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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

El pan duro se vuelve crujiente al calentarlo ¿por qué?

La Ciencia Nuestra de Cada Día - Cienciaes.com

Más de 3.000 años son suficiente experiencia como para decir que el pan se ha ganado el respeto de todos, desde los panaderos hasta los científicos. Básicamente, cuando se intenta hacer pan lo que se pretende es crear una masa de burbujas cuyas paredes tengan, a la vez, la suficiente rigidez como para que no se colapsen y la elasticidad necesaria para que la miga esté esponjosa, además la miga debe estar envuelta por una corteza exterior dura y crujiente. Todo esto se consigue con agua, harina de trigo y un aditivo que produzca los gases que van a rellenar las burbujas. Parece fácil ¿verdad? Intente hacer su propio pan, puede que compruebe que no es tan fácil pero lo que sí le aseguro es que si tiene estos ingredientes, dos manos para amasar y un horno, está a su alcance lograrlo.

Intentemos saber qué sucede durante la fabricación del pan y así podremos responder a la pregunta de hoy.

Los ingredientes

Analicemos un poco los ingredientes. Comencemos por la harina que al fin y al cabo es la base de todo. La harina contiene moléculas largas creadas por unidades más pequeñas de azúcar unidas unas a otras como las cuentas de un collar. Vienen a ser los hilos con los que los vegetales tejen sus cuerpos. Por ejemplo, para formar las paredes de las células, utilizan hilos de celulosa, que son cadenas largas de glucosa (el azúcar básico), al ponerse un hilo junto a otro crean entre ellos uniones, llamadas puentes de hidrógeno, que hacen las veces de pegamento. Así, hilo con hilo, unidos por ese pegamento de hidrógeno, forman un tejido muy resistente que ni siquiera podemos digerir, la celulosa. En la harina existe otro tipo de moléculas largas que se agrupan en pequeños gránulos que conocemos como almidón. El almidón está formado, básicamente, por dos tipos de cadenas, unas largas en forma de muelle helicoidal, llamada amilosa, y otras ramificadas como un árbol, las amilopectinas. No salgan corriendo, son sólo dos nombres que nos indican que son distintas en la formas de ordenarse en el espacio.

El almidón es un ingrediente básico en la harina con la que elaboramos el pan y se presenta en forma de granos muy pequeños, del orden de unas pocas milésimas de milímetro. Los granos de almidón están rodeados de una capa de proteínas, las más importantes se llaman gliadina y glutenina, ambas amantes del agua, una querencia que dará la elasticidad que nos conviene a la masa panadera.

El gluten

Veamos qué sucede al echar agua a la harina. Imaginemos los granos de almidón como diminutas pelotitas rodeadas de una corteza de proteínas; al ponerlos en contacto con el agua, las proteínas las absorben y la corteza del grano se hincha. Las proteínas son también moléculas largas que están inicialmente formando ovillos enredados con puntos de contacto entre distintas partes de la misma molécula unidos entre sí por puentes de hidrógeno. Si queremos que formen una red elástica tenemos que estirar los hilos y eso se consigue amasando. Enseguida explico por qué.

Como he dicho, cada grano de almidón se rodea de una capa de proteínas hinchada por el agua, pero esa capa no sólo aumenta de volumen al hidratarse sino que se vuelve muy pegajosa. Así, los distintos granos de almidón tienden a unirse entre sí formando grumos. No nos interesa que haya grumos así que tendremos que evitarlo separarlos a la fuerza, estirando la masa, es decir, amasando. En el proceso de amasado estamos separando los granos de almidón pero, como están unidos por la capa pegajosa de proteínas, éstas se estiran como un chicle. Así, las hebras de proteína se desenredan y, cuando una vez estiradas, se acercan unas a otras, se van creando enlaces de hidrógeno entre ellas formando una red muy elástica que llamamos gluten. Al amasar sucede otra cosa importante, cada vez que estiramos y plegamos de nuevo la masa vamos atrapando burbujas de aire entre las capas de gluten.

¿Qué sucede con el aire atrapado en la masa?

El aire atrapado es la fuente de las burbujas que aumentarán de tamaño al calentar el pan. Pero con el aire atrapado no es suficiente, debemos añadir más gas y ese gas nos lo proporciona un ayudante muy especial: la levadura.

