Заключне ланка приготування хліба - випічка в пекарних камерах різної конструкції. В результаті інтенсивного прогрівання (випічку ведуть при температурі 200 280 ° С) тісто поступово перетворюється в хліб з досить стійкою формою завдяки освіті по периметру вироби міцної кірки, а під нею - пружного еластичного м'якушки.
Режими випічки хліба встановлюються окремо для різних видів виробів, так як швидкості тепломасообмінних процесів залежать від багатьох факторів: сорту борошна і вологості тесту, маси і форми вироби, способу випічки (на поду або в формі), параметрів газового середовища пекарної камери і ін.
Тривалість випічки менше для виробів з пшеничного борошна, більш високої вологості тіста і меншої маси, довгастої форми, але однакової маси, подових. Висока температура і відносна вологість пароповітряної середовища в пекарної камері прискорюють випічку.
Вирішальним фактором, що впливає на тривалість випічки, є маса тестової заготовки. Для випічки, наприклад, дрібноштучних виробів (до 100 г) потрібно 8-12 хв, для виробів масою 200 г-14 хв, для пшеничних батонів по 0,4-0,5 кг - 15-17 хв, батонів по 0,8 -1,0 кг - 28-30 хв. Житні формові хлібці масою 1,0 кг випікаються 55-60 хв.
Тепло тесту-хліба передається за допомогою термоізлученія, конвекції і кондукції, причому частка тепла променистою енергією приблизно в 5-6 разів перевищує конвективний і кондуктивний теплопідводу. У хлібопекарських печах з терморадиационной обігрівом. частка променевої енергії ще вище.
При випічці протікають різні взаємопов'язані процеси, причиною яких є фізичні явища-прогрівання тіста і викликається їм внутрішній тепломасообмін в тесте- хлібі і зовнішній між тестом-хлібом і пароповітряної середовищем пекарної камери.
При спостереженні під час випічки за станом і поведінкою тестової заготовки в пекарної камері спочатку відзначається порівняно швидке збільшення її обсягу, а потім поступове уповільнення і повне припинення його приросту. Бліда корочка поступово змінює колір, проходячи цілу гаму забарвлень від слабо-кремового до яскраво-коричневою.
Усередині випікати круглого виробу утворюється три одночасно змінюються по діаметру кулі: зовнішній, який є збезводненої до рівноважної вологості кіркою; середній, що лежить під кіркою, і центральний шар м'якушки, який поступово збільшується за рахунок відповідного зменшення центральній частині шматка ще непропеченого тесту. До кінця випічки на поверхні виробу утворюється хрустка невеликої товщини кірка, а під нею - пружно еластичний пористий м'якуш.
Процеси, які відбуваються при випічці
Крім фізичних явищ (прогрів, тепломасообмін, зміна вологості і ін.), Випічка супроводжується мікробіологічними, колоїдно-хімічними і біохімічними процесами, які відіграють важливу роль у перетворенні тесту в хліб і які зумовлюють його харчові та смакові переваги.
Зміна температури тесту-хліба. Прогрівання тіста-хліба, як уже зазначалося, є основною причиною всіх процесів і змін, які супроводжують випічку хліба. Тестові заготовки, що мають після вистоювання температуру близько 30 ° С, потрапляючи в зволожену і нагріту паровоздушную середу пекарної камери, починають швидко прогріватися. На поверхні шматка тесту в початковій стадії випічки конденсується пар з навколишнього середовища, прискорюючи прогрів тіста. Через деякий час температура поверхневого шару досягає температури точки роси, відповідної моменту припинення конденсації і початку випаровування вологи. Випаровування відбувається при атмосферному тиску, в зв'язку з чим цей шар прогрівається до 100 ° С і при такій температурі залишається до моменту, коли вологість його досягне рівноважної. Надалі, до закінчення випічки, температура поверхні виробу буде безперервно зростати.
Через пористу структуру тесту випаровування вологи з поверхневого шару відбувається не з якоїсь рівній площині (дзеркала випаровування, як з поверхні рідини), а з обмеженого обсягу або зони, розташованої під кіркою по всьому периметру вироби. Влагопроводность тесту невелика, тому підведення вологи з глибинних шарів тесту до зони випаровування відстає від інтенсивного зневоднення, і зона випаровування починає повільно заглиблюватися до центру вироби, в зв'язку з чим поступово збільшується товщина кірки. Товщина зони випаровування і всієї кірки залежить в основному від стану і розміру пір м'якушки хліба.
