Debido a los cambios que tenemos año a año con las diferentes cosechas de trigo es muy importante poder estandarizar las calidades de harinas que ingresan a los diferentes procesos productivos.
Para ello contamos con diferentes aditivos, tanto sea de origen biológico (enzimas) o químico (reductores y oxidantes), los cuales se pueden usar solos o haciendo diferentes combinaciones para obtener una buena sinergia entre ellos.
ENZIMAS
Las enzimas son conocidas como catalizadores biológicos, es decir, son proteínas que tienen la capacidad de aumentar o acelerar ciertas reac- ciones químicas. Este proceso es conocido como catálisis.
El uso de enzimas en los alimentos presenta una serie de ventajas. El primero, y más importante, es que las enzimas son empleadas como sustitutos de sustancias químicas en un amplio rango de pro- cesos. Esto permite que la performance ambiental de los procesos sea mejorada por la disminución del consumo de energía y biodegradación de los productos.
Las enzimas como proteínas globulares de diversos tamaños, tienen su estructura definida por la estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.
Existe también una serie de características que diferencian a las enzimas de otras sustancias. Algunas de ellas son: especificidad, actividad enzimática, cinética de reacción, temperatura, pH, activación enzimática e inactivación.
Las enzimas son específicas, es decir que hidrolizan y sintetizan un compuesto en particular. En algunos casos, su acción está limitada a ligaciones específicas dentro de los compuestos con los cuales ejercen reacción.
La actividad enzimática se expresa por peso en bases de volumen y/o también en unidades, que es lo más común. Las condiciones propicias para una óptima actividad enzimática, tales como pH óptimo, concentración de sustrato, cofactores e inhibidores, temperatura, tiempo de duración del análisis y la actividad del agua, son utilizadas para determinar la unidad de actividad de la enzima.
La cinética de reacción es influenciada por la concentración del sustrato y de la enzima. La velocidad de la reacción aumenta con un incremento de concentración de enzima para una misma concentración de sustrato.
La velocidad de las reacciones enzimáticas aumenta con el incremento de la temperatura, de modo semejante a las reacciones químicas. Esto significa que la velocidad de reacción se duplica con el aumento de 10°C en la temperatura de reacción. En las reacciones enzimáticas, la velocidad aumenta con la temperatura hasta alcanzar una velocidad máxima a partir de la cual comienza a decrecer.
La acción catalítica de una reacción enzimática es alcanzada dentro de límites muy estrechos de pH. Cada reacción tiene un pH óptimo, que para la mayoría de las enzimas se sitúa entre 4,5 y 8,0, y allí la enzima presenta su actividad enzimática máxima. El valor de pH óptimo varía de acuerdo con la enzima y los diferentes sustratos sobre los cuales actúan. Valores altos ó bajos de pH pueden causar desnaturalización proteica considerable y la consecuente inactivación enzimática.
Por eso es muy importante saber en qué franja de pH la enzima es más estable, ya que el pH de máxima estabilidad no siempre coincide con el de máxima estabilidad.
Además de la enzima y el sustrato, otras sustancias pueden ser necesarias para la completa actividad de la enzima. Estas sustancias son denominadas cofactores y catalizan la reacción de catálisis de la enzima. Se clasifican en dos grupos: coen- zimas específicas (compuestos orgánicos de bajo peso molecular y estructura compleja que se hal- lan libres en solución) y los activadores (en general son iones inorgánicos que llevan la formación del complejo activado sin participar de la reacción).
Las enzimas pueden ser inactivadas, es decir que pueden ser desnaturalizadas por diversos factores, tales como: calor, punto isométrico y agitación mecánica.
Los inhibidores son sustancias que reducen la velocidad de reacción enzimática, pudiendo ser irreversibles o reversibles.
PRINCIPALES ENZIMAS EMPLEADAS EN LOS PROCESOS PRODUCTIVOS
Alfa Amilasa
Cortan las cadenas de almidón, produciendo cadenas cortas de glucosa (dextrinas)
Activan la fermentación, aumentando la producción de gas. Optimizan el proceso de fermentación para obtener una mejor estructura de la miga y mayor volumen.
Hemicelulasas / Xilanasas
Las Hemicelulasas / Pentosanasas / Xilanasas degradan los pentosanos del trigo, destruyendo así la capacidad de toma de agua de los mismos. Esto modifica la viscosidad de la masa, volviéndola más extensible.
A su vez, modifican la interacción entre estos polisacáridos y las proteínas del trigo, logrando un mejor desarrollo del gluten
En productos panificados, acondiciona la masa.
Mejora la manejabilidad de las masas y mejora la estructura de la miga. Aumenta la extensibilidad, la estabilidad a la fermentación y mejora el volumen y el greñado de las piezas.
Glucosa Oxidasa
Las glucosa oxidasas catalizan la oxidación de la glucosa en ácido glucónico, oxígeno y agua.
Oxida los grupos sulfidrilos libres en el gluten para hacer las masas fuertes y elásticas. Refuerzan la red del gluten dando estabilidad y tolerancia a la fermentación.
Mejora la fuerza de las masas y reduce la pegajosidad del gluten, Incrementa la tolerancia al laminado y la calidad de las harinas reforzando el gluten existente. También otorga un incremento en la absorción de agua, dando mayores rendimientos.
Muestran un efecto sinérgico, por ejemplo en combinación con las alfa amilasas y hemicelulasas.
Lipasas
Las lipasas son enzimas que se encuentran en el organismo para descomponer las grasas de los alimentos y así poder absorberlos correctamente. Su función principal es la de catalizar la hidrólisis de triacilglicerol a glicerol y ácidos grasos. Las lipasas fungales, hidrolizan las uniones de 1,3 de los triglicéridos presentes en la harina.
