La fermentación es el proceso por el cual determinados microorganismos modifican un substrato, en principio de manera positiva. En el caso del pan solemos referirnos a la fermentación cuando hablamos de los procesos por los cuales las levaduras generan CO₂ y alcohol a partir de azúcares. Pero también se denomina fermentación a la acción de bacterias lácticas y acéticas cuando elaboramos masas madre. En el blog ya hemos dedicado alguna entrada a las levaduras y a las masas madre. Hoy nos centraremos en los cambios que sufre la masa, y a los factores a controlar en estos procesos.

¿Fermentación?

Cuando elaboramos una masa (amasamos) ya está comenzando a fermentar. Tanto en los ingredientes (agua y harina al menos) como en las superficies y el ambiente existen microorganismos, y estos actuaran sobre los nutrientes que se encuentran en la masa. La mayoría de estos microorganismos se alimentan de azúcares, pero también suelen necesitar otros nutrientes como aminoácidos, vitaminas o minerales. En otros productos fermentados es habitual ayudar a la fermentación con la incorporación de este tipo de nutrientes, pero en nuestro caso ya se encuentran en la masa, procedentes fundamentalmente de la harina, por lo que el desarrollo microbiano comienza desde el principio. Es cierto que la presencia de azúcares fermentables en una masa es relativamente escasa al principio. Pero también es cierto que la acción de determinadas enzimas, presentes en la masa, sobre el almidón dañado, genera maltosa (y glucosa en menor proporción), que son azúcares fermentables. En el caso de que no añadamos ningún microorganismo la microflora presente al comienzo del proceso realizará su función, y esta dependerá de las condiciones del medio. Así existen microrganismos aerobios y anaerobios. Aunque cuando se elabora la masa se dan condiciones de aerobiosis (presencia de oxígeno), en los primeros momentos del reposo se consume el oxígeno presente en el interior de las masas y continua una fermentación anaerobia (en ausencia de oxígeno). La temperatura del medio también será muy importante, ya que no todos los microorganismos actúan a la misma temperatura. Así una temperatura elevada puede favorecer el crecimiento de bacterias butíricas que pueden generar sabores muy desagradables. En general cuando elaboramos masas madre y no incluimos ningún otro microorganismo suelen dominar el medio las bacterias acidolácticas, y en menor medida las bacterias acéticas. Y por tanto estas bacterias actuarán formando ácido láctico y acético, acidificando las masas y generando productos que posteriormente participen en las reacciones que dan sabor y aroma a los panes (precursores aromáticos). Hay que tener en cuenta que mientras dure esta fermentación las enzimas presentes en el medio también ejercerán su acción, dependiendo de la temperatura y el pH, hidrolizando parcialmente los componentes de la masa.

Para este tipo de fermentaciones también es posible incorporar microorganismos. Así si queremos algo similar a las masas madre naturales podemos añadir bacterias lácticas. La ventaja que tiene esta práctica es que estas bacterias ya están seleccionadas, se imponen al resto de la microflora presente en el medio, y ejercen su función más rápidamente. Pero los resultados son ligeramente distintos, ya que la complejidad microbiana que actúa en las masas madre naturales es mayor, y que al reducirse los tiempos también se reducen otras reacciones que se producen sobre los componentes de la masa, como las enzimáticas.

También existe la posibilidad de incorporar ciertos microorganismos con funcionalidades específicas. Se está investigando mucho sobre este tema, y así se están analizando microorganismos que rompen las proteínas del gluten y posibilitan que los celiacos puedan consumir estos productos. Pero al romper el gluten también dificultan las operaciones posteriores y la calidad de los panes que se obtienen (no hay magia). También se investiga en otros microorganismos que puedan traer otras ventajas a nivel nutricional o sensorial.

Fermentación con levaduras

Pero en esta entrada vamos a hablar más de la fermentación causada por las levaduras. Estas son capaces de transformar los azúcares fermentables en alcohol y CO₂. Si no se incorporan en la masa, las levaduras presentes, provenientes de la harina, el agua y el ambiente, tienen que “pelearse” con el resto de microorganismos, y su función no suele ser la prioritaria. Por tanto, la creación de gas en el interior de las piezas suele ser mucho más lenta, tanto por la competencia con otros microrganismos como por la menor cantidad de levaduras. Sin embargo, en la mayoría de las elaboraciones es habitual incorporar levaduras comerciales. En este caso se acelera la fermentación por parte de las levaduras, y los procesos de creación de CO₂ y alcohol, pero se reducen las fermentaciones propias de otros microorganismos, al imponerse las levaduras. Este efecto dependerá de la dosis de levadura utilizada y de las condiciones del proceso. Así es muy habitual utilizar una parte de la masa que ha evolucionado sin la adición de levaduras, lo que solemos llamar masa madre, y realizar una fermentación con levaduras añadidas solo al final del proceso, cuando juntamos todos los ingredientes. También es posible elaborar panes sin ninguna adición de levaduras, pero estos serán mucho más ácidos y con menos volumen, ya que el efecto de la acción de las bacterias lácticas y acéticas será mayor, y el de las levaduras menor. En este caso es muy importante controlar las condiciones del medio para que la presencia de ácido acético no sea muy elevada y domine el láctico, mucho más agradable organolépticamente. De la misma forma es posible hacer un pan en el que las levaduras se añadan desde el principio, y se minimicen las acciones de las bacterias acidolácticas. Estos panes suelen tener un pH más elevado, son menos aromáticos y se endurecen más rápidamente, pero este efecto dependerá mucho del tiempo de fermentación.

