Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
Методика определения размеров, объема и
формоустойчивости ВЗ 45
Влияние продолжительности увлажнения и обжарки выпекаемых
Влияние состава смеси муки на характеристики выпекаемых заготовок, упек и качество хлеба 75
Температурные и геометрические характеристики выпекаемых
Качество хлеба, его упек и коллоидные характеристики
мякиша 79
Обоснование рационального режима выпечки с учетом
Физико-химические, органолептические показатели качества хлеба
2.4.5.1 Влияние продолжительности выпечки на качество хлеба при
Физико-химические, органолептические показатели качества хлеба
и содержание водорастворимых веществ в нем 99
ПРИЛОЖЕНИЯ 131
Введение к работе
Актуальность темы. Хлеб является одним из основных и повседневных продуктов питания. Ассортимент хлебобулочных изделий, вырабатываемый в России, характеризуется большим разнообразием и включает в себя около тысячи наименований. Среди них заметное место принадлежит хлебу с использованием ржаной и пшеничной муки.
Ржаная мука имеет ряд отличий от пшеничной, таких как: способность белковых веществ к быстрому и неограниченному набуханию в воде, отсутствие клейковинного каркаса в тесте, более низкая температура начала клейстеризации крахмала (52-55С, у пшеничной муки 60-67С), большая его атакуемость и наличие а-амилазы в активном состоянии. Данные отличия в хлебопекарных свойствах ржаной и пшеничной муки обусловливают существенную разницу в технологии приготовления ржаного и ржано-пшеничного хлеба на всех стадиях, включая выпечку.
Основной отличительной особенностью приготовления ржаного и ржано-пшеничного теста является его высокая кислотность 8-12 град. Повышенная кислотность снижает активность амилолитических ферментов, улучшает физические свойства теста и хлеба, а также придает специфический вкус и аромат ржаному и ржано-пшеничному хлебу. Для достижения указанной кислотности теста его приготовление осуществляется на предварительно приготовленной закваске.
Выпечка является важнейшей заключительной стадией производства хлеба, определяющей качество готовых изделий. В процессе выпечки происходит прогрев расстоявшихся тестовых заготовок, обусловливающий их переход в состояние хлеба. Как увеличение, так и сокращение продолжительности выпечки хлеба существенно влияет на его качество. При недостаточной продолжительности выпечки хлеб имеет непропеченный мякиш, светлую корку, и быстро черствеет при хранении. Чрезмерная продолжительность выпечки приводит к повышению упека, ухудшению технико-экономических показателей при снижении выхода хлеба. После выпечки в нем протекает ряд процессов (остывание, усыхание и черствение), которые приводят к изменению качества хлеба с учетом конкретных условий проведения выпечки.
Изучением процесса выпечки, разработкой его теоретических основ и формулировкой основных закономерностей занимались многие отечественные и зарубежные исследователи: Ауэрман Л.Я., Гинзбург A.C., Лыков A.B., Маклюков И.И., Маклюков В.И., Гогоберидзе Н.И., Брязун В.А., Лисовенко А.Т., Михелев A.A., Walker С.Е., Dobraszczyk B.J. и др. Согласно их исследованиям при выпечке хлеба в его заготовках протекают сложные процессы: теплофизические, биохимические, микробиологические и коллоидные, которые в совокупности определяют качество получаемой продукции.
Большая часть исследований посвящена выпечке хлеба из пшеничной и ржаной муки. Данных о выпечке ржано-пшеничного хлеба в научно- технической литературе недостаточно.
В последние годы большее внимание уделялось технологии приготовления теста, с учетом расширения ассортимента хлеба с использованием ржаной муки и изменения свойств сырья. Меньше внимания отводилось изучению выпечки ржано-пшеничного хлеба.
Исследование влияния режима выпечки подового хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки на свойства выпекаемых заготовок и его качество при хранении является актуальным.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось теоретическое обоснование, и совершенствование процесса выпечки подового ржано-пшеничного хлеба.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи:
анализ современного производства хлеба на хлебопекарных предприятиях;
влияние режимов отдельных периодов выпечки (увлажнения и обжарки) на характеристики выпекаемых заготовок (ВЗ) и качество хлеба;
влияние доли ржаной муки в смеси ее с пшеничной на качество хлеба и величину упека;
влияние продолжительности выпечки на качество хлеба и коллоидные характеристики мякиша при хранении;
обоснование рационального режима выпечки хлеба с учетом состава смеси;
апробация результатов исследования в производственных условиях.
Структурная схема исследования приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема проведения исследования
Научная новизна. Исследование влияния режима выпечки хлеба при различном соотношении ржаной и пшеничной муки на величину упека и показатели качества, коллоидные характеристики мякиша и его микроструктуру показало, что увеличение продолжительности увлажнения и обжарки улучшают формоустойчивость, величину глянца, вкус и запах хлеба.
Установлены особенности изменения температурных, массообменных и геометрических характеристик выпекаемых заготовок ржано-пшеничного подового хлеба. Температуры открытой и контактной поверхностей при увлажнении и обжарке выпекаемых заготовок отличались друг от друга, а при допекании были аналогичны. Масса выпекаемых заготовок в I периоде увеличивалась и достигала максимального значения, а во II и Ш - снижалась. Геометрические характеристики (высота и диаметр, формоустойчивость, объем и удельный объем) изменялись при увлажнении и обжарке, и стабилизировались при допекании.
Научно обоснована рациональная продолжительность отдельных периодов выпечки ржано-пшеничного подового хлеба при различном составе смеси муки. Для хлеба массой 700 г продолжительность увлажнения не зависит от доли ржаной муки в смеси и составляет 2 минуты. В то время как, продолжительность обжарки и допекания повышается при увеличении доли ржаной муки в смеси.
На основании теории подобия физических явлений разработан обобщенный подход к совершенствованию процесса выпечки ржано- пшеничного подового хлеба, который заключается в определении продолжительности обжарки и выпечки в зависимости от состава смеси муки и массы готовых изделий.
Практическая значимость. Получены математические модели для определения чисел Фурье с целью нахождения рациональной продолжительности обжарки и выпечки с учетом состава смеси муки.
На базе этих моделей разработаны рекомендации по совершенствованию выпечки ржано-пшенр1чного подового хлеба.
