INTRODUCCIÓN

Los patrones de consumo, en la actualidad, muestran una inclinación por comprar y promover productos menos industrializados en todas las categorías de alimentos, como carnes, frutas, verduras y panes (^{Si, 2020}); esta última, teniendo, como agente principal, el empleo de starters o fermentos naturales.

Estos fermentos, se utilizan, usualmente en la panadería artesanal, como símbolo de calidad y, recientemente, están captando la atención del mercado, en países donde las tradiciones panaderas fueron sustituidas por la automatización y poca regulación acerca del uso de starters (^{Gänzle, 2014}).

El fermento natural (conocido comúnmente como masa madre o starter) es definido como “una mezcla de harina de trigo y/o centeno, agua, eventualmente con sal agregada y fermentada de manera espontánea” (^{Corsetti, 2013}). En esta masa, se encuentra un complejo ecosistema de levaduras y bacterias endógenas, que conviven en simbiosis, siendo Lactobacillus sanfranciscensis, el microorganismo identificado en la mayoría de los fermentos y, en menor medida, levaduras salvajes (^{De Angelis et al. 2001}; ^{Hammes & Gänzle, 1998}). Ambos microorganismos, se hallan de forma natural en el grano de trigo, confiriendo al pan, un apreciado aroma y sabor ácido, producto de la fermentación (^{Chavan & Chavan, 2011}).

La complejidad sensorial del pan de masa madre o artesanal, se atribuye a los diferentes compuestos volátiles (^{Gänzle & Gobbetti, 2013}; ^{Gobbetti et al. 1995}), que no se encuentran en panes comerciales (^{Decock & Cappelle, 2005}). Sumado a ello, nutricionalmente presenta mejor digestibilidad (^{Rizzello et al. 2019}), actividad fitasa (^{De Angelis et al. 2003}), potencial de tolerancia al gluten por parte de celiacos (^{Di Cagno et al. 2004}) y liberación de compuestos fenólicos (^{Montemurro et al. 2020}). Todos estos factores, en sinergia con la acidificación de la masa, provocan un alargamiento de la vida útil y resistencia a microorganismos patógenos, debido al descenso del pH (^{Gerez et al. 2009}), además de su capacidad antimicótica y reducción de micotoxinas, produciendo un alimento más seguro (^{Hassan et al. 2016}).

Todos los beneficios nutricionales, tecnológicos y organolépticos son resultado de los parámetros de incubación de la masa madre, como la temperatura que, según ^{Katina (2005)}, debe fluctuar entre 22 a 24°C; el pH entre 3,5 - 4 (^{Clarke et al. 2004}; ^{Collar et al. 1994}) y un recuento de bacterias acidolácticas de 10⁷ a 10⁹ de UFC g^-1 (^{Montville & Matthews, 2009}). Estos factores influyen positivamente en las evaluaciones sensoriales del aspecto, tanto exterior como interior, si van de la mano con una larga fermentación (^{Brabant et al. 2007}) y se pueden medir objetivamente, a través de un análisis perfil de textura instrumental (^{Swelim et al. 2014}).

A pesar de que en la literatura se encuentran los criterios para obtener un starter panadero de Lactobacillus, existe mucha variabilidad, como efecto de las temperaturas de cultivo, así como el sustrato, pH, potencial redox, factores endógenos, variedad del trigo, actividad de agua, entre otros (^{De Vuyst & Vancanneyt, 2007}; ^{Zhang et al. 2019}), sumado a que muchos autores elaboran el fermento a partir de una cepa específica, pero no de la fermentación espontánea de la harina, encontrándose, incluso, starters elaborados con otras harinas, como la de quinua (^{Rizzello et al. 2016}). Producto de esto y de la poca estandarización de las variables surgen múltiples problemas, al querer generar fermentos, como una baja calidad fermentativa, acidez desagradable o una nula presencia de microorganismos acidolácticos.

Debido a lo expuesto, el objetivo de esta investigación fue determinar los parámetros de cultivo del starter espontáneo de Lactobacillus, a partir de harina integral y aplicarlo en la elaboración de pan campesino, en función de sus características sensoriales y mecánicas. Esto servirá como punto de inicio para otras variantes similares de este pan, además de aprovechar sus beneficios sensoriales, nutricionales y tecnológicos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales. La harina integral (“Ayni”), empleada en la elaboración de los starters y en el pan campesino, fue orgánica y producida en el valle del Mantaro, Junín, a 3.300m s.n.m. Asimismo, se empleó harina panadera, con un 12% de proteínas, indicado en la información nutricional.

