На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Процессы, проходящие при выпечке хлеба и ее режимы

Процессы, проходящие при выпечке хлеба и ее режимы

Заключительное звено приготовления хлеба — выпечка в пекарных камерах различной конструкции. В результате интенсивного прогрева (выпечку ведут при температуре 200— 280°С) тесто постепенно превращается в хлеб с достаточно устойчивой формой благодаря образованию по периметру изделия прочной корки, а под ней — упругого эластичного мякиша.

Режимы выпечки хлеба устанавливаются отдельно для разных видов изделий, так как скорости тепломассообменных процессов зависят от многочисленных факторов: сорта муки и влажности теста, массы и формы изделия, способа выпечки (на поду или в форме), параметров газовой среды пекарной камеры и др.

Продолжительность выпечки меньше для изделий из пшеничной муки, более высокой влажности теста и меньшей массы, продолговатой формы, но одинаковой массы, подовых. Высокая температура и относительная влажность паровоздушной среды в пекарной камере ускоряют выпечку.

Решающим фактором, влияющим на продолжительность выпечки, является масса тестовой заготовки. Для выпечки, например, мелкоштучных изделий (до 100 г) требуется 8—12 мин, для изделий массой 200 г—14 мин, для пшеничных батонов по 0,4—0,5 кг — 15—17 мин, батонов по 0,8—1,0 кг — 28—30 мин. Ржаные формовые хлебцы массой 1,0 кг выпекаются 55—60 мин.
Тепло тесту-хлебу передается посредством термоизлучения, конвекции и кондукции, причем доля тепла лучистой энергией примерно в 5—6 раз превышает конвективный и кондуктивный теплоподвод. В хлебопекарных печах с терморадиационным обогревом , доля лучистой энергии еще выше.

При выпечке протекают различные взаимосвязанные процессы, причиной которых являются физические явления— прогрев теста и вызываемый им внутренний тепломассообмен в тесте- хлебе и внешний между тестом-хлебом и паровоздушной средой пекарной камеры.

При наблюдении во время выпечки за состоянием и поведением тестовой заготовки в пекарной камере вначале отмечается сравнительно быстрое увеличение ее объема, а затем постепенное замедление и полное прекращение его прироста. Бледная корочка постепенно изменяет цвет, проходя целую гамму окрасок от слабо-кремовой до ярко-коричневой.

Внутри выпекающегося круглого изделия образуется три одновременно изменяющихся по диаметру шара: наружный, являющийся обезвоженной до равновесной влажности коркой; средний, лежащий под коркой, и центральный слой мякиша, который постепенно увеличивается за счет соответствующего уменьшения центральной части куска еще непропеченного теста. К концу выпечки на поверхности изделия образуется хрустящая небольшой толщины корка, а под ней — упруго- эластичный пористый мякиш.

Процессы, проходящие при выпечке

Помимо физических явлений (прогрев, тепломассообмен, изменение влажности и др.), выпечка сопровождается микробиологическими, коллоидно-химическими и биохимическими процессами, играющими важную роль в превращении теста в хлеб и обусловливающими его пищевые и вкусовые достоинства.

Изменение температуры теста-хлеба. Прогрев теста-хлеба, как уже указывалось, является основной причиной всех процессов и изменений, сопровождающих выпечку хлеба. Тестовые заготовки, имеющие после расстойки температуру около 30°С, попадая в увлажненную и нагретую паровоздушную среду пекарной камеры, начинают быстро прогреваться. На поверхности куска теста в начальной стадии выпечки конденсируется пар из окружающей среды, ускоряя прогрев теста. Спустя некоторое время температура поверхностного слоя достигает температуры точки росы, соответствующей моменту прекращения конденсации и началу испарения влаги. Испарение происходит при атмосферном давлении, в связи с чем этот слой прогревается до 100°С и при такой температуре остается до момента, когда влажность его достигнет равновесной. В дальнейшем, до окончания выпечки, температура поверхности изделия будет непрерывно возрастать.

Из-за пористой структуры теста испарение влаги из поверхностного слоя происходит не с какой-то ровной плоскости (зеркала испарения, как с поверхности жидкости), а из ограниченного объема или зоны, располагающейся под коркой по всему периметру изделия. Влагопроводность теста невелика, поэтому подвод влаги из глубинных слоев теста к зоне испарения отстает от интенсивного обезвоживания, и зона испарения начинает медленно углубляться к центру изделия, в связи с чем постепенно увеличивается толщина корки. Толщина зоны испарения и всей корки зависит в основном от состояния и размера пор мякиша хлеба.