Reduce la pegajosidad de las masas, mejora la estabilidad de la masa y la fuerza y elasticidad de gluten, recubriendo con más firmeza a los gránulos de almidón.
Por ejemplo en la elaboración de pastas secas con harina de trigo pan, en la cocción reduce el desprendimiento de almidón reduciendo de esta manera también la pegajosidad entre las pastas.
En productos panificados, acondicionan las masas. La miga presenta alveolos más pequeños y regulares además, de un color más blanco en la miga.
La lipasa también es una óptima opción para reemplazar emulsionantes.
Proteasas
Las proteasas fúngicas reducen el tiempo de amasado puesto que en presencia de las proteasas fúngicas no se forman los puentes de disulfuro haciendo que la masa oponga menos resistencia. Las proteasas cuando rompen los enlaces de disulfuro de las cadenas peptídicas que son responsables de la dureza, proporcionan estabilidad, relajan la masa haciéndola más dócil y de esta forma favorece la retención gaseosa.
Fosfolipasas
Las fosfolipasas son una clase de enzimas que hidrolizan los enlaces éster presentes en los fosfolípidos.
Poseen un mayor espectro de acción ya que actúan sobre los lípidos no polares y polares de la harina. Abre el potencial de fuerza encerrado en la masa, modificando estos lípidos naturales de la harina. Debido a su amplia especificidad pueden reemplazar parcial o totalmente los emulsionantes tradicionales como el Datem o SSL y también mejora la maquinabilidad y la tolerancia al amasado y a la fermentación. También favorece a la formación de la greña que es el pliegue o corte que se forma en la superficie del pan al finalizar el proceso de fermentación, de esta forma se facilita su cocción.
Amilasas Maltogénicas
Estas alfa amilasas maltogénicas de origen bacteriano, degradan tanto la amilosa como la amilo- pectina, esta degradación ocurre a la temperatura de gelatinización y produce principalmente malto- sa (también mono y oligosacáridos). Se mantiene activa por encima de la temperatura de gelatinización.
Retrasa la retrogradación del almidón, conservando así la frescura de la miga, mantiene la elasticidad de la miga, conservando la palatabilidad durante el almacenamiento. No influye sobre la consistencia de la masa ni el volumen del pan.
Cortan las cadenas de almidón, creando dextrinas de bajo peso molecular que impiden las inter- acciones entre el almidón y el gluten, causantes del endurecimiento debido a esto Prolonga la vida útil de los productos panificados, no produce efecto gomoso y no afecta las propiedades de manipulación de la masa.
Lipoxigenasas
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. Su efecto es como el del ácido ascórbico: incrementa la retención de gas y aumenta el volumen del pan.
Por lo tanto al actuar también sobre los betacarotenos presentes en las harinas hace el efecto blanqueador.
Transglutaminasas
De forma natural la transglutaminasa se encuentra en la mayoría de tejidos de los seres vivos y está relacionada con varios procesos biológicos.
Esta enzima cataliza la reacción de formación de enlaces covalentes entre los aminoácidos Lisina y Glutamina, los cuales forman parte de una gran variedad de proteínas con estructuras, composiciones y funciones diferentes.
Su capacidad de enlazar la convierte en un ingrediente ampliamente utilizado en el sector de la alimentación para mejorar las propiedades físicas y funcionales de un gran rango de productos.
Mejora el pan elaborado con harina de trigo con baja proteína y mejora la maquinabilidad y la extensibilidad de las masas, reforzando la red del gluten y aumentando la retención del gas.
REDUCTORES Y OXIDANTES
Los aditivos se pueden agregar a la masa para mejorar su acción, entre ellos se incluyen agentes oxidantes, reductores. La incorporación de agentes oxidantes genera masas más elásticas y menos pegajosas, mientras que los reductores con su acción de ruptura sobre las uniones disulfuro y consecuentemente modificación de la estructura del gluten producen masas blandas y extensibles.
Los Oxidantes más usados en la industria son el Ácido Ascórbico y la Azodicarbonamida (ADA). El Ácido Ascórbico es una substancia oxidante que mejora la masa, ya que refuerza las propiedades mecánicas del gluten, aumenta la capacidad de retención del gas carbónico dando como resultado un pan con mayor volumen y una miga más uniforme. A su vez mejora la absorción de agua de la masa.
La Azodicarbonamida (ADA) es un compuesto orgánico proveniente del ácido carbónico. Está aprobado mundialmente como agente madurador de harinas, esto significa que adicionada a la harina en pequeña cantidad, mejora en poco tiempo sus cualidades panificables y además otorga fuerza al gluten de trigos blandos. En productos panificados vemos que aumenta la consistencia de las masas y disminuye su pegajosidad. En el producto terminado observamos un aumento del volumen del pan, mejorando su forma otorgando características de migas suaves y esponjosas.
El reductor más usado en la industria es la L-Cisteína
La L-Cisteína es un aminoácido natural, su importancia está basada sobre su acción en el gluten de trigo. La adición de L-Cisteína permite ajustar las propiedades reológicas de las masas a los requerimientos de los diferentes procesos de producción y lograr un mejoramiento en las calidades de las masas.
Su uso se da en masas tenaces otorgando extensibilidad. Esto da un beneficio en la estructura de la miga y en la forma del producto panificado, como resultado del incremento de extensibilidad y homogenización de las masas. A su vez reduce el tiempo de amasado y relajación de la masa.