Произведена производственная проверка рекомендаций определения продолжительности обжарки и выпечки по числам Фурье.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на I и II межведомственных научно-практических конференциях «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров» (Москва, 2008 и 2009 г.); на IX и X Международных конференциях молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2008 и
г.); на VII Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2009 г.); на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой и легкой промышленности» (Алматы, 2009 г.); на Юбилейной научно- практической конференции с международным участием «Инновации в технологиях хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий» (Москва,
г.).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 10 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 168 страницах основного текста, включает 42 рисунка и 16 таблиц. Список литературы состоит из 89 источников российских и зарубежных авторов
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Производство ржаного хлеба издавна широко распространено в России. В последние годы значительную часть в ассортименте занимают хлебобулочные изделия из смеси ржаной и пшеничной муки. Из-за особых свойств, вкуса и аромата ржаной и ржано-пшеничный хлеб высоко ценится современными потребителями. В отличие от изделий из пшеничной муки хлеб с использованием ржаной муки вырабатывается из теста, разрыхляемого биологическим путем, с участием дрожжей и кислотообразующих бактерий. Качество такого хлеба зависит от изменений, происходящих в тесте при его приготовлении, а также от комплекса процессов, которые протекают при выпечке.
Ниже изложены основные сведения из научно-технической литературы об ассортименте, качестве, способах приготовления и процессах, происходящих при выпечке хлеба, с использованием ржаной муки.
1.1 Ассортимент изделий с использованием ржаной муки, ее хлебопекарные свойства, и способы приготовления теста
Выше отмечалось, что в последние годы значительную часть хлебобулочных изделий представляют виды хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки. По данным, приводимым Д. Ленковым /28/, объем производства ржано-пшеничного хлеба в последние годы составил около 4045% от общего объема. На сегодняшний день ассортимент и производство ржаных изделий постоянно увеличивается. /34, 43/
В ряде работ, в том числе Пучковой Л.И. /39/ отмечается, что необходимо увеличивать потребление хлеба, приготовленного с использованием ржаной муки, для решения задачи организации здорового питания населения.
Ассортимент хлеба с использованием ржаной муки
На рисунке 2 представлена классификация хлеба с использованием ржаной муки, как в виде смеси разных ее сортов, так и в виде смеси ржаной и пшеничной муки.
К изделиям из смеси ржаной и пшеничной муки относятся хлеб из ржаной обойной муки, обдирной, сеяной; смеси ржаной и пшеничной муки; из смеси разных сортов ржаной и пшеничной муки с добавлением солода, сахара, патоки и другого сырья в соответствии с рецептурой для каждого вида по ГОСТ или ТУ. /4, 26, 46, 48, 49, 50/
При приготовлении ржано-пшеничного простого хлеба используется ржаная и пшеничная обойная мука в соотношении 60:40; пшенично-ржаного простого хлеба - пшеничная и ржаная обойная мука в соотношении 70:30; украинский хлеб готовится из смеси пшеничной обойной и ржаной обдирной муки при соотношениях 80-20:20-80; украинский новый — из пшеничной II сорта и ржаной обдирной при тех же соотношениях; из этих сортов муки готовят хлеб орловский и подмосковный при соотношении 30:70; из смеси ржаной обдирной и пшеничной I сорта вырабатывается хлеб дарницкий, столичный, российский; из смеси муки ржаной сеяной и пшеничной высшего сорта - пеклеванный, минский, рижский. /48, 49, 50/
К заварным видам хлеба из ржаной обойной муки относятся: ржаной заварной, ржано-пшеничный заварной, пшенично-ржаной заварной, московский, деревенский, бородинский, солодовый, рижский, хамовнический из смеси муки ржаной обойной и пшеничной I и И сортов с добавлением ферментированного солода, патоки или сахара, кориандра, тмина и др. /25/
В настоящее время вырабатывается хлеб из ржаной или смеси ржаной и пшеничной муки с использованием разнообразного сырья: зерновых продуктов (овсяные хлопья; ячменная, гречневая, рисовая мука; отруби) и овощных, фруктовых и других видов сырья (морковный, свекольный порошки; фруктовое повидло; солодовый экстракт), и для лечебно- профилактического питания.
Рисунок 2 - Классификация ассортимента хлеба с использованием ржаной
муки
Основными производимыми в настоящее время видами изделий из смеси ржаной и пшеничной муки являются хлеб из ржаной обдирной и пшеничной муки I сорта при их соотношениях 50:50 и 60:40. В меньшем объеме вырабатывается хлеб из ржаной и пшеничной муки с соотношениями 70:30, 80:20 и из ржаной муки. Это обусловлено тем, что в современных условиях хлебопекарные предприятия расширяют ассортимент изделий, выпуская его на существующем оборудовании, т.е. в печах, предназначенных для пшеничного хлеба. Для приготовления хлеба из ржаной муки и смеси с большей долей ржаной муки требуется специальное оборудование для разделки и выпечки. /50/
Хлебопекарные свойства ржаной муки и способы приготовления
теста из нее
На качество хлебобулочных изделий влияют разнообразные факторы: свойства и дозировка сырья, ведение технологического процесса, режим и продолжительность выпечки, и сроки хранения хлеба.
Хлебопекарные свойства ржаной муки отличаются от пшеничной.
Многочисленными исследователями /4, 18, 21, 26, 44, 47, 55/ показано, что при оценке хлебопекарного достоинства ржаной муки важную роль играет состояние углеводно-амилазного комплекса. Крахмал ржаной муки клейстеризуется при температуре 52-55С, т.е. гораздо более низкой, чем крахмал пшеничной муки (60-67С). Амилазы в зерне ржи представлены а- и (3-амштазой. При прорастании зерна ржи активность а-амилазы, возрастает. Работой К. Аийо /58/ показано, что тесто, приготовленное из проросших зерен ржи, всегда имеет более мягкую консистенцию, по сравнению с тестом из непроросшего зерна, это связано с изменениями в микроструктуре крахмала и белка. Атакуемость крахмала ржаной муки при действии амилолитических ферментов несколько выше по сравнению с крахмалом пшеничной муки. Ржаная мука содержит большое количество собственных Сахаров, в связи с этим сахаро - и газообразующая способность ржаной муки всегда более чем достаточна. /4, 28, 44, 47, 58/
Действие присутствующих в ржаной муке а- и р-амилаз на крахмал, может привести к тому, что значительная его часть в процессе брожения теста и выпечки хлеба будет гидролизована. /4, 44, 47, 57/ Вследствие этого крахмал в выпекаемой заготовке может оказаться неспособным связать всю влагу теста. Несмотря на то, что крахмал ржаной муки более гидрофилен, чем пшеничной и связывает 78-80% воды. /57/ Наличие части свободной, не связанной крахмалом влаги, делает мякиш хлеба влажным на ощупь. Присутствие а-амилазы, особенно при недостаточной кислотности теста, приводит в процессе выпечки к накоплению значительного количества декстринов, придающих мякишу хлеба липкость. /4, 44, 47/
Водорастворимые пентозаны (слизи) ржаной муки очень гидрофильны, их объем при гидратации увеличивается. Поэтому слизи влияют на консистенцию ржаного теста, уменьшая его разжижение при брожении. /4, 44, 57/
Во многих работах /4, 21, 29, 35, 41, 44, 47, 52/ отмечается, что белковые вещества ржаной муки имеют сходство с белками пшеничной муки. Из белковых веществ ржаной муки также можно выделить глиадиновую и глютениновую фракции. В них содержится больше таких незаменимых аминокислот, как лизин и треонин. Отличительной особенностью белковых веществ ржаной муки является их способность к быстрому и интенсивному набуханию. Значительная часть белка при этом набухает неограниченно и пептизируется, переходя в вязкий коллоидный раствор. Как слишком сильная, так и слишком слабая пептизация белков ржаной муки влияет на реологические свойства теста. Белковые вещества этой муки определяют ее технологические свойства и оказывают существенное влияние на качество хлеба и сохранение его в свежем виде.
