñonada, falciforme, forma
de saturno o de sombrero, hemisférica, angular). Las células de algunas levaduras se
transforman en clamidosporas mediante la formación de una gruesa pared alrededor
de la célula, tal como ocurre, por ejemplo, en las especies de los géneros Candida,
Rhodotorula y Cryptococcus.

Características fisiológicas o bioquímicas
En la mayoría de los casos, el crecimiento en masa de las levaduras no resulta
apropiado para su identificación. En los cultivos con agar,
es difícil diferenciar las colonias de levaduras de las
colonias bacterianas, por lo que la observación
microscópica es la única forma segura que existe para
poderlas diferenciar. La mayoría de las colonias jóvenes de
levaduras son húmedas y algo mucosas, y es posible que
tengan aspecto harinoso. La mayoría de las colonias son

blanquecinas, algunas tienen un color crema o rosado. Algunas colonias cambian poco
de aspecto cuando envejecen, otras se secan y se vuelven rugosas. Las levaduras son
oxidativas, fermentativas, o bien su actividad metabólica es a la vez de ambos tipos. En
la 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. Las
levaduras fermentativas suelen crecer en toda la masa del líquido y producen dióxido
de carbono. 7

Las distintas especies de levaduras pueden ser muy diferentes en cuanto a su
fisiología, la mayoría necesitan más humedad para crecer y desarrollarse. El intervalo
de temperatura de crecimiento de las levaduras es en general, parecido al de los
hongos, con una temperatura óptima en torno a los 25 a 30ºC y una temperatura
máxima en torno a los 35 a 47ºC. Una reacción ácida del medio, próxima a un pH de 4
a 4.5, estimula el crecimiento de la mayoría de las levaduras, mientras que en medios
básicos, no crecen bien a no ser que se hayan adaptado a los mismos, crecen mejor en
aerobiosis, aunque las especies de tipo fermentativo son capaces de crecer, aunque
lentamente, en anaerobiosis. En general, los azúcares son la fuente energética más
apropiada para las levaduras, aunque en las oxidativas, por ejemplo, las formadoras de
película oxidan los ácidos orgánicos y el alcohol, y también contribuyen en la
producción de los sabores o “bouquet” de los vinos.

Tipos
Existen dos tipos de levaduras:
Levadura química o impulsores químicos
Levadura biológica

Levadura biológica
Es un hongo perteneciente al género Hemiascomicetos y más especialmente a los
miembros del genero Saccharomyces.
Esta es obtenida, industrialmente, cultivando razas puras en medio idóneas para su
multiplicación y baratas, como son las melazas, que se acondicionan agregando otros
nutrientes como fosfatos, sales minerales y mezclas de hidróxido amónico y sales de
amonio.
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 liquida

Levadura activa seca en forma granulada: Es aquella que viene en gránulos y en sacos
de 25 Kg. Esta levadura se usa para aplicaciones industriales con una licuadora de

levadura. Maquina especial para licuar levadura fresca con capacidades que oscilan
entre 550 lts y 1500 lts. Son maquinas con doble tambor que mantienen refrigerada la
mezcla de agua-levadura a 3 0C y que garantizan la regularidad de producción de CO2
durante varios días. Admiten una automatización que se integra totalmente a sistemas
automáticos 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 8

parte del operario, control sobre el consumo de levadura tradicional ya que al estar
diluida en agua su reacción es más rápida y con menos cantidad llegamos al punto de
fermentación 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 puede
utilizar directamente, sin licuadora pero no es recomendable ya que su verdadera
función 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 la
mayoría de preparaciones, la levadura fresca da resultados más satisfactorios.

Fresca o prensada: Suele venir en cubitos de 25 gramos y
necesitan conservarse en un sitio refrigerado. Además deben
consumirse más o menos rápido ya que su fecha de caducidad
suele ser corta. Una solución antes de que caduquen es
congelarlos. Con una descongelación adecuada (en el
frigorífico, no a temperatura ambiente), conservan todas sus
propiedades.

