En el horneado de los panes y otros productos ocurren múltiples fenómenos, tanto químicos, como físicos y biológicos, que es bueno conocer y comprender. Vamos a analizar lo que ocurre en panadería. Este tema es complejo y creo que el tratarlo en una sola entrada sería inviable (al menos si mantenemos la extensión media de las entradas). Por tanto, los conocimientos básicos vamos a tratarlos en dos entradas. Y quizás será necesario abordar algunos aspectos específicos en entradas posteriores.

Tipos de calentamiento

En el horneado de las piezas se produce la transmisión de calor por tres vías diferentes. El predominio de una u otra dependerá del tipo de horno y su regulación. La primera vía es la radiación. La transmisión de calor por radiación se basa en un flujo del calor a distancia, de la misma manera que si nos acercamos a un radiador sin tocarlo sentimos el calor. Esta transmisión es la predominante en los hornos abovedados, donde las paredes se calientan previamente y transmiten el calor hacia el interior. El calor también se puede transmitir por conducción, lo que ocurre cuando la fuente de calor está en contacto con la pieza, como ocurre entre el suelo del horno calefactado y la base de las piezas. La transmisión del calor por conducción también se produce en la misma pieza de pan, desde el exterior, más caliente, al interior, más frío. Este tipo de calentamiento suele ser muy importante en los hornos de pisos, pero también se produce en otros tipos de hornos. De hecho, en estos tipos de hornos puede regularse de forma diferente el calor que proporciona el suelo y el de la parte superior. Un último tipo de calentamiento es el que se produce por convección. Este se basa en establecer corrientes de aire que mueven el calor por el interior del horno. Es el proceso que predomina en los hornos de bandejas o carros. Por ese motivo es necesario que las bandejas tengan orificios, para que permiten establecer esas corrientes de aire por todo el horno. Las bandejas sin orificios dificultarían el movimiento del aire y por tanto la transmisión de calor.

Si bien en cada tipo de horno predomina un tipo de transmisión de calor, en todos coexisten los diferentes tipos de trasmisión. Así en los abovedados, donde la radicación suele ser más importante, también se produce conducción desde el suelo a las piezas y algo de convección, ya que también se establecen ligeras corrientes de aire. En los hornos de pisos y de carros, las paredes calientes también irradian calor. Y mientras en los hornos de pisos se establecen corrientes de aire (convección), en algunos casos ayudados por la presencia de ventiladores, en los de carros o bandejas también se produce transmisión por conducción entre las bandejas y las piezas.

Temperaturas de horneado

Las piezas entran en el horno a una temperatura variable, dependiendo de la temperatura a la que se haya realizado la fermentación. El horno se encuentra a temperaturas cercanas a los 200ºC, por lo que la parte externa de las piezas estará en contacto con esta atmosfera desde su introducción en el horno. Pero el calor tiene que ir penetrando en el interior de las piezas hasta alcanzar la zona central. Es decir, la parte externa de las piezas incrementará su temperatura mucho más rápidamente que las zonas interiores. Por eso cuando se hornean piezas de mayor tamaño, o más redondeadas, es conveniente hornear a menores temperaturas, ya que las zonas centrales, a mayor distancia del exterior, tardarán más en calentarse. Si utilizamos en estos casos temperaturas muy altas, al ser necesarios mayores tiempos de horneado, las zonas exteriores se hornearían en exceso. Quedarían más “quemadas”, con colores más oscuros, sabores más amargos, y mayor cantidad de acrilamida (ya hablaremos de este tema en otra entrada).

Enzimas

En general las enzimas presentes en la masa tienen una temperatura de inactivación alta, pero no tan alta como para que no se puedan inactivar en el horneado. La totalidad de la pieza suele alcanzar los 100ºC, como veremos, durante un mínimo de tiempo, suficiente para la inactivación enzimática. La temperatura a la que se inactiva cada enzima dependerá del tipo y su origen. Es importante no utilizar enzimas muy termorresistentes, ya que podrían resistir al proceso de horneado y actuar sobre el producto final, degradando el mismo. Este puede ser el caso de algunas amilasas especiales.