Отличительной особенностью белков ржаной муки, является то, что они не способны, несмотря на наличие глиадиновой и глютениновой фракции, к образованию упруго-пластичного пространственного губчатого каркаса теста. Это связано с тем, что белки ржи образуют комплексы со слизями. Отсутствие в ржаном тесте клейковинного каркаса и пептизация значительной части белков обусловливают специфические реологические свойства ржаного теста: высокую вязкость и пониженную величину упругой деформации.
Количество белковых веществ в ржаной муке также оказывает влияние на ее хлебопекарные свойства. Значительное повышение содержания белковых веществ в ржаной муке приводит к получению хлеба пониженного объема, с недостаточно развитой, толстостенной и грубой пористостью.
Ржаная мука отличается повышенной способностью к потемнению в процессе приготовления хлеба, в связи с тем, что периферические частицы зерна ржи содержат активную полифенолоксидазу и тирозин, поэтому из ржаной обойной и обдирной муки получается хлеб с темным мякишем. /4, 44, 47/
При выпечке на цвет мякиша и корки хлеба оказывает влияние образование меланоидинов. В мякише хлеба из ржаной муки процесс меланоидинообразования придает ему буровато-коричневую окраску и соответствующие вкус и аромат лишь при длительной выпечке.
Технология приготовления ржаного теста обусловливается вышеперечисленными особенностями ржаной муки. Ржаное тесто должно готовиться с повышенной кислотностью, которая снижает активность амилолитических ферментов, улучшает физические свойства теста и хлеба, придает специфический вкус и аромат ржаному хлебу. /4, 44 ,47/
Технологический процесс производства ржаного и ржано- пшеничного хлеба, является многофазным и делится на два этапа: приготовление закваски и теста. /4, 18, 19, 21, 26, 44, 47, 55/
Под ржаной закваской принято понимать непрерывно расходуемую по частям и вновь возобновляемую фазу, используемую для приготовления теста. Характерной особенностью заквасок является то, что они готовятся путем добавления к смеси муки и воды спелой закваски - в производственном цикле или смеси чистых культур молочнокислых бактерий и дрожжей - в разводочном цикле.
Приготовление заквасок разводочного цикла основано на принципе накопления микроорганизмов. Целью приготовления заквасок разводочного цикла является получение определенного количества активных молочнокислых бактерий. При этом в процессе разводочного цикла изменяются ее свойства.
Производственный цикл приготовления закваски включает две фазы: непрерывное ведение закваски и приготовление теста на части выброженной закваски. Оставшаяся часть закваски служит для ее возобновления. /4, 19, 44, 47/
Закваски применяются густые, жидкие с заваркой, жидкие без заварки и концентрированные бездрожжевые молочнокислые. В ржаных заквасках в определенном соотношении одновременно развиваются кислотообразующие (молочнокислые) бактерии и дрожжи. Количество кислотообразующих бактерий должно в 60-80 раз превышать количество дрожжевых клеток в ржаных заквасках и тесте. /4, 21, 44, 55/ Повышенная кислотность, особенно содержание в ржаном тесте молочной кислоты существенно влияет на степень пептизации белков, что приводит к улучшению реологических свойств теста. Работой К. Тииккапеп /88/ показано, что в результате протеолитического воздействия на белки ржи образуются вещества, обусловливающие вкус и аромат ржаного хлеба. Эти исследования подтверждают, что собственные протеиназы ржи гидролизуют белки, особенно спирторастворимые запасные белки, во время брожения закваски. Л.Я. Ауэрман /4/ указывает, что излишняя пептизация может привести к чрезмерному разжижению теста и расплываемости подовых изделий при расстойке и выпечке.
С нашей точки зрения, для получения ржаного и ржано-пшеничного хлеба высокого качества с приятным вкусом и запахом целесообразно использовать густые закваски. Этот способ оправдывает себя и с точки зрения удобства дозировки, транспортировки и экономии промышленных площадей.
После замеса ржаное тесто подвергается брожению, а затем направляется на разделку, которая включает деление его на куски, формование кусков теста, расстойку тестовых заготовок и выпечку хлеба. /4,21,44, 47/
1.2 Процессы, происходящие в выпекаемых заготовках
Разработкой теоретических основ и закономерностей процесса выпечки занимались многие отечественные и зарубежные исследователи. /4, 5, 7, 8, 11, 12, 14, 27, 29, 31, 54, 59, 65, 89/
Помещенная в пекарную камеру, тестовая заготовка сразу же начинает быстро увеличиваться в объеме, затем ее увеличение замедляется, и, наконец, совсем прекращается. Достигнутые к этому моменту объем и форма выпекаемой заготовки сохраняются неизменными до конца выпечки.
В процессе выпекания заготовки в ней происходит денатурация белков, клейстеризация крахмала, обезвоживание поверхностных слоев и образование корки, ее окраска при этом непрерывно изменяется, постепенно становясь темнее. /4, 31, 44, 47/
Под корочкой по мере выпечки наблюдается образование все более утолщающегося слоя сравнительно упругого и сухого на ощупь мякиша.
Эти изменения являются результатом действия целого комплекса процессов - теплофизических, коллоидных, биохимических и микробиологических.
Теплофизические процессы
Передача теплоты к заготовке в пекарной камере происходит: излучением - от греющих поверхностей, конвекцией - от парогазовой среды пекарной камеры и теплопроводностью — от пода к нижней поверхности заготовки. Передача теплоты излучением составляет 70-90% и является определяющей при выпечке. /А, 11, 12, 29, 31, 33, 44, 88/
Изменение температуры различных слоев заготовки в процессе выпечки является результатом ее прогрева. Согласно исследованиям
Л.Я. Ауэрмана, A.C. Гинзбурга и др. /5, 9-11/ прогрев ВЗ в течение выпечки можно представить следующим образом: изменение температуры при выпечке происходит от наружных слоев к центральной области ВЗ. Разные слои прогреваются с неодинаковой скоростью, температура поверхности ВЗ быстро достигает 100С, и не задерживаясь на этом уровне, продолжает возрастать, достигая примерно 180С к концу выпечки. На границе корки и мякиша температура не превышает 100С.
