INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II PRÁCTICA 6 ELABORACIÓN DE PAN DE CAJA Y DETERMINACIÓN DE SU CALIDAD 1. OBJETIVOS El alumno: 1.1. Elaborara pan por el método de masa directa. 1.2. Evaluara las propiedades físicas y sensoriales del producto obtenido. 2. INTRODUCCIÓN Para fabricar pan es necesario fabricar la masa de trigos duros y fermentarla. Los ingredientes básicos tales como la harina, levadura, sal y agua se mezclan juntos siguiendo diferentes métodos. Las acciones de extender, doblar y cortar se utilizan para producir la condición idónea de la masa. En el momento en que las proteínas de la harina se humedecen y absorben el agua se forma el gluten. El desarrollo del gluten es esencial para la buena elaboración del pan. El tamaño, forma y estructura de la miga del pan acabado dependerá en gran medida de la formación de esta trama del gluten y del tratamiento aplicado al mismo. El pan es producido por diversos métodos que pueden resumirse en cuatro categorías: proceso convencional (directo y esponja-masa), mezcla continua, fermento líquido y desarrollo mecánico ó químico de la masa. El procesamiento convencional se divide en tres operaciones básicas: mezclado o formación de la masa, fermentación y horneado. En el método directo todos los ingredientes de la formulación se mezclan para formar una masa homogénea, lisa, extensible y elástica; la temperatura de la masa mezclada debe estar entre 26 y 28 °C. La etapa de fermentación dura entre 2 y 3 horas y durante ésta, se 39 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II “poncha” (golpea, lamina o amasa) una o varias veces para homogeneizar la composición de la masa (levadura y nutrimentos) y asegurar una uniformidad de los poros de la miga del pan. La masa se divide en porciones de un peso determinado antes de darle la forma deseada. Cada porción se deja “reposar” o “esponjarse” en un ambiente templado y ligeramente húmedo. La temperatura deberá ser de 29 a 30 °C y la humedad relativa del 85 %. Después de reposada la masa correctamente, se mete en el horno. Las temperaturas y tiempos mas comunes de cocción son: porciones de 0.45 Kg, 230°C durante 28 minutos; porciones de 0.9 Kg, 230°C durante 42 minutos. El método de esponja–masa consta de dos etapas. En la primera etapa se mezclan cantidades parciales de harina (67-70%), agua (40%), toda la levadura y el alimento para levadura para formar la esponja. Su tiempo de fermentación (27 °C y 70-75% H.R.) es de 4.5 horas o más. En la segunda, se mezclan y adicionan a la esponja el resto de la harina, agua y los otros ingredientes; se amasa, primero a una velocidad lenta (60 rpm) para una mejor incorporación de los ingredientes y posteriormente se incrementa la velocidad a 100 rpm para completar el tiempo de mezclado de 6 a 8 minutos. Las etapas siguientes son la división, boleado de la masa y su colocación en moldes. La masa moldeada se transporta a una cámara de fermentación (40-45 °C y 80-85% H.R.) por 50-60 minutos. El horneado se realiza en hornos estáticos o de túnel a temperaturas de 175-255 °C. Este método de panificación es el más empleado en las grandes industrias para la elaboración de panes de caja, bollos, medias noches, etc.; en cambio en las pequeñas se sigue y utilizando el método directo para la fabricación de bolillos, teleras, pan francés, etc. 3. INVESTIGACIÓN PRELIMINAR 3.1. ¿Cuántos grados de calidad existen de la harina de trigo y cuál se utiliza para panificación? 3.2. ¿Cuáles son los diferentes métodos que se utilizan para la fabricación de pan y que diferencias existen entre ellos? 3.3. ¿Cuáles son los ingredientes básicos y los aditivos que se utilizan para la elaboración del pan y cuál es la función de cada uno de ellos? 3.4. ¿Cuáles son los cambios bioquímicos que se llevan a cabo en las diferentes etapas del proceso de elaboración de pan? PRACTICA 6 40 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II 3.5. ¿Cuáles son los parámetros de calidad para pan de caja más empleados? 