Levadura líquida: Es un levadura con poca densidad, que se transporta en cisternas y
que necesita el doble deposito en la industria panaderapara su uso.Se necesita un
equipo muy complejo que debido a su alto riesgo contaminante debe mantener una
higiene automatica muy precisa.Suele utilizarse en la industria con gran consumo sin
embarco al conservarse entre 5 y 70C su regaularidad en poder fermentativo es
asomnroso. Y es quizas el futuro de las grandes instalaciones .Actualmente en España
ya existen dichas instalaciones aunqu su evolucion es lenta.

Levaduras químicas
Se conoce como “levadura química” (o “levadura Royal”) no tiene nada que ver con la
levadura puesto que no hay nada vivo en ella. Capacidad de liberar dióxido de carbono
al igual que las levaduras en los procesos de fermentación alcohólica. Se trata de 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, para elevar una masa (harina +
agua), confiriéndole esponjosidad. 9

Al contrario que las levaduras naturales, los impulsores no necesitan un tiempo de
espera ya que actúan rápidamente. De hecho, estos impulsores suelen tener dos
reacciones, una inmediata e inapreciable al ojo humano cuando las integramos en la
masa y otra, más visible, cuando se le aporta calor en el horno.
Los impulsores químicos y los gasificantes son los productos ideales para el preparado
de bizcochos y magdalenas, no así para masas y panes.

Impulsor químico: O la que conocemos como levadura Royal
de toda la vida. Se presenta en sobres de 15 gr. y su textura
es similar al azúcar glass. Su composición es un gasificante,
un acidulante y un separador (almidón) que se usa para que
los componentes no hagan reacción dentro de la bolsita. Se
ha acuñado el nombre de la marca como identificador del
producto genérico, pero aparte de “Royal” también existen
impulores 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. Se
usa sobre todo para evitar la cristalización del azúcar en
preparados de repostería, así como para estabilizar el montado de
claras o de nata, pero también puede usarse para incrementar el
volumen de las masas.

Obtención

La materia prima elemental de elección es la melaza de remolacha o de caña o ambas
en conjunto, cuando se las dispone. Los aspectos fundamentales a considerar son la
disponibilidad y la composición de la melaza incluyendo la presencia de inhibidores o
substancias extrañas que pueden contener.
10

Proceso de producción a múltiple etapa
Un proceso típico de producción comprende una primera etapa (El) que se realiza en
frascos conteniendo medios de melaza o, de malta con un 5% de azúcares durante 2-4
días. A continuación siguen 3 etapas consecutivas (E2, E3 y E4) realizadas en "batch" en
condiciones estériles en fermentadores en escala creciente hasta 30 m3. El tiempo de
la etapa E2 es normalmente 24h y las etapas siguientes 9-11h. El número de etapas a
emplear depende de la cantidad de levadura a emplear en las etapas siguientes. La
concentración del sustrato inicial está entre 5-7.5% azúcares. El factor crítico en esta
etapa reside en la necesidad de emplear medios estériles para evitar contaminaciones
prematuras que pueden perjudicar las etapas posteriores.
Las etapas siguientes E5 y E6 se realizan empleando el sistema de "batch" alimentado y
en condiciones de alta aireación y con el mosto de melaza que ha sido sometido a un
cocimiento a 100°C. Algunos fabricantes utilizan el inóculo proveniente de la E4 para
sembrar un único fermentador, realizando así solamente una etapa (E5), siendo la
razón principal de este procedimiento la necesidad de limitar al máximo la
contaminación que se puede producir en la etapa final. También por ese motivo
cuando se realiza la etapa E6, la anterior (E5) suele realizarse a menor pH, en tiempos
cortos y altos valores de velocidad de crecimiento a expensas del rendimiento. La
etapa final, que es la llamada comercial se conduce para aumentar la capacidad
leudante, la estabilidad en el almacenamiento y maximizar también el rendimiento.
Todo esto se logra manipulando algunos parámetros como el pH, aireación y velocidad
de alimentación del medio. Esta última es particularmente importante, existiendo
varios programas de alimentación que tienen que considerar además de maximizar el
rendimiento, la calidad de la levadura a obtener relacionada con el poder fermentativo
y la estabilidad. Para alcanzar rendimientos aceptables, que pueden ser cercanos al
0.5g por g de azúcar, la concentración de la fuente de carbono debe mantenerse
debajo de ciertos límites (menor a 0.16 gl-1) para evitar la producción de alcohol. El
tiempo de proceso para la última etapa puede variar entre 10 y 20 h durante el cual la
población de levadura puede multiplicarse entre 6 y 7 veces. Un proceso
correctamente conducido debe facilitar lo que se denomina "maduración" de la
levadura, que se logra manteniendo el mosto fermentado una hora más después del
agregado de nutrientes con una aireación muy suave. Durante este período, los
sustratos no empleados hasta ese momento son asimilados, y las células con brotes
completan su desarrollo.