Максимальная температура в центре мякиша при окончании выпечки составляет 96-98С и остается такой, не доходя до 100С.
Разность между температурой наружных и центральных слоев ВЗ возрастает на первом этапе процесса выпечки, наибольшего значения достигает к середине выпечки, и резко снижается к концу выпечки, доходя практически до нуля. /4, 29, 30, 31, 44, 47, 56/ Разность между температурой внешних и внутренних слоев корки в процессе выпечки повышается, достигая наибольшего значения к концу выпечки,
На прогрев ВЗ влияет не только температура греющих поверхностей, но и температура, относительная влажность и скорость перемещения парогазовой среды пекарной камеры, а также масса, форма, влажность, пористость и другие характеристики ВЗ.
Влияние температуры среды пекарной камеры на скорость прогрева ВЗ исследовали A.C. Гинзбург и др. /5, 11/. Эти исследования показали, что температура среды пекарной камеры, в пределах обычно применяемых для выпечки хлеба, имеет определенное влияние на скорость прогрева хлеба.
Л.Я. Ауэрман и др. /5/ показали, что чем больше масса хлеба при определенной его форме, тем медленнее прогревается центральная часть ВЗ, и тем больше времени требуется для его выпечки.
A.C. Гинзбург /11/ на основании изучения закономерностей процесса выпечки впервые получил данные, характеризующие влияние различных поверхностей хлеба на величину потерь от упека и рассчитал толщину корок, образовавшихся как за счет термовлагопроводности, так и за счет упека.
В процессе выпечки существенно изменяются свойства ВЗ /3-5, 7, 8, 30, 31, 44/. Хорошо пропеченное изделие обладает глянцевой румяной коркой, сухим эластичным мякишем, хорошим вкусом и ароматом.
Образование мякиша и корки, а также изменение реологических свойств ВЗ зависит от скорости прогрева. Формообразование имеет прямую связь с изменением реологических свойств ВЗ.
Изучению подъема ВЗ посвящено большое количество работ /4, 5, 8, 11, 27, 29, 30, 65/. В них установлено, что в процессе изменения объема ВЗ можно выделить два периода: период переменного, возрастающего объема и период постоянного объема. В работах A.C. Гинзбурга /11/, Л.Я. Ауэрмана /4/, А.Т. Лисовенко /29/ и Маклюкова В.И. /31/ использовались специальные устройства для замера подъема ВЗ в печи. Полученные данные показали, что достижение постоянной высоты и диаметра подового хлеба происходит одновременно. Деление процесса выпечки на два периода увязывается и с кинетикой влагоотдачи от ВЗ.
В работе Лисовенко А.Т. /29/ приведены данные изменения размеров и объема ржано-пшеничного подового хлеба в процессе выпечки. В первом периоде выпечки диаметр ВЗ уменьшается. К середине выпечки диаметр ВЗ стабилизируется, а высота увеличивается. К концу выпечки происходит уменьшение высоты ВЗ в результате усадки образующейся корки, вследствие ее обезвоживания.
По данным Лисовенко А.Т /29/ увеличение объема ВЗ прекращается тогда, когда температура на их верхней поверхности достигает 110-112С. К этому времени на этой поверхности образуется тонкий обезвоженный слой толщиной 1 мм, который препятствует дальнейшему увеличению объема. Закрепление объема совпадает с началом подрумянивания поверхности. Время достижения поверхностью ВЗ указанной температуры зависит от теплового и паровлажностного режимов выпечки. Закрепление формы подового изделия происходит не одновременно по всей поверхности, поскольку температура боковой поверхности ВЗ ниже верхней, ее закрепление происходит позже. В результате этого в середине выпечки объем ВЗ стабилизируется, а рост продолжается за счет сокращения диаметра.
Увеличение объема ВЗ обусловлено несколькими факторами: повышением давления в порах прогреваемого теста и растяжением стенок пор при изменении реологических свойств ВЗ.
Зарубежными учеными /64, 71, 72, 79/ отмечается возможность использования определяемых реологических свойств для контроля выпечки хлеба.
G. Giovanelli и др. /69/ проводили исследование влияния температуры центральной области ВЗ на черствение мякиша хлеба при хранении. Хлеб дольше оставался эластичным и медленнее черствел, если температура центральной области была не ниже 90С.
Влияние влажности хлеба на скорость его прогрева при выпечке было установлено работами Л.Я. Ауэрмана /4/ и A.C. Гинзбурга /11/. Ускорение прогрева более влажного теста A.C. Гинзбург объясняет увеличением коэффициента теплопроводности и уменьшением удельной массы изделия, что обусловлено увеличением коэффициента температуропроводности. Л.Я. Ауэрман /5/ отмечает, что характер пористости хлеба (размер пор, толщина стенок) играет существенную роль в перемещении влаги к центру мякиша выпекаемого хлеба, и поэтому влияет на скорость прогрева мякиша. Им же /5/ отмечается, что на скорость прогрева мякиша хлеба сказывается и толщина корки, вследствие ее более низкой теплопроводности.
При выпечке хлеба под влиянием прогрева происходит влагообмен между ВЗ и газовой средой пекарной камеры, а также внутреннее перемещение влаги в пределах ВЗ. Эти процессы протекают одновременно и они взаимосвязаны. /5/
Изучая процесс влагообмена ВЗ с газовой средой пекарной камеры, A.C. Гинзбург /11/ регистрировал поглощение влаги по увеличению массы ВЗ. В результате влагообмена в самой начальной фазе выпечки происходит процесс поглощения влаги из среды пекарной камеры за счет сорбции и конденсации паров воды на поверхности ВЗ.
Проведенные A.C. Гинзбургом /11/ работы показали, что конденсация влаги на поверхности ВЗ прекращается после того, как температура этой поверхности превысит температуру росы; после этого начинается процесс испарения влаги сначала с поверхности ВЗ, а затем из тонкого поверхностного слоя, который граничит с зоной испарения, расположенной непосредственно под коркой. Зона испарения, как указывает Л.Я. Ауэрман /4/, по мере утолщения корки постепенно углубляется, оставаясь пограничной между коркой и мякишем.
В работе Л.Я. Ауэрман а, A.B. Лыкова и A.C. Гинзбурга /5/ отмечается, что в ВЗ для переноса влаги могут быть два основных стимула: разность концентрации влаги и разность температуры в отдельных слоях ВЗ.
Процесс выпечки заготовок протекает в условиях нестационарного прогрева и делится на периоды. Каждый из этих периодов характеризуется определенными изменениями, происходящими в хлебе. /4, 11, 29, 31, 44/
На основании изучения кинетики процесса A.C. Гинзбург /10/ делит процесс выпечки на два периода. В первом периоде влажность поверхностного слоя ВЗ уменьшается незначительно и образование корки происходит за счет ми фации влаги внутрь изделия, при этом величина потерь от упека несущественна. Второй период, когда влажность поверхностного слоя уменьшается с постоянной скоростью за счет углубления зоны испарения.
