(Revisado enero 2010)

Para este largo y complejo capítulo se han utilizado principalmente los siguientes libros (todos ellos muy recomendables):

   Xavier Barriga. “Panadería Artesana. Tecnología y Producción”
   Raymond Calvel. “Le Goût du Pain”
   Ciril Hitz. “Baking Artisan Bread. 10 Expert Formulas for Making Better Bread at Home»
   Peter Reinhart. “El Aprendiz de Panadero”
   Michel Suas. “Advanced Bread and Pastry. A Professional Approach”
   Daniel Wing & Alan Scott. «The Bread Builders. Hearth Loaves and Masonry Ovens»

Función de las levaduras y prefermentos.
Las levaduras son hongos unicelulares cuyo metabolismo de replicación es muy útil para la panificación ya que, en el medio adecuado (dispersión acuosa de harina), convierten 1 molécula de carbohidrato en 2 moléculas de dióxido de carbono y 2 moléculas de alcohol etílico, amén de otros productos orgánicos secundarios, mediante un proceso llamado fermentación alcohólica que prosigue hasta agotamiento del alimento (azúcares que conforman los carbohidratos o hasta el autoenvenenamiento causado por los productos de la reacción.

Las levaduras y prefermentos (cultivos de levaduras naturales) son ingredientes indispensables en el proceso de panificación para la consecución de dos objetivos primordiales:

   – Producción de dióxido de carbono (CO2) que provoca el esponjamiento y aumento de volumen de la masa, así como la expansión del pan el proceso final de horneado. Este proceso se detiene cuando la temperatura de la masa alcanza los 55ºC en el horno y se detiene toda actividad fermentativa por muerte de las células de la levadura.
   – Producción de ácidos orgánicos que van a permitir la evolución de las propiedades físicas de la masa (equilibrio entre extensibilidad y tenacidad que se alcanzará en el proceso de formado) y generar los aromas y sabores que conformarán las cualidades organolépticas del pan final.
Tipos de levaduras y prefermentos.
Podemos describir varias clasificaciones, según se considere su utilización, su obtención u otro parámetro:
Según su utilización, las levaduras y prefermentos pueden describirse en función de si el proceso de panificación es de masa directa o indirecta, es decir: 