Separación, lavado y empaquetado
Al final de la etapa de producción comercial las células de levaduras son separadas por
centrifugación y lavadas en una o más etapas. Las operaciones de lavado son
realizadas para reducir los sólidos no debidos a levaduras que pueden dificultar la
filtración y oscurecer el color de la levadura prensada. La eficiencia del sistema de
lavado está determinada por la concentración de los sólidos de levadura, la cantidad 11

del agua usada y el contenido de sólidos del agua de dilución que tiene importancia
cuando el agua de lavado se utiliza en contracorriente a la crema de levadura. El
proceso de separación produce una crema de levadura ligeramente coloreada
conteniendo hasta 22% de sólidos debidos a células y prácticamente libres de otros
materiales. 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 prensada
conteniendo entre 27 y 30% de materia seca, es necesario realizar una etapa de
deshidratación de la crema (que contiene un 18-22% de sólido) hasta esos valores, lo
que se efectúa con filtros prensas o filtros rotatorios. Finalmente la levadura es
extrudada en forma de panes de peso variable según las exigencias del mercado, que
son envueltos en papel celofán o en otro tipo adecuado de papel. Otra forma de
terminar el proceso de producción es someter la crema de levadura a un filtrado y
extrudado para producir partículas de 0.5 a 2 mm que son secadas en equipos de lecho
fluidizado, lo que da origen a las llamadas levaduras secas activas o levaduras
instantáneas con bajo contenido de humedad, que se envasan al vacío o en atmósfera
de nitrógeno y que pueden conservarse por períodos prolongados a temperatura
ambiente.

Diagrama de flujo del proceso de obtención

12

Uso en la Industria Alimentaria

13

Panadería
La textura esponjosa y abierta de los productos de levadura es el resultado de
complejas interacciones dentro de los ingredientes de la masa. Los ingredientes
básicos incluyen levadura, líquidos, harina y sal. Azúcar, grasa, huevos y otros
ingredientes 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 dentro
de la mezcladora con otros ingredientes. Las levaduras comprimida y seca activa
requieren rehidratación. Las células de la levadura tienen una membrana externa que
se altera cuando éstas se secan y debe restaurarse para que la levadura conduzca la
fermentación. La levadura comprimida debe rehidratarse en líquidos no más calientes
de 98.6°F (37°C) y la seca activa debe rehidratarse en líquidos con una temperatura de
entre 105°F y 115°F (40°C y 46°C). Temperaturas más frías pueden minimizar la
producción de gas y reducir la calidad final de la masa, temperaturas más calientes
pueden matar la levadura.
Los líquidos, usualmente agua o leche, hidratan la harina, disuelven la sal y ayudan en
la activación y dispersión de la levadura. Cuando se hidrata la harina, las proteínas son
críticas para que la estructura final del producto terminado sea flexible, y los gránulos

de almidón obtengan la humedad necesaria para ser sometidos a la gelatinización
durante el horneado.
La harina contiene dos componentes críticos para la producción de levadura en la
masa - proteína y almidón. Cuando se hidrata, las proteínas interactúan química y
físicamente para formar gluten. El gluten es viscoso y elástico - viscoso ya que permite
a la masa expanderse con la producción de CO2 y, elástico, porque la expansión es
controlada. La harina también contiene almidón, que contribuye a la textura final del 14

producto y es descompuesto por las amilasas en azúcar para que la levadura la pueda
usar.