Зовнішній шар зони випаровування, досягнувши рівноважної вологості, буде прогріватися далі при безперервному підвищенні температури до якоїсь середньої температури м'якушки і температури пароповітряної середовища. Внутрішній шар зони випаровування на всьому протязі періоду випічки, як би довго вона не тривала, не прогрівається вище 100 ° С, тому що він постійно стикається з вологими шарами тіста, що переходить в м'якуш.
Отже, при випічці випаровування вологи відбувається при температурі 100 ° С тільки в зоні випаровування, розташованої на кордоні переходу кірки в м'якуш. Температура м'якушки наближається до 100 ° С, причому шари, що лежать ближче до кірці, мають температуру трохи вище, ніж центральні. Таким чином, в тесті-хлібі виникає температурний градієнт, що викликає тепловий потік, спрямований від зовнішніх шарів до центральних.
Влагообмен. Завдяки тепловому потоку при випічці відбувається влагообмен між тестом-хлібом і пароповітряної середовищем пекарної камери і внутрішнє переміщення вологи в хлібі. Обидва процеси протікають одночасно і взаємопов'язано.
Зовнішній влагообмен на початку випічки проявляється у вигляді поглинання вологи в результаті конденсації водяної пари з середовища пекарної камери. У цей період випічки маса шматка тесту-хліба трохи збільшується. Після припинення конденсації при температурі поверхні, що відповідає температурі точки роси, починається випаровування вологи спочатку з поверхні, а потім із зони випаровування. Частина пара із зони випаровування проривається через пори кірки в пекарню камеру, а частина проникає в глиб вироби.
Внутрішній перенесення вологи в тісті-хлібі обумовлений двома чинниками: наявністю теплового потоку, що викликає термодифузію вологи у вигляді рідини, і виникненням градієнта вологості, що обумовлює концентрационную дифузію вологи також у вигляді рідини. Різниця концентрації викликає міграцію вологи в протилежному напрямку (тер мовлагодіффузія). Одночасно волога із зони випаровування у вигляді пари частково видаляється через пористу кірку в пекарню камеру, а велика частина також у вигляді пари проникає через пори зони випаровування до шару м'якушки, утворюючи в ньому зону конденсації.
Зміна вологості тесту-хліба. Перераховані види міграції вологи призводять до зміни вологості хліба: в кірці вона досягає рівноважної, в шарах зони випаровування стає нижче, а в шарах зони конденсації і далі за нею, до центру вироби, - вище початкової вологості тесту.
До кінця випічки маса готового виробу зменшиться в порівнянні з вихідною масою тестової заготовки на величину втрат, в основному вологи.
Мікробіологічні процеси. При випічці змінюються умови життєдіяльності мікроорганізмів. Дріжджі викликають інтенсивне спиртове бродіння при температурі 35 ° С, яке триває до 40 ° С. При подальшому прогріванні бродіння буде затухати, а при 45 ° С інтенсивність його різко впаде. При 50 ° С дріжджі відмирають.
Кислотоутворюючі бактерії припиняють життєдіяльність при прогріванні тесту-хліба до 60 ° С. Лише термофільні кислотообразующие бактерії проявляють деяку активність при більш високій температурі.
Біохімічні процеси. У початковий період випічки посилюються різноманітні ферментативні зміни речовин тесту, пов'язані з бродінням, що викликається дріжджами і кислотообразующими бактеріями, і з підвищенням активності ферментів борошна. Під впливом мікроорганізмів триває накопичення в тісті-хлібі продуктів бродіння, що грають важливу роль в утворенні смаку і аромату хліба і забезпечують нормальний об'ємний вихід і досить високу пористість хліба. Ферменти борошна продовжують до певних меж прогріву гідролітичні розщеплення її компонентів, яке, можливо, доповнюється їх кислотним гідролізом. В результаті ферментативних процесів в тесті зростає кількість водорозчинних вуглеводів. Помітно збільшується, особливо в шкірці, кількість декстринів, чому в чималому ступені сприяє термічна декстринизация крохмалю. На перших хвилинах випічки триває протеоліз білків, потім у зв'язку з інактивацією протеаз він загасає, чому також сприяє термічна денатурація білків. У зв'язку з цим кількість водорозчинних азотистих речовин в хлібі значно менше, ніж в тесті.