   – Masa directa: las levaduras son añadidas por siembra directa en el proceso de mezclado de ingredientes o en el amasado. Es el caso de las levaduras comerciales y químicas. La cantidad de levadura utilizada es la necesaria para obtener la fermentación y el crecimiento del pan en cantidad suficiente y en un tiempo razonable. Los panes realizados con esta técnica basan más su sabor en el de los ingredientes utilizados que en el producido durante el proceso de fermentación (pan blanco enriquecido, panes de molde, …).
Este método es el más reciente (desde 1920) y el más utilizado en la actualidad por el incremento de producción que supone su menor tiempo de elaboración. Al principio y hasta 1940, la cantidad de levadura era baja (0,8% de levadura fresca), lo cual aseguraba un tiempo de fermentación lo suficientemente bajo como para producir una buena calidad del pan con las harinas flojas (W 80-100) de la época. Este método fue desplazando la utilización del poolish y posteriormente de la esponja (ver más abajo).
A partir de 1940, la evolución hacia harinas más fuertes y la aceleración del proceso de amasado en aras de una mayor producción, induce a una elevación del porcentaje de levadura, en detrimento de la calidad del pan resultante.
   – Masa indirecta: previamente se elabora una masa que sufre una primera fermentación y, posteriormente, se añade dicha masa inicial fermentada a la masa final durante el mezclado o el amasado. Es el caso de los prefermentos. Esta técnica se utiliza cuando se requieran largos procesos de fermentación que permitan el desarrollo del sabor y la textura, así como mejorar la conservación y buena digestión del pan (panes franceses, integral, de centeno, …).
Según su obtención, podemos intentar la siguiente clasificación:
   – Levadura biológica, por cultivo industrial a partir de cepas seleccionadas en base a la levadura de cerveza. La Saccharomyces cerevisiae se reproduce por gemación, en ausencia de bacterias y con una dieta de melazas; durante su proceso de obtención y en función del grado de prensado y secado, la levadura se obtiene en forma de crema semi-líquida (de gran poder de fermentación solo apta para procesos industriales de panificación), de pastillas de levadura prensada (levadura fresca de panadero utilizada en procesos artesanales) y levadura instantánea en polvo (su concentración es tres veces mayor que la de la levadura fresca).
   – Levadura química, basada en productos químicos que reaccionan en el medio acuoso de la masa para formar rápidamente gas carbónico. Se utiliza básicamente bicarbonato sódico (baking soda) y los típicos sobres de levadura para repostería (baking powder), formada por una mezcla de bicarbonato sódico, ácidos de levado (pirofosfato sódico, fosfato de sodio y aluminio o sulfato de sodio y aluminio) y maizena; se utilizan para hacer panes rápidos, como por ejemplo el pan de soda irlandés. Su uso es actualmente muy limitado en panadería.
   – Prefermentos: son fracciones de masa que se fermentan con anterioridad a su adición a la masa final en el proceso de panificación. Su principal misión es alargar el tiempo de fermentación para así potenciar la extracción de todo el sabor del cereal, mejorar las características de la estructura de la corteza, mejorar la resistencia al ataque de mohos y bacterias, así como permitir la lenta evolución de las propiedades físicas de la masa para alcanzar un adecuado equilibrio entre extensibilidad y tenacidad.
En función del producto a obtener, se utilizan diferentes tipos de prefermentos; estos pueden subdividirse en tres grupos, en función de si contienen levadura biológica industrial, solo microorganismos de origen natural, o ambos.
     a) Prefermentos con levadura comercial: tienen como característica común el hecho de prepararse y consumirse en las 24 horas anteriores a la producción del pan final. Contienen harina, agua, levadura comercial y, en algún caso, sal. Su característica común es la de producir una fermentación poco ácida, con predominancia del ácido láctico sobre el ácido acético.
      ”Poolish”: su origen se establece en Polonia, en 1840, aunque fue explotado en Austria por los panaderos vieneses, siendo el único sistema de fermentación utilizado en Francia hasta 1920. Es un método muy adecuado para hacer un pan en casa de mejor calidad que el fermentado solo con levadura comercial y con menos acidez que el fermentado solo con levaduras naturales.
Se elabora mezclando íntimamente, hasta obtención de una papilla fina, harina (preferentemente de fuerza) muy hidratada (100-105%) y poca levadura fresca (aproximadamente 0,25-0,50%) que, tras una fermentación a temperatura ambiente, es añadida a la masa final. Su naturaleza fluida ofrece poca resistencia a la fermentación, lo cual permite el bajo contenido de levadura; en la masa final suele añadirse posteriormente más levadura para completar la fermentación.
Es importante efectuar la adición del poolish a la masa final coincidiendo con el máximo volumen alcanzado (madurez del prefermento): este punto puede observarse cuando la superficie del prefermento deja de tener un perfil convexo (A – poco maduro) para estabilizarse en forma de perfil plano (B – madurez óptima) y empezar a adquirir un perfil cóncavo (C – sobrefermentación).

