Acondicionamiento térmico de muestras de masa de levadura
Son muchos los productores de alimentos que en la actualidad elaboran productos de masa —como, por ejemplo, pizzas congeladas— que no solo deben tener un buen sabor, sino también ser cada vez más saludables, duraderos y mejores en términos de calidad.
Cumplimiento estricto de normas de calidad, planes de producción muy regulados y preferencias cambiantes: estos son algunos de los numerosos retos a los que deben enfrentarse los productores de alimentos. Asimismo, los métodos de control suelen requerir una importante inversión de tiempo.
En colaboración con el centro de investigación de Nestlé, el doctor Helmut Trautmann de la empresa abiotec AG ha diseñado un monitor de baño especial de volumen de gas específico para muestras de masa de pizza, con cuya ayuda pueden medirse la calidad y la formación de gas de una manera precisa y sin dedicar mucho tiempo.
El monitor de baño especial de volumen de gas se compone de una cubeta grande de plexiglás, un termostato de inmersión MA de calor de JULABO de la serie TopTech y un refrigerador de inmersión JULABO FT200 con sonda de inmersión, que sirve para refrigerar fluidos rápidamente a temperaturas bajas y, en el caso particular que nos ocupa, para contrarrefrigerar el termostato de calefacción. En unidades cerradas de medición se mide la presión absoluta de una manera precisa y constante a lo largo de un periodo de tiempo duradero.
Análisis de la masa convencional para pizza
La masa que se usa para las pizzas está compuesta por los siguientes componentes principales: harina, agua y dióxido de carbono. La masa se forma de manera espontánea cuando una suspensión de harina y agua reacciona en conjunto. Por otro lado, los microorganismos presentes en el aire colonizan la masa; en este caso, se trata principalmente de levaduras, las cuales son hongos unicelulares que se reproducen por gemación. Como resultado de su metabolización (fermentación), se forma dióxido de carbono (CO2) como producto final [1].
Para desarrollar masas preparadas de pizza —como las que pueden comprarse en los congeladores de cualquier supermercado—, se ha llevado a cabo una serie de ensayos de desarrollo, mediante los cuales se analizaron tanto cepas de levadura diversas como recetas de masas y sus correspondientes procesos de formación de gas [2].
[1]Fuente: https://wissensforum-backwaren.de/wp-content/uploads/kap_VI-2_Teiglockerung_Hefeteig.pdf - S.VI-2.1:Biologische Teiglockerung – Hefeteig
[2]Fuente: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/verstehen-was-im-teig-passiert/
Fermentación en función de la temperatura
Al igual que cualquier otra reacción bioquímica, las reacciones que tienen lugar durante la fermentación de la masa de pizza dependen de la temperatura. La actividad de la levadura y el tiempo de fermentación es una función de la temperatura y la cantidad de levadura; por lo tanto, la velocidad de reacción de la fermentación aumenta normalmente de manera exponencial a medida que sube la temperatura. Al aumentar la temperatura, también aumenta la actividad de la levadura hasta alcanzarse una fermentación óptima a una temperatura aproximada de +35 grados Celsius para, después, volver a caer abruptamente [3]. Para la masa convencional de pizza se requiere una temperatura máxima de +35 grados Celsius: cuanto más caliente esté, más rápida será la formación de gas.
Una temperatura superior a la mencionada anteriormente frena y daña la enzimólisis celular de las células de la levadura. La intensidad de la fermentación disminuye y cesa totalmente a una temperatura aproximada de +65 grados Celsius mediante la coagulación de la proteína de las células [4].
No obstante, la intensidad de la fermentación también disminuye cada vez más cuando la temperatura desciende por debajo de +30 grados Celsius hasta alcanzarse el punto de congelación. Por debajo de cero grados Celsius, la levadura presenta poca actividad; sus componentes (sales minerales, azúcar y proteína soluble) hacen que disminuya el punto de congelación del agua de las células, de modo que las células de la levadura se congelan a partir de −7 grados Celsius por norma general, por lo que la levadura resiste temperaturas de congelación de alrededor de −20 grados Celsius durante meses sin que la intensidad de la fermentación resulte dañada significativamente. Asimismo, su actividad no se altera significativamente cuando tienen lugar varias fases de congelación y descongelación [5].
