Producción de pan en la Universidad ITMO. Crédito:Universidad ITMO
Los científicos de la Escuela de Biotecnología y Sistemas Criogénicos de la Universidad ITMO se enfocan activamente en hacer que los alimentos cotidianos sean mejores, más seguros y más accesibles. Al reemplazar solo un ingrediente en una formulación de pan, los investigadores lograron que este producto fuera más resistente a los microorganismos que causan que se eche a perder. Ahora, están experimentando con la sustitución del mismo ingrediente en la cerveza. Si esto va bien, la bebida será menos fuerte y adquirirá propiedades probióticas. ITMO.NEWS se puso en contacto con los científicos para averiguar cómo las propiedades de la cerveza dependen de la levadura y también cómo el pan puede ser víctima del deterioro de la cuerda.
Todos los que alguna vez han cocinado un solo plato saben que reemplazar un ingrediente puede provocar cambios significativos en su sabor, color y otras características. Esto es especialmente pertinente para los productos elaborados con una pequeña cantidad de ingredientes.
¿Cómo puede ayudar la ciencia moderna a hacer o preparar pan? La gente ha estado horneando pan y elaborando cerveza durante milenios, y parecería que sería extremadamente difícil descubrir algo fundamentalmente nuevo en estos campos. Pero esto no es así:los métodos para hacer estos productos milenarios se perfeccionan constantemente para hacerlos más baratos, más estables en términos de almacenamiento y, al mismo tiempo, más sabrosos.
Saccharomyces cerevisiae.
Uno de los componentes más importantes del pan es la levadura, un agente leudante natural que le da al pan su textura esponjosa y su aroma distintivo. La levadura que se usa para hornear es de la Saccharomyces cerevisiae tipo. Los mismos microorganismos son los que ayudan a fermentar el mosto, convirtiéndolo en cerveza.
Elena Soboleva. Crédito:Elena Soboleva
¿Pero qué pasaría si la levadura, manteniendo estas funciones, pudiera también dar nuevas propiedades a los productos? ¿Es posible elegir una cepa de levadura que evite que el pan se eche a perder prematuramente? Investigadores de la Universidad ITMO han sugerido que un grupo relacionado de microorganismos, Saccharomyces cerevisiae var. boulardii – podría ser, de hecho, este análogo multifuncional de la levadura de panadería clásica.
“Esta es una cepa de levadura tropical descubierta por el microbiólogo francés Henri Boulard a principios de la década de 1920”, explica Elena Soboleva, profesora asociada de la Escuela de Biotecnología y Sistemas Criogénicos. “Durante sus viajes por el sudeste asiático continental, estaba estudiando la epidemia de cólera y vio que los lugareños se regalaban con fruta. Más tarde, habiendo examinado el asunto con más detalle, descubrió que no se trataba tanto de frutas como de microorganismos que vivían en su superficie. Esto lo llevó a identificar una especie de levadura previamente desconocida, a la que llamó Saccharomyces boulardii y patentó como remedio para la diarrea”.
Sin embargo, con el desarrollo de análisis filogenéticos, se encontró que Saccharomyces boulardii es una variación de la especie Saccharomyces cerevisiae .
Hoy en día, este tipo de levadura se utiliza como probiótico para restaurar el microbioma intestinal. Además, según los científicos, investigaciones recientes han demostrado que esta levadura tiene propiedades antioxidantes y permite que el cuerpo absorba mejor los microelementos útiles y las vitaminas B.
Pan autocurativo
Uno de los problemas que encuentran los panaderos es el llamado, causado por Bacillus licheniformis y Bacillus subtilis tipos de bacterias Estos microorganismos pueden ingresar a las semillas del suelo y convertirse en pan sin obstáculos. Es muy difícil detectar estas esporas bacterianas incluso bajo el control de calidad más riguroso.