En función de la harina utilizada, porcentaje de levadura y temperatura ambiente, el periodo de fermentación puede situarse entre 3 y 7 horas. Como siempre, si producimos la fermentación a baja temperatura y con menor cantidad de levadura, obtendremos mejores resultados en cuanto a sabor final. En cualquier caso, debe desecharse a las 24 horas de su elaboración, si no ha podido utilizarse.
Los beneficios aportados por el poolish son una mejor fijación del agua por parte del almidón y una rápida acción enzimática y fermentativa. Mejora la extensibilidad, reduce el tiempo de amasado, aumenta el tamaño del alveolado y por tanto el volumen final del pan. La corteza se caracteriza por ser fina y crujiente. Este prefermento está especialmente indicado para la elaboración de las baguettes.
     ”Biga”: este prefermento fue desarrollado en Italia para reforzar el desarrollo del gluten debido a la baja concentración proteica de las harinas de la región. Sin embargo, actualmente es un término ambiguo que se utiliza de forma genérica, sobre todo en Estados Unidos, para referirse a cualquier tipo de prefermento con levadura, por aquello de darle un “toque italiano” de prestigio al producto. También en Italia es un término genérico, por lo que debemos prestar atención a los porcentajes para diferenciar si realmente es un biga u otro prefermento.
La composición típica del biga es harina hidratada al 55% (según Michel Suas) o al 66% (según Peter Reinhart). La concentración en levadura fresca también oscila entre el 0,8-1% de Suas y un 1,5% de Reinhart. Al ser más consistente que un poolish, el biga puede ser amasado en amasadora para, posteriormente, rociar su superficie con aceite y dejar fermentar a temperatura ambiente, con las mismas consideraciones ya expuestas para el poolish.
También aquí, los beneficios de este prefermento consisten en una mayor consistencia de la malla proteica, por lo tanto mayor volumen, y en un mejor desarrollo del sabor. Se presta especialmente para productos con harinas muy fuertes (brioche, stollen), o de alta hidratación (ciabatta).
     ”Esponja” (“sponge” anglosajón, “levain levure” francés): originalmente este prefermento fue utilizado en Inglaterra para la producción de pan; actualmente ha sido desplazado por métodos de masa directa con acondicionadores de masa para sustituir la acción de la esponja. A pesar de ello, se sigue utilizando en Europa y Estados Unidos para la producción de masas enriquecidas.
Similar a un poolish, la esponja es más consistente (60% de hidratación) y suele contener mayor cantidad de levadura; incluso, a veces, toda la levadura de la masa final, por lo que normalmente actúa más rápidamente que el poolish, otorgando a la masa un sabor algo más dulce. Su elaboración es similar a la del biga, aunque aún es de mayor importancia para su efectividad utilizar este prefermento en su punto óptimo de maduración, en el que aporta el grado de acidez necesaria para la correcta consistencia de la masa y buen sabor del pan.
Se utiliza básicamente para pan de molde inglés y masas dulces en las que el incremento de consistencia que aporta contrarresta eficazmente el debilitamiento de la malla proteica causado por las grasas y azúcares contenidos en estos tipos de masa. También se emplea con muy buenos resultados para el “Pain de campagne” francés.
     “Masa fermentada” (“prefermented dough” o “old dough” anglosajón, “pâte fermentée” o “chef” francés): En este caso, el prefermentado es la propia masa ya fermentada de un lote de producción de pan normal (que solo contenga harina, agua, levadura y sal, como es el caso de las baguettes); esta masa debe haber tenido un tiempo de fermentación de entre 3 y 6 horas a temperatura ambiente. Es, por tanto, el único prefermento de este grupo que contiene sal y que, además, ha tenido un amasado completo antes de su utilización.
Como puede entenderse, es un proceso muy simple aunque poco apto para el panadero casero que no tiene (normalmente) una producción diaria de pan. Se adapta muy bien a la producción artesana de pan a nivel comercial, ámbito en el que se denomina comúnmente y quizá de forma errónea “masa madre” o, más correctamente, “pie de masa”. La gran ventaja en este supuesto es que el cultivo microbiológico se mantiene (y enriquece) de forma ininterrumpida durante, a veces, muchos años y décadas.
