PROSESSER PÅ BRØD UNDER BAKNINGEN
Prof. A. Ya. Auermann. 1942 år
1.1 Oppvarming av deigbrødet
Brødprodukter bakes i bakekammeret i en stekeovn ved en luftdamptemperatur på 200-280 ° C. Å bake 1 kg brød krever ca 293-544 kJ. Denne varmen brukes hovedsakelig på fordampning av fuktighet fra deigstykket og på oppvarming til en temperatur på 96-97 ° C i midten, hvor deigen blir til brød. En stor andel varme (80-85%) overføres til deigbrødet ved stråling fra de varme veggene og buene i bakekammeret. Resten av varmen overføres ved ledning fra den varme ildstedet og ved konveksjon fra de bevegelige strømmer av damp-luftblandingen i bakekammeret.
Deigbitene varmes gradvis opp fra overflaten, derfor finner prosessene som er typiske for baking ikke sted samtidig i hele brødmassen, men lag for lag - først i de ytre lagene, deretter i de indre lagene. Hastigheten til oppvarming av deigbrødet generelt, og følgelig varigheten av stekingen avhenger av en rekke faktorer. Når temperaturen i stekekammeret stiger, varmes arbeidsemnene raskere opp og steketiden forkortes. Deig med høy fuktighet og porøsitet varmes opp raskere enn sterk og tett deig.
Deigstykker med betydelig tykkelse og vekt, alt annet er like, varmes opp lenger. Formbrød blir bakt saktere enn ildbrød. Den tette passformen til deigbitene på bunnen av ovnen bremser bakingen av produktene.
1.2 Dannelse av en hard brødskorpe
Denne prosessen skjer som et resultat av dehydrering av de ytre lagene av deigstykket. Det er viktig å merke seg at den harde skorpen stopper veksten av deigen og brødvolumet, og derfor skal skorpen ikke dannes umiddelbart, men 6-8 minutter etter bakstart, når det maksimale volumet av stykket allerede er nådd .
For dette formål tilføres damp til den første sonen av bakekammeret, hvis kondens på overflaten av emnene forsinker dehydrering av topplaget og dannelsen av en skorpe. Etter noen minutter begynner imidlertid det øverste laget, som varmes opp til en temperatur på 100 ° C, raskt å miste fuktighet og ved en temperatur på 110-112 ° C blir det til en tynn skorpe som deretter gradvis tykner.
Når skorpen er dehydrert, fordamper en del av fuktigheten (ca. 50%) til omgivelsene, og noe går over i smulene, siden når forskjellige materialer blir oppvarmet, går fuktighet alltid fra mer oppvarmede områder (skorpe) til mindre oppvarmede områder (smul ). Fuktighetsinnholdet i krummen som et resultat av fuktighetsbevegelsen fra skorpen øker med 1,5-2,5%. Fuktinnholdet i skorpen ved slutten av bakingen er bare 5–7%, noe som betyr at skorpen praktisk talt er dehydrert.
Ved slutten av stekingen når temperaturen på skorpen 160-180 ° C. Over denne temperaturen varmes ikke skorpen opp, siden varmen som tilføres den blir brukt på fordamping av fuktighet, overoppheting av den resulterende dampen, samt på smuldannelse.
Følgende prosesser finner sted i overflatelaget til preformen og i skorpen: gelatinisering og dekstrinisering av stivelse, denaturering av proteiner, dannelse av aromatiske og mørkfargede stoffer og fjerning av fuktighet. I de første minuttene av baking gelatiniseres stivelse på overflaten av arbeidsstykket, som et resultat av dampkondensering, og overføres delvis til løselig stivelse og dextriner. En flytende masse av løselig stivelse og dextriner fyller porene som ligger på overflaten av arbeidsstykket, glatter ut små uregelmessigheter og gir, etter dehydrering, skorpen en glans og glans.
Denaturering av proteinstoffer på overflaten av produktet skjer ved en temperatur på 70-90 ° C. Proteinkoagulasjon, sammen med dehydrering, bidrar til dannelsen av en tett, uelastisk skorpe. Inntil en viss tid var fargen på brødskorpen assosiert med mengden resterende, gjæret sukker i deigen på tidspunktet for baking. For en normal skorpefarge, må deigen før steking inneholde minst 2-3% gjæret sukker. Jo høyere sukker- og gassdannelsesevnen til deigen, jo mer intens blir fargen på brødskorpen.