Elaboración de los starters. Se empleó harina integral de trigo, por la alta actividad fermentativa (^{Sánchez, 2003}) y se mezcló con agua, en una proporción de 45,5 y 54,5%, respectivamente, lo que, en porcentaje panadero, indica una hidratación del 119,78%. Se dio una textura homogénea para un desarrollo más uniforme y difusión de los ácidos orgánicos (^{Clarke et al. 2003}). Posteriormente, las mezclas se incubaron a 20, 24 y 28°C, en una cámara de fermentación (METRO Flavour View C175 Heated Cabinet) y se monitoreó por triplicado la acidez, a cada hora, por medio de un potenciómetro (marca “Kyntel ATC-2011). Del mismo modo, se contó el tiempo en que cada muestra llegase a un pH final de 4 y que presentasen burbujas propias de la fermentación, debido a que es un indicador de actividad microbiológica (^{Chavan & Chavan, 2011}; ^{Lhomme et al. 2015}).

Elaboración del pan campesino. Se elaboró panes campesinos con los tres fermentos obtenidos, codificados como P20, P24 y P28; para ello, como primera etapa, se empleó una formulación estándar similar al pan comercial, compuesta por harina panadera (750g), harina integral (250g), agua (680mL), starter (250g) y sal (25g). Se empleó integral, para incrementar la biodisponibilidad de minerales (^{Karaman et al. 2018}) y se utilizó un 25% de fermento, con respecto al peso de la harina total (^{Brandt, 2007}).

Para el procesamiento, se siguió las etapas mostradas en la figura 1. Se empleó una máquina amasadora (marca Nova KN50) y una cámara de fermentación (marca METRO Flavor View C175 Heated Cabinet), para el fermentado final (28°C); por último, el horneado (en dos tiempos), se hizo en un horno de convección forzada (marca Rational SCC 101G). Cabe señalar que durante el proceso se tuvo una temperatura ambiental de 26°C, humedad relativa de 78% y la forma adoptada fue la de pan bâtard francés.

Figura 1 Flujo de elaboración de pan campesino. 

Evaluación sensorial

Selección y conceptualización de atributos sensoriales. Se elaboró una ficha descriptiva, mediante el método QDA, como detalla ^{Stone & Sidel (2004)}, empleando un panel experto compuesto por siete especialistas en panadería; se tomaron en cuenta los factores externos e internos (^{Brabant et al. 2007}), que caracterizan al pan campesino, tomándose como referencia uno comercial (Tabla 1). Esta ficha sirvió como complemento a la evaluación sensorial.

Tabla 1 Definiciones de los atributos sensoriales empleados para el análisis. 

Análisis sensorial. Se realizó la evaluación sensorial de los panes elaborados, mediante un QDA, según las especificaciones dadas por ^{INDECOPI (2008)}, con un jurado experto, conformado por siete personas, quienes evaluaron por duplicado los cinco atributos esenciales, descritos anteriormente. Para ello, marcaron un aspa sobre una línea de 10cm; luego, se realizó una transformación, para establecer una escala de 5 puntos, como refiere ^{Swelim et al. (2014)}. Por medio de este análisis, se determinó el pan con mayor calificación y, por ende, la temperatura de cultivo de un fermento natural para panadería, para los posteriores análisis.

Caracterización del pan y fermento seleccionado

Evaluación microbiológica del fermento. El recuento de Lactobacillus al fermento seleccionado fue determinado de acuerdo con la ^{American Public Health Association (2015)} y el resultado se expresó en unidades formadoras de colonias por gramo de starter.

Evaluación por texturómetro del pan campesino. El perfil de textura del pan de mayor puntaje fue realizado por un texturómetro “Instron 3365, celda carga: 5KN”, con un accesorio Compression anvil, 4IN. Square área (S5402A), 57mm de diámetro. Se evaluó la dureza, la cohesividad, la elasticidad, la gomosidad y la masticabilidad de 6 tajadas de 20mm de espesor, a una velocidad de ensayo de 0.50mm s^-1 y a una temperatura promedio de 24°C.

Análisis estadístico. Para analizar los puntajes obtenidos en la evaluación sensorial del QDA, se utilizó el DCA por cada pan, el ANOVA para ver el grado de significancia de las muestras además de la prueba de Tukey, para evaluar la diferencia entre las medias. Tanto ANOVA como Tukey, a un nivel de confianza, del 95%.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Parámetros de incubación del starter. La incubación de los starters a 20, 24 y 28°C tuvieron una duración de 71, 54 y 36 horas, respectivamente. Estos presentaron un pH inicial de 5,85, con pico de 6,1, luego de 10h, aproximadamente, pero, posterior a ello comenzó, el descenso hasta un pH final de 4 (Figura 2).

Figura 2 Perfil del pH en los tres fermentos durante la incubación. *Las líneas punteadas indican intervalos de 10 horas, en las cuales, no se pudo tomar las mediciones, por acceso a las cámaras. 

La velocidad promedio en el cultivo a 28°C fue mayor que todas, con 0.0531 de descenso de pH por hora (Tabla 2).

Tabla 2 Efectos de distintas temperaturas de incubación. 

*Promedio calculado desde el momento que llegó al pico de pH y comenzó su descenso.

