Физико-химические процессы, происходящие при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обоснование темы

2. Физико-химические процессы, происходящие при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий

2.1 Выпечка хлеба

2.1.1 Процессы, протекающие в тестовой заготовке при выпечке

2.1.2 Режим выпечки хлебных изделий

2.2 Физико-химические процессы, происходящие при хранении хлеба и хлебобулочных изделий

2.2.1 Хранение хлеба и хлебобулочных изделий

2.2.2 Остывание и усушка хлеба

2.2.3 Очерствение хлеба

2.2.4 Картофельная болезнь хлеба

2.2.5 Плесневение хлеба

Заключение

Литература

Приложение

Введение

На занятиях по физике и химии мы часто говорили о том, что физические и химические явления окружают нас повсюду. Нас заинтересовал вопросы: «А какие же физические и химические явления происходят при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий? Какие факторы влияют на этот процесс? Что можно добавить в тесто с целью улучшения вкусовых качеств?»

Хлеб был и остается одним из основных продуктов питания населения нашей республики. Ежедневное повсеместное потребление хлеба позволяет считать его одним из важнейших продуктов питания, пищевая ценность которого имеет первостепенное значение. Он обеспечивает более 50% суточной потребности в энергии и до 75% потребности в растительном белке.

В переходный период созданы предпосылки для кардинальной модернизации технической базы хлебопечения, повышения пищевой ценности и вкусовых достоинств хлеба. В настоящее время хлебозаводы имеют возможность приобретать любые виды сырья, материалов, пищевых добавок, улучшителей; располагают хорошо подготовленными кадрами руководителей, специалистов, рабочих; способны (при наличии инвестиционных ресурсов) в сжатые сроки устанавливать современное технологическое оборудование.

Таким образом, так как хлебобулочная продукция пользуется постоянным и повсеместным спросом у населения, то хлебозаводы имеют благоприятные условия для увеличения объемов производства. Однако, только правильно организовав производство хлебобулочных изделий и имея высококвалифицированных специалистов, предприятие может получить положительные результаты.

Цель данной работы - изучение физико-химических процессов, происходящих при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий.

1. Обоснование темы

Хлеб и хлебобулочные изделия - основные продукты питания людей, они содержат почти все, что необходимо человеку для питания и нормальной жизнедеятельности. Потребляя хлеб и хлебобулочные изделия, человек удовлетворяет свои энергетические потребности на 40-50%. Потребности в белке на 30-40%, в витаминах группы В на 50-60% и витамина Е до 80 %. Пищевая ценность хлеба определяется содержанием отдельных составляющих и энергетической ценностью с учетом коэффициента усвояемости.

Хлеб, изготовленный из различных сортов пшеничной и ржаной муки, содержит 40-50% влаги и 50-60% сухих веществ. В состав сухих веществ входят углеводы (около 45%), небольшое количество белков (8-9%), а также жиры, минеральные вещества, витамины и кислоты. Содержание основных групп пищевых веществ в хлебобулочных изделиях зависит от рецептуры.

Энергетическая ценность хлеба зависит от содержания влаги (чем больше влаги, тем она ниже) и от количества отдельных компонентов сухого вещества. Хлебобулочные изделия имеют высокую энергетическую ценность и вместе с зерновыми продуктами восполняют более 40% суточной потребности организма в энергии.

Пищевая ценность хлеба тем выше, чем полнее он удовлетворяет потребности организма в пищевых веществах и чем точнее химический состав отвечает формуле сбалансированного питания. Хлебобулочные изделия обеспечивают одну треть потребности организма в белке и значительную часть потребности в углеводах и витаминах группы В.

Вместе с тем белки хлеба не являются полноценными: в них мало незаменимых аминокислот лизина и метионина. Поэтому в процессе производства хлеба его белковую ценность повышают путем обогащения молочными продуктами, белками бобовых и масличных культур (сои, подсолнечника). Таким образом, хлеб является источником многих незаменимых для организма человека аминокислот: посредством его удовлетворяется потребность в лизине на 19-21%, в метионине на 20-22%, в триптофане на 36-40%.