Tidligere ble det antatt at produktene som bestemmer fargen på brødskorpen er brune fargede produkter av karamellisering eller primær hydrering av gjenværende deigsukker som ikke gjæres på tidspunktet for baking. Karamellisering og dehydrering av sukker i skorpen ble forklart av dens høye temperatur. Noen forskere mener at fargede produkter av termisk dextrinisering av stivelse og termiske endringer i proteinstoffer i skorpen spiller en rolle i fargen på skorpen.
Basert på en rekke studier, kan det antas at intensiteten av fargen på brødskorpen hovedsakelig skyldes dannelsen i mørke fargede produkter av redoksinteraksjonen av gjenværende, ikke-gjæret reduserende deigsukker og proteinproteolyseprodukter inneholdt i deigen, det vil si melanoidiner. I tillegg avhenger fargen på skorpen av steketiden og temperaturen i stekekammeret.
1.3 Intern bevegelse av fuktighet i brød
Når du baker, endres fuktighetsinnholdet på innsiden av brødet. En økning i fuktighetsinnholdet i de ytre lagene av et bakt produkt i den innledende fasen av baking med en sterk fukting av det gassformede miljøet i bakekammeret og en påfølgende reduksjon i fuktighetsinnholdet i overflatelaget til likevektsfuktighet, som oppstår da dette laget blir til en skorpe, ble det nevnt ovenfor. I dette tilfellet passerer ikke all fuktighet som fordamper i det bakte brødet i fordampningssonen i form av damp gjennom porene i skorpen og inn i bakekammeret.
Skorpen er mye mer kompakt og mye mindre porøs enn smulan. Porestørrelsen i skorpen, spesielt i overflatelaget, er mange ganger mindre enn porestørrelsen i de tilstøtende smulelagene. Som et resultat er brødskorpen et lag som gir stor motstand mot damp som går gjennom det fra fordampningssonen og inn i bakekammeret. En del av dampen som genereres i fordampningssonen, spesielt over brødets bunnskorpe, kan strømme fra den gjennom porene og smulehullene inn i smulelagene ved siden av fordampningssonen fra innsiden. Når du når lagene som ligger nærmere sentrum og mindre oppvarmet, kondenserer vanndamp, og øker dermed fuktighetsinnholdet i laget der kondensasjonen har oppstått.
Dette smulelaget, som så og si er en sone med indre kondens av vanndamp i bakt brød, tilsvarer konfigurasjonen av isotermiske overflater i brød. For den indre bevegelsen av fuktighet i et vått materiale, må det være en forskjell i overføringspotensialet. I bakt deigbrød kan det være to hovedårsaker til overføring av fuktighet: a) forskjellen i fuktighetskonsentrasjon i forskjellige områder av produktet og b) temperaturforskjellen i de enkelte områdene av deigbrødet.
Forskjellen i fuktighetskonsentrasjon er et insentiv for bevegelse av fuktighet i materialet fra områder med høyere fuktighetskonsentrasjon til områder med lavere fuktighetskonsentrasjon. Slik bevegelse kalles konvensjonelt (konsentrasjonsdiffusjon eller konsentrasjonsfuktighet).
Temperaturforskjeller i enkelte områder av vått materiale fører også til at fuktighet beveger seg fra områder av materialet med høyere temperatur til områder med lavere temperatur. Denne bevegelsen av fuktighet kalles konvensjonelt termisk.
I bakt brød er det samtidig en stor forskjell i fuktighetsinnhold i skorpe og smuler, og en betydelig temperaturforskjell mellom de ytre og sentrale lagene i brødet i løpet av den første bakeperioden.Som verkene fra innenlandske forskere har vist, er det den stimulerende effekten av temperaturforskjellen i de ytre og indre lagene som hører under baking av brød, og derfor beveger fuktigheten i krummen seg under bakeprosessen fra overflaten til sentrum.
Eksperimenter viser at fuktighetsinnholdet i brødsmulen under baking øker med ca 2% sammenlignet med det opprinnelige fuktighetsinnholdet i deigen. Fukt øker raskest i de ytre lagene av krummen i løpet av den innledende perioden med bakeprosessen, noe som forklares av den store rollen som termisk og fuktighetsledningsevne i denne bakeperioden på grunn av den betydelige temperaturgradienten i krummen.