Aparte de la elaboración de masas madre, la fermentación, y principalmente aquella en la que predominan las levaduras, la podemos realizar en bloque (a toda la masa tras el amasado), tras el boleado, y tras el formado de las piezas. Aunque en todos los casos se produce una transformación de azúcares a CO₂ y alcohol, los objetivos de estas fermentaciones son distintos. Las fermentaciones en bloque son muy típicas de masas muy hidratadas. Estas masas son muy pegajosas y difíciles de trabajar. La fermentación, debido en parte a la generación de CO₂, y a una ligera acidificación del medio, refuerza las masas y mejora su manejo posterior. Pero, además, dependiendo de la humedad ambiente, se puede producir un ligero resecamiento de la superficie, que también puede ayudar en su manejo, en función de cómo vaya a ser este procesado. El reposo en bola es muy habitual en los procesos de fermentación y tiene un objetivo parecido, el de modificar la reología de la masa y hacerla más manejable, algo más extensible. Como en todos los procesos de fermentación, estos cambios dependerán de la cantidad de levadura de la masa, de la temperatura y del tiempo, factores que se deberán controlar. También es bueno controlar la humedad ambiente como ya veremos.

Es muy importante tener claro que la masa al fermentar cambia su reología, y su densidad, ya que esto nos puede afectar en muchos procesos. Así en la mayoría de las divisoras se coloca la masa en una tolva, y estos equipos suelen funcionar de manera volumétrica, es decir obtienen volúmenes iguales, no pesos iguales. Se supone que si la masa tiene la misma densidad para un mismo volumen tendré un mismo peso. Pero si las masas no tienen una densidad constante por efecto de la fermentación, tendré masas con pesos distintos. Pero la reología de las masas también afecta al deslizamiento de las masas, y masas más pegajosas pueden deslizarse peor y dar problemas de heterogeneidad en el peso de las piezas. Por esos motivos es conveniente regularizar todos aquellos parámetros que afecten a la fermentación, como temperatura ambiente, dosis de levadura, tiempo transcurrido (que a ser posible deberemos minimizar), etc. Y este control será mucho más necesario cuanto mayor sea la dosis de levadura o la temperatura del medio.

La fermentación final, que se produce una vez la pieza ya está formada, tiene como principal objetivo dar volumen a los panes. Por tanto, debe generar CO₂, y este CO₂ debe ser retenido por las piezas. Piezas que tienen la capacidad de expansión y de ganar volumen. Si la masa es excesivamente blanda el gas puede escaparse en este proceso, y se producen caídas de las piezas. Pero si la masa es excesivamente tenaz puede que dificulte la expansión de las piezas. El CO₂ formado en esta fase se introduce en los agujeros ya formados, incrementando su tamaño. Es importante dejar claro que en esta fase no se generan nuevos alveolos, sino que se expanden los ya creados. Por tanto, si hay pocos agujeros en la masa el gas formado se concentrara en estos incrementando más su tamaño, e incluso pudiendo llegar a unir algunos. Si por el contrario los agujeros son muchos, el CO₂ tendrá que repartirse más y el incremento de tamaño de cada alveolo será menor, aunque el incremento de volumen de las piezas pueda ser similar, o incluso mayor.

Temperatura

Un aspecto importante en esta fermentación final, y en todas las previas, son los parámetros a controlar. En cuanto a la velocidad de la fermentación el parámetro más importante es el de la temperatura. Ahora vamos a detenernos en esta fermentación final. A mayor temperatura más rápida se produce la fermentación propia de las levaduras. Pero hay que tener en cuenta que, en este proceso, además de generarse el gas, se pueden producir otros fenómenos, como un desarrollo de bacterias acidolácticas, acción de las enzimas, y desarrollo de sabores y aromas. Está demostrado que una fermentación más lenta, en la que se potencian estas acciones, vamos a llamarlas secundarias, genera panes con más sabor y aroma y con mayor vida útil (endurecen más lentamente). Dependiendo de los libros o tratados que leáis, veréis que la fermentación se puede realizar entre 23 y 30ºC, o a temperaturas más cercanas a 40ºC. En general muchos libros anglosajones recomiendan temperaturas cercanas a 40ºC, o incluso superiores, ya que son las propias de panes tipo molde. En estos panes suele ser menos importante el sabor y ralentizar el endurecimiento, ya que son panes donde el factor de calidad más importante es el alveolado y el volumen. Este tipo de panes, donde se incorpora algún otro ingrediente, como aceite o azúcar, y no tiene una corteza crujiente, ya tienen una mayor vida útil, entre otros motivos por el envasado que puede tener, y utilizan otras técnicas para ralentizar el endurecimiento, como la incorporación de aditivos o enzimas, como ya hemos visto en otras entradas.

