Evaluación del comportamiento químico, microbiológico y reológico de masa fermentada y su efecto en la elaboración de pan integral de trigo

Abstract

El pan es un alimento básico y muy consumido en todo el mundo, en la actualidad existe una creciente demanda de productos saludables y naturales como el pan de masa madre o masa fermentada, debido a la calidad nutricional mejorada, así como también mejores propiedades funcionales. El objetivo de la presente investigación fue evaluar el comportamiento químico, microbiológico y reológico de masa fermentada (MF) y su efecto en la elaboración de pan integral de trigo. Para ello inicialmente se obtuvo MF elaborada a partir de harina integral de centeno, malta, harina refinada de trigo y agua. Durante la elaboración de la MF se realizaron evaluaciones químicas (acidez titulable, pH, azúcares reductores e hidrólisis proteínas) y microbiológicas (bacterias ácido lácticas, mesófilos aerobios, mohos y levaduras). Se evaluaron diferentes porcentajes de inclusión de MF (10%, 15%, 20%) con harina integral de trigo (HIT) y las mezclas se sometieron a evaluaciones reológicas (falling number, determinación de gluten, farinógrafo y alveógrafo). Posteriormente se procedió a la obtención de panes empleando un protocolo estándar y se evaluaron parámetros físicos (volumen, estructura celular en miga y color), reológicos (textura de la corteza y la miga del pan) y sensoriales. Como resultado de la caracterización de MF se pudo establecer que durante el proceso fermentativo se registraron incrementos de acidez titulable (0,9% a 2,4%) con una consecuente reducción de pH (6,7 a 4,1) en 64 h de fermentación. De igual forma, se logró evidenciar un aumento en el contenido de azúcares e hidrólisis de proteína basados en un comportamiento cinético entre 36 h y 48 h de fermentación. Se evidenció el crecimiento microbiano de bacterias ácido lácticas (BAL), mesófilos, mohos y levaduras hasta las 36 h de fermentación con un posterior descenso en sus conteos poblacionales. Durante la evaluación de las diferentes mezclas de HIT y MF (10%, 15%, 20%) se logró establecer que al aumentar el porcentaje de inclusión de MF disminuye el valor de falling number (294,0 s a 261,5 s). además, al agregar 10 % de MF aumento el porcentaje de gluten húmedo y seco (32,0 % y 11,6 %). En la prueba farinográfica se logró establecer que el índice de tolerancia de la mezcla (MTI) aumentó con la adición de MF (36,5 FU a 80,5 FU), mientras que el porcentaje de absorción de agua disminuyó (72,3 % a 69,0 %), de la misma manera que el tiempo de desarrollo (11,3 min a 6.6 min), estabilidad de la mezcla (9,05 min a 4,15min), y numero de calidad farinográfico (150,5 a 86,5). La adición de MF a la masa del pan afectó significativamente las propiedades reológicas durante la prueba alveográfica, se observó una reducción en la tenacidad (237,0 mm a 142,5mm) y extensibilidad (80,0 mm a 39,0mm) lo que llevó a una mayor relación P/L con inclusión de MF (2,9 a 3,9). De igual modo, la mezcla con un 10 % de MF mostró el mayor trabajo de deformación de la masa (126,0 10-4 J a 260,0 10-4 J). La adición de MF en la formulación del pan genera una mayor luminosidad (60,4 a 65,0) y coloración amarilla (16,1 a 17,4) en la miga del pan, mientras que la corteza mostró una disminución de la luminosidad (46,3 a 42,4). Además, al aumentar la adición de MF disminuyó el tamaño de las celdas de gas con mayor número de celdas a medida que aumentaba la concentración de MF en el pan. El 10% de adición de MF potenció parámetros como el aumento del volumen (600 cm3 a 680 cm3), reducción de la dureza de la miga (830,4 gf a 572,6 gf) aumento en dureza de la corteza (0,3 N a 0,5N), mayor elasticidad (86% a 89%) y menor masticabilidad (4,1gf a 3,5 gf), sin embargo, el pan con mayor preferencia por parte de los panelistas fue el tratamiento con 15 % de inclusión de MF.

Bread is a staple food and widely consumed throughout the world, currently there is a growing demand for healthy and natural products such as sourdough or sourdough bread, due to improved nutritional quality, as well as better functional properties. The objective of the present investigation was to evaluate the chemical, microbiological and rheological behavior of fermented dough (MF) and its effect on the elaboration of whole wheat bread. For this, MF was initially obtained, made from whole rye flour, malt, refined wheat flour and water. During the preparation of the MF, chemical (titratable acidity, pH, reducing sugars and protein hydrolysis) and microbiological (lactic acid bacteria, aerobic mesophiles, molds and yeasts) evaluations were carried out. Different percentages of inclusion of MF (10%, 15%, 20%) with whole wheat flour (HIT) were evaluated and the mixtures were subjected to rheological evaluations (falling number, gluten determination, farinograph and alveograph). Subsequently, panels were obtained using a standard protocol and physical (volume, cell structure in crumb and color), rheological (texture of the crust and bread crumb) and sensory parameters were evaluated. As a result of the characterization of MF, it was possible to establish that during the fermentation process there were increases in titratable acidity (0.9% to 2.4%) with a consequent reduction in pH (6.7 to 4.1) in 64 h. of fermentation. Similarly, an increase in the sugar content and protein hydrolysis based on a kinetic behavior between 36 and 48 h of fermentation will be evidenced. The microbial growth of lactic acid bacteria (LAB), mesophiles, molds and yeasts was evidenced up to 36 h of fermentation with a subsequent decrease in their population counts. During the evaluation of the different mixtures of HIT and MF (10%, 15%, 20%), it was established that increasing the percentage of MF inclusion decreases the value of falling number (294.0 s to 261.5 s). In addition, by adding 10% MF, the percentage of wet and dry gluten increased (32.0% and 11.6%). In the farinographic test, it was possible to establish that the mixture tolerance index (MTI) increased with the addition of MF (36.5 FU to 80.5 FU), while the percentage of water absorption decreased (72.3 % to 69.0 %), in the same way as the development time (11.3 min to 6.6 min), stability of the mixture (9.05 min to 4.15 min), and farinographic quality number (150.5 to 86.5). The addition of MF to the bread dough significantly affected the rheological properties during the alveographic test, a reduction in toughness (237.0 mm to 142.5mm) and extensibility (80.0 mm to 39.0mm) was observed, which led to a higher P/L ratio with MF inclusion (2.9 to 3.9). Similarly, the mixture with 10% MF showed the highest deformation work of the dough (126.0 10-4 J to 260.0 10-4 J). The addition of MF in the bread formulation generates a higher luminosity (60.4 to 65.0) and yellow coloration (16.1 to 17.4) in the bread crumb, while the crust showed a decrease in luminosity. (46.3 to 42.4). In addition, with increasing MF addition, the size of the gas cells with higher number of cells decreased as the MF concentration in the bread increased. The 10% addition of MF enhanced parameters such as volume increase (600 cm3 to 680 cm3), crumb hardness reduction (830.4 gf to 572.6 gf), crust hardness increase (0.3 N to 0.5N), greater elasticity (86% to 89%) and less chewiness (4.1gf to 3.5gf), however, the bread with the greatest preference by the panelists was the treatment with 15% of MF inclusion.