Fra en rekke arbeider følger det at fuktighetsinnholdet i overflatelaget til et stykke deig raskt faller under baking, og når raskt raskt nivået på likevektens fuktighetsinnhold på grunn av temperatur og relativ fuktighet i damp-luftblandingen. Dypere lag og senere forvandling til et skorpelag oppnår langsommere det samme fuktighetsinnholdet i likevekt.
1.4 Smuldring
Når du baker inne i deigstykket, undertrykkes fermentativ mikroflora, enzymaktivitet endres, stivelsesgelatinisering og termisk denaturering av proteiner oppstår, fuktighet og temperatur i de indre lagene i deigbrødet endres. Den vitale aktiviteten til gjær og bakterier i de første minuttene av baking øker, som et resultat av at gjæring av alkohol og melkesyre aktiveres. Ved 55-60 ° C dør gjær og ikke-termofile melkesyrebakterier av.
Som et resultat av aktivering av gjær og bakterier i begynnelsen av bakingen, øker innholdet av alkohol, karbonmonoksid og syrer noe, noe som positivt påvirker brødets volum og kvalitet. Aktiviteten til enzymer i hvert lag av det bakte produktet øker først og når et maksimum, og faller deretter til null, siden enzymer, som er proteinstoffer, krøller seg opp ved oppvarming og mister katalysatorens egenskaper. Aktiviteten til a-amylase kan ha en betydelig effekt på produktets kvalitet, siden dette enzymet er relativt motstandsdyktig mot varme.
I rugdeig, som er svært sur, blir a-amylase ødelagt ved en temperatur på 70 ° C, og i hvetedeig bare ved temperaturer over 80 ° C. Hvis deigen inneholder mye a-amylase, vil den konvertere en betydelig del av stivelsen til dextriner, noe som vil forringe kvaliteten på krummen. Proteolytiske enzymer i brøddeiger inaktiveres ved 85 ° C.
En endring i tilstanden til stivelse, sammen med endringer i proteinstoffer, er hovedprosessen som gjør deigen til brødsmuler; de skjer nesten samtidig. Stivelseskorn gelatiniserer ved temperaturer på 55-60 ° C og oppover. Sprekker dannes i stivelseskornene som fuktighet trenger inn i. Derfor øker de betydelig. Under gelatinisering absorberer stivelse både deigens frie fuktighet og fuktigheten som frigjøres av de sammenblandede proteinene. Gelatinisering av stivelse oppstår når det er mangel på fuktighet (for fullstendig gelatinisering av stivelse, må deigen ha 2-3 ganger mer vann), det er ikke fri fuktighet igjen, så brødsmulen blir tørr og ikke klebrig å ta på .
Fuktighetsinnholdet i smeten av varmt brød (generelt) øker med 1,5-2% sammenlignet med fuktighetsinnholdet i deigen på grunn av fuktighet som overføres fra det øvre laget av arbeidsstykket. På grunn av mangel på fuktighet er gelatinisering av stivelse langsom og ender bare når det sentrale laget av deigen blir oppvarmet til en temperatur på 96-98 ° C. Temperaturen i midten av krummen stiger ikke over denne verdien, siden krummen inneholder mye fuktighet, og varmen som tilføres den vil ikke brukes på oppvarming av massen, men på fordampningen.
Når du baker rugbrød, oppstår ikke bare gelatinisering, men også syrehydrolyse av en viss mengde stivelse, noe som øker innholdet av dextriner og sukker i deigbrød. Moderat hydrolyse av stivelse forbedrer kvaliteten på brødet.
Endringen i tilstanden til proteinstoffer begynner ved en temperatur på 50-70 ° C og slutter ved en temperatur på omtrent 90 ° C.Proteinstoffer gjennomgår termisk denaturering (koagulering) under baking. Samtidig blir de tettere og frigjør fuktighet som absorberes av dem under dannelsen av deigen. Kornede proteiner fikser (fikser) den porøse strukturen til smulene og produktets form. Det dannes et proteinrammeverk i produktet, hvor korn av hovent stivelse blir spredt. Etter termisk denaturering av proteiner i de ytre lagene av produktet, stopper volumøkningen på arbeidsstykket.