Producción de Alcohol
Cálculos 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 GRS

Tomando como base esta ecuación, y llevando a 100 unidades de glucosa, vemos que:
100 gramos de glucosa: producirán 51,11 grs de alcohol etílico
Si consideramos la densidad el etílico puro a 20°C: 0,7893 g/cm³
100 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 de
azúcares simples (hexosas) a volumen de alcohol etílico.
Desde ya, que el proceso de fermentación está afectado por un rendimiento y que
tendrá que ver con varios factores, pero que podemos mencionar como los más
importantes:
Biomasa: si la misma se recupera cercano al 100%, entonces los azúcares reductores
serán utilizados para hacer alcohol, caso contrario, se producirá biomasa.

Control de Calidad

La levadura prensada producida por el proceso descripto debe cumplir con las
exigencias impuestas al cual está destinada, o sea para la panificación. La función
fundamental que debe cumplir es levar las masas preparadas con harina y conservar
esas cualidades durante un tiempo adecuado.
Existen diversas técnicas de control que se utilizan para verificar la calidad de la 16

levadura comercial. Todas se basan en la preparación de una masa con harina, agua y
sal, además de levadura. En algunos casos se mide el tiempo en minutos que tarda en
levar una masa preparada en una mezcladora en condiciones estandarizadas, que es
colocada en un molde a temperatura de 30 °C tomando como referencia un tope que
esta 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 en
condiciones controladas, a 120 y 165 minutos después de colocar la masa en un balón
conectado a una bureta donde se va almacenando el C02 desprendido.
Para evitar las diferencias entre las distintas harinas y tratar de lograr resultados más
reproducibles la IUPAC sugirió un método basado en la utilización de una mezcla de
almidón y goma garrofin (proveniente del fruto de la Seratonia siliqua) en lugar de
harina. Otro ensayo importante está relacionado con el tiempo que la levadura
conserva sus características, que se mide manteniendo el pan de levadura en estufa a
30 °C.

Recepción
Deben iniciarse los controles de esta materia prima en el momento en que llega a la
panadería, comprobando que la cantidad adquirida corresponde con la reflejada en el
albarán de entrega.
Se debe anotar el número de lote recibido y la fecha de consumo preferente, que nos
ayudarán a utilizar siempre el producto que entró primero en nuestro almacén.
Después deberá tomarse la temperatura interior de las pastillas, que no deberá
superar los 10º C.
Sin más espera, debe introducirse en el frigorífico, para evitar calentamientos
innecesarios además de perjudiciales.

En su utilización
El aspecto del producto es el modo tradicional por el que el panadero juzga la levadura
antes de utilizarla, llegando a su rechazo en los casos en que le surjan dudas. Para
evitar errores, conviene aclarar varias cuestiones:
La humedad. Un mayor contenido en humedad no implica un mayor poder
fermentativo, sino un menor contenido en materia seca. Lo realmente importante es la
calidad de tal materia seca, no su cantidad. Las variaciones de humedad corresponden
a la variabilidad natural de los procesos tecnológicos, ya que este factor es

estrechamente vigilado por el fabricante en función del modo de adición de la
levadura a la amasadora. Así, en los países donde se acostumbra a disolver la levadura
en el agua, las levaduras tienen contenidos en humedad del 72 al 74%, mientras que
en los países donde se acostumbra a desmenuzar la pastilla, las humedades deben
reducirse hasta el 65-70%. Precisamente las levaduras más activas son las que
presentan mayor contenido en humedad ya que la materia seca, aunque en inferior
cantidad, presentan un comportamiento fermentativo de muy alto nivel. 17