Істотну роль грають біохімічні процеси, що відбуваються при випічці в кірці. Під впливом тепла кірка прогрівається від 130 ° С в середині до 160-180 ° С на поверхні, в ній швидше, ніж в м'якушки, припиняються мікробіологічні і біохімічні зміни, але одночасно інтенсифікуються термічні процеси, в результаті яких декстрінізіруется крохмаль, карамелізуются незброджені цукру і змінюються білкові речовини. До недавнього часу перерахованими змінами пояснювали освіту кольору кірки виробів з пшеничного борошна. Однак ці погляди експериментально не підтвердилися. Показано, що термічна карамелизация цукрів і декстринизация крохмалю впливають на потемніння кірки, але не вони зумовлюють утворення яскравою з глянцем забарвлення. Роботами ВНІІХПа вперше пояснено, що інтенсивність забарвлення кірки пшеничного хліба в основному пояснюється утворенням при високій температурі кірки меланоидинов - Темна комплексних сполук редукуючих Сахаров і амінокислот. Слід принагідно зауважити, що Меланоїдіни беруть участь в освіті не тільки кольору кірки, а й смаку і аромату хліба.
Колоїдні процеси. Як вказувалося, при випічці хліба відбуваються суттєві фізико-хімічні зміни білків і крохмалю, що зумовлюють перехід тесту в м'якуш хліба. В температурному інтервалі 50-70 ° С одночасно йдуть теплова денатурація білків і клейстеризації крохмалю. Білки при цьому різко знижують гідратаційну здатність, поглинута ними при набуханні волога переходить до клейстерізующімся крохмалю. Денатурація білків в зазначеному діапазоні температур в основному припиняється, а клейстеризація триває практично до закінчення випічки. Перехід тесту в м'якуш відбувається одночасно не в усьому обсязі шматка тесту-хліба, а починається з його поверхні і поширюється вглиб у напрямку до центру. Межа, що відокремлює тісто від м'якушки, в кожен даний момент випічки проходить по ізотермічної поверхні з температурою близько 60 ° С. Однак ця температура не є оптимальною для освіти доброякісного м'якушки. Вирішальну роль на заключній стадії випічки грає клейстеризація крохмалю, яка протікає уповільнено в зв'язку з явним дефіцитом вологи в хлібі. Практично освіту м'якушки завершується при температурі, близькій до 100 ° С.
Цим терміном називають втрати маси тіста при випічці. Кількісно запроторив висловлюють як різниця між масою тесту і масою гарячого хліба в процентах до маси тіста. Переважна частка цих втрат припадає на вологу (близько 95%), а інша частина - на спирт, вуглекислий газ, летючі кислоти, альдегіди і т. Д. Запроторив становить від 6 до 14% і залежить від багатьох факторів: конструктивних особливостей печі, маси виробів, способу випічки і т. п.
режими випічки
Режими випічки змінюються з урахуванням характеру протікання колоїдних і біохімічних процесів. Вище вказувалися температурні межі пароповітряної середовища пекарної камери. Але в процесі випічки істотне значення мають два періоди: перший характеризується зростаючою обсягом шматка тесту-хліба, а другий-постійним об'ємом.
Перший період в початковій стадії випічки повинен протікати при високій відносній вологості (до 80%) і порівняно низькій температурі пароповітряної середовища пекарної камери (до 110-120 ° С). Випічка з цього режиму триває 2-З хв, т. Е. До моменту припинення конденсації пари на поверхні виробів. Протягом решти першого періоду необхідний інтенсивний підведення тепла при температурі в пекарної камері 240-280 ° С.
У другому періоді, коли приріст обсягу хліба припинився, інтенсивність підведення тепла до нього значно знижується.
В сучасних хлібопекарських печах зазвичай створюють три зони, що розрізняються по режиму випічки:
перша зона - відносно низька температура і висока вологість пароповітряної середовища;
друга зона - висока температура пароповітряної середовища і кілька знижена відносна вологість газового середовища;
третя зона - зона, в якій завершується випічка, - підведення тепла до виробів менш інтенсивний; температура підтримується на рівні 190 220 ° С.
Якщо в першому періоді до виробів підводять до двох третин тепла, необхідного для випічки, то в другому періоде-- лише третю частину.
Деякі сорти хліба (мінський, ризький, український) випікаються з обжаркой, т. Е. З короткочасним (3-5 хв) впливом на тестові заготовки високої температури. У момент обсмажування утворюється міцна еластична скоринка, що оберігає вироби від розтріскування і утворення підривів.