Baking Bread

Hay quienes afirman que la cocina puede considerarse en cierta medida un laboratorio, en la que tienen lugar procesos de separación o reacciones químicas que en realidad siguen los principios básicos de otras operaciones industriales que no tienen nada que ver con alimentos. Y en la cocina, aunque al hablar de Ingeniería Química o Química y procesado de alimentos podríamos hablar de múltiples casos y ejemplos, vamos a centrar nuestra atención en un alimento básico: el pan.


El descubrimiento del pan como tal se pierde en la más remota antigüedad y en los inicios de la andadura del hombre sobre este planeta. Se especula con la posibilidad que una vez que el hombre empezó a usar los cereales como base de su alimentación, no tardó mucho en darse cuenta que era más fácil comerlos y digerirlos si estos se hervían en agua, preparando una especie de gachas. Cabe la posibilidad que en la elaboración de las gachas, algunas gotas cayeran sobre las piedras del hogar: aquellas gotas cocidas, podían comerse de igual modo, eran más fáciles de consumir que el cereal original, y fáciles de transportar que los cereales y el cuenco donde elaborar las gachas, por ejemplo, cuando se iba de caza; probablemente así nacieron las primeras tortas de pan. El azar nuevamente podría haber hecho que sobre un cuenco de gachas cocidas, y olvidado en algún lugar comenzaran a crecer microorganismos, que causaran la fermentación de las gachas, y que al ser cocidas darían lugar a una masa más esponjosa y fácil de comer que la que no había sufrido un proceso de fermentación.

Una barra de pan, desde el punto de vista ingenieril, podría considerarse un producto extremadamente complejo, cuya obtención y fabricación puede estudiarse desde el punto de vista de la ingeniería química.

Aunque en el pan cabe la utilización de distintos tipos de aditivos, los componentes básicos son la harina, la levadura y el agua.

La primera etapa de la fabricación del pan consistiría en una operación unitaria de mezclado. Por término medio una harina de trigo puede contener del orden del 68-76% de almidón, 6-18% de proteínas, 11-14% de humedad, 2-3% de otros carbohidratos y un 0.5% de sales minerales. El objetivo fundamental de esta etapa, además de obtener una mezcla uniforme y homogénea, consiste en la hidratación del almidón y las proteínas de la harina, para obtener un material en el que el gluten (formado por las proteínas glutenina y gliadina) se haya hidratado y sus moléculas hayan formado una estructura en la masa que le confiera cierta viscoelasticidad y lo que es denominado flujo extensional, de gran importancia para la siguiente etapa.
Sin embargo, estas proteínas que hacen posible la elaboración del pan suponen un riesgo para aquellas personas (celiacos) que presentan intolerancia permanente al gluten ingerido y que según las estadísticas, representan el uno por ciento de las personas nacidas en España. Actualmente, sólo existe un tipo de tratamiento para los celíacos: la eliminación completa de la dieta de todas las fuentes de gluten, aunque habría que señalar que una dieta libre de gluten puede ser monótona y cara. Además, los alimentos modificados a menudo tienen características organolépticas indeseables. Entre los alimentos más demandados por los celiacos se encuentra el pan, motivo por el que se han buscado alternativas al gluten que permitan la elaboración de pan sin modificar su sabor y textura. Entre las opciones existentes para crear una estructura física similar al gluten en la masa se encuentran el uso de harinas de maíz o arroz y el empleo de fibras alimentarias compuestas de hidratos de carbono complejos (como la goma guar o la xantana), almidón “resistente” (como el almidón agrio de mandioca), mucílagos (como el psyllium) o lignina.

Después de la etapa de mezclado tiene lugar la fermentación. Durante este proceso, las levaduras convierten los azúcares presentes en la masa en dióxido de carbono, que se libera en forma de burbujas. Una masa en la que el gluten no haya adquirido la estructura idónea, presentará unas propiedades reológicas (o de flujo) poco deseables que provocarán a su vez que el crecimiento de las burbujas de gas sea inestable, poco homogéneo y que la masa no adquiera la esponjosidad deseada.
Una vez que la masa ha fermentado, ésta es sometida a un proceso de calefacción, en el cual tiene lugar una transferencia de materia y energía, así como múltiples procesos de tipo físico y reacciones químicas. Al introducir el pan en el horno, el calor debe transmitirse hasta la superficie de la masa de pan, y a continuación, a través de ella. Conforme se transmite el calor a través del interior de la masa de pan, las levaduras terminan de ejercer su función, pues no es hasta unos 60ºC cuando “mueren”, pero las burbujas de gas que han generado tienden a expandirse por efecto de la temperatura y a “hinchar” aún más la masa, siempre y cuando ésta no haya desarrollado una viscosidad demasiado elevada como consecuencia del resto de procesos involucrados. Paralelamente a la expansión de los gases e hinchamiento de la masa, tiene lugar la gelificación del almidón y la desnaturalización de las moléculas de gluten, procesos por los cuales la viscosidad de la masa tiende a aumentar drásticamente, dándole la consistencia del pan cocido. Por otro lado, bajo la acción del calor, proteínas y carbohidratos pueden sufrir las denominadas reacciones de Maillard, que son las responsables del desarrollo del color y de los aromas característicos del pan.

Por tanto, la elaboración de pan requiere de la aplicación (consciente o inconsciente) de conceptos íntimamente relacionados con la Ingeniería Química: fenómenos de transporte (cantidad de movimiento, materia y energía), ingeniería bioquímica e ingeniería de la reacción química, entre otras. De este modo, podría llegar a afirmarse que ¡¡¡encontramos Ingeniería Química hasta en el pan!!!.

 

J. Carlos García
Subdirector Ingeniería Química

Lucía Catalá
Estudiante de Doctorado Ingeniería Química

 

 

 

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