Внешний слой зоны испарения, достигнув равновесной влажности, будет прогреваться дальше при непрерывном повышении температуры до какой-то средней температуры мякиша и температуры паровоздушной среды. Внутренний слой зоны испарения на всем протяжении периода выпечки, как бы долго она не продолжалась, не прогревается выше 100°С, потому что он постоянно соприкасается с влажными слоями теста, переходящего в мякиш.

Следовательно, при выпечке испарение влаги происходит при температуре 100°С только в зоне испарения, расположенной на границе перехода корки в мякиш. Температура мякиша приближается к 100°С, причем слои, лежащие ближе к корке, имеют температуру несколько выше, чем центральные. Таким образом, в тесте-хлебе возникает температурный градиент, вызывающий тепловой поток, направленный от внешних слоев к центральным.

Влагообмен. Благодаря тепловому потоку при выпечке происходит влагообмен между тестом-хлебом и паровоздушной средой пекарной камеры и внутреннее перемещение влаги в хлебе. Оба процесса протекают одновременно и взаимосвязанно.

Внешний влагообмен в начале выпечки проявляется в виде поглощения влаги в результате конденсации паров воды из среды пекарной камеры. В этот период выпечки масса куска теста-хлеба несколько увеличивается. После прекращения конденсации при температуре поверхности, соответствующей температуре точки росы, начинается испарение влаги сначала с поверхности, а потом из зоны испарения. Часть пара из зоны испарения прорывается через поры корки в пекарную камеру, а часть проникает в глубь изделия.

Внутренний перенос влаги в тесте-хлебе обусловлен двумя факторами: наличием теплового потока, вызывающего термодиффузию влаги в виде жидкости, и возникновением градиента влажности, обусловливающего концентрационную диффузию влаги также в виде жидкости. Разность концентрации вызывает миграцию влаги в противоположном направлении (тер- мовлагодиффузия). Одновременно влага из зоны испарения в виде пара частично удаляется через пористую корку в пекарную камеру, а большая часть также в виде пара проникает через поры зоны испарения к слою мякиша, образуя в нем зону конденсации.

Изменение влажности теста-хлеба. Перечисленные виды миграции влаги приводят к изменению влажности хлеба: в корке она достигает равновесной, в слоях зоны испарения становится ниже, а в слоях зоны конденсации и далее за ней, к центру изделия, — выше исходной влажности теста.

К концу выпечки масса готового изделия уменьшится по сравнению с исходной массой тестовой заготовки на величину потерь, в основном влаги.

Микробиологические процессы. При выпечке изменяются условия жизнедеятельности микроорганизмов. Дрожжи вызывают интенсивное спиртовое брожение при температуре 35°С, которое продолжается до 40°С. При дальнейшем прогреве брожение будет затухать, а при 45°С интенсивность его резко упадет. При 50°С дрожжи отмирают.

Кислотообразующие бактерии прекращают жизнедеятельность при прогреве теста-хлеба до 60°С. Лишь термофильные кислотообразующие бактерии проявляют некоторую активность при более высокой температуре.

Биохимические процессы. В начальный период выпечки усиливаются разнообразные ферментативные изменения веществ теста, связанные с брожением, вызываемым дрожжами и кислотообразующими бактериями, и с повышением активности ферментов муки. Под воздействием микроорганизмов продолжается накопление в тесте-хлебе продуктов брожения, играющих важную роль в образовании вкуса и аромата хлеба и обеспечивающих нормальный объемный выход и достаточно высокую пористость хлеба. Ферменты муки продолжают до известных пределов прогрева гидролитическое расщепление ее компонентов, которое, возможно, дополняется их кислотным гидролизом. В результате ферментативных процессов в тесте возрастает количество водорастворимых углеводов. Заметно увеличивается, особенно в корке, количество декстринов, чему в немалой степени способствует термическая декстринизация крахмала. На первых минутах выпечки продолжается протеолиз белков, затем в связи с инактивацией протеаз он затухает, чему также способствует термическая денатурация белков. В связи с этим количество водорастворимых азотистых веществ в хлебе значительно меньше, чем в тесте.

