книги из ГПНТБ / Зверева Л.Ф. Технология и технохимический контроль хлебопекарного производства учебник

При обычном способе прогревания теста-хлеба в существую­ щих печах температура и влажность отдельных слоев его изме­ няется неодинаково (рис. 37). Изменение температуры и влаж­ ности теста-хлеба при выпечке характеризуется состоянием трех

го с ней подкоркового слоя не превышает 100° С. Скорость об­ разования корки зависит от исходной влажности верхнего слоя теста, а также от температуры и влажности паровоздушной сре­ ды пекарной камеры. Чем выше влажность паровоздушной среды и чем ниже ее температура, тем позже образуется на изделии твердая корка.

При обезвоживании корки влага, содержащаяся в ней, ча­ стично испаряется в окружающую среду, а частично перемеща­ ется внутрь куска теста вследствие различия в температуре (температурного градиента) корки и мякиша. Для перемещения влаги в любом влажном нагреваемом материале существуют два стимула: разность температур на различных участках объ­ екта и разность в концентрации влаги. Влага перемещается от более нагретых участков материала к более холодным (тепловое перемещение) и от более влажных — к более сухим (концентра­ ционное перемещение влаги). Под коркой образуется зона испа­ рения, постепенно углубляющаяся в мякиш по мере утолщения

180

корки. Температура в зоне испарения, достигнув 100° С, более не изменяется. Часть водяных паров из зоны испарения проходит через корку и испаряется, однако вследствие значительного со­ противления плотной корки прохождению пара часть паров переходит в центральные слои мякиша и в нем конденсируется. Влажность всего мякиша горячего хлеба за счет теплового пере­ мещения влаги повышается по сравнению с влажностью теста

на 1,5—2,5%-

Влажность центральных слоев мякиша нарастает сравнитель­ но медленно и достигает меньшего значения, чем влажность промежуточных слоев. Температура в центре мякиша повыша­ ется к концу выпечки до 94—97° С. Такая температура, как пра­ вило, соответствует окончанию процессов, превращающих тесто в готовый хлеб, поэтому температура в центре мякиша является наиболее объективным показателем готовности хлеба.

Микробиологические и биохимические процессы, происходящие при выпечке хлеба

Микробиологические процессы в выпекаемом тесте, вызывае­ мые жизнедеятельностью дрожжевых грибов и кислотообразу­ ющих бактерий, в первые минуты выпечки форсируются, а по­ том с отмиранием микрофлоры затухают. Процесс спиртового брожения достигает максимума при прогревании соответствую­ щего слоя теста до 35° С; с повышением температуры до 45° С газообразование резко снижается, а при 50° С практически прек­ ращается.

Молочнокислое брожение, вызываемое различными видами молочнокислых бактерий, вначале также интенсифицируется, а затем снижается. Сначала подавляется жизнедеятельность не­ термофильных бактерий, а затем (при температуре 75° С) отми­ рают и термофильные молочнокислые бактерии. Работами М. И. Ратнер и 3. И. Фалуниной установлено, что часть дрож-' жевых клеток и кислотообразующих бактерий в ослабленном состоянии сохраняется в центре мякиша готового хлеба. В ре­ зультате жизнедеятельности бродильной микрофлоры в первые минуты выпечки содержание спирта, углекислого газа и кислот в тесте несколько повышается, что способствует увеличению объема хлеба и улучшению его вкусовых свойств. Активность ферментов в каждом слое прогреваемого теста сначала возра­ стает до максимума, а затем снижается до нуля вследствие теп­ ловой денатурации ферментов. Быстрее всего ферменты инакти­ вируются в поверхностных слоях теста, в центре куска фермен­ тативные процессы протекают почти до конца выпечки. Коллои­ ды теста оказывают на ферменты защитное влияние.