El color. En torno al color, también hay cierta confusión. Hace años era bastante
frecuente encontrar levaduras que no fermentaban bien y que presentaban colores
oscuros, esto indujo a pensar al panadero que un color más oscuro implicaba un
menor poder fermentativo. Pero simplemente se trataba de levaduras averiadas, en
las que el poder fermentativo original se había deteriorado. En levaduras sanas el color
no está asociado con el poder fermentativo.
Una levadura que tenga un color oscuro y sea blanda, pastosa, puede ser una levadura
averiada y no es aconsejable su utilización.
El empaquetado. La función que cumplen las envueltas de papel y celofán, es la de
mantener las condiciones de humedad de la pastilla, y la de protegerla de la
contaminación externa (mohos). Por tanto, un mal sellado del celofán no será una
condición favorable para la larga conservación del producto.
La temperatura. Como se ha indicado más arriba, este es el factor primordial a
controlar para asegurar la buena conservación del producto en la panadería. Aunque
cada vez menos frecuente, casi siempre en verano, el excesivo recalentamiento de la
levadura puede llevar a desarrollar el fenómeno denominado autolisis. Al aumentar la
temperatura interna de las células, las enzimas proteasas que contienen destruyen las
proteínas estructurales, provocando la muerte celular.

ENZIMAS APLICADAS EN LA PANIFICACIÓN

Las 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 una determinada enzima, y la
mayor o menor cantidad de ésta suele modificar la velocidad de la reacción
18
controlada.
Los enzimas que resultan de interés en la industria de la panificación 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.
El mercado actual de las enzimas para panadería se estima que es alrededor de 300
millones de dólares, creciendo a un ritmo del 6% anual. El crecimiento está apoyado
por la percepción de que las enzimas son una forma natural de mejorar la eficiencia y
la calidad y que los productos químicos pueden reemplazarse, evitando el etiquetado u
omitiendo la declaración de aditivos. El descenso de los precios debido a la
competencia entre los proveedores y la consolidación de la industria alimentaria
proporcionan un impulso adicional.

Principales beneficios
La utilización de enzimas brinda numerosas ventajas que son capitalizadas, tanto por
los 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 con
productos más frescos y con menos cantidad de aditivos químicos, que son
parcialmente 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

Principales enzimas

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 20
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.
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, 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 21

de 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 utilizados
por la enzima beta-amilasa. La enzima alfa-amilasa requiere de un activador como, por
ej., cloruro de sodio. Es sensible a una acidez elevada y se vuelve inactiva a pH 3,3 o a
pH menor a 0ºC por 15 min. El pH óptimo de acción está dentro del rango 5-7, siendo
de 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 y
gelatinizados.
La beta-amilasa se la conoce con el nombre de enzima sacarogénica, pues actúa sobre
la amilosa, rompiendo unidades 1,4, dando maltosa. Sobre la amilopectina actúa en las
uniones alfa-1,4 de la cadena recta, y detiene su acción a distancia de 2 unidades de
glucosa antes de atacar las uniones alfa-1,6. Se trata de una exo-amilasa, ya que actúa
sobre el terminal de la molécula; mientras la amilosa es transformada totalmente en
maltosa, la cadena ramificada de la amilopectina se conserva en un 40-45% sin
hidrolizar (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 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 (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.

 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 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
esta 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. 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
De origen fúngico (Aspergillus oryzae), bacteriano (Bacillus, Streptococcus) y vegetal
(Canica papaya L: Papaína). Su actividad comprende un margen de pH de 3 hasta 9 y
alcanza un óptimo entre 40ºC y 70ºC
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 23

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.
Resiste hasta 50ºC y pH de 6.

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.

Su origen microbiano comprende las levaduras (Saccharomyces lactis, S. fragilis, Torula
cremoris) y los hongos (Aspergillus niger, Streptomyces coelicor, más
termorresistente).
El pH óptimo es de 4 a 7.