Минеральная и витаминная ценность хлеба зависит от сорта муки: чем больше выход муки, тем она выше.

В ПМР, где хлеб является одним из основных продуктов питания, рациональным является сбалансирование химического состава и энергетической ценности хлебобулочных изделий. С учетом этого создание широкого ассортимента новых продуктов хлебопекарного производства пониженной энергетической ценности, имеющих профилактическое значение, очень актуально.

Одним из путей разработки ассортимента хлеба и хлебобулочных изделий пониженной энергетической ценности служит применение различных видов сырья, вводимого в рецептуру хлебобулочных изделий при одновременном исключении жирового продукта. При этом используемые виды сырья должны обеспечивать ряд технологических и функциональных свойств жирового продукта: способствовать достижению оптимальных структурно-механических свойств теста в процессе замеса и созревания, оказывать положительное влияние на органолептические, физико-химические и дополнительные показатели качества хлеба. Также они должны влиять на сохранение свежести хлебобулочных изделий вследствие замедления определенных изменений в микроструктуре мякиша, связанных, главным образом, с изменениями в состоянии крахмала в готовом хлебе. К таким видам сырья относятся модифицированные крахмалы, различные виды эмульгаторов, белоксодержащие (соевые) продукты, пектин, целлюлоза, одни из которых усваиваются организмом человека, а другие способствуют улучшению обменных процессов в организме и обладают пониженной энергетической ценностью.

Клейковина составляет основу пшеничного теста и определяет его физические свойства. Количество клейковины соответствует количеству белка зерна и имеет соотношение 2,1-2,4. Снижение качества хлебопекарной муки объясняется снижением товарного качества зерна продовольственной пшеницы, что в настоящее время становится все более острой проблемой. Основной причиной такого положения дел является крайне малое производство зерна сильной пшеницы (первого и второго класса) с содержанием клейковины 28% и более.

Использование модифицированных крахмалов является одним из эффективных средств улучшения качества хлеба и хлебобулочных изделий. В хлебопекарной промышленности нашли свое применение набухающие, кислотномодифицированные, окисленные и другие крахмалы различных злаковых культур, таких, как пшеница, кукуруза и т.д.

Применение эмульгаторов при приготовлении хлеба и хлебобулочных изделий улучшает структурно-механические свойства теста при его машинной обработке, увеличивает газоудерживающую способность, благоприятствует увеличению объема хлеба, улучшает структуру пористости, замедляет процессы очерствения.

Особенно эффективно применение сухой клейковины в связи с возможностью использовать муку с пониженными хлебопекарными свойствами без ухудшения качества хлеба. Использование сухой клейковины позволяет заметно улучшить хлебопекарные качества муки при незначительном ее удорожании. Выход хлебной продукции из муки с использованием сухой клейковины увеличивается на 2-5% за счет увеличения расхода воды в силу повышения водопоглотительной способности клейковины. В процессе термообработки, сушки, консервирования или замораживания пищевые продукты теряют почти весь свой вкус, запах, витамины и другие, полезные для организма вещества. Поэтому издавна возникла индустрия, делающая пищу вновь вкусной и ароматной для потребителя.

Пищевые ароматизаторы и красители добавляют в продукты в ничтожно малых количествах, и стоимость их мало влияет на цену изделий. Поэтому они стали широко применяться в производстве пищевой продукции.

Велика в пищевой продукции роль витаминов, представляющих низкомолекулярные органические вещества, недостаток которых вызывает нарушение обмена веществ и общее ухудшение состояния здоровья.

Мучные изделия особенно капризны в технологическом процессе, поэтому очень важно учесть не только особенности всех компонентов, но и функциональные особенности в первую очередь муки.