Во время выпечки в тесте-хлебе происходит ферментативный, а отчасти и кислотный гидролиз крахмала. В процессе брожения

181

и расстойки теста крахмал гидролизуется слабо, клейстеризация крахмала при прогревании теста значительно повышает его атакуемость ферментами. Активность же амилолитических фер­ ментов в определенном интервале температур резко возрастает, что приводит к интенсификации амилолиза во время выпечки (рис. 38). В пшеничном тесте, имеющем незначительную кислот­ ность, активность обеих амилаз сохраняется сравнительно дол­

мала. Кислотный гидролиз крахмала в пшеничном тесте практи­ ческого значения не имеет. При длительной выпечке ферменты инактивируются при более низкой температуре, чем во время короткой выпечки.

В ржаном тесте, имеющем высокую кислотность, инактива­ ция амилолитических ферментов при прочих равных условиях

температуре 60° С, а а-амилаза — при 71° С. Кислотный гидролиз крахмала в ржаном тесте более интенсивный. Кроме того, при выпечке частично гидролизуются и слизи ржаного теста, поэто­ му прирост водорастворимых углеводов в ржаном хлебе значи­ тельно выше, чем в пшеничных изделиях. Протеолитические ферменты инактивируются во время выпечки при температуре

85—90° С.

Тепловая денатурация значительно повышает атакуемость белков протеолитическими ферментами; однако содержание во­ дорастворимых белков при выпечке снижается на 50—70%. что

объясняется расходом продуктов протеолиза на меланоидинообразование.

182

Большое значение имеет образование ароматических и вку­ совых веществ в тесте-хлебе в процессе выпечки. В комплекс ароматических и вкусовых веществ хлеба входит более 70 раз­ личных соединений. Большая часть их относится к карбониль­ ным соединениям (альдегиды и кетоны), значительное место принадлежит сложным эфирам, спиртам и органическим кисло­

словливающие в основном аромат хлеба, появляются при окис­ лительно-восстановительном взаимодействии между продукта­ ми протеолиза белка и редуцирующими сахарами (реакция меланоидинообразования), наряду с ними образуются также темноокрашенные вещества — меланоидины.

Реакция образования меланоидинов и ароматических веществ протекает в основном в корке, так как ее температура выше, чем температура мякиша. Полагали, что ароматические вещест­ ва из корки частично диффундируют в мякиш хлеба, однако последние исследования показали, что содержание их в мякише в процессе выпечки снижается по сравнению с содержанием

втесте перед посадкой в печь.

Вхлебе с плотной и гладкой коркой ароматические вещества сохраняются более продолжительное время, корка служит для них своего рода упаковкой. Таким образом, окраска корки и об­

разование ароматических веществ в хлебе — явления взаимо­ связанные. В хлебе с бледноокрашенной коркой содержится меньше карбонильных соединений, являющихся ароматизатора­ ми хлеба.

Интенсивность окраски корки зависит от содержания в тесте аминокислот и редуцирующих сахаров, а также от температуры в пекарной камере, плотности посадки тестовых заготовок на поду и длительности выпечки. Считают, что для нормальной ок­ раски корки в пшеничном тесте должно содержаться около 2— 3% несброженных сахаров (к массе муки в хлебе). В ржаном хлебе ароматических веществ образуется больше, чем в пшенич­ ном, так как в ржаном тесте содержится больше кислот, спиртов, сахаров и водорастворимых продуктов протеолиза белка. Коли­ чество ароматических веществ, образующихся во время выпечки, зависит в основном от температуры корки и продолжительности процесса. В ржаном хлебе, выпекаемом продолжительное время, накапливается больше ароматических соединений, что улучшает его качество. Перепекать пшеничный хлеб не реко­ мендуется: мякиш хлеба становится грубым, излишне сухим.

Коллоидные процессы в хлебе при выпечке

Главнейшими коллоидными процессами, совершающимися в те­ сте-хлебе во время выпечки, являются клейстеризация крахмала и свертывание белков. Среди множества других явлений, проис­