Las levaduras son seres vivos microscópicos que consumen parte del azúcar presente en la harina – también se añade un poco de azúcar adicional para proporcionarle alimento extra- y liberan dióxido de carbono. Por supuesto se generan más sustancias, como alcohol etílico, que da sabor al pan, aldehídos, cetonas, etc. Pero no nos liemos, lo que nos interesa aquí es que el gas que liberan las levaduras se une al atrapado durante el amasado – de hecho se suele amasar dos veces, la primera para distribuir bien las levaduras-. A veces se piensa que la fermentación tiene lugar en el horno, no es así, la temperatura óptima para la fermentación del pan es de 27ºC, por esa razón, después de trabajar la masa, hay que dejarla reposar en un cuenco tapado con un trapo o plástico alimentario para que no pierda agua. Ese tiempo de reposo a temperatura ambiente es el que permite a las levaduras hacer su trabajo y la masa se hincha hasta duplicar el volumen.

¡A hornear!

Ya hemos llegado al momento estelar: el horno. La masa fermentada se pone en el horno a unos 230º ¿qué sucede entonces? En el interior de la masa pasan muchas cosas. Hemos dicho que el almidón está formando granos que contienen moléculas largas, unas lineales plegadas como muelles diminutos – la amilosa- y otras ramificadas – la amilopectina, unidas entre sí por enlaces de hidrógeno que hacen de pegamento entre ellas. Es una estructura rígida, decimos que cristalizada, que no permite que el agua penetre en el interior mientras la temperatura sea baja. Así pues, durante el amasado, como se ha utilizado agua fría, los granos de almidón permanecen intactos.

Sin embargo, con el calor, la estructura del grano de almidón se resquebraja, se rompen las uniones entre sus moléculas y se abren resquicios por donde penetra el agua robándosela a la red exterior de proteínas. La estructura cristalina y rígida del almidón se viene abajo, la amilosa se disuelve en el agua y escapa del grano, y el conjunto se acaba convirtiendo en un fluido elástico que se estira con facilidad. A los 100 grados los granos se rompen totalmente creando una masa viscosa. Por otro lado, el gas atrapado se va calentando y las burbujas aumentan de volumen convirtiendo la masa en una especie de queso gruyere.

Al sacar el pan del horno es cuando termina de formarse. La masa ha crecido y el interior comienza a enfriarse; las moléculas que forman el almidón, aunque ahora están diseminadas en la masa, van perdiendo la elasticidad y van cristalizando de nuevo pero lo hacen a distinto ritmo. Las moléculas de amilosa vuelven a su forma helicoidal rígida inmediatamente, pero las de amilopectina, como están ramificadas, lo hacen más lentamente, las ramas cortas primero, el resto poco a poco. Parece ser que éste es el proceso por el que el pan se endurece a medida que pasa el tiempo, cuanto más esperemos, mayor es la cantidad de moléculas que cristalizan y se vuelven rígidas. El pan va perdiendo elasticidad y se va poniendo duro. Un día después, si lo hemos dejado al aire, estará como una piedra.

¿Qué sucede si el pan duro lo volvemos a calentar?

En muchos lugares se le echa la culpa del endurecimiento del pan a la pérdida de agua pero diversos experimentos han demostrado que en el interior de la miga la cantidad de agua apenas varía, lo que sucede es que ha quedado atrapada en la red cristalina rígida. Aunque el proceso no es conocido del todo, al calentar de nuevo, la hipótesis más aceptada dice que a medida que sube la temperatura, las moléculas de amilosa y amilopectina comienzan a fundirse de nuevo y vuelven a disolverse en el agua recuperando la elasticidad. En otras palabras, se produce una vuelta atrás en el proceso. Viene a ser como hacer el pan de nuevo.

Por supuesto hay algunas diferencias, aunque en el interior de la miga la cantidad de agua no varíe, lo que es cierto es que, si dejamos el pan al aire, la parte cercana a la corteza pierde parte del agua por evaporación. Así, al calentar de nuevo el pan, observamos que se reblandece más en el centro de la barra que cerca de la superficie.

Panes hay muchos pero, como decía mi padre, para pan… el de mi pueblo.

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