La concentración de masa fermentada en la masa final varía muchísimo en función de la receta, aunque es habitual utilizar una proporción del 20 al 30%.
Su adición supone una mejora cualitativa apreciable en cualquier tipo de pan. De hecho es un compromiso entre el pan levado solo con levaduras naturales (más sabor pero de fermentación lenta) y el fermentado solo con levadura comercial (levado rápido pero pan insípido).
     b) Prefermentos con microorganismos de origen natural: En este caso, la obtención del prefermento se realiza exclusivamente mediante la acción de las levaduras naturales y bacterias presentes en las harinas y en el ambiente, sin adición de levadura comercial.
La denominación de este prefermento es algo ambigua: la podremos encontrar bajo los nombres de “starter”, “masa madre natural en masa”,  “barm”, “masa fermentada ácida”, “sourdough”, …
     «Starter«. El proceso de obtención del starter (lo llamaré así) consiste en preparar un cultivo de estas levaduras y bacterias con harina y agua, hasta que la cantidad y propiedades de este cultivo sea las adecuadas para su adición a la masa final; a diferencia del grupo anterior, este cultivo no se efectúa solo para un lote de pan sino que se va manteniendo con sucesivos refrescos para que esté siempre disponible para su uso en sucesivos lotes de pan.
¿Qué ocurre en el cultivo? La fuente principal de los microorganismos es la propia harina (1 gramo contiene aproximadamente13.000 células de levaduras y 320 células de bacterias lácticas), aunque también se encuentran el aire y el propio entorno de la cocina (en la superficie de frutas y verduras, por ejemplo).
La mayoría de las levaduras son de la familia de la Saccharomyces cerevisiae, aunque también podremos encontrar, entre otras, Saccharomyces exiguus, Candida tropicalis y Hansenula anomala. Estas levaduras silvestres se desarrollan más fácilmente en los entornos más ácidos (pH 3,5-4,0) derivados de la fermentación bacteriana que acompaña su fermentación por actividad enzimática. la cepa comercial Saccharomyces cerevisiae fermenta en un entorno menos ácido (pH 5,0-5,5).
Las levaduras son las responsables de la fermentación alcohólica de los azúcares simples (glucosa y fructosa) procedentes directamente de la harina o de la actividad enzimática (amilasa) que disocia los azúcares más complejos (sacarosa, maltosa, almidón) de la harina en azúcares simples.
Las bacterias pertenecen a la familia de los bacilos y lactobacilos, siendo de tipo homofermentativo (solo producen ácido láctico) o heterofermentativo (producen ácido láctico, ácido acético y dióxido de carbono).
Dichas bacterias, con su producción de ácidos, intervienen de forma importante en la obtención de aroma, sabor y capacidad de conservación en el pan. El ácido láctico permite el desarrollo de los sacaromicetos, que inhiben la aparición de hongos, mejora las propiedades físicas de la masa (elasticidad y extensibilidad) y potencia el sabor del pan. El ácido acético también actúa como inhibidor de bacterias y moho pero aumenta la tenacidad del gluten y penaliza el sabor del pan, en concentraciones inadecuadas.
Es importante favorecer un ratio óptimo entre ácido láctico/ácido acético de 3/1 para garantizar la estabilidad del cultivo y la calidad del pan final. Para ello, también hemos de tener en cuenta que una mayor hidratación y temperatura ambiente favorecen la formación del ácido láctico.
¿Cómo se prepara el cultivo? Los microorganismos solo necesitan tres elementos para prosperar en el cultivo: alimento, en forma de azúcares simples procedentes de la harina, agua y oxígeno, procedente del mezclado de la papilla inicial. La naturaleza de la harina incide de forma importante en el éxito del cultivo: las procedentes de cultivo ecológico, al carecer de herbicidas y pesticidas, garantizan una elevada presencia de microorganismos; las harinas integrales de trigo y  centeno son muy ricas en levaduras, vitaminas y minerales que también actúan como nutrientes. Es importante que la temperatura a la que se produzca el cultivo esté en el rango de los 18ºC a 30ºC, idóneamente a 24ºC; por debajo de los 18ºC la actividad es nula y por encima de los 30ºC las reacciones microbiológicas se vuelven incontrolables.