Существенную роль играют биохимические процессы, происходящие при выпечке в корке. Под влиянием тепла корка прогревается от 130°С в середине до 160—180°С на поверхности, в ней быстрее, чем в мякише, прекращаются микробиологические и биохимические изменения, но одновременно интенсифицируются термические процессы, в результате которых декстринизируется крахмал, карамелизуются несброженные сахара и изменяются белковые вещества. До недавнего времени перечисленными изменениями объясняли образование цвета корки изделий из пшеничной муки. Однако эти взгляды экспериментально не подтвердились. Показано, что термическая карамелизация сахаров и декстринизация крахмала влияют на потемнение корки, но не они обусловливают образование яркой с глянцем окраски. Работами ВНИИХПа впервые объяснено, что интенсивность окраски корки пшеничного хлеба в основном объясняется образованием при высокой температуре корки меланоидинов — темноокрашенных комплексных соединений редуцирующих Сахаров и аминокислот. Следует попутно заметить, что меланоидины участвуют в образовании не только цвета корки, но и вкуса и аромата хлеба.

Коллоидные процессы. Как указывалось, при выпечке хлеба происходят существенные физико-химические изменения белков и крахмала, обусловливающие переход теста в мякиш хлеба. В температурном интервале 50—70°С одновременно идут тепловая денатурация белков и клейстеризация крахмала. Белки при этом резко снижают гидратационную способность, поглощенная ими при набухании влага переходит к клейстеризующемуся крахмалу. Денатурация белков в указанном диапазоне температур в основном прекращается, а клейстеризация продолжается практически до окончания выпечки. Переход теста в мякиш происходит одновременно не во всем объеме куска теста-хлеба, а начинается с его поверхности и распространяется вглубь по направлению к центру. Граница, отделяющая тесто от мякиша, в каждый данный момент выпечки проходит по изотермической поверхности с температурой около 60°С. Однако эта температура не является оптимальной для образования доброкачественного мякиша. Решающую роль на заключительной стадии выпечки играет клейстеризация крахмала, которая протекает замедленно в связи с явным дефицитом влаги в хлебе. Практически образование мякиша завершается при температуре, близкой к 100°С.

Упек хлеба

Этим термином называют потери массы теста при выпечке. Количественно упек выражают как разность между массой теста и массой горячего хлеба в процентах к массе теста. Подавляющая доля этих потерь приходится на влагу (около 95%), а остальная часть — на спирт, углекислый газ, летучие кислоты, альдегиды и т. д. Упек составляет от 6 до 14% и зависит от многочисленных факторов: конструктивных особенностей печи, массы изделий, способа выпечки и т. п.

Режимы выпечки


Режимы выпечки изменяются с учетом характера протекания коллоидных и биохимических процессов. Выше указывались температурные пределы паровоздушной среды пекарной камеры. Но в процессе выпечки существенное значение имеют два периода: первый характеризуется увеличивающимся объемом куска теста-хлеба, а второй— постоянным объемом.

Первый период в начальной стадии выпечки должен протекать при высокой относительной влажности (до 80%) и сравнительно низкой температуре паровоздушной среды пекарной камеры (до 110—120°С). Выпечка по этому режиму длится 2—З мин, т. е. до момента прекращения конденсации пара на поверхности изделий. В течение оставшейся части первого периода необходим интенсивный подвод тепла при температуре в пекарной камере 240—280°С.

Во втором периоде, когда прирост объема хлеба прекратился, интенсивность подвода тепла к нему значительно снижается.

В современных хлебопекарных печах обычно создают три зоны, различающиеся по режиму выпечки:

первая зона — относительно низкая температура и высокая влажность паровоздушной среды;

вторая зона — высокая температура паровоздушной среды и несколько сниженная относительная влажность газовой среды;

третья зона — зона, в которой завершается выпечка, — подвод тепла к изделиям менее интенсивный; температура поддерживается на уровне 190— 220°С.

Если в первом периоде к изделиям подводят до двух третей тепла, требуемого для выпечки, то во втором периоде-— лишь третью часть.

Некоторые сорта хлеба (минский, рижский, украинский) выпекаются с обжаркой, т. е. с кратковременным (3—5 мин) воздействием на тестовые заготовки высокой температуры. В момент обжарки образуется прочная эластичная корочка, предохраняющая изделия от растрескивания и образования подрывов.
  • Похожие материалы