FÖRFARANDEN FÖR PÅ BRÖD UNDER BAKNINGEN
Prof. A. Ya Auermann. 1942 år
1.1 Uppvärmning av degbröd
Brödprodukter bakas i bakningskammaren i en ugn vid en luftångstemperatur på 200-280 ° C. För att baka 1 kg bröd krävs cirka 293-544 kJ. Denna värme används främst på avdunstning av fukt från degstycket och på uppvärmning till en temperatur av 96-97 ° C i mitten, vid vilken degen förvandlas till bröd. En stor andel värme (80-85%) överförs till degbrödet genom strålning från bakkammarens heta väggar och bågar. Resten av värmen överförs genom ledning från den heta eldstaden och konvektionen från ång-luftblandningens rörliga strömmar i bakkammaren.
Degbitarna värms upp gradvis, med början från ytan, därför förekommer inte de typiska bakningsprocesserna samtidigt i hela brödmassan utan i lager - först i de yttre lagren, sedan i de inre lagren. Uppvärmningshastigheten för degbrödet som helhet och följaktligen bakningstiden beror på ett antal faktorer. När temperaturen i bakkammaren stiger värms arbetsstyckena upp snabbare och bakningstiden förkortas. Deg med hög fuktinnehåll och porositet värms upp snabbare än stark och tät deg.
Degbitar med betydande tjocklek och vikt, allt annat lika, värms upp längre. Formbröd bakas långsammare än härdbröd. De täta passformen av degbitarna på ugnsbotten saktar ner bakningen av produkterna.
1.2 Bildande av en hård brödskorpa
Denna process inträffar som ett resultat av uttorkning av de yttre skikten av degstycket. Det är viktigt att notera att den hårda skorpan stoppar tillväxten av deg och brödvolym, och därför bör skorpan inte bildas omedelbart utan 6-8 minuter efter bakningens början, när bitens maximala volym redan har uppnåtts .
För detta ändamål tillföres ånga till bakkammarens första zon, vars kondens på ämnens yta fördröjer uttorkningen av det övre skiktet och bildandet av en skorpa. Efter några minuter börjar emellertid toppskiktet, som värms upp till en temperatur på 100 ° C, snabbt förlora fukt och vid en temperatur på 110-112 ° C förvandlas till en tunn skorpa som sedan gradvis blir tjockare.
När skorpan är uttorkad avdunstar en del av fukten (cirka 50%) ut i miljön och en del passerar in i smulan, eftersom när olika material värms upp passerar fukt alltid från mer uppvärmda områden (skorpa) till mindre uppvärmda områden (smulor) ). Smulans fuktinnehåll som ett resultat av fuktens rörelse från skorpan ökar med 1,5-2,5%. I slutet av bakningen är fuktinnehållet i skorpan endast 5–7%, vilket innebär att skorpan praktiskt taget är uttorkad.
Skorpans temperatur når 160-180 ° C i slutet av bakningen. Över denna temperatur värms inte skorpan upp, eftersom värmen som tillförs den spenderas på fuktindunstning, överhettning av den resulterande ångan och även på smulbildning.
Följande processer äger rum i arbetsstyckets ytskikt och i skorpan: gelatinisering och dextrinisering av stärkelse, denaturering av proteiner, bildning av aromatiska och mörkfärgade ämnen och avlägsnande av fukt. Under de första minuterna av bakning gelatineras stärkelsen på arbetsstyckets yta till följd av ångkondensation och övergår delvis till löslig stärkelse och dextriner. En flytande massa av löslig stärkelse och dextriner fyller porerna på arbetsstyckets yta, utjämnar små ojämnheter och efter dehydrering ger skorpan en glans och glans.
Denaturering av proteinsubstanser på produktens yta sker vid en temperatur av 70-90 ° C. Proteinkoagulation, tillsammans med uttorkning, bidrar till bildandet av en tät, oelastisk skorpa. Fram till en viss tid förknippades färgen på brödskorpan med mängden kvarvarande, jäst socker i degen vid tidpunkten för bakning. För en normal färg på skorpan måste degen före bakning innehålla minst 2-3% jäst socker. Ju högre degens socker- och gasbildningsförmåga desto intensivare är brödskorpans färg.