Existe un gran número de recetas para la preparación de este cultivo (todas funcionan); destacaré aquí la indicada por Peter Reinhart, por ser simple y adaptable a las condiciones “de panadería casera”. Nota: las cantidades indicadas pueden ser consideradas algo elevadas, no hay problema: regla de tres y arreando, que funciona igual mientras mantengamos las proporciones correctas.
     – 1er día: mezclar 120g de harina integral de centeno ( o de trigo o ambas)con 175g de agua a temperatura ambiente, batiendo bien para que la papilla quede aireada, en un recipiente de unos 2 litros. Truco opcional: el día anterior, poner algunas pasas (de cultivo ecológico a ser posible, para evitar la interferencias de compuestos químicos) en remojo; las pasas contienen en su superficie un gran número de levaduras naturales. Al día siguiente, colar las pasas y utilizar el agua para la preparación del cultivo (aunque por lo general basta con las levaduras naturales presentes en las harinas integrales). Dejar reposar a temperatura ambiente. NO AÑADIR yogur, azúcar, limón, levadura comercial, sal, …
     – 2º día: A las 24 horas, normalmente no se observa ninguna reacción. Añadir 130g de harina blanca de trigo rica en gluten (harina de fuerza) y 120g de agua, mezclar a mano hasta obtener una masa homogénea, que sea más fluida que la obtenida el primer día. ¿Porqué harina rica en gluten? Porque soportará mejor los procesos de degradación ácida y enzimática.
     – 3er día: a las 48h del inicio, la masa empieza a fermentar, creciendo alrededor de un 50% en volumen. Descartar la mitad de la masa obtenida durante los dos primeros días y vuelve a añadir 130g de harina blanca de trigo rica en gluten y 120g de agua, mezclar a mano hasta obtener una masa homogénea. Anotar el volumen marcando el nivel de la masa en el recipiente.
     – 4º día: El cultivo debería haber alcanzado por lo menos el doble del volumen del día anterior. Volver a descartar la mitad de la masa obtenida y añadir las mismas cantidades de harina y agua: 130g y 120g respectivamente. Según la temperatura ambiente, si el cultivo está funcionando correctamente, debe doblar su volumen en el intervalo de 4h a 6h. Si no es así, prolongar los refrescos con intervalos de 12 horas en vez de 24h.
Ya tenemos el cultivo a punto para preparar el starter (o barm como lo denomina Peter Reinhart):
Mezclar 450g de harina blanca de trigo rica en gluten, 475g de agua a temperatura ambiente y 200g del cultivo anterior (desechar o regalar el resto) y dejar fermentar hasta doblar su volumen (de 4 a 6 horas según temperatura ambiente) en un recipiente tapado. Cuando alcance su máximo volumen, habremos obtenido el starter para su utilización en la composición de la masa final del pan. Peter Reinhart prefiere conservarlo en frigorífico hasta el día siguiente, para que aumente la complejidad de su sabor, aunque su vigor fermentativo habrá decaído un poco; es cuestión de probar ambas alternativas y decidir. De todas formas, antes de colocar la preparación en la nevera, es conveniente dejar fermentar a temperatura ambiente un número de horas equivalente al número de días en que prevemos volverla a utilizar.
A partir de este punto, debe procederse al mantenimiento del starter, de la forma siguiente:
Se trata de añadir harina rica en gluten y agua a partes iguales en cantidad suficiente para doblar, triplicar o cuadruplicar la cantidad inicial de starter. Cuanto más aumentemos la cantidad de refresco en relación al starter original, menos ácida resultará la masa final. Ello es debido a que las bacterias (causantes de la acidez) se reproducen a un ritmo bastante más lento que el de las levaduras; por tanto, a mayor cantidad de alimento, mayor crecimiento proporcional de las levaduras y menor acidez final. Podemos jugar con esta relación en función del producto final a conseguir, pero nunca refrescar con menos del doble de producto final, aunque para ello tengamos que desechar previamente una parte; si no se va a utilizar en un tiempo, puede congelarse en bolsas de plástico (dejando un cierto espacio libre en la bolsa) o deshidratarse. Una mayor hidratación de la preparación favorece la predominancia del ácido láctico sobre el acético. Sobre las condiciones de conservación habremos de observar que a temperatura ambiente predomina la producción de ácido láctico sobre el acético y en condiciones de refrigeración, predomina el acético sobre el láctico. Aunque como aficionados no tengamos modo de medirlo, hemos de saber que la proporción óptima láctico/acético estaría en el orden de 80/20.