Полученные значительно позже результаты В.А. Брязуна /8/ для ржано-пшеничного хлеба хорошо согласуются с этими данными. В своей работе В.А. Брязун показал, что вследствие различной скорости влагоотдачи от открытой и контактной (нижняя и боковая поверхность) частей ВЗ ржано- пшеничного формового хлеба конечное количество испарившейся влаги из этих частей получается практически одинаковым, что объясняется сопротивлением влагоотдаче, которое создает хлебопекарная форма.
В результате влагоотдачи в воздушную среду пекарной камеры происходит потеря массы тестовой заготовки, составляющая упек. При выпечке упек хлебобулочных изделий может колебаться в пределах 6-14% в зависимости от вида, формы и массы изделия, режима выпечки. /7, 14, 31, 36/ Упек является результатом обезвоживания поверхностного слоя ВЗ, превращающегося при выпечке в корку. Как отмечалось ранее, в первом периоде выпечки образование корки происходит вследствие термовлагопроводности и упек в связи с этим незначителен. Во втором периоде выпечки образование корки в основном происходит в результате испарения влаги в среду пекарной камеры, скорость влагоотдачи остается постоянной и равной максимуму скорости, достигнутой в конце первого периода выпечки, поэтому основная часть затрат на упек приходится на этот период. Для их снижения процесс выпечки целесообразно завершать при пониженной температуре среды пекарной камеры. /4/
В.А. Брязун /8/ подтверждает, что скорость образования корки на открытой поверхности ВЗ, так же, как и скорость влагоотдачи от этой поверхности изменяется в течение двух периодов. В первом периоде скорость образования корки на открытой поверхности уменьшается линейно, а во втором периоде она постоянна.
Упек зависит от ряда факторов /4, 5, 8, 11, 29, 44/. Чем больше масса ВЗ, тем меньше упек. При равной массе ВЗ упек тем выше, чем больше ее удельная поверхность хлеба. Упек зависит от способа выпечки хлеба, т.е. от того формой хлеб или подовый. Наибольшее значение имеет открытая поверхность хлеба. Влагоотдачей для подового хлеба является вся поверхность, за вычетом нижней поверхности, соприкасающейся с подом. Повышение относительной влажности среды пекарной камеры снижает упек. /7, 12,36, 53/
Упек является одной из основных технологических затрат при производстве хлеба, поэтому необходимо свести его к минимуму, но без упека невозможно образование корки хлеба.
По окончании выпечки влажность корки близка к нулю, а влажность мякиша — на 1-2 % больше исходной влажности теста. Вследствие испарения части влаги и летучих компонентов, масса хлеба после выпечки уменьшается. Это уменьшение массы после выпечки при хранении называется усушкой. В результате перераспределения влаги за счет разности концентрации и температуры во внутренних и внешних слоях изделия, корка быстро остывает и увлажняется до 12-14 %. Эта влажность сохраняется и при дальнейшем хранении хлеба. При последующем остывании и хранении хлеба слой мякиша, смежный с коркой, теряет влагу значительно быстрее, чем центральная его часть. Длительное хранение изделия в течение нескольких суток может привести к значительной потере влаги, вследствие чего подкорковый слой становится твердым, т.е. происходит черствение хлеба. /1, 4, 5, 47/
На основании полученных термограмм Р. Chinachotti, Y. Vodovotz /62/ выявили различия между свежевыпеченным и черствым хлебом. Данные изменения объяснялись потерей влаги в процессе хранения. Однако дальнейшие исследования /70/ черствого хлеба и образца высушенного до влажности 10% показали различия термограмм, а, следовательно, и ошибочность данной теории.
Работой R. Ran /82/ показано, что черствение не обусловлено потерей влаги. L.M. Hallberg и Р. Chinachotti /62, 70/ так же отмечают незначительное изменение влажности образцов хлеба, хранившихся длительное время в вакуумной упаковке. Однако изменение реологических и органолептических характеристик хлеба указывали на протекающий процесс черствения.
Прогрев ВЗ влечет за собой глубокие изменения в ее структуре. Изменение температуры ВЗ влияет на ход коллоидных процессов, происходящих в нем.
Коллоидные процессы
Переход теста в мякиш при выпечке в значительной степени обусловливается коллоидными процессами. ВЗ представляет собой высокопористую систему. Стенки пор состоят из крахмальных зерен, отрубинистых частиц и белковых пленок, которые покрывают зерна крахмала /64/. В процессе выпечки происходит перераспределение влаги между коллоидами заготовки. Гидрофильные свойства коллоидов ВЗ резко увеличиваются по мере прогревания, возрастает способность мякиша хлеба связывать воду, набухать и переходить в раствор. /4, 21, 27, 44, 47/
Белки теста, по данным А.Г. Кульмана /27/, имеют максимум набухаемостп, примерно, при 30С. Дальнейшее повышение температуры ведет к снижению их способности к набуханию. При повышении температуры до 60-70С белковые вещества заготовки денатурируются и свертываются, освобождая воду, поглощенную при набухании. Крахмал при повышении температуры усиливает свою способность к набуханию, при 60С крахмальные зерна интенсивно набухают, поглощая влагу, отдаваемую белками при денатурации. /21/ При температуре 40-60С одновременно протекают процессы термической коагуляции белков и клейстеризации крахмала. Такое представление о механизме перераспределения влаги подтверждается большим количеством работ /21,26,70,71,79/. Н.П. Козьмина /21/ отмечает, что чем больше добавляется воды при замесе теста, тем сильнее происходит клейстеризация крахмала при выпечке. В исследованиях А. Яо1ее, К. ЗееШагашап и др. /80, 83/ подтверждаются эти данные.
Увеличение содержания воды в тесте вызывает интенсивный процесс ретроградации крахмала в хлебе при хранении. Добавление в тесто меньшего количества воды приводит к крошковатости готового изделия из-за неразвитого клейковинного каркаса и неполной клейстеризации крахмала. /83/
Исследования А.Г. Кульмана /27/ показали, что в периферических слоях хлеба способность коллоидов мякиша связывать воду, переходить в раствор и набухать резко повышаются в течение первых минут выпечки. В дальнейшехМ, изменения в этих слоях незначительны.
Переход теста в мякиш происходит не одновременно по всей массе ВЗ, а начинается с поверхностных ее слоев и по мере прогревания распространяется по направлению к центру. Прогревание теста до 69С уже обеспечивает образование мякиша вполне нормального качества, но он заминается при легком надавливании и будет сыроватым на ощупь. По данным микроскопических исследований С. Kusunose и др. /75/ крахмал не должен клейстеризоваться на начальных стадиях выпечки вследствие того, что это приводит к уменьшению размеров хлеба после нее. Для получения хлеба с сухим и эластичным мякишем надо обеспечить, чтобы мякиш хлеба был прогрет до температуры 96-98С. /4, 35, 44/
По мнению А.Г. Кульмана /27/, окончание процесса выпечки хлеба и его готовность могут характеризоваться максимальной способностью коллоидов мякиша связывать воду, переходить в раствор и набухать, а также резко пониженной пенообразующей способностью его суспензии.