Tidigare trodde man att produkterna som bestämmer färgen på brödskorpan är brunfärgade produkter av karamellisering eller primär hydratisering av kvarvarande degsocker som inte jäses vid tidpunkten för bakning. Karamellisering och uttorkning av sockerarter i skorpan förklarades av dess höga temperatur. Vissa forskare tror att färgade produkter av termisk dextrinisering av stärkelse och termiska förändringar i skorpens proteinsubstanser spelar en roll i skorpans färg.
Baserat på ett antal studier kan det antas att intensiteten av färgen på brödskorpan huvudsakligen beror på bildningen i den av mörkfärgade produkter av redoxinteraktionen mellan kvarvarande, ofermenterat reducerande degsocker och proteinproteolysprodukter som finns i degen, det vill säga melanoidiner. Dessutom beror färgen på skorpan på bakningstiden och temperaturen i bakkammaren.
1.3 Intern rörelse av fukt i bröd
När du bakar ändras fuktinnehållet på brödets insida. En ökning av fuktinnehållet i de yttre skikten av en bakad produkt i den inledande fasen av bakning med en stark fuktning av bakmiljöns gasmiljö och en efterföljande minskning av fuktinnehållet i ytlagret till jämviktsfukt, när detta skikt förvandlas till en skorpa, noterades ovan. I detta fall passerar inte all fukt som förångas i det bakade brödet i avdunstningszonen i form av ånga genom skorpans porer in i bakningskammaren.
Skorpan är mycket mer kompakt och mycket mindre porös än smulan. Porstorleken i skorpan, särskilt i dess ytskikt, är många gånger mindre än porstorleken i intilliggande smullager. Som ett resultat är brödskorpan ett skikt som ger stor beständighet mot ånga som passerar genom det från avdunstningszonen in i bakkammaren. En del av ångan som alstras i avdunstningszonen, särskilt ovanför brödets bottenskorpa, kan rusa ut ur den genom porerna och smulhålen in i smulskikten intill avdunstningszonen från insidan. När du når skikten som ligger närmare centrum och mindre uppvärmd kondenserar vattenånga, vilket ökar fuktinnehållet i skiktet där kondens har uppstått.
Detta smulskikt, som så att säga är en zon med inre kondens av vattenånga i bakat bröd, motsvarar konfigurationen av isoterma ytor i bröd. För den inre rörelsen av fukt i ett vått material måste det finnas en skillnad i överföringspotentialen. I bakat degbröd kan det finnas två huvudsakliga orsaker till överföringen av fukt: a) skillnaden i fuktkoncentration i olika delar av produkten och b) temperaturskillnaden i enskilda delar av degbrödet.
Skillnaden i fuktkoncentration är ett incitament att flytta fukt i materialet från områden med högre fuktkoncentration till områden med lägre fuktkoncentration. Sådan rörelse kallas konventionellt koncentration (koncentrationsdiffusion eller koncentrationsfuktledningsförmåga).
Temperaturskillnader i enskilda områden av vått material får också fukt att flytta från områden av material med högre temperatur till områden med lägre temperatur. Denna fuktrörelse kallas konventionellt termisk.
I bakat bröd finns det samtidigt en stor skillnad i fuktinnehållet i skorpan och smulan och en signifikant temperaturskillnad mellan de yttre och centrala skikten av brödet under den första bakningsperioden.Som inhemska forskares arbete har visat, när bröd bakas, dominerar den stimulerande effekten av temperaturskillnaden i de yttre och inre skikten, och därför rör sig fukten i smulan under bakningsprocessen från ytan till centrum.
Experiment visar att fuktinnehållet i brödsmulan under bakning ökar med cirka 2% jämfört med degens ursprungliga fuktinnehåll. Fuktighet ökar snabbast i de yttre skikten av smulan under den inledande perioden av bakningsprocessen, vilket förklaras av den stora rollen som termisk och fuktkonduktivitet i denna bakningsperiod på grund av den betydande temperaturgradienten i smulan.
