Próxima generación de gluten

25 de mayo de 2023 - Última actualización el 25 de mayo de 2023 a las 14:36 ​​GMT

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"Lo que ha sido casi imposible de hacer hasta ahora es mantener las muchas pequeñas burbujas de gas en la masa sin el andamio de apoyo del gluten", dijo el profesor Dr. Mario Jekle, jefe del Departamento de Alimentos a base de plantas de la Universidad de Hohenheim en Stuttgart.

Si bien el desarrollo de productos horneados sin gluten ha mejorado a pasos agigantados a lo largo de los años, los científicos de alimentos todavía están trabajando arduamente para encontrar una alternativa efectiva que coincida con las propiedades sobresalientes del gluten.

En términos químico-físicos, el gluten es una proteína clave en la repostería.

Piense en ello como una red que mantiene aireada la masa hasta que el horneado estabiliza la estructura de poros abiertos. Esta red es capaz de atrapar burbujas de gas durante la fermentación; cuanto más fuerte es, más gas puede contener y mayor es el aumento. Al mismo tiempo, cuanto más se desarrolla el gluten, más fuertes y largas se vuelven esas hebras interconectadas, lo que lleva a una mayor masticabilidad y dureza en el producto final.

De ahí la variación de harinas para diferentes aplicaciones. Aunque el pan comienza con muchos de los mismos ingredientes que los pasteles, tiene una consistencia completamente diferente. La harina de pan tiene un porcentaje de proteína del 11 % al 13 %, lo que da como resultado un producto aireado y satisfactoriamente masticable. Es difícil imaginar disfrutar de un pastel masticable, por lo que la harina para pasteles, con un porcentaje de proteína del 7% al 9%, tiene un bajo potencial de desarrollo de gluten.

Una idea errónea común es que el gluten es parte de la harina. Sí, la harina contiene las dos proteínas, glutenina y gliadina, necesarias para formar gluten, pero estas solo se unen para formar esa red milagrosa cuando se agrega un líquido (agua, leche).

En la panadería sin gluten, hacer espuma con los ingredientes (crear fricción para atrapar el aire) no es un problema. Esto se puede lograr revolviendo o usando un agente leudante como levadura o polvo de hornear.

Lo que le falta a la panadería sin gluten es esa red de apoyo para mantenerlo todo unido.

Sin embargo, el gluten es una proteína problemática, en diversos grados, para alrededor del 2% al 3% de la población mundial.

"Ahora conocemos tres patrones de enfermedades que están relacionados con el gluten", dijo el profesor Dr. Stephan Bischoff, del Instituto de Nutrición Clínica de la Universidad de Hohenheim.

La enfermedad celíaca es una condición crónica muy extendida, una mezcla de alergia y enfermedad autoinmune en la que el cuerpo reacciona erróneamente al gluten como si fuera un veneno.

La alergia al trigo es provocada por el gluten y péptidos similares y está igualmente extendida.

El tercer cuadro clínico es la sensibilidad al trigo, el menos investigado hasta la fecha, pero esencialmente no se producen anticuerpos y no parece haber daño en el revestimiento intestinal.

"Todavía no está claro exactamente qué desencadena la sensibilidad al trigo y si el gluten también juega un papel en este caso. En nuestro departamento, por lo tanto, estamos trabajando duro en este rompecabezas", dijo el profesor Dr. Bischoff de la Universidad, nutricionista clínico.

Según Celiac UK, se pueden agregar dos malestares más a la mezcla. La ataxia por gluten es una de varias manifestaciones neurológicas de la enfermedad celíaca, que causa torpeza, falta de coordinación, dificultad para hablar y, a veces, visión nerviosa. La dermatitis herpetiforme es la presentación cutánea de la enfermedad celíaca, asociada a pequeñas ampollas en codos y rodillas.

No importa el nivel de intensidad, las personas que no pueden digerir el gluten solo tienen un remedio en la vida cotidiana: recurrir a alimentos sin gluten.