Увеличение продолжительности выпечки хлеба замедляет процесс черствения. /1, 4, 12, 44/ В работах О.М. Аношиной, Ю.С. Метелкиной и др. /2, 32/ отмечается, что при увеличении продолжительности выпечки происходит более полная клейстеризация крахмала и денатурация белка, вследствие чего образуется единая аморфная масса, которая подвергается изменениям в процессе хранения незначительно.
И.Р. Катц /цит. по 4/ проводил рентгенографические исследования хлеба в процессе его выпечки и черствения, которые показали, что при выпечке происходит неполная клейстеризация крахмала. Это объясняется недостаточностью количества воды в хлебе для полной клейстеризации крахмала.
При черствении хлеба происходят изменения в микроструктуре его мякиша. В мякише черствого хлеба зерна частично клейстеризованного крахмала видны более четко, так как на их поверхности образуется тонкая воздушная прослойка. Чем черствее хлеб, тем более четко видны прослойки воздуха, свидетельствующие об уменьшении объема крахмальных зерен. В свежем хлебе зерна крахмала всей своей поверхностью вплотную прилегают к пленкам белка, в связи, с чем четкой и видимой границы между ними не наблюдается. /1, 4, 35, 44, 47, 84/
Главная цепь макромолекулы крахмала содержит многочисленные гидроксильные группы с проекцией в окружающее пространство. Гидроксильные группы проявляют определенное сродство к другим гидроксильным группам и могут служить движущей силой при соединении в определенном порядке цепей крахмала с помощью водородных связей, в результате в крахмальной грануле формируются кристаллические зоны, которые придают грануле крахмала свойственную ей структуру /23/.Данные свойства обычно связывают с амилопектиновой фракцией крахмала. Остальные области неупорядочены, называются аморфными и связываются с амилозой крахмала.
Встречаются явно противоположные взгляды на роль фракций крахмала амилозы и амилопектина при черствении хлеба /4, 70, 74/. Исходя из опытов И.Р. Катца (цит. по /4/) снижение растворимости крахмала мякиша при черствении происходит в результате уменьшения растворимости амилозы крахмала. Последующие исследования показали, что в мякише хлеба растворимая часть крахмала, уменьшающаяся при черствении, представлена, главным образом, амилопектином. Зарубежные исследователи Ь.М. НаИЬе^ и Р. СЬтасЬой /70/ отводят существенную роль амилозной фракции. N. Кп^ /74/ считает, что главным образом происходят изменения амилопектиновой части крахмала. А. Ко1ее и М. ЬеМ^е /81/ отмечают значимость амилозы крахмала при охлаждении изделий, но не исключают вклад амилопектина.
А.Г. Кульман /27/ в своих работах, показал, что гидрофильные свойства коллоидов ВЗ резко изменяются по мере прогрева, он отмечал повышение сольватируемости коллоидов по мере выпекания хлеба. В центральной части ВЗ гидрофильность коллоидов в процессе выпечки повышалась. Но это повышение протекало постепенно, достигая максимума лишь к концу выпечки.
По мере хранения хлеба гидрофильные свойства мякиша уменьшаются, что приводит к изменению форм связывания воды. Уменьшается при этом и общее количество водорастворимых веществ, и растворимость в воде крахмала мякиша. В результате повышения гидрофильных свойств мякиша хлеба замедляется процесс черствения. /4, 12, 44/ Ю.С. Метелкина /32/ отмечает, что при хранении хлеба содержание свободной влаги в мякише снижается независимо от продолжительности выпечки.
Вода является важным компонентом теста, определяющим качество готового хлеба. Она выполняет три основные функции: является растворителем для водорастворимых веществ, активизирует ферменты и способствует формированию новых связей между молекулами крахмала и белка./4, 15, 17,37, 44, 57/
Коллоидная природа ВЗ обусловливает наличие в ней нескольких форм связи влаги. П.А. Ребиндер /цит. по 11/ предложил классификацию связи влаги материалами, разделив ее на три энергетических уровня: при энергии связи между молекулами воды выше 125 кДж/моль присутствует химически связанная влага, ниже этой величины связь физико-химическая, а при условии удаления влаги путем отжима - физико-механическая связь.
Наиболее прочно удерживается химически связанная вода. Ее молекулы входят в состав основного вещества в точных количественных соотношениях и освобождаются лишь при химическом взаимодействии или при особой интенсивной тепловой обработке (прокаливании). /37/
Влага физико-механической связи, удерживаемая сложной внутренней структурой коллоидной системы, сохраняет свои исходные свойства. Ей соответствуют следующие формы: влага макрокапилляров - часть воды, находящаяся в узких капиллярах, она заполняет сквозные макрокапилляры только при непосредственном соприкосновении, и влага микрокапилляров - жидкость, заполняющая любые микрокапилляры не только при непосредственном соприкосновении, но и путем сорбции из влажного продукта. Причиной этой формы связи является капиллярное давление. Вода физико-механической связи перемещается в объекте как в виде жидкости из центральных слоев до зоны испарения, так и в виде пара от зоны испарения через сухой слой наружу /цит. по 37/.
Физико-химическая влага образует связи в различных строго определенных соотношениях. Ей соответствуют следующие формы связи: адсорбционно-связанная влага — это жидкость, удерживаемая молекулярным силовым полем по гидрофильным группам у поверхности раздела мицелл с окружающей средой.
Всякая поверхность обладает способностью адсорбировать воду, причем с увеличением площади этой поверхности, количество адсорбированной воды возрастает. Миграция адсорбционно-связанной влаги, как влаги наиболее прочно связанной с коллоидным телом происходит в виде диффузии пара. Удаление прочно связанной с телом адсорбционной влаги связано с соответствующей затратой энергии. Для удаления адсорбционно-связанная влага должна быть превращена в пар, после чего начинается диффузия ее к наружной поверхности тела. На долю адсорбционной связанной влаги приходится примерно около 20 % от общего количества влаги, содержащейся в хлебе /57/.
К осмотически поглощенной влаге (влаге набухания) относится влага, находящаяся в замкнутых ячейках, она является свободной в том смысле, что ей соответствует весьма малая энергия связи. Влага набухания в основном мигрирует в виде жидкости под влиянием диффузионно-осмотических сил, т.е. миграция жидкости происходит по типу избирательной диффузии- осмоса, через стенку клеток. Осмотически связанная влага составляет главное количество всей связанной воды полуфабрикатов и готового продукта.