Glucosa-oxidasa 24
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.
Se emplea para reemplazar agentes oxidantes inorgánicos, no permitidos legalmente.
pH óptimo: 3-7.

Fitasas
Durante la fermentación la fitasa endógena del trigo hidroliza el ácido Mico que es un
quelante de calcio, hierro y zinc. Normalmente no se adiciona fitasa pura, pero existen
en el mercado mezclas conteniendo esta enzima.
Sus condiciones óptimas de trabajo son, temperaturas de 30ºC a 52°C, y pH de 4,4 a
5,5.

Lipasa
Cataliza la hidrólisis de los triglicéridos. Algunos preparados comerciales de α-amilasas
contienen también actividad lipasa.
Rangos de pH: 8-9 (animal), 4-5 (vegetal) y 2-9 (fúngica).

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

obstante los parámetros de control son físicos ya que alteraciones en estos
pueden llevar a inactivar a las enzimas de forma irreversible.

A un mayor contenido de humedad en levaduras tendremos menor contenido
de materia seca, lo que necesitamos en la levadura industrial es que ésta
contenga mayor cantidad de materia seca, ya que esta última nos asegura un
proceso fermentativo más efectivo mientras que al tener un mayor contenido 26

de humedad las levaduras serán más activas, razón por la cual son fácilmente
alterable.

En cuanto al color y temperatura que también son parámetros de control de las
levaduras previo a su uso como materia prima para la obtención de un
producto elaborado, podemos destacar que no deben tener un color oscuro ya
que esta coloración indica que la levadura esta averiada, esto puede deberse a
la cantidad de humedad que ha absorbido por mal empaquetado. La
temperatura es otro parámetro importante a controlar ya que si en su
almacenamiento es elevada, provocará una autolisis ya que activará las
proteasas contenidas en la célula y producirá que las proteínas celulares se
destruyan, este fenómeno se lo puede reconocer por el olor característico que
genera.

Las enzimas para panificación se usan para lograr cambios específicos en los
procesos, mejorar la vida de anaquel y las propiedades comestibles de los
alimentos; han sido desarrolladas especialmente para lograr modificaciones
positivas 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 contenido
en dextrinas presentes en la masa dependerá ésta. Sin embargo, debe tenerse
en cuenta que una muy alta dextrinización hace la masa muy blanda y
pegajosa.

Las pentosanasas son enzimas que degradan un polisacárido diferente del
almidón, 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 el
almidón, lo que retarda su velocidad de retrogradación.

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.

27

GLOSARIO

Molturación.- La molturación es un proceso utilizado en sectores industriales muy
distintos como el químico, el farmacéutico, el alimentario o bien en la reciente
industria del tratamiento de residuos. En la industria de los alimentos se refiere a la
trituración o molienda, especialmente de granos para la obtención de harinas.

Ralentización.- Disminución de la velocidad, especialmente referido a un proceso o
actividad.

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.

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.

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

Parámetros Óptimos de Candida Utilis.
http://www.smbb.com.mx/congresos%20smbb/veracruz01/TRABAJOS/AREA_II
/CII-50.pdf. Fecha de consulta: 2-06-2012

Obtención de Yarrowia Lipolytica.
http://www.smbb.com.mx/congresos%20smbb/acapulco09/TRABAJOS/AREA_I
/CI-28.pdf. Fecha de consulta: 2-06-2012 29

Rangos óptimos de Sacharomices Serviciase.
http://www.ecologia.unam.mx/adriana/GalerasRevRLM04.pdf. Fecha de
Consulta: 2-06-2012

Levaduras y Mohos.
http://www.fao.org/ag/AGA/AGAP/FRG/AFRIS/espanol/Document/tfeed8/Dat
a/493.HTM. Fecha de consulta: 13-06-12

Levadura y enzimas en panificación

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (12)

Similaire à Levadura y enzimas en panificación

Similaire à Levadura y enzimas en panificación (20)

Levadura y enzimas en panificación