183

I

ходящих в выпекаемом изделии, эти процессы имеют наиболь­ шее значение, так как именно они превращают тесто в съедоб­ ный хлеб. Изменения главных коллоидов теста протекают почти одновременно, начинаясь при прогревании каждого слоя теста до температуры 55—60° С. Крахмальные зерна уже при температу­ ре 40° С интенсивно набухают. При дальнейшем прогревании крахмальные зерна лопаются, вода, проникая внутрь зерен, раз­ рушает их, амилоза переходит в раствор, амилопектин образует вязкий золь. Для полной клейстеризации крахмала необходимо в 2—3 раза больше воды по сравнению с содержанием ее в те­ сте, поэтому крахмал во время выпечки клейстеризуется лишь частично. Клейстеризация крахмала в среде с недостаточной влажностью протекает замедленно, она заканчивается лишь при прогревании центрального слоя хлеба до температуры 95—97° С. Клейстеризуясь, крахмал связывает свободную влагу теста и воду, выделяемую свернувшимися белками. Резкое уменьше­ ние свободной влаги в хлебе способствует образованию сухого эластичного мякиша.

Нарушение гидрофильных свойств крахмала (например, при действии на него зерновой а-амилазы) снижает его влагоем­ кость и ухудшает состояние мякиша, он становится липким да­ же при стандартном содержании в нем влаги. Процесс тепловой денатурации белков теста происходит в интервале температур

сеткой коагулированного белка. По мнению некоторых исследо­ вателей тепловая денатурация белковых веществ значительно повышает их способность к ферментативному разложению.

Кинетика тепловой денатурации белков в наружных слоях тестовой заготовки имеет большое значение для качества изде­ лия. Замедленная коагуляция белков может привести к пониже­ нию объема хлеба и расплыванию тестовых заготовок.

Изменение объема теста-хлеба в процессе выпечки

Объем готового хлеба на 10—30% больше объема теста перед посадкой в печь. Увеличение объема теста-хлеба во время вы­ печки обеспечивает необходимую пористость хлеба, улучшает его внешний вид и повышает усвояемость. Увеличение объема тестовой заготовки происходит с переменной скоростью. В пер­ вые минуты выпечки объем ее увеличивается очень быстро вслед­ ствие остаточного спиртового брожения внутри куска теста, при котором выделяется добавочное количество углекислого газа.

184

Увеличению объема тестовой заготовки способствует также теп­ ловое расширение воздуха и газой в тесте и переход спирта в парообразное состояние.

Объем хлеба зависит от состояния теста перед посадкой в печь, от способа посадки заготовок на под печи и от гигротермического и температурного режима выпечки. Посадка с опро­ кидыванием тестовых заготовок замедляет прирост объема за­ готовки в печи, так как нижние слои ее уплотняются. Чем выше температура пода в первой зоне печи (в пределах до 200° С), тем интенсивнее происходит образование паров спирта и других веществ, устремляющихся вверх и увеличивающих объем изде­ лия. Следует помнить, что увеличение объема прекращается, когда температура верхней поверхности хлеба достигнет 100— 110° С, так как при этом образуется жесткий обезвоженный слой. При должном гпгротермическом режиме в первой зоне печи об­ разование твердой корки замедляется, что способствует значи­ тельному приросту объема хлеба.

Определение готовности выпекаемого изделия

Определение степени пропеченности хлеба, или его готовности, имеет важное производственное значение. В настоящее время го­ товность хлеба при выпечке определяют органолептически по цвету корки, по структуре мякиша и другим менее существен­ ным признакам, например по относительной массе хлеба. Объек­ тивным показателем готовности хлеба может служить темпера­ тура в центре его мякиша, которая в конце выпечки для большинства видов хлеба равна 94—97° С. Температура в цент­ ральных слоях сдобного изделия достигает в конце выпечки 100—102° С, что обусловлено высокой концентрацией сахара (са­ харные растворы кипят при более высокой температуре, чем вода).

В научно-исследовательских работах температуру отдельных слоев тестовой заготовки контролируют с помощью термопар. В производственных условиях температуру центра мякиша ра­ ционально контролировать при первичном установлении режима выпечки.

Упек

Упеком называется уменьшение массы куска теста во время вы­ печки. Упек выражают в процентах к массе теста перед посадкой в печь.

Мт— масса теста перед посадкой в печь, кг.

185

Упек — наибольшая технологическая затрата в процессе производства хлеба. Снижению упека и анализу факторов, вли­ яющих на величину его, придается поэтому большое значение.