Observación: un starter no desarrolla plenamente su personalidad hasta al cabo de dos semanas de iniciarse, con un mínimo de tres refrescos en ese periodo. A lo largo de su azarosa vida el prefermento se irá enriqueciendo con la flora bacteriana que le rodee y… ya se verá si ello es negativo o positivo. Mientras tenga un profundo olor afrutado y ligeramente ácido, todo irá bien. Cuando empiece a oler fuertemente a ácido acético o a moho… tendrá las horas contadas.
Si no se preve utilizar el prefermento en bastante tiempo, es mejor conservarlo desecado que congelado, ya que no todas las cepas de levaduras naturales aguantarían la congelación.
Nota: para la elaboración de panes de centeno con prefermento natural, puede seguirse el mismo procedimiento anterior, pero utilizando siempre harina de centeno blanca o semi-integral.
Usos de este prefermento: panes rústicos de formato grande, panes de centeno e integrales, así como masas de hidratación media y alta.
     «Soakers«: Una variante al sistema anterior se basa en utilizar granos de cereal o harina integral gruesa (de trigo, avena, centeno, …) como fuente de microorganismos. Se prepara remojando los granos o la harina en agua o leche toda la noche; con ello se activan las enzimas de los cereales para que disocien algunos de los azúcares atrapados en el almidón. La fermentación de esta mezcla es inapreciable pero su efecto sobre la masa final es sencillamente espectacular.
A diferencia del starter, este prefermento se prepara cada vez y no se mantiene regularmente.
     c) Prefermentos mixtos: Es el uso conjunto de levadura comercial y prefermento con el objetivo de alcanzar un equilibrio entre la aportación a las cualidades organolépticas de los prefermentos y la productividad de las masas de fermentación directa; de hecho es la técnica más empleada en la panadería española.
Sus beneficios son un mejor sabor, aroma y conservación, la obtención de una corteza gruesa, crujiente e impermeable, así como una mejora del volumen final y del descascarillado de la corteza.
Su preparación consiste en amasar harina, agua, sal, levadura y un 20% de masa fermentada procedente del lote anterior y con una fermentación de 6-8 horas. Esta operación se efectúa al final de la jornada y servirá para sembrar la producción del día siguiente.
No tiene demasiado interés esta técnica para nuestro entorno de panadería casera, ya que se desarrolla de forma idónea en un entorno de producción diaria de pan en grandes cantidades. Sin embargo, en algunas recetas resulta corriente observar la adición de prefermento (aportación de sabor) y de levadura (fermentación no tan lenta), eso sí, en cantidades menores a las habituales.
Consideraciones generales sobre los prefermentos.
La cantidad de prefermento variará en función de su tipo y del pan a producir pero, en general, podremos aumentar su proporción en la masa final en los siguientes casos:
   – Cuando el prefermento sea “joven” (escaso grado de fermentación)
   – Con harinas de escasa fuerza y/o extensibles (valor «L» elevado)
   – Con harinas tenaces y poco extensibles; el prefermento ha de estar poco fermentado

   – Cuando la temperatura ambiente sea menor de lo deseado

   – Para elaborar panes de formato grande, para mejor su conservación

   – En panes enriquecidos con cantidades importantes de grasas y azúcar, que restan fuerza a la masa.

Habremos de reducir la proporción de prefermento hasta un 5 o 6% en aquellos procesos que requieran tiempos de reposo muy largos, para evitar un aporte excesivo de fuerza.