Sin embargo, para panes donde el sabor se obtiene fundamentalmente a través de la fermentación, es conveniente reducir las temperaturas, al menos a 30ºC. Pero cuanto más reduzcamos la temperatura y más lenta sea la fermentación, mejor calidad organoléptica del pan. Aunque veáis que la fermentación se puede realizar a 22-23ºC como un límite inferior, también se puede realizar a temperaturas más bajas. Esto lo saben muy bien los productores de vino y cerveza, que utilizan la misma levadura que en panificación y fermentan a temperaturas mucho más bajas, precisamente para potenciar la formación de aromas y sabores, y no perder sustancias volátiles. Estos productos son diferentes al pan, donde tras la fermentación hay un horneado, y muchas sustancias volátiles se van a perder, pero nos da pistas sobre a qué temperaturas podemos fermentar. Antiguamente no teníamos cámaras de fermentación que pudieran mantener una temperatura menor de la temperatura ambiente, y que controlaran adecuadamente la humedad. Pero hoy en día sí que disponemos de estos equipos, y podemos fermentar a 12, 14 o 16ºC. Obviamente a estas temperaturas el tiempo de fermentación se incrementa, y para la misma producción necesitamos mucho más espacio en forma de cámaras de fermentación, pero podemos estudiarlo.

Si decidimos realizar una fermentación lenta también es importante regular la dosis de levadura. A menos dosis de levadura más lenta será la fermentación, y mayor actividad de otros microorganismos se producirá. Por el contrario, dosis de levaduras altas aceleran la fermentación y reducen la acción del resto de microorganismos debido a que las levaduras se imponen en el medio.

En el mundo de la panificación, en general mucho más preocupado por el volumen del producto final y por la rapidez para conseguirlo, se han potenciado las levaduras con alta capacidad para transformar la maltosa (azúcar mayoritario en la fermentación) y con alta capacidad de producción de CO₂. Pero en el mundo de los vinos o las cervezas, los aspectos aromáticos de las levaduras son uno de los factores claves de su elección. Esto se debe a que además de la transformación de azúcar a CO₂ y alcohol, se producen una serie de reacciones secundarias que influyen mucho en el aroma y sabor del producto final. Con los cambios en la mentalidad de algunas panaderías se están intentando acercar estos criterios de selección de levaduras y se están probando algunas levaduras propias de la cerveza en panificación, pero estas investigaciones, hasta donde yo sé, son preliminares, y todavía no existen en el mercado levaduras, o al menos no una amplia oferta, en la que se prime su capacidad de aportar sabores y aromas.

Humedad relativa

Un último factor, pero también muy importante, a tener en cuenta es la humedad relativa. En general no queremos que las masas se sequen durante la fermentación, pero tampoco que se produzcan condensaciones sobre estas. Si la humedad es excesiva habrá problemas de condensaciones que suelen crear manchas en la corteza y algunas veces ampollas (condensa el agua en forma de gotas, no de manera uniforme, habitualmente). Si la humedad es baja la parte externa de las piezas se seca, puede perder capacidad de expansión posterior, y el aspecto final del producto será diferente, como más rústico, menos liso y con unos tonos menos brillantes (más mates) y más claros. Dicho esto, no hay una recomendación fija y esto se puede utilizar en función del efecto que queramos conseguir. Para que ni se sequen las piezas ni condense el agua, el ambiente debe estar a una humedad similar a la de la pieza. Se habla de entre 75 y 85%, pero dependerá del tipo de pieza. Y también dependerá de la temperatura. Aquí tendríamos que hablar de diagramas psicrométricos, pero esto alargaría mucho la entrada. Aunque básicamente hay que saber que cuanto menor es la temperatura menor es la humedad necesaria para que se produzcan condensaciones sobre las masas.

Aquí hay que destacar que en muchos libros las recomendaciones de niveles de humedad ambiente son demasiado elevadas. Esto se debe a que son libros anglosajones, o traducciones de estos, o basados en estos. Y en este tipo de libros se habla de panes tipo molde, con temperaturas de fermentación cercanas a 40ºC, o incluso superiores. Pero, como hemos dicho, si nuestra temperatura de fermentación es inferior existe un alto riesgo de que se produzcan condensaciones con esos niveles de humedad relativa. Por cierto, en esto también puede influir la ventilación o las corrientes de aire, que deben minimizarse porque ayudan a resecar el producto.

Otro aspecto del que deberíamos hablar es la fermentación retardada o controlada, es decir, la capacidad de parar la fermentación en un momento dado, pero la entrada ya se está haciendo larga, y dejamos este tema para otro día.