Влагу продукта упрощенно делят на свободную и связанную. Под свободной понимаю влагу, скорость испарения которой из объекта равна скорости испарения воды со свободной ее поверхности, а под связанной - скорость испарения которой из материала меньше скорости испарения воды со свободной поверхности. Однако, Г.А. Егоров /15/ отмечает, что вся поглощенная пищевыми гидрофильными материалами вода находится в связанном состоянии, при равновесии с окружающей среды в материалах не может присутствовать свободная вода. Состояние воды в гидрофильных пищевых материалах определяется уровнем энергетического взаимодействия молекул воды с активными центрами макромолекул биополимеров. Г.А. Егоров /15/ считает, что следует различать уровень связи, в зависимости от энергетической емкости объекта (продукта), обусловленный его химическим составом и структурой: слабосвязанную или прочносвязанную воду.
Работами целого ряда исследователей /59-61, 82/ также подтверждается, что связанная вода представлена двумя ее фракциями с различной подвижностью, т.е. с различной интенсивностью теплового движения, энергией и типом межмолекулярных связей. Между этими фракциями происходит постоянный обмен, интенсивность которого возрастает с повышением влажности и температуры.
R. Ran /82/, изучая изотермы сорбции, установил, что в процессе замеса теста в диапазоне влажностей от 0% до 40% определяется несколько уровней связи воды. Относительно свободная вода появлялась лишь при влагосодержании 23-35%, и повышалась стремительно, пока влагосодержание не достигало 35%.
Однако, Е. Esselink /67/ подверг сомнению использование термина «связанная вода». Из его исследований следует, что взаимодействие воды с различными биополимерами муки характеризуется различными нормами ее молекулярной подвижности.
Вода не равномерно распределена среди структурных компонентов теста. W. Bushuk /59/ приводит данные о том, что 6% воды в тесте связано с крахмалом, 31% и белком, а 23% влаги связано с пентозанами. По данным калориметрических исследований /61/, температура замерзания воды в тесте существенно сдвинута, тогда как часть ее остается «незамораживаемой».
Изменение влаги, происходящие в процессе выпечки хлеба, оцениваются с позиции ее внутренней миграции. /21, 27, 73, 74, 82/. В настоящее время в научно технической литературе нет однозначной оценки в вопросе перераспределения влаги при черствении хлебного мякиша. Черствение хлеба связывают с представлением о ретроградации крахмала мякиша. Эти данные экспериментально подкреплены рядом исследований И.Р. Катца (цит. по /4/) и его сотрудников. В ВЗ крахмал частично клейстеризуется, вследствие этого он переходит из исходного кристаллического в аморфное состояние. При хранении выпеченного хлеба в его мякише происходит ретроградация крахмала, т.е. частичный обратный переход крахмала в кристаллическое состояние, приближающееся к тому, в котором крахмал был в тесте до выпечки.
Биохимические процессы
Биохимические процессы и изменения, происходящие под их влиянием, в отдельных слоях ВЗ протекают с различной интенсивностью. Крахмал сначала проходит первые стадии клейстеризации, а затем гидролизуется /4, 12, 21, 24, 27, 31, 44, 47/. Гидролиз клейстеризованного крахмала, осуществляемый под действием содержащихся в зерне и муке а- и Р-амилаз, протекает значительно быстрее, чем нативного. В ржаном тесте, имеющем большую кислотность, инактивация амилаз при выпечке происходит при более низких температурах. /3, 11, 19, 22, 29, 42, 44/
В процессе выпечки хлеба из муки, содержащей а- и р-амилазу, в мякише накапливаются низкомолекулярные декстрины, придающие мякишу липкость и заминаемость. В процессе выпечки а-амилаза инактивируется при более высокой температуре, чем Р-амилаза.
В работе Н.И. Гогоберндзе /12/ отмечается, что гидролитический распад крахмала и других углеводов происходит на всех стадиях процесса приготовления ржаного хлеба. Наиболее интенсивный гидролиз крахмала наблюдается в последнем периоде выпечки (при температуре мякиша выше 75С) и в начале остывания выпеченного хлеба, когда температура мякиша еще превышает 60С, т.е. в условиях при которых амилолитические ферменты в ржаном хлебе практически полностью инактивированы. Более высокое содержание водорастворимых веществ, углеводов и декстринов в ржаном хлебе Н.И. Гогоберидзе /12/ объясняет кислотным гидролизом крахмала. В результате, которого, процесс черствения происходит медленнее.
В работе Н.П. Козьминой /21/ установлено общее увеличение содержания водорастворимых веществ в хлебе по сравнению с тестом, что указывает на гидролитические процессы, происходящие при выпечке. При этом, как показали исследования, количество водорастворимых веществ возрастает за счет углеводного комплекса. Сахара, образующиеся в ВЗ за счет амилолиза крахмала в начале выпечки не полностью расходуются на брожение, происходит также частичный гидролиз высокомолекулярных пентозанов ржаного теста, превращающихся в ВЗ в водорастворимые, относительно низко молекулярные пентозаны. Содержание растворимого белка понижается по сравнению с тестом на 30-50% /21/.
Белково-протеиназный комплекс заготовки в процессе выпечки существенно изменяется. Белки подвергаются воздействию протеин аз и термической денатурации. Протеолиз зависит от влажности полуфабриката и длительности прогрева. Продолжительность выпечки заготовок с использованием ржаной муки влияет на атакуемость белка выпеченного хлеба, чем длительнее процесс, тем больше возрастает атакуемость белков в ВЗ.
При выпечке хлеба происходят биохимические процессы в его корке, которые также весьма существенно влияют на качество хлеба. В корке содержится значительно больше водорастворимых веществ и декстринов. Накопление декстринов и водорастворимых веществ в корке выпекаемой заготовки объясняется термическим изменением крахмала.
Маклюков И.И. и Маклюков В.И. /31/ отмечают, что при выпечке хлеба процесс формирования ароматообразующих веществ (в основном карбонильных соединений) подразделяется три периода. Реакция меланоидинообразования в первом периоде протекает медленно при интенсивном испарении летучих карбонильных соединений, т.к. температура поверхностных слоев ВЗ изменяется от 20-30 до 70-90С. Испарение летучих карбонильных соединений в этом периоде происходит быстрее, чем их накопление, поэтому содержание их в поверхностных слоях ВЗ снижается. Во втором периоде, когда температура изменяется от 70-90 до 110-115С, реакция меланоидинообразования протекает более интенсивно, чем в первом периоде. Это приводит к увеличению образования летучих карбонильных соединений и интенсивной окраске корки. Ускорению реакции способствует также снижение влажности поверхностного слоя ВЗ. В третьем периоде продолжается реакция меланоидинообразования, интенсивно увеличивается содержание летучих карбонильных соединений в корке и усиливается ее окраска, в результате образования меланоидинов.