Издавна хлеб соотносили с даром небес, перед ним благоговели, ибо помнили всегда - он дает жизнь. Ассортимент хлеба и хлебобулочных изделий позволяет удовлетворить любые вкусы. С большой долей вероятности можно утверждать, что каждый хлебозавод и пекарня имеют все условия для выработки хлеба и хлебобулочных изделий хорошего, стабильного качества. Для этого требуется, прежде всего, добросовестное отношение пекарей к своему труду, их квалифицированный подбор, с учетом условий предприятия и качества, технологического режима и выбора его оптимальных параметров с использованием всех инструкций и рекомендаций, которые наработаны наукой и практикой.

Вне сомнения, компьютеризация и автоматизация производственных процессов существенно облегчат решение задачи, но квалификация пекаря и технолога всегда играет превалирующую роль, особенно в условиях поставок сырья нестабильного качества, в которых предприятию самому приходится жестко контролировать качество поступающей муки и другого дополнительного сырья, тщательно подбирать поставщиков. Ведь безопасность и качество сырья - это основа безопасности и хорошего качества готовой продукции.

У нас, как у будущих технологов общественного питания, назрела необходимость в изучении физико-химических процессах, происходящих при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий.

2. Физико-химические процессы, происходящие при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий

Выпечка -- это процесс превращения тестовых заготовок в готовые изделия, в результате которого окончательно формируется их качество. Выпечка хлеба осуществляется в хлебопекарных печах различных конструкций.

В процессе выпечки происходят следующие изменения с тестовой заготовкой:

- прогрев;

- образование корки и мякиша;

- формирование вкуса и аромата;

- увеличение объема;

- уменьшение массы.

Изменения, характеризующие переход тестовой заготовки в процессе выпечки в хлеб, являются результатом целого комплекса процессов: физических, микробиологических, коллоидных и биохимических. Однако в основе всех процессов лежат физические явления - прогревание теста и вызываемый им внешний влагообмен между тестом - хлебом и паровоздушной средой пекарной камеры и внутренний тепломассообмен в тесте - хлебе.

Физические процессы

В начале выпечки тесто поглощает влагу в результате конденсации паров воды из пекарной камеры; в этот период масса куска теста - хлеба несколько увеличивается. После прекращения конденсации начинается испарение влаги с поверхности. Часть влаги при образовании корки испаряется в окружающую среду, а часть (около 50 %) переходит в мякиш. Вследствие этого содержание влаги в мякише горячего хлеба на 1,5-2,5% выше содержания влаги в тесте.

Микробиологические и биохимические процессы. В первые минуты выпечки спиртовое брожение внутри теста ускоряется и при 35°С достигает максимума.

С₆Н₁₂О₆ > 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

В дальнейшем брожение затухает и при 50°С прекращается, так как дрожжевые клетки отмирают, а при 60°С приостанавливается жизнедеятельность кислотообразующих бактерий. В результате остаточной деятельности микрофлоры во время выпечки в тесте - хлебе увеличивается содержание спирта С₂Н₅ОН, диоксида углерода СО₂ и кислот, что повышает объем хлеба и улучшает его вкус.

Биохимические процессы

Биохимические процессы связаны с изменением состояния крахмала и белков, и при температуре 70-80°С они прекращаются. Крахмал при выпечке клейстеризуется и энергично разлагается. Белки при выпечке также расщепляются с образованием промежуточных продуктов. Глубина и интенсивность расщепления крахмала и белков влияют на характер протекания химических процессов, определяющих цвет корки пшеничного хлеба, его вкус и аромат.

Коллоидные процессы

Белки и крахмал при выпечке претерпевают существенные изменения. При 50-70°С одновременно протекают процессы денатурации (свертывания) белков и клейстеризации крахмала. Белки при этом выделяют воду, поглощенную при замесе теста, уплотняются, теряют эластичность и растяжимость. Прочный каркас свернувшихся белков закрепляет форму хлеба. Влага, выделенная белками, поглощается крахмалом. Однако, этой влаги недостаточно для полной клейстеризации крахмала. Процесс протекает сравнительно медленно и заканчивается при прогреве мякиша до 95-97°С. Клейстеризуясь, крахмальные зерна прочно связывают влагу, поэтому мякиш хлеба кажется более сухим, чем тесто.