4. MATERIALES Y EQUIPO Harina comercial de trigo Levadura Agua potable Sal común Azúcar Alimento para levadura Leche en polvo desengrasada Manteca vegetal Emulsificante Panzima Gluten vital Horno de charolas Mesa de madera Batidora Moldes de pan Balanza granataria Báscula Cámara de fermentación Tamiz Rodillos de madera Recipientes para mezclado y fermentación Material común de laboratorio 5. DESARROLLO EXPERIMENTAL 5.1. FORMULACIONES (Partes por cien partes de harina) INGREDIENTE Harina comercial de trigo Sal común (NaCl) Azúcar Levadura deshidratada Alimento para levadura Panzima Leche en polvo desengrasada Gluten Emulsificantes Manteca Vegetal Agua a 30 +/ - 0.5°C PRACTICA 6 MÉTODO DIRECTO 100.00 1.50 5.00 2.37 0.25 0.30 4.00 MÉTODO ESPONJA-MASA 100.00 2.15 8.00 2.15 0.25 0.30 0.43 2.00 2.00 Cantidad recomendada por el fabricante. 3.00 1.90 La necesaria para la 43.10 consistencia óptima 41 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II 5.2. PROCEDIMIENTO MÉTODO DIRECTO ESPONJA-MASA Tiempo de amasado El óptimo 5-7 min 7 min Tiempo total de fermentación 180.00 min 3-3.5 h 45-75 min Humedad relativa (%) 75.00 60-70 80-85 1° Ponchado o fresado a los 105.00 min 2° Fresado después del (min) 45.00 3°Fresado después de (min) (por pieza) 25.00 4° Fresado ---Temperatura de Horneado (°C) 232.00 180 Tiempo de horneado (min)* 30.00 20 * o el tiempo necesario para obtener una costra dorada. 5.3. ESPECIFICACIONES DE LOS INGREDIENTES Harina: De trigo comercial, de preferencia con un porcentaje mayor al 10.5 % de contenido proteico. La humedad debe ser 14 %, por lo cual deben hacerse correcciones. Sal: No yodatada y fina. Levadura: Compresa (húmeda), fresca o con tres semanas de fabricación. En caso de emplearse levadura liofilizada deben seguirse las instrucciones del fabricante con respecto a la cantidad y reconstrucción. Agua: Destilada. Temperatura ajustada para amasar a 30°C + / 0.5°C. Azúcar: Sacarosa, finamente granulada, blanca, grado comercial. Ácido Ascórbico Grado reactivo. Yodato de Potasio: Grado reactivo. PRACTICA 6 42 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II 5.4. PREPARACIÓN DE LOS INGREDIENTES Para aumentar la eficiencia de los ingredientes secos (excepto harina) se añaden en forma de solución o suspensión, por lo que parte del agua (máximo 50 % aprox.) se utiliza para este fin. a) Preparación de la solución azúcar – sal y de la suspensión de levadura. 1. Se disuelven poco a poco los 1.5 g de sal y 6 g de azúcar en 11 mL de agua destilada (30°C aprox.) 2. Se mezcla la levadura humeda con agua destilada (30° C aprox.) homogéneamente con agitación suave por medio de un agitador magnético. b) Preparación de los Agentes Maduradores 1. Para obtener una disolución de ácido ascórbico que de 40 ppm/100 g de harina en 5 mL, se pesan 0.008 g de ácido ascórbico y se disuelven en poco de agua destilada y después se afora a 100 mL en un matraz volumétrico. La solución debe ser preparada diariamente. 2. KIO3. Se prepara una solución base, disolviendo 0.4 g de KIO 3 en 10 mL de agua destilada. Se toma una alícuota de 0.50 mL y se afora a 20 mL. 5 mL de esta solución darán 50 ppm para cada 100 g de harina. c) Preparación de Panzima. 1. Se pesan 6 g de Panzima, se mezclan con 50 mL de agua destilada y se agita por 15 minutos. 2. Esta disolución base se diluye 1:1 con agua para obtener una solución con una concentración de 300 mg / 5 mL, equivalente a 0.3 g / 100 g de harina. d) Cálculos de las Cantidades de Agua. Agua añadida en forma de soluciones base por 100 g de harina. ml de suspensión o Solución ml de Agua levadura 35.3 azúcar / sal 6.7 panzima 5.0 Total 47.0 PRACTICA 6 43 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II Agua adicional para la óptima absorción variable. e) Harinas Se pesa la harina y se le coloca en un recipiente cerrado. Se pesa la leche en polvo y se mezcla bien con la harina. Posteriormente se le añade con una pipeta la grasa fundida (55 – 60 °C). Para el pan testigo se usará 100 % harina de trigo y para el pan con harina compuesta se sustituirá parcialmente la harina de trigo (de 5 a 20 %) con otro tipo de harina o sémola de trigo u otro cereal. 5.5. PROCEDIMIENTO 5.5.1. Método Directo A. Mezclado 1. Colocar una charola con agua dentro del gabinete de fermentación y el horno, posteriormente precalentar el gabinete de fermentación y el horno. 2. Colocar cerca las soluciones de la mezcladora (batidora) en el orden deseado. La suspensión de levadura debe mantenerse en agitación continua. Esta suspensión, todas las soluciones y el agua extra añadida deben mantenerse a una temperatura menor a 30°C dada para que cuando se mezclen todos los ingredientes, la masa se mantenga a 30 +/1°C. (Cálculos: 3 X Temperatura deseada de la masa = Temp. del aire + harina + agua + incremento de temperatura debido a la fricción de la mezcladora determinado experimentalmente). 