El agua y la dinámica molecular de las proteínas en las masas panaderas
Actualizado: 6 nov 2020
El agua es el disolvente biológico por excelencia y es el segundo ingrediente en importancia dentro de una fórmula panadera. Las funciones que desempeña son diversas, comenzando con la hidratación de todos los componentes de la harina, las enzimas como las amilasas y las proteasas, fundamentales para las reacciones catalíticas que conllevarán a la liberación de glucosa a partir de los almidones y a la degradación de proteínas en aminoácidos.
Mientras más proteína tenga una harina, mayor será la absorción de agua. Las proteínas son solubles en agua cuando adoptan una conformación globular. La solubilidad es debida a los radicales (-R) libres de los aminoácidos que, al ionizarse, establecen enlaces débiles (puentes de hidrógeno) con las moléculas de agua. Así, cuando una proteína se solubiliza queda recubierta de una capa de moléculas de agua (capa de solvatación-Figura 1b). En disolución acuosa, los residuos hidrofóbicos de las proteínas se acumulan en el interior de la estructura, mientras que en la superficie aparecen diversos grupos con carga eléctrica, en función del pH del medio (Figura 1a).
Figura 1. (a) Proteína globular con los residuos hidrofóbicos encerrados en el centro y los residuos hidrofílicos cargados en el exterior; (b) Capa de solvatación de una proteína solubilizada.
Otra función del agua es la hidratación de las proteínas formadoras de glúten para así formar la red viscoelástica. En la Figura 2 se muestra 3 conformaciones de las cadenas de gluten, en (a) observamos una molécula con baja hidratación, por tanto, su conformación es cerrada, en (b) se aprecia una molécula con hidratación intermedia y en (c) vemos la misma molécula con una alta hidratación. Estos estudios han demostrado que las proteínas en estado seco están desordenadas con una estructura poco regular y la hidratación incrementa la formación de estructuras definidas y ordenadas de hojas beta. Si la hidratación continúa, se observa un incremento en la movilidad y la formación de otras estructuras moleculares complejas a expensa de las que se formaron inicialmente. Los ovillos o bucles ampliados por la hidratación corresponden a los alvéolos que se desarrollan en las masas a medida que aumentamos el porcentaje de agua y su expansión es debido al dióxido de carbono generado por las levaduras. Esto sin lugar a dudas, favorece la elasticidad y la extensibilidad de las masas.
Figura 2. Modelo del efecto de la hidratación sobre el gluten. (a) baja hidratación, interacción cerrada; (b) hidratación intermedia; (c) alta hidratación. (Belton et al, 1999)
Por otra parte, las levaduras necesitan humedad para activarse, además la levadura necesita que su alimento esté disuelto en agua para poderlo asimilar. Independientemente del proceso mediante el cual será metabolizada la glucosa, ya sea respiración o fermentación, es condición que exista un aceptable nivel de hidratación en el medio donde se encuentren las levaduras (Figura 3).
Figura 3. Modelo respiratorio y fermentativo de la levadura. Feldmann H (2006)
Finalmente, la frescura y comestibilidad del pan depende directamente del agua, le da al pan su miga característica, panes poco hidratados serán demasiado densos como para ser comidos y, además, la mezcla del agua con la harina convierte a las proteínas de ésta en aptas para el ser humano una vez cocidas.
Si quieres aprender cómo ocurre la hidratación de la harina durante el proceso de Autólisis, entonces nuestro artículo "Autólisis... pausa obligada de la masa" te va interesar mucho!
Referencias consultadas
Belton PS (1999) Mini Review: On the Elasticity of Wheat Gluten. Journal of Cereal Science, Volumen 29, Issue 2: 103-107
Feldmann H (2006) Yeast Metabolism. Yeast Molecular Biology. Munich: University of Munich.
http://interaccionmoleculas.blogspot.com/p/fuerzas-intermoleculares.html