En condiciones de refrigeración, la levadura desarrolla su actividad de formación de gas con mucha lentitud y a lo largo de varias semanas. Al contrario que en condiciones de calor, en este caso se trata de actividades reducidas a potencias de diez [6]. Los procesos de formación de gas que tienen lugar durante los ensayos con muestras de masa muestran en el monitor una actividad de formación de gas moderada en los primeros estadios y notablemente ascendente en fases posteriores. En este sentido, para la masa refrigerada de pizza se garantiza un mayor tiempo de conservación; es decir, cuanto más fría esté la muestra de masa, mayor será su tiempo de conservación.
[3]Fuente: https://wissensforum-backwaren.de/wp-content/uploads/20_Die-Gaersteuerung-mittels-Kaeltetechnik_Fachbroschuere.pdf -Die Gärsteuerung mittels Kältetechnik, S.12
[4]Fuente: https://wissensforum-backwaren.de/wp-content/uploads/20_Die-Gaersteuerung-mittels-Kaeltetechnik_Fachbroschuere.pdf -Die Gärsteuerung mittels Kältetechnik, S.28
[5]Fuente: https://wissensforum-backwaren.de/wp-content/uploads/20_Die-Gaersteuerung-mittels-Kaeltetechnik_Fachbroschuere.pdf -Die Gärsteuerung mittels Kältetechnik, S.29
[6]Fuente: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/verstehen-was-im-teig-passiert/
Punktgenaue und störungsfreie Messtechnik / Gärprozesssteuerung mit Wärmetechnik
Die größte Herausforderung beim Messen der Teigqualität ist die Bestimmung der Gasbildung des gelösten CO2, welche sich in der Ausdehnung des Teigvolumens manifestiert.
Für die präzise und sichere Bewertung des Teigvolumens wurde der Gasvolumen-(Sonderbad)-Monitor entwickelt: Das Messprinzip erfolgt in geschlossenen Messeinheiten mittels einer langzeitstabilen und präzisen Absolutdruckmessung [7]. Dabei ermittelt das Gerät die gebildeten Gasmengen auf Basis der Allgemeinen Gasgleichung (p* V=n*R*T).
Während des Versuchsablaufs werden minimale Druckänderungen aufgezeichnet. Diese dienen als Grundlage zur Berechnung der gebildeten Gasvolumina. Bei Überschreiten eines definierbaren Druckschwellenwertes wird über ein Magnetventil ein kurzzeitiger Druckausgleich mit der Umgebung ausgeführt und anschließen wird die Messeinheit sofort wieder verschlossen und die integrierende Messung konsistent fortgesetzt. Durch die exakte und zeitlich hochauflösende Erfassung der Gasbildung sowie deren abgeleiteten Größen lässt sich die Qualitätssicherung sowie spätere Nachkontrollen von jeweils ein bis zwei Stunden auf etwa eine halbe Stunde senken. Gleichzeitig ermöglichen die neuen zusätzlich gewonnenen Kenngrößen den Zugang zu erweiterten Qualitätsattributen und verbessern auch die Sicherheit bei der Beurteilung von Hefechargen [8].
[7]Quelle: http://www.abiotec.ch/downloads/d_Gasvolumen_Monitor.pdf
[8]Quelle: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/verstehen-was-im-teig-passiert/
Conclusión:
En resumen, puede afirmarse que el monitor de baño especial de volumen de gas es capaz de medir la curva característica de la masa de pizza a lo largo de un largo periodo de tiempo o en grandes volúmenes de gas con precisión y sin que se produzcan fallos (y ello con independencia del lugar y los factores ambientales).
Un cálculo preciso de los índices de formación de gas a lo largo de un rango de medición muy amplio (superior a cuatro potencias de diez, es decir, de 1 mililitro al día hasta 3 litros por hora) garantiza que las mediciones rutinarias sean óptimas como parte del aseguramiento de la calidad de muestras de masa para pizza [9].
Diseñado específicamente para el desarrollo de nuevas recetas y productos de masa, el monitor de baño especial de volumen de gas es un dispositivo de precisión que controla y registra minuciosamente dichas recetas y productos. Asimismo, es un dispositivo de medición robusto y muy preciso para adaptarse a los gustos, preferencias y productos en constante cambio del mercado.
Así, todas las reacciones bioquímicas que puedan interactuar con una reacción de formación o consumo de gas pueden registrarse con exactitud y sin dedicarse mucho tiempo. Además, el monitor ayuda a determinar los efectos puramente físicos relacionados con fenómenos de absorción o desorción de gases. Este dispositivo de medición altamente sensible no solo es idóneo para el ámbito de la tecnología de la alimentación, sino también para tareas y cuestiones complejas del sector farmacéutico y del ámbito de los equipos técnicos de ecotecnología.