3. Se colocan los ingredientes secos (harina, leche y la grasa si se desea) en el tazón de la mezcladora, haciendo un pequeño agujero en el centro para añadir los líquidos. 4. Agregar los líquidos simultáneamente o en orden: levadura, azúcar / sal, panzima, yodato / ascórbico. 5. El tazón se coloca en la mezcladora con aspas en forma de gancho y ésta se enciende por unos segundos. Limpiar con una espátula de plástico las paredes y borde del tazón e incorporar polvos u otro material a la masa. Se agrega el resto del agua lentamente y se amasa. 6. Esta operación se repite hasta lograr la óptima consistencia (masa elástica, extendible, formadora de una película transparente). Si esto no PRACTICA 6 44 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II se logra con la batidora, el amasado se puede realizar a mano y golpeando de vez en cuando la masa sobre la mesa. 7. Debe tomarse la temperatura de la masa cada 30 – 60 segundos. Registre el total de agua añadida y del tiempo de amasado. 8. La masa se bolea (darle forma de bola), de tal manera que quede una superficie lisa en la parte superior. Observe y registre las características de la masa (Ver anexo 1). Coloque la bola con la costura hacia abajo en una charola previamente engrasada y colóquela en el gabinete de fermentación, cubriéndola con una tela húmeda. Utilicen una etiqueta para identificar el tipo de masa. B. Fermentación y Fresado Primer Fresado 1. Después de los minutos indicados en el método a trabajar (ver el punto 5.2), se retira la masa del gabinete de fermentación y se le coloca en una superficie enharinada. La masa se amasa, golpea, se le toma de los extremos y se alarga ligeramente. 2. Con un rodillo se lamina la masa. Se dobla en tercios o en mitades. Con la costra hacia abajo se le coloca en la charola y ésta se introduce de nuevo al gabinete de fermentación, cubriéndola con la tela húmeda. Registre las características de la masa (ver anexo 1). Segundo Fresado 1. Se repiten todos los pasos del primer fresado y se anotan las características de la masa (ver anexo 1). 2. En caso del método del INIFAP, se pesan 250 g de masa, se redondea, se le pone en el molde, previamente engrasado y etiquetado, con la costura hacia abajo, se cubre con la tela húmeda y se le introduce a la cámara de fermentación por 25 min. (última etapa: fermentación por pieza). Tercer Fresado (Método AACC) 1. Después de 10 min. de fermentación, se repite el primer paso del primer fresado. 2. Se lamina la masa con un rodillo y se retuerce para expulsar burbujas de aire. PRACTICA 6 45 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II 3. De nuevo se lamina con un rodillo o a mano con movimientos hacia delante y hacia atrás. 4. Pesar 250 g de masa y se le da forma del molde. Se le coloca en el molde ligeramente engrasado con la costura hacia abajo. Etiquetar el molde (en un lado, extremo o abajo) para identificar posteriormente al pan e introducirlo al gabinete de fermentación. 5. Se deja la masa en el gabinete por 30 – 38 min. o hasta alcanzar una altura de 2.0 – 2.5 cm arriba del borde del molde. Reportar ya sea el tiempo de fermentación por pieza (proofing), o la altura alcanzada. C. Horneado Después de la fermentación se introduce el molde al horno a la temperatura y tiempo indicados según el método empleado (ver el punto 5.2) 5.5.2. Método Esponja-Masa Esponja 1. Se pesa la harina correspondiente previamente cernida, enzimas, emulsificante, gluten, alimento para levadura, levadura y agua. 2. Se colocan los ingredientes en el tazón de la batidora, mezclando durante 7 a 7 minutos a velocidad intermedia (100 rpm). 3. Poner el producto resultante en un recipiente, que debe depositarse en la cámara de fermentación (27°C, 60-70% H.R., 3 a 3.5 horas). Masa 1. Se pesan los demás ingredientes (harina, sal, azúcar, materia grasa, leche en polvo y agua). 2. Se mezcla la esponja con el resto de los ingredientes (los señalados en el inciso anterior) en la batidora a baja velocidad (60 rpm) por un minuto y después a velocidad intermedia (100 rpm) aproximadamente por seis minutos. 3. Se corta y pesa la masa en porciones de 760 gramos. 4. Se bolea y deja reposar la masa durante 10 minutos. 5. Se lamina, y moldea de la masa. 6. Se colocan los moldes con la masa en la cámara de fermentación (40 a 45°C, 80-85% H.R., 45-75 minutos). 