Det endelige fuktighetsinnholdet i den indre overflaten av laget ved siden av smulken kan antas å være omtrent lik det opprinnelige fuktighetsinnholdet i deigen (W0) pluss en økning på grunn av den indre bevegelsen av fuktighet (W0 + DW), mens den ytre overflaten av dette laget ved siden av skorpen har et fuktighetsinnhold lik likevektsfuktighet. Basert på dette, på grafen for dette laget, blir verdien av det endelige fuktighetsinnholdet tatt, gjennomsnittet mellom verdiene (W0 + DW) og W0Р.
Fuktighetsinnholdet i de individuelle lagene av smula øker også under stekeprosessen, og økningen i fuktighet skjer først i de ytre lagene av smulingen, og fanger deretter mer og dypere lag. Som et resultat av den termiske bevegelsen av fuktighet (termisk fuktighetsledningsevne) begynner fuktighetsinnholdet i de ytre lagene av krummen, nærmere fordampningssonen, til og med å avta noe mot det maksimale oppnådde. Imidlertid er det endelige fuktighetsinnholdet i disse lagene fortsatt høyere enn det opprinnelige fuktighetsinnholdet i deigen når bakingen starter. Fuktighetsinnholdet i midten av krummen vokser sakte, og det endelige fuktighetsinnholdet kan være litt mindre enn det endelige fuktighetsinnholdet i lagene ved siden av midten av krummen.
1.5 Livsaktivitet av deigens mikroflora i deigen under bakeprosessen
Den vitale aktiviteten til den gjærende mikrofloraen i deigen (gjærceller og syredannende bakterier) endres når stykket deigbrød varmes opp under bakeprosessen.
Når deigen blir oppvarmet til ca. 35 ° C, akselererer gjærcellene gjærings- og gassdannelsesprosessen de forårsaker maksimalt. Opp til ca. 40 ° C er gjæraktiviteten i den bakte deigen fortsatt veldig intens. Når deigen varmes opp til temperaturer over 45 ° C, reduseres gassdannelsen forårsaket av gjæren kraftig.
Tidligere ble det antatt at gjær dør ved en deigtemperatur på ca. 50 ° C.
Den livsviktige aktiviteten til den syredannende mikrofloraen i deigen, avhengig av temperaturoptimumet (som er ca. 35 ° C for ikke-termofile bakterier og ca. 48-54 ° C for termofile bakterier), blir først tvunget når deigen varmes opp. opp, og deretter, etter å ha nådd temperaturen over det optimale, stopper den.
Det ble antatt at når deigen varmes opp til 60 ° C, dør den syredannende floraen av deigen helt av. Arbeidet utført av en rekke forskere antyder imidlertid at i smulene av vanlig rugbrød laget av tapetmel, selv om det er i en svekket, men levedyktig tilstand, bevares individuelle celler av både gjær og syredannende bakterier.
Fra det faktum at en liten del av deigens gjærende mikroflora av deigen holdes i brødsmulen under baking, følger det ikke på noen måte at gjærende mikroorganismer under alle forhold kan tåle temperaturen 93-95 ° C , som nås i midten av brødet under baking.
Det ble også vist at kokende brødsmuler, banket i overflødig vann, drepte alle typer fermenterende mikroorganismer.
Bevaringen av en del av den gjærende mikrofloraen av deigen i brødkrummen i en levedyktig tilstand kan åpenbart forklares med både en veldig liten mengde fritt vann og en veldig kortsiktig økning i temperaturen til den sentrale delen over 90 ° C.
Av ovennevnte data følger det at temperaturoptimaet for den gjærende mikrofloraen til deigen, bestemt under miljøforholdene, i konsistens som er forskjellig fra deigen, kan vise seg å være undervurdert i sammenligning med optimaene som virker under betingelsene for det bakte deigbrødet.
Åpenbart bør det tas i betraktning at når deigen blir oppvarmet til ca. 60 ° C, stopper den livsviktige aktiviteten til gjær og ikke-termofile syredannende bakterier i deigen praktisk talt. Termofile melkesyrebakterier som Delbrück-bakterier kan være gjærende aktive selv ved høyere temperaturer (75-80 ° C).
Endringene beskrevet ovenfor i den vitale aktiviteten til den gjærende mikrofloraen til det bakte deigstykket skjer gradvis når det varmes opp og spres fra overflatelagene til sentrum.
Se fortsatt ...