Работами ряда зарубежных исследователей /68, 76-78, 85-87/ отмечается, что наряду с меланоидинами в результате реакции Майяра происходит формирование акриламида. J.S. Elmore, A. Mustafa и др. /66, 78/ установили, что с увеличением продолжительности выпечки ржаных лепешек с 5 до 20 минут содержание акриламида повышается и достигает максимума между 25 и 30 мин. A. Mustafa /77/ отмечает, что при хранении ржаных хлебцев в закрытых сосудах с повышенной влажностью содержание акриламида уменьшается на 80 %. Н. Fredriksson /68/ указывает на снижение акриламида до 77 % при длительном брожении теста из ржаной муки с добавлением дрожжей.
Микробиологические процессы
При выпечке по мере прогревания в ВЗ изменяется жизнедеятельность микроорганизмов. Дрожжи активизируются при повышении температуры до 35С, повышая скорость брожения и газообразования. При дальнейшем прогреве ВЗ от 35 до 50С эти процессы резко сокращаются. /4, 31, 44/
Жизнедеятельность кислотообразующих бактерий изменяется в зависимости от их температурного оптимума. Нетермофильные кислотообразующие бактерии при увеличении температуры до 35С повышают свою жизнедеятельность и снижают ее при прогреве от 35 до 50С. Термофильные кислотообразующие бактерии при прогреве до 55С форсируют свою жизнедеятельность, а при температуре от 55 до 70С их жизнедеятельность замедляется и постепенно прекращается. Работы М.И. Ратнер и З.Ф.Фалуниной /цит. по 4/ позволяют считать, что в мякише ржаного хлеба из обойной муки сохраняются хотя и в ослабленном, но жизнеспособном состоянии отдельные клетки как дрожжей, так и кислотообразующих бактерий. Сохранение части бродильных микроорганизмов теста в мякише хлеба в жизнеспособном состоянии объясняется как очень незначительным количеством свободной воды в мякише, так и очень кратковременным подъемом температуры его центральной части выше 90С. При повышении температуры центральных слоев выпекаемой заготовки от 30 до 96С процессы брожения, вызываемые дрожжами и кислотообразующими бактериями, постепенно прекращаются.
Прогревание ВЗ в печи происходит постепенно от наружных слоев к центру, поэтому температурные условия для жизнедеятельности микрофлоры в различных слоях будут различными. Во внешних слоях вскоре после начала выпечки жизнедеятельность бродильной микрофлоры приостанавливается, а в центральной части необходимые оптимальные условия еще не достигнуты.
1.3 Параметры выпечки и их влияние на качество хлеба
На качество хлеба влияют условия выпечки, температурный режим по зонам печи, параметры увлажнения и обжарки, продолжительность выпечки и др.
Как отмечалось ранее, A.C. Гинзбург /10/ делит процесс выпечки на два периода, по мнению В.И. Маклюкова и др. /31/ выделяются три периода выпечки: в первом периоде происходит увлажнение тестовой заготовки, во втором необходим интенсивный подвод тепла, а в третьем постепенное снижение температуры.
Первый период выпечки начинается с момента поступления тестовой заготовки в зону увлажнения пекарной камеры, в которую при помощи пароувлажнительного устройства подается равномерно распределяемый насыщенный пар низкого давления. На холодной поверхности ВЗ конденсируется пар. В первом периоде выпечки происходит интенсивный внешний тепло- и массообмен, в результате которого осуществляется прогрев тестовой заготовки. Температура на ее верхней и боковой поверхностях быстро возрастает, и когда она достигает значения температуры точки росы, процесс конденсации пара прекращается /4, 5, 20, 31, 44, 51/. Этот момент является окончанием первого периода. Масса ВЗ увеличивается за счет сконденсировавшейся на ее поверхности влаги.
A.C. Гинзбург /11/, исследовавший режим зоны увлажнения пекарной камеры при выпечке установил, что при увлажнении более интенсивно прогреваются не только периферийные, но и центральные слои хлеба. Для получения изделий с большим отношением высоты к ширине хлеба необходимо обеспечить относительную влажность среды не ниже 60% при температуре 100-120С.
В начале второго периода выпечки начинается испарение конденсата с поверхности ВЗ. Этот процесс происходит с отбором теплоты извне и от массы ВЗ, что приводит к понижению температуры поверхности. Также в этом периоде выпечки начинается углубление зоны испарения, сопровождающееся повышением температуры ВЗ, которое приводит к образованию частично обезвоженного слоя. К концу периода влажность этого слоя значительно снижается, теплопроводность уменьшается, а температура поверхности ВЗ достигает 100С и выше. На поверхности начинается образование корки. Также интенсивно протекает процесс увеличения объема хлеба и изменение формы подового хлеба, увеличивается высота и уменьшается ширина, а иногда и длина подового изделия. Этот момент становится границей второго и третьего периода выпечки.
По имеющимся данным /4, 10, 11, 54/ выпечку ржаного хлеба после непродолжительного периода увлажнения целесообразно проводить в условиях наиболее высокой температуры порядка 270-3 00С. После достижения в центре изделия температуры 50-60С завершение процесса выпечки должно происходить в условиях температуры камеры, сниженной до 180-200С.
Ряд исследователей /3, 4, 6, 8, 29, 33, 44/ пришли к выводу, что при выпечке подовых сортов ржаного хлеба должна применяться предварительная «обжарка» ВЗ, которая проводится в пекарной камере при температуре 320-350С в течение 4-5 минут. За это время на ВЗ образуется тонкая пленка, которая затем превращается в корку. После этого обжаренные заготовки вынимают, иногда смачивают их поверхность водой и после отлежки отправляют в пекарную камеру печи с температурой около 230С на допекание. Хлеб, выпеченный с обжаркой, имеет более толстую, но не горелую корку и приятный специфический вкус и аромат.
В.А. Брязун и др. /б, 8/ отмечают, что для выпечки качественного ржано-пшеничного формового хлеба необходимо включать при выпечке стадию высокотемпературной обжарки (260-270С) в течение 4-5 минут с последующим допеканием при умеренной температуре (190-210С).
Третий период выпечки наступает с момента образования корки, когда температура ее поверхности достигает 105-115С. К этому времени внутренние слои ВЗ превращаются в мякиш, хотя еще полностью не пропеченный, а частично обезвоженный внешний слой заготовки, превращается в корку. Образование корки и мякиша препятствует дальнейшему увеличению объема хлеба и изменению его геометрических размеров. В третьем периоде продолжается увеличение температуры поверхности ВЗ, которая к концу выпечки хлеба несколько снижается. Происходит дальнейший прогрев внутренних слоев ВЗ. При достижении в центральных слоях температуры 96-98С мякиш считается полностью пропеченным, и процесс выпечки на этом заканчивается