Упек в основном (на 95%) обусловлен удалением влаги при обезвоживании корки. В незначительной степени он увеличива­ ется вследствие удаления из теста спирта, углекислого газа, ле­ тучих кислот и подгорания сухого вещества корки во время вы­ печки.

Величина упека для разных сортов хлебобулочных изделий колеблется в пределах 6—12%.

Величина упека зависит прежде всего от сорта изделия, так как форма и масса тестовой заготовки, а также способ ее выпечки (в формах или на поду) обусловливает массу и толщину кор­ ки, а следовательно, и массу потерянной влаги. Изделия мень­ шей массы имеют больший упек, так как удельная поверхность корки у них выше. У подовых изделий при прочих равных усло­ виях упек более значителен, чем у формовых, так как величина открытой поверхности, интенсивно теряющей влагу, у них боль­ ше. При выпечке изделий одного и того же сорта на величину упека влияют степень увлажнения среды пекарной камеры и тес­ товой заготовки, температура пекарной камеры в разных зонах печи, плотность посадки теста, продолжительность выпечки и конструкция печи. Чем выше относительная влажность паро­ воздушной смеси пекарной камеры и чем больше влажность по­ верхностного слоя тестовой заготовки, тем позже образуется и меньше обезвоживается корка и тем меньше величина упека.

Температурный режим выпечки, способствующий получению более тонкой корки, будет способствовать и уменьшению упека. Значительная вентиляция пекарной камеры и большой объем ее при прочих равных условиях повышают упек изделия. Ж ела­ тельно, чтобы упек кусков теста, расположенных на разных уча­ стках пода, был равномерным, иначе пропеченность изделий и масса их будут различные. Равномерность упека зависит от расположения теплоотдающих устройств и их температуры на разных участках.

Каждое предприятие на основании многократных измерений устанавливает оптимальную величину упека по сортам приго­ товляемых изделий; снижение упека по сравнению с этой вели­ чиной ухудшает состояние корки, вкусовые свойства хлеба и его качество в целом. Превышение оптимальной величины упека приводит к утолщению корки и уменьшейию выхода хлеба.

Режимы выпечки хлебных изделий

Общие закономерности выпечки. Режим выпечки каждого вида изделий характеризуется такими данными, как относительная влажность среды пекарной камеры, температура в различных

186

зонах камеры, способ теплопередачи (радиация, конвекция, кондукция) и продолжительность выпечки как общей, так и по от­ дельным зонам.

На предприятиях опытным путем устанавливают примени­ тельно к конкретным условиям оптимальный режим выпечки для каждого вида изделий. Режим корректируется в зависимо­ сти от хлебопекарных свойств муки, качества теста и других причин, возникающих на производстве. Так, тесто из муки со слабой клейковиной, а также получившее избыточную расстойку, выпекают при более высокой температуре среды в пекарной камере, так как при этих условиях быстрее свертываются белко­

нием в нем сахара. При выпечке «моложавого» (недостаточно созревшего) теста или теста с недостаточной расстойкой темпе­ ратуру в пекарной камере снижают, а выпечку соответственно удлиняют для того, чтобы необходимые процессы созревания и разрыхления продолжались бы в тестовой заготовке и в пер­ вые минуты выпечки. Заготовки, имеющие повышенную влаж­ ность, выпекают несколько быстрее (при прочих равных усло­ виях). Выпечку заготовок с плотной консистенцией удлиняют, так как крепкое, малопористое тесто прогревается сравнительно медленно. Изменения в температуре выпечки, вызванные особен­

вида изделия, качества муки и теста, существуют общие законо­ мерности режима выпечки, установленные практическими и тео­ ретическими исследованиями. Во всех случаях режим выпечки должен быть переменным, т. е. температура и влажность среды пекарной камеры должны изменяться в процессе выпечки. Оп­ тимальный режим выпечки большинства пшеничных изделий и подового хлеба из разных сортов ржаной муки или смеси ржа­

сте интенсивно происходят процессы, способствующие увеличе­ нию объема, а противоположные явления (свертывание белков) еще не наступают. Высокая температура в зоне увлажнения уменьшает конденсацию пара на поверхности теста и снижает эффективность увлажнения. Чем выше температура в зоне ув­

187

лажнения, тем больше требуется подавать пара, чтобы добить­ ся нормального увлажнения тестовых заготовок.