Los investigadores de la Universidad de Hohenheim están adoptando un nuevo enfoque.

"En lugar de apoyar la masa con gluten, nos enfocamos en estabilizar la interfaz entre las burbujas de gas y la masa con proteínas alternativas", dijo el profesor Dr. Jekle.

Su equipo está trabajando en la extracción de proteínas de guisantes, colza, arroz y maíz que pueden reemplazar directamente la proteína del gluten. También ve un mayor potencial en el fitomejoramiento: "Si definimos los requisitos con precisión, podemos trabajar con el fitomejoramiento para apuntar a nuevas variedades de guisantes cuyas proteínas se adapten aún mejor a nuestro enfoque".

En otro enfoque, el departamento está tratando de vincular las proteínas naturales del arroz, el maíz o la avena con mucinas (denominadas arabinoxilanos) para formar cadenas con propiedades similares al gluten.

Los científicos también descubrieron que los compuestos naturales llamados saponinas que se encuentran en las células de la semilla de quinua o los mucílagos de las cáscaras de los cereales, junto con los tallos, las hojas y las flores de las margaritas, también favorecen la formación de una masa aireada.

Es un enfoque con beneficios adicionales ya que, en algunos casos, se puede utilizar para enriquecer productos horneados con valiosa fibra dietética.

"Para dar un ejemplo: 30 g de fibra al día ya es una buena prevención contra el cáncer de colon, uno de los tres tipos de cáncer más comunes en hombres y mujeres", dijo el Prof. Dr. Bischoff.

Los científicos planean investigar el uso de arabinoxilanos en otras aplicaciones, como sustitutos de la carne. El enfoque no solo le da a los productos de origen vegetal una estructura similar a la carne, sino también una nutrición adicional de la fibra dietética. Hasta el momento, no hay productos comparables en el mercado, afirman los científicos.

Los panecillos que actualmente salen de la mini línea de producción en el Centro Técnico de Ciencias de la Alimentación de la Universidad son todavía pequeños, cada uno contiene 30 g de masa, pero después de ser cocidos al vapor y luego horneados, los resultados son ligeros, dorados y humeantes.

El experimento, que utiliza una cinta transportadora del ancho de una mano, combina tecnología con ciencia e ingeniería de materiales. Sin embargo, el desafío es la receta, ya que la masa no contiene gluten y debe producir un producto esponjoso y con buen sabor.

Pan impreso en 3D​

El departamento también está trabajando para 'aflojar' la masa y combinarla con el proceso de horneado en un solo paso con la ayuda de impresoras 3D. Una boquilla acumula la masa junto con los poros en capas milimétricas, sobre las cuales, una unidad de horneado solidifica inmediatamente cada capa.

El proceso es algo similar a la forma en que los panaderos de Salzwedel han estado horneando el clásico Baumkuchen (traducido literalmente como 'pastel de árbol' o 'pastel de tronco') durante 200 años. Usando un cucharón, la masa Baumkuchen se aplica en capas milimétricas sobre un rodillo giratorio y se hornea capa por capa frente a una llama abierta.

"Nuestra tecnología en la Universidad de Hohenheim es, por supuesto, mucho más sofisticada, flexible y puede construir muchas estructuras diferentes", dijo el profesor Dr. Jekle.

Su equipo ha estado experimentando con la impresión 3D durante varios años y, en principio, este equipo puede producir casi cualquier alimento, desde panadería hasta carne y vegetales. También tiene ventajas que van desde la nutrición personalizada hasta la sostenibilidad y la limitación del desperdicio de alimentos.

"Con los alimentos impresos, puedo personalizar las comidas, lo que significa que puedo adaptar la proporción de grasas, carbohidratos, proteínas y todos los demás componentes para satisfacer exactamente las necesidades personales de las personas", dijo el Prof. Dr. Jekle.

"Y también puedo obtener algunas de las materias primas a partir de materiales residuales que se crean durante la producción de alimentos, por ejemplo".

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