“A veces se puede escuchar la opinión de que hornear el pan esteriliza el pan, pero en realidad no es así”, dice Elena Soboleva. “Por ejemplo, mientras que las células vegetativas del bacilo cuerda mueren durante el horneado, las esporas logran sobrevivir al tratamiento térmico. Por sí solos, son en gran parte inocuos, pero bajo ciertas condiciones (por ejemplo, bajo alta temperatura y humedad) el pan puede desarrollar la llamada enfermedad de la cuerda. El pan comienza a desprender un olor afrutado desagradable similar al olor a melón podrido y, a medida que avanza la enfermedad, la miga de pan se vuelve pegajosa y elástica. Por supuesto, tal pan no se puede comer.”
Existen muchos métodos para prevenir el desarrollo de la enfermedad de las cuerdas, desde químicos hasta físicos y biológicos. Por ejemplo, los bacilos de cuerda no toleran ambientes ácidos, razón por la cual los cultivos iniciadores se usan ampliamente en la producción de pan. Sin embargo, se descubrió que Saccharomyces boulardii la levadura también se puede utilizar para proteger el pan de Bacillus licheniformis esporas.
El efecto de la cepa de levadura en el desarrollo del deterioro de la cuerda cuando se aplica:S. cerevisiae a la izquierda, S. cerevisiae var. boulardii a la derecha. Crédito:Artem Morozov
La investigación estableció que estos muestran actividad antagónica contra B. sutiles y B. liqueniforme bacterias y tienen un efecto bacteriostático sobre los patógenos de las enfermedades de las cuerdas.
“Esta levadura es capaz de producir sustancias antibióticas que inhiben la actividad de las esporas del bacilo cuerda, todo mientras trabaja como una levadura normal”, señala Elena Soboleva. “Hemos realizado varios experimentos utilizando diferentes tecnologías de producción de pan. Para garantizar el desarrollo de la enfermedad de la cuerda, se crearon condiciones favorables (ambiente húmedo y cálido) después de la cocción del pan. El uso de la levadura nos permite retardar el desarrollo de la enfermedad hasta tres días, lo cual es importante para un producto de este tipo”.
Cerveza probiótica
Pero los experimentos de los científicos no se detuvieron en el pan. Si Saccharomyces boulardii se utiliza como probiótico, ¿por qué no impartir esta propiedad a la cerveza?
Laboratorio experimental para la producción de bebidas fermentadas. Crédito:Universidad ITMO
La Universidad ITMO cuenta con un laboratorio experimental sobre la producción de bebidas fermentadas. Es aquí donde se desarrollan e implementan los planes para la creación de cerveza sin filtrar utilizando esta levadura.
“Esperamos que la cerveza adquiera propiedades probióticas y antioxidantes; además, el desarrollo de la levadura S. boulardii nos permitirá producir cerveza con menor contenido de etanol”, comparte Artyom Morozov, estudiante de doctorado en la Facultad de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos.
Está previsto que las obras comiencen después de que se hayan levantado las restricciones asociadas a la pandemia de COVID-19.
Aspecto fundamental de la obra
Sin embargo, el trabajo sobre las posibles aplicaciones de Saccharomyces boulardii en la industria alimentaria es sólo una de muchas etapas. Para que esta investigación se introduzca en el mercado, es necesario no solo mostrar las ventajas del uso de esta cepa de levadura, sino también proponer una forma efectiva para su cultivo.
Suministros para bebidas fermentadas. Crédito:Universidad ITMO
Esto se debe al hecho de que una de las características especiales de la Saccharomyces boulardii el metabolismo es la temperatura óptima de crecimiento de 37°C, así como la resistencia a la baja acidez (pH 3,2-4). Para la levadura de panadería clásica, estos valores ascienden a alrededor de 30°C y pH 4-6 respectivamente. Los científicos están trabajando actualmente para crear condiciones óptimas que favorezcan la producción de la máxima cantidad de levadura con costos mínimos.