Тестовая заготовка в зоне / должна получать тепло за счет конвекции и теплопроводности от пода, нагретого до температу­ ры 180—200° С. Радиационная передача тепла от верхних грею­ щих поверхностей в зоне / технологически не оправдана, так как при этом ускоряется образование жесткой корки, препятствую­ щей увеличению объема изделия.

Рис. 39. Температурный режим выпечки пшеничного хлеба:

а — график изменения температуры; 6 — зоны пекарной камеры.

При указанном гигротермическом режиме на поверхности те­ стовых заготовок происходит сорбция водяного пара (0,12— 0,18 кг/м2). Увлажнение ускоряет прогрев тестовых заготовок, увеличивает их объем, улучшает вкус и аромат изделия и состо­ яние его поверхности, способствует снижению упека и усушки. Увлажненная поверхностная пленка тестовой заготовки сохраня­ ет некоторое время эластичность, она хорошо растягивается при увеличении объема заготовки, задерживая внутри ее пары и га­ зы. Конденсация водяных паров на поверхности куска теста вы­ зывает клейстеризацию крахмала, растворение декстринов, об­ разовавшихся вследствие термического гидролиза крахмала. Жидкий слой крахмального клейстера заполняет поры и сгла­ живает неровности на поверхности тестовой заготовки. При вы­ сыхании такого слоя в дальнейшем образуется корка гладкая, блестящая и плотная.

Увлажнение несколько ускоряет прогрев куска теста, так как при конденсации водяных паров выделяется тепло; замедляя об­ разование корки, увлажнение тем самым снижает упек хлеба. Пшеничные изделия, выпеченные в среде с недостаточной влаж­

188

ностью, характеризуются небольшим объемом. Поверхность их матовая, шероховатая, корка с трещинами и подрывами. Чрез­ мерная длительность увлажнения отрицательно сказывается на состоянии хлеба: корка становится в этом случае морщинистой, резинообразной, изделия могут получиться расплывчатыми. Те­ оретически необходимый расход пара на увлажнение заготовок составляет (в среднем) 30—40 кг на 1 т изделий, действитель­ ный расход в большинстве современных печей колеблется в пре­ делах 200—400 кг на 1 т. Это объясняется конструктивными недостатками печей: пар обычно перегревается, что нарушает его конденсацию на поверхности заготовок, зона увлажнения не изолирована от остальных зон печи; около 70—80% пара теря­ ется вследствие естественной вентиляции пекарной камеры.

Для отдельных групп и видов изделий в начальной стадии выпечки требуются особые гигротермические условия. При вы­ печке Гребешковых изделий (например, городских булок) реко­ мендуется поддерживать в первой зоне температуру 150—160° С и влажность воздуха 70—85%. Должен быть обеспечен интен­ сивный подвод тепла снизу от пода, нагретого до 180—200° С. Продолжительность гигротермической обработки заготовок 5— 7 мин. Если выпекаются батоны, то в первой зоне выпечки тем­

Выпечка ржаного формового хлеба производится без увлажне­ ния пекарной камеры. Температура в первой зоне печи при вы­ печке ржаного формового хлеба может быть 250—280° С, а от­ носительная влажность — всего 20—30%. Ржаное тесто для фор­ мового хлеба имеет высокую влажность, и объем его во время выпечки увеличивается незначительно. Тестовые заготовки, сма­ занные яйцами, выпекают в неувлажненной среде. Яичная смазка сама по себе обеспечивает эластичность поверхностного слоя заготовки в начале выпечки и глянец корки у готовых из­ делий. Если при выпечке тестовых заготовок, смазанных яйцами, в пекарную камеру подают пар, поверхность изделия теряет блеск.

Пар поступает в зону I пекарной камеры с избыточным дав­ лением 20—50 кПа (0,2—0,5 кгс/см2). Для распределения пара по всей ширине камеры в зоне / имеется секция перфорирован­

189