Från ett antal studier följer det att under bakning sjunker fuktinnehållet i ytskiktet på en deg snabbt och når mycket snabbt jämviktsfuktinnehållet på grund av temperaturen och den relativa fuktigheten hos ång-luftblandningen. Djupare lager och senare förvandlas till ett skorpeskikt når långsammare samma jämviktsfuktinnehåll.
1.4 Smulning
Vid bakning inuti degstycket undertrycks fermenteringsmikroflora, enzymaktivitet förändras, stärkelsegelatinisering och termisk denaturering av proteiner uppträder, fuktighet och temperatur hos de inre skikten i degbrödet förändras. Den vitala aktiviteten hos jäst och bakterier under de första minuterna av bakning ökar, vilket resulterar i att alkohol och mjölksyrajäsning aktiveras. Vid en temperatur på 55-60 ° C dör jäst och icke-termofila mjölksyrabakterier av.
Som ett resultat av aktiveringen av jäst och bakterier i början av bakningen ökar innehållet av alkohol, kolmonoxid och syror något, vilket har en positiv effekt på brödets volym och kvalitet. Aktiviteten hos enzymer i varje lager av den bakade produkten stiger först och når ett maximum och sjunker sedan till noll, eftersom enzymer, som är proteinsubstanser, koagulerar vid upphettning och förlorar egenskaperna hos katalysatorer. Aktiviteten av a-amylas kan ha en signifikant effekt på produktens kvalitet, eftersom detta enzym är relativt resistent mot värme.
I rågdeg, som är mycket surt, förstörs a-amylas vid 70 ° C och i veteeg endast vid temperaturer över 80 ° C. Om degen innehåller mycket a-amylas, kommer det att omvandla en betydande del av stärkelsen till dextriner, vilket försämrar kvaliteten på smulan. Proteolytiska enzymer i bröddegar inaktiveras vid 85 ° C.
En förändring av stärkelsestillståndet, tillsammans med förändringar i proteinsubstanser, är den viktigaste processen som gör degen till brödsmulor; de händer nästan samtidigt. Stärkelsekorn gelatinerar vid temperaturer mellan 55 och 60 ° C. Sprickor bildas i stärkelsekornen, i vilka fukt tränger in, varför de ökar avsevärt. Under gelatinisering absorberar stärkelse både degens fria fukt och fukt som frigörs av de ojämna proteinerna. Gelatinering av stärkelse inträffar när det saknas fukt (för fullständig gelatinering av stärkelse måste degen innehålla 2-3 gånger mer vatten), det finns ingen fri fukt kvar, så brödets smulor blir torra och inte klibbiga vid beröring .
Fuktinnehållet i smulan av hett bröd (i allmänhet) ökar med 1,5-2% jämfört med degens fuktinnehåll på grund av fukten som överförs från det övre lagret av arbetsstycket. På grund av brist på fukt är gelatineringen av stärkelse långsam och slutar endast när degens mittlager värms till en temperatur av 96-98 ° C. Temperaturen i smulans centrum stiger inte över detta värde, eftersom smulan innehåller mycket fukt och värmen som tillförs den kommer inte att spenderas på att värma massan utan på dess avdunstning.
Vid bakning av rågbröd sker inte bara gelatinisering utan även sur hydrolys av en viss mängd stärkelse, vilket ökar halten av dextriner och sockerarter i degbröd. Måttlig hydrolys av stärkelse förbättrar brödets kvalitet.
Förändringen i tillståndet för proteinsubstanser börjar vid en temperatur av 50-70 ° C och slutar vid en temperatur av cirka 90 ° C.Proteinsubstanser genomgår termisk denaturering (koagulation) under bakning. Samtidigt blir de tätare och släpper ut fukt som absorberas av dem under bildandet av degen. Sladdade proteiner fixar (fixar) den porösa strukturen på smulan och produktens form. Ett proteinramverk bildas i produkten, där korn av svullen stärkelse är isär. Efter termisk denaturering av proteiner i de yttre skikten av produkten slutar arbetsstyckets volymökning.
