Muchos de nosotros asociamos la biotecnología con científicos de expresión grave y bata blanca que hacen cosas extrañas en laboratorios sofisticados, pero resulta que podemos poner en marcha procesos biotecnológicos en nuestra propia cocina, sin bata y sin instrumental especial.
La biotecnología se define como el uso de procesos biológicos con fines aplicables. El proceso biotecnológico puede consistir, por ejemplo, en el desarrollo de nuevas variedades de plantas mediante la ingeniería genética, el cultivo de tejidos vivos y de órganos en laboratorio o la producción de combustibles a partir de plantas o de microorganismos. Por otra parte, también hay ejemplos mucho más sencillos de procesos biotecnológicos, como leudar masa de panadería, elaborar cerveza e incluso preparar pepinillos en salmuera. En este artículo hablaremos de los procesos biotecnológicos que tienen lugar en la cocina.
Procesos de respiración y fermentación
La base de todos estos fenómenos son los procesos de respiración y fermentación de las bacterias y las levaduras. Como todos nosotros, los seres unicelulares como las bacterias y las levaduras necesitan alimentarse para subsistir. Cuando consumen azúcar, este es sometido a un proceso de descomposición denominado “glucólisis” o “glicólisis”, que produce una sustancia denominada piruvato. El piruvato tiene dos opciones: respirar o fermentar. En el primer caso, se somete a un proceso dependiente del oxígeno (aeróbico) en el que sigue descomponiéndose y cambiando hasta agotarse. De este modo, por ejemplo, se consigue obtener una gran cantidad de energía en el orgánulo de la mitocondria, la fábrica de energía de la célula. Uno de los productos de este proceso es el gas anhídrido carbónico, que como veremos a continuación desempeña un papel importante en la cocina.
El segundo caso, que se produce en ausencia de oxígeno (anaeróbico), se denomina fermentación. En la fermentación, el piruvato se somete a procesos que lo descomponen, entre otros, en alcohol y anhídrido carbónico (en el caso de las levaduras) o en ácido láctico (en el caso de las bacterias).
Procesos de respiración y fermentación | Diagrama: Wikipedia
Leudar la masa de pan
Cuando preparamos masa de panadería, queremos que el pan sea esponjoso y para ello necesitamos un "proceso que produzca burbujas". Para que esto suceda, a la masa se le agrega levadura, azúcar y agua, y se la deja reposar. La levadura consume el azúcar, la descompone en piruvato, como se ha descrito anteriormente, y continúa con el proceso dependiente de oxígeno en el que expulsa gran cantidad de anhídrido carbónico. El resultado se puede ver en la aparición de burbujas en la masa.
La levadura generalmente prefiere el proceso de fermentación que requiere menos esfuerzo que el de respiración dependiente del oxígeno. En este proceso también se produce alcohol, pero no hay peligro: el alcohol se evapora en el horneado. En esta etapa, si introducimos la masa en el horno, se endurecerá alrededor de las burbujas y obtendremos pan con la textura esponjosa deseada.
Elaboración de cerveza o vino
Ahora, tras haber descubierto que las levaduras pueden producir alcohol, utilicémoslas para obtener cerveza o vino. En este proceso utilizaremos jugo de uvas o una solución de malta (cebada u otros cereales) para elaborar con ellos vino o cerveza, respectivamente. La malta y las uvas son una buena fuente de azúcar que las levaduras consumirán para producir alcohol.
Aquí pasamos directamente al proceso sin oxígeno que produce anhídrido carbónico y alcohol. A medida que pasa el tiempo, la levadura descompone más azúcar y produce más anhídrido carbónico y alcohol, que se van acumulando gradualmente y aumentando su concentración hasta convertirse en cerveza o vino. En el caso del vino, se acostumbra interrumpir el proceso a medio camino cuando se desea un vino "semiseco", y se deja que la levadura consuma la mayor parte del azúcar para obtener un vino "seco". Este es también el motivo de la diferencia de acidez entre ellos.
Un dato interesante es que en la cerveza y en el vino espumante hay delicadas burbujas de anhídrido carbónico, mientras que en el vino común no las hay. El motivo es muy simple: se suele eliminar el anhídrido carbónico del vino por razones de sabor. Asimismo, cabe mencionar que las burbujas de anhídrido carbónico de la cerveza y del vino espumante son mucho más pequeñas que las de las bebidas gaseosas como la soda. El motivo es que en la cerveza y en el vino hay partículas a las que se adhieren las burbujas mientras que la soda es una bebida exenta de partículas, de modo que las burbujas de anhídrido carbónico se pegan las unas a las otras aumentando de tamaño.
Cuajado de queso
Hasta ahora hemos hablado de la fermentación de las levaduras. Ahora ha llegado el momento de hablar de las bacterias. Como hemos mencionado anteriormente, también las bacterias se someten a un proceso de fermentación, pero en lugar de producir alcohol producen ácido láctico, la sustancia que nos da la sensación de acidez en la boca después de comer algo dulce. Cuando agregamos ácido a la leche, la caseína (la proteína láctea) se modifica formando grumos de proteína y grasa, que en realidad son la sustancia de la que está hecha el queso, en un proceso denominado coagulación o cuajado.
A fin de demostrar el efecto del cuajado podemos hacer un experimento en el que agregamos leche a una botella de cola. Después de unas horas podremos ver los grumos de queso que se han precipitado por efecto del ácido fosfórico que contiene la cola.
¡Atención! El mismo efecto se obtiene si agregamos leche a jugo de limón, vinagre o cualquier otro ácido, y se debe a la reacción de las proteínas de la leche a los componentes ácidos de estos líquidos, una reacción química simple.
Siendo así, en el proceso de elaboración de queso participan aquellas bacterias que producen ácido láctico provocando el proceso de cuajado. Después, se elimina el agua y se dejan los grumos de proteína y grasa que componen el queso. Cuanta más agua logremos eliminar (por medio del filtrado o salado), más duro será el queso.
Encurtidos
Y ahora llegamos a los pepinillos en salmuera y otros encurtidos. También en este caso, al igual que en el del queso, queremos permitir que las bacterias realicen su labor. Para ello colocamos los pepinillos en un recipiente con agua y sal para impedir el crecimiento de bacterias de variedades indeseables. Cuando la cantidad de ácido aumenta más allá de cierto nivel, estas bacterias tampoco consiguen sobrevivir en estas condiciones y mueren, quedando como resultado los pepinillos en salmuera.
Elaboración de vinagre
Como hemos visto anteriormente, cuando preparamos cerveza o vino ocurre un proceso de fermentación mediante el que se produce alcohol. Pero como sabe todo aquel que ha abierto una botella de vino y la ha dejado fuera, transcurrido un tiempo se avinagra. Esto se debe a que las bacterias descomponen el alcohol en ácido acético, la sustancia responsable del sabor del vinagre. Este proceso solo puede suceder en presencia de aire, por eso es tan importante evitar el contacto con el aire cuando se elabora vino o cerveza.
Gracias a la Dra. Michal Stolarsky Ben-Nun por su colaboración en la preparación de este artículo.