^{Quellen-Field (2012)} menciona que un starter crece entre 20 y 28°C e, incluso, hasta 30°C (^{Clarke et al. 2003}), lo que fue corroborado durante la investigación, al usar temperaturas de incubación de 20, 24 y 28°C, observándose en las tres, capacidad fermentativa; sin embargo, el aporte de sabor y aromas es mayor mientras la temperatura es más baja (alrededor de 23±1°C), por el aporte de compuestos aromáticos (^{Katina, 2005}). Al realizarse las evaluaciones sensoriales, los panes elaborados, empleando un starter a 24°C, evidenciaron que es la temperatura sensorialmente aceptable para el cultivo, dado que obtuvo el mayor puntaje, en cuatro de los cinco atributos, mediante el ANOVA y la prueba Tukey.

Se comprobó que los fermentos, al llegar a un pH de 4, presentaron actividad fermentativa, reflejándose en un mayor volumen por la producción de CO₂; es posible, también, extender el tiempo de fermentación en los starters hasta lograr un pH menor. Cabe mencionar que un pH menor a 4 es importante para inhibir y reducir bacterias patógenas provenientes por contaminación, como Escherichia coli, Enterococcus sp., entre otros (^{Boreczek et al. 2020}).

Evaluación sensorial. Como resultado de la evaluación sensorial, se observó diferencias significativas (p<0,05), en cuatro de los atributos evaluados (Tabla 3), siendo los tratamientos P20 y P24 similares en solo un atributo (forma ovalada), P24 y P28 en tres atributos (apariencia de la costra, masticabilidad de la miga y gusto ácido) y todas similares, en cuanto a la apariencia de la miga.

Tabla 3 Puntajes en los atributos sensoriales de los panes campesino. 

^*No fue evaluado por los 7 jurados; ^{a, b}Medias en las filas para cada atributo, con diferentes superíndices, indica una diferencia significativa (p<0,05).

Debido a que el tratamiento P24 comparado con P28 presentó mayor puntaje en cuatro de los cinco atributos, fue escogido como el mejor y se procedió a caracterizar, tanto el fermento empleado como el pan elaborado con éste.

Según lo reportado para la evaluación de panes con starter, el color de la costra, la forma, la porosidad, la acidez, el retrogusto, la homogeneidad en la miga, entre otros, son tomados en cuenta (^{Brabant et al. 2007}; ^{Venturi et al. 2016}). Por ello, se consideró, del mismo modo, atributos similares, para obtener las cualidades más importantes, en un pan campesino.

Asimismo, los componentes volátiles y, por ende, las cualidades sensoriales, van estrechamente ligadas a la temperatura de fermentación en panadería, como lo referido por ^{Birch et al. (2013)}; por esa razón, una temperatura intermedia de fermentación ayudaría a abarcar los atributos considerados deseables, sin dejar de lado los tecnológicos, como el tiempo de proceso. Se pudo comprobar que un starter cultivado a 24°C cumple con la mayoría de los atributos sensoriales, sin hacer muy extenso el tiempo de la obtención de éste. Del mismo modo, se podría emplear mezclas de distintos starters, para mejorar el perfil organoléptico (^{Gül et al. 2005}).

Evaluación microbiológica del starter. El fermento de mayor puntaje sensorial (cultivado a 24°C) presentó un recuento total de Lactobacillus de 79 x 10⁷ UFC g^-1, encontrándose en el rango de 10⁷ a 10⁹ de UFC g^-1 de BAL (bacterias ácido lácticas), descrito por ^{Montville & Matthews (2009)}. Es muy probable que la bacteria dominante de este cultivo sea Lactobacillus sanfranciscensis, en simbiosis con la levadura Candida milleri (^{Lhomme et al. 2015}; ^{Venturi et al. 2012}; ^{Zhang et al. 2019}).

Perfil de textura instrumental del pan. Los promedios de los valores del perfil de textura a un pan campesino con 25% de harina integral, elaborado con starter, a 24°C, fueron 102,09N de dureza, 43,02N de gomosidad, 37,36N de masticabilidad, 0,87 de elasticidad y 0,42 de cohesividad.

Se observa que los mayores valores se muestran en la dureza, que va ligado a la costra del pan; gomosidad, que va acorde con la miga del pan, que es considerada semigomosa y masticabilidad, que relaciona la dureza, la elasticidad y la cohesividad. ^{Omedi & Huang (2016)} reportaron un valor menor elasticidad, similar en cuanto a la masticabilidad, pero superiores en dureza, gomosidad y cohesividad, para panes campesinos con Lactobacillus plantarum y Lactobacillus sanfranciscensis, lo cual, se puede deber a que la tasa de hidratación durante la investigación fue elevada.

Del presente estudio, se puede resaltar, que la elaboración de panes campesinos semi integrales empleando un starter con harina integral, preparado a 24°C, ofrece ventajas sensoriales frente a aquellos incubados a 20 y 28°C, teniendo una dureza, gomosidad, masticabilidad, elasticidad y cohesividad de 102.09N, 43.02N, 37.36N, 0.87 y 0.42, respectivamente. Además, el fermento a estas condiciones presenta 79 x 10⁷ de UFC g^-1, que se podría utilizar para elaborar distintas variedades de pan, para mejorar su perfil nutricional, sensorial y vida útil.