Entre las enzimas que actúan durante el horneado son de vital importancia las amilasas. Mientras exista almidón dañado, estas enzimas actuarán sobre el almidón generando dextrinas y maltosa, azúcar fermentable. Y por tanto seguirán generando nutrientes para la acción de las levaduras. En general las temperaturas óptimas de acción de estas enzimas suelen ser más altas que las que se encuentran en la fase de amasado y fermentación, por lo que en las primeras fases del horneado se encuentran con su temperatura óptima de actuación, facilitando la acción de las levaduras. Como veremos, al subir la temperatura el almidón comenzará a gelatinizar. En este proceso el almidón que no estaba dañado pasa a ser accesible para la acción de las amilasas. Por tanto, si la temperatura de inactivación de las amilasas es inferior a la de gelatinización, estas no degradarán el almidón gelatinizado. Si por el contrario, existen amilasas con una temperatura de inactivación superior a la de gelatinización del almidón, estas podrán degradar parte del almidón gelatinizado, mientras se alcanza su temperatura de inactivación. Hay que recordar que todas las enzimas deben inactivarse en el horneado. Esta es la base del empleo de amilasas de termoestabilidad intermedia, que consiguen degradar parte del almidón gelatinizado, minimizando las reacciones de retrogradación en el almacenamiento, y por tanto reduciendo el endurecimiento de los panes por este motivo. Pero estas enzimas deben llegar a inactivarse en el horneado.

Levaduras

Las levaduras panaderas tienen un óptimo de actuación en torno a 40ºC. Normalmente la fermentación panaria se realiza a temperaturas algo más bajas para potenciar otros procesos y mejorar el sabor y conservación de los panes. Por tanto, cuando las piezas se incorporan en el horno, y la temperatura vaya incrementándose progresivamente, las levaduras alcanzarán su óptimo, y mientras haya azúcares fermentables seguirán ejerciendo su función, y generando CO₂, que, si la masa está en condiciones, seguirá reteniéndose e incrementando el volumen de las piezas.

A medida que continúa incrementándose la temperatura nos alejaremos del óptimo para la acción de las levaduras, y su actividad se irá reduciendo hasta que se alcanzan las temperaturas letales para estos microorganismos (a partir de los 50ºC). En este punto para su actividad fermentativa. Por eso motivo las piezas que se introducen a menor temperatura tienen una mayor fase de expansión en el horno que las que lo hacen a temperaturas más altas, que pueden llegar a los 40ºC.

Alcohol

El alcohol producido en la fermentación, mayoritariamente alcohol etílico, tiene una temperatura de evaporación inferior a la del agua. Por tanto, cuando se alcanza esta temperatura (unos 70ºC) se detiene el calentamiento, y la energía calorífica se consume en el proceso de evaporación del alcohol. Una vez el alcohol se ha evaporado continúa el calentamiento de la masa. La cantidad de alcohol es muy pequeña, comparada con la cantidad de agua, y este proceso es relativamente rápido. Pero lo importante es saber que en el pan final no queda nada de alcohol, a pesar de que se produzca en la fermentación, ya que se ha evaporado durante el horneado.

Impulsores

Sobre los impulsores, o polvos de hornear, ya hemos hablado en otra entrada del blog. Básicamente consisten en una mezcla de sustancias básicas (principalmente bicarbonato sódico) y ácidas que reaccionan al calentarse. La temperatura de reacción dependerá de la disociación del ácido, pero en general están formulados para que esta reacción se produzca a temperatura elevadas y, por tanto, durante el horneado.

En la mayoría de las elaboraciones de pan no se incorporan este tipo de sustancias. Sin embargo, en algunos panes de trigo, como el pan de soda, y en algunos panes sin gluten, sí que es una práctica habitual ayudarse con este tipo de generación de gas para obtener piezas con un volumen adecuado. También es normal el uso de impulsores en otros productos como bizcochos o algunos tipos de galletas.

Si usamos impulsores lo más importante es conseguir que estos generen el gas cuando la masa pueda retenerlo y expandirse. Así la generación del gas cuando el almidón ha gelatinizado, y las piezas son rígidas, podría tener consecuencias negativas, por una fuerza (presión) excesiva desde el interior que rompería las piezas. Dependiendo del nivel de impulsor esto podría ser más o menos perjudicial. El incremento del volumen de las piezas mediante la fermentación tiene otras ventajas, a mayores que el incremento del volumen de las piezas, que no se producen cuando se utilizan impulsores para este objetivo. Y además, el uso de impulsores supone la utilización de sustancias consideradas como aditivos, y menos admitidas por algunos consumidores.

Expansión

Además de la acción de las levaduras, o de los impulsores hay otros fenómenos que pueden contribuir a la expansión de las piezas durante el horneado. Todos los gases ocupan un mayor volumen cuando se calientan (tienden a expandirse y ejercen presión sobre el medio). En el interior del pan hay una gran cantidad de CO₂, formado durante la fermentación. Por tanto, al calentarse la pieza estas burbujas de CO₂ tienden a expandirse e incrementar el volumen de los panes. Este tipo de expansión, ocasionada por el incremento de la temperatura de los gases ocluidos en las masas, es especialmente importante en los bizcochos tipo espuma. De hecho, existen bizcochos que no requieren del uso de levaduras ni impulsores y consiguen una gran expansión durante el horneado.

Seguiremos hablando del horneado en una entrada posterior

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