[9]Fuente: http://www.abiotec.ch/downloads/d_Gasvolumen_Monitor.pdf
Datos técnicos (especificaciones)
El monitor de baño especial de volumen de gas está concebido para unas condiciones de temperatura controlada (en baños de agua, incubadoras o cámaras frigoríficas) de entre aproximadamente 0 y +45 grados Celsius y para masas en cantidades pequeñas en un rango de entre 10 y 200 gramos. Aquellos clientes que lo deseen pueden encargar recipientes para unas cantidades de muestras notablemente mayores.
Amplio rango de medición superior a cuatro potencias de diez:
Desde 1 mililitro al día hasta 3 litros por hora
Alta resolución
Gas de entre 0.05 y 0.2 mililitros (cubeta de 850 ml o 2.5 l)
Los cabezales de medición están fabricados con acero inoxidable, y en su carcasa estanca se integran las siguientes funciones:
- sensor de precisión de presión absoluta de entre 0.6 y 1.6 bares;
- calibración de alta resolución, constante a lo largo del tiempo y con compensación de temperatura;
- sistema electrónico de transmisión con interfaz RS-485;
- válvula electromagnética especial con un índice mínimo de fugas;
- concepto de varios niveles de seguridad de sobrepresión (basado en hardware y software).
Cubetas de medición disponibles en distintas dimensiones
- volúmenes estándar: 850 mililitros y 2.5 litros (fabricación atendiendo a las especificaciones del cliente);
- equipo técnico de sellado Tri-Clamp con junta especial estanca a los gases;
- admisión de presión hasta 8 o 10 bares.
Especificaciones del termostato de inmersión MA de JULABO
Los termostatos de inmersión de calefacción de JULABO de la serie TopTech se emplean en todo el mundo y constituyen la base de la gama de termostatos de JULABO. Ya se trate de investigaciones de base, inspecciones de materiales o instalaciones técnicas, los usuarios de todos los sectores aprecian su tecnología fiable y de eficacia probada.
El termostato de inmersión MA de JULABO de la serie TopTech está equipado con una pinza de fijación de baño para grosores de pared de hasta 26 milímetros, que puede montarse rápidamente y sin complicaciones en las cubetas de que disponga el cliente. También puede fijarse a un soporte de laboratorio. Los componentes de inmersión están fabricados con acero inoxidable o plástico de alta calidad y alcanzan una profundidad de inmersión de 16.5 centímetros (que puede reducirse hasta 14.5 centímetros). Por otro lado, el set de bombas —disponible como accesorio— permite llevar a cabo tareas externas de control de la temperatura. Asimismo, está disponible un serpentín de refrigeración acoplable para una conexión de agua de refrigeración si el acondicionamiento térmico se realiza cerca o por debajo de la temperatura ambiente.
El termostato de inmersión MA de JULABO está equipado con una pantalla led múltiple de gran tamaño que puede leerse desde una distancia lejana. También se dispone de funciones de advertencia y seguridad, un sistema de protección contra sobretemperatura y niveles de rendimiento de bomba que pueden ajustarse electrónicamente
(visualización con una resolución de 0.01/0.1 °C) y a los que puede accederse a través del cómodo panel de control. El sistema de advertencia óptico-acústica permite desconectar el dispositivo a tiempo, lo que proporciona la máxima seguridad mientras se usa.
El dispositivo también destaca por una regulación de temperatura PID2 muy precisa, con compensación de perturbaciones y parámetros de control ajustables (consistencia de ±0.01...±0.02 °C). La función «Absolute Temperature Calibration» permite medir con la máxima seguridad para compensar una diferencia de temperatura condicionada por aspectos físicos y una calibración de tres puntos. Los termostatos de inmersión MA de JULABO están equipados con SMART PUMP, un sistema fiable y de ajuste electrónico de niveles de rendimiento de bomba. Asimismo, pueden transferirse datos conectando en serie la interfaz RS232 a un PC.
Ventajas de los refrigeradores de inmersión JULABO
Los refrigeradores de inmersión JULABO constituyen una alternativa económica y de dimensiones reducidas para la refrigeración convencional de agua del grifo, por lo que permiten prescindir del consumo de agua refrigerante y pueden instalarse en una superficie reducida. Se recomienda esta serie de dispositivos para un amplio abanico de tareas de refrigeración gracias a su manejo y funcionamiento sencillos.