7. Se hornea a 180 °C durante aproximadamente 20 minutos. 8. Se deja enfriar el producto y se envasa. PRACTICA 6 46 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II 5.6. EVALUACIÓN DEL PRODUCTO A. Propiedades Físicas 1. Se retira el pan del horno, se desmolda, se coloca en una rejilla y se deja enfriar (30 – 60 min.) 2. Se determina tanto la masa de la hogaza como su volumen por el método de desplazamiento de semilla de nabo (ver anexo 2). 3. Se calcula el volumen específico: Vol. esp. (cm3) = vol. del pan / masa del pan 4. Se calcula el rendimiento del pan: R (%) = masa (peso) del pan (g) X rendimiento de la masa (%) Porción de masa (g) Para obtener el rendimiento de la masa ver el anexo 1. 5. Se rebana el pan, empezando por el centro de la hogaza. Cada rebanada debe tener 2 cm de espesor. 6. Calificar la porosidad de la rebanada de acuerdo a copias de muestras patrón (ver anexo 2). B. Pruebas Sensoriales 1. Color. El color de la costra y miga se calificarán de acuerdo a las siguientes escalas Miga 100 color crema (corresponde al testigo) Corteza 100 café claro (corresponde al testigo) 2. Textura Cada rebanada de pan será presionada ligeramente con las yemas de los dedos y se calificará su textura de acuerdo a la siguiente escala: PRACTICA 6 47 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II 100 99–90 89–80 79-70 59-00 Excelente. Miga suave, elástica, correspondiente a la miga del pan testigo. Muy bien. Bien. Pobre. Muy Pobre. 3. Sabor Por medio de una prueba hedónica con una escala de siete puntos se calificará el sabor (gusto y aroma) del pan (v. Anexo 5). 6. ANALISIS DE RESULTADOS Hacer un cuadro comparativo de los resultados. Anotar todas las observaciones durante la práctica. Discutir los resultados con base a lo reportado en la bibliografía. 7. BIBLIOGRAFÍA Scade, T. 1981. Cereales. Editorial Acribia, Zaragoza, España. Bennion, E. B, 1990. fabricación de pan. Editorial Acribia, Zaragoza, España. Quaglia, G. 1991. Ciencia y tecnología de la panificación. Editorial Acribia, Zaragoza, España. Kent, N.L. 1991. Tecnología de los cereales. 3ª. Edición. Acribia. Zaragoza, España. Hosseney, R. C. 1991. Principios de ciencia y tecnología de los cereales. 2ª. Edición. Editorial Acribia. Zaragoza, España. Lorenz, K. J. And Kulp, K. 1991. Handbook of cereal science and technology. Marcel Decker Inc. Pomeranz, Y. 1987. Wheat chemistry and technology. American Association of Cereal Chemists. St. Paul, Minnesota, USA. PRACTICA 6 48 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II Pomeranz, Y. 1987. Modern cereal science and technology. VCH Publishers, N.Y. Hlynka, I. 1964. Wheat, chemistry and technology. American Association of Cereal Chemists. St. Paul. Minnesota, USA. Kent – Jones, D. W. and Amos, A. J. 1967. Modern cereal chemistry. 6 th edition. Food Trade Press LTD, London. Matz, S. A. 1990. The chemistry and technology of cereals as Food as feed. AVI Pub. Co. Stear, C. A. 1990. Handbook of breadmaking technology. Elsevier Science Publishers LTD, Gran Bretaña. PRACTICA 6 49 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II ANEXO 1 Cálculo del Rendimiento de la Masa 1. Se calienta una estufa o mufla a 190°C. 2. Se toma una muestra de 10 g antes de la fermentación. 3. Se le coloca a la mitad de una hoja de aluminio (14 x 17 cm), se dobla, se prensa, se doblan las orillas y se pesa. 4. Se introduce a la estufa o mufla y se seca durante 26 minutos a 180 °C. 5. Se le retira de la estufa o mufla, se deja enfriar 20 minutos en un desecador. 6. Se pesa y se le determina el rendimiento de masa: Rendimiento de la masa (%)= masa húmeda (G) X (100 – humedad de la harina (%)) Masa húmeda (g) PRACTICA 6 50 MANUAL DE PRÁCTICAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II ANEXO 2 Determinación de Volumen por Desplazamiento 1. Se llena completamente un vaso de precipitados de 2 L con semilla de nabo, rasándolo con una regla. 2. Se coloca el vaso en una palangana y se desaloja aproximadamente la mitad del vaso, cuidando que la semilla caiga solamente en la palangana. 3. Se coloca la hogaza en forma vertical en el vaso, haciendo un hueco en las semillas para que se sostenga la hogaza. 4. Se llena el vaso con el resto de la semilla y de nuevo se rasa, cuidando que la semilla desplazada caiga en la palangana. 5. Se mide el volumen de esta semilla desplazada en una probeta de 250 mL. El volumen del pan es igual a este volumen. PRACTICA 6 51