Den slutliga fukthalten på den inre ytan av skiktet intill smulan kan antas vara ungefär lika med degens initiala fukthalt (W0) plus en ökning på grund av den inre rörelsen av fukt (W0 + DW), medan den yttre ytan av detta skikt intill skorpan har en fukthalt lika med jämviktsfuktigheten. Baserat på detta, i diagrammet för detta skikt, tas värdet av den slutliga fukthalten, medelvärdet mellan värdena (W0 + DW) och W0Р.
Fukthalten i de enskilda skikten i smulan ökar också under bakningsprocessen, och fuktuppbyggnaden sker först i smulans yttre skikt och fångar sedan upp de djupare skikten. Som ett resultat av termisk rörelse av fukt (värmeledningsförmåga) börjar fuktinnehållet i de yttre skikten av smulan, som ligger närmare avdunstningszonen, till och med minska något mot det maximala uppnådda. Emellertid är den slutliga fukthalten i dessa skikt fortfarande högre än den ursprungliga fukthalten i degen i början av bakningen. Fukthalten i mitten av smulan byggs upp långsammast, och dess slutliga fukt kan vara något mindre än den slutliga fukthalten i skikten intill mitten av smulan.
1.5 Vital aktivitet hos degens jäsande mikroflora under bakningsprocessen
Den vitala aktiviteten hos degens fermenterande mikroflora (jästceller och syrabildande bakterier) förändras när biten av degbröd värms upp under bakningsprocessen.
När degen värms upp till cirka 35 ° C accelererar jästcellerna jäsning och gasbildningsprocessen som de orsakar till ett maximalt. Upp till ca 40 ° C är jästaktiviteten i den bakade degen fortfarande mycket intensiv. När degen värms upp till en temperatur över 45 ° C minskas gasbildningen orsakad av jästen kraftigt.
Tidigare trodde man att jäst dör av vid en degtemperatur på cirka 50 ° C.
Den vitala aktiviteten hos den syrabildande mikrofloran i degen, beroende på temperaturoptimumet (vilket är cirka 35 ° C för icke-termofila bakterier och cirka 48-54 ° C för termofila bakterier), tvingas först när degen värms upp. uppåt och sedan, efter att ha nått temperaturen över det optimala, stannar den.
Man trodde att när degen värms upp till 60 ° C, dör den de syraformande floran i degen helt. Arbetet utfört av ett antal forskare antyder dock att i smulan av vanligt rågbröd gjord av tapetmjöl, även om det är i ett försvagat men livskraftigt tillstånd, bevaras enskilda celler av både jäst och syrabildande bakterier.
Från det faktum att en liten del av degens livskraftiga fermentativa mikroflora behålls i brödsmulan under bakning följer det inte på något sätt att fermentativa mikroorganismer under alla förhållanden kan motstå temperaturen 93-95 ° C , som nås i mitten av brödet under bakning.
Det visades också att koka brödsmulan, som slogs i överskott av vatten, dödade alla typer av fermentativa mikroorganismer.
Naturligtvis kan konserveringen av en del av de jäsande mikrofloran i degen i brödsmulan i ett livskraftigt tillstånd förklaras av både en mycket liten mängd fritt vatten och en mycket kortvarig ökning av temperaturen för dess centrala del ovan. 90 ° C
Av ovanstående data följer att temperaturoptima för degens fermenterande mikroflora, bestämd under miljöförhållandena, i konsistens som skiljer sig från degen, kan visa sig underskattas i jämförelse med optima som fungerar under villkoren för det bakade degbrödet.
Uppenbarligen bör det övervägas att när degen upphettas till ca 60 ° C, stoppas den vitala aktiviteten hos jäst och icke-termofila syrabildande bakterier i degen. Termofila mjölksyrabakterier såsom Delbrück-bakterier kan vara fermentativt aktiva även vid högre temperaturer (75-80 ° C).
Förändringarna som beskrivs ovan i den vitala aktiviteten hos den jästa mikrofloran i den bakade degbiten uppstår gradvis när den värms upp och sprider sig från ytskikten till centrum.
Se fortsättning ...