2.1 Выпечка хлеба

Хлебные изделия выпекают в пекарной камере хлебопекарных печей при температуре паровоздушной среды 200-280°С. Для выпечки 1 кг хлеба требуется около 300-550 кДж. Эта теплота расходуется на прогревание тестовой заготовки до температуры около 180°С на поверхности корки и около 96-97° С в центре мякиша и на испарение влаги из нее. Теплота передается тестовой заготовке излучением от раскаленных стенок и сводов пекарной камеры (80-85%), теплопроводностью от горячего пода и от движущихся потоков паровоздушной смеси в пекарной камере (15--20%).

Тестовые заготовки прогреваются постепенно, начиная с поверхности, поэтому все процессы, характерные для выпечки хлеба, происходят не одновременно во всей его массе, а послойно, сначала в наружных, а потом во внутренних слоях. При прогревании слоя до температуры выше 100°С он превращается в корку. Температура слоя на границе между коркой и мякишем всегда равна 100°С и именно в этом слое происходит испарение влаги. Если слой перегревается до температуры выше 100°С, то он превращается в очередной слой, формирующий корку.

Быстрота прогревания тестовой заготовки, а, следовательно, и продолжительность выпечки зависят от ряда факторов: температуры среды пекарной камеры, массы и формы тестовых заготовок, влажности среды пекарной камеры. При повышении температуры в пекарной камере (в известных пределах) ускоряется прогревание заготовок и сокращается продолжительность выпечки. хлеб выпечка очерствение плесневение

Тесто высокой влажности и пористости прогревается быстрее, чем плотное тесто с низкой влажностью. Тестовые заготовки значительной толщины и массы при прочих равных условиях прогреваются более длительное время. Формовой хлеб выпекается медленнее, чем подовый. Плотная посадка тестовых заготовок на под печи замедляет выпечку изделий.

Образование корки. Образование твердой хлебной корки происходит в результате обезвоживания наружных слоев тестовой заготовки. Твердая корка прекращает прирост объема теста и хлеба, поэтому корка должна образовываться не сразу, а через 6--8 мин после начала выпечки, когда максимальный объем заготовки будет уже достигнут. В первую зону пекарной камеры подают пар, конденсация которого на поверхности заготовок задерживает обезвоживание верхнего слоя и образование корки. Однако через несколько минут верхний слой, прогреваясь до температуры 100°С, начинает быстро терять влагу и при температуре 110-112°С превращается в тонкую корку, которая затем постепенно утолщается.

Влага, образовавшаяся при обезвоживании корки, испаряется в окружающую среду, а часть ее переходит в мякиш, так как влага при нагревании различных материалов всегда переходит от более нагретых участков (корки) к менее нагретым (мякишу). Влажность мякиша в результате перемещения влаги из корки повышается на 1,5- 2,5%. Влажность корки к концу выпечки составляет всего 5-7%, т. е. корка практически обезвоживается.

Температура корки к концу выпечки достигает 160-180°С. Выше этой температуры корка не нагревается, так как подводимая к ней теплота расходуется на испарение влаги, перегрев полученного пара, а также на образование мякиша.

Корка образуется в результате прогрева тестовой заготовки и изменений крахмала и белка при нагревании. В первые минуты выпечки в результате конденсации пара крахмал на поверхности заготовки клейстеризуется, переходя частично в растворимый крахмал и декстрины. Жидкая масса растворимого крахмала и декстринов заполняет поры на поверхности заготовки, сглаживает мелкие неровности и после обезвоживания придает корке блеск и глянец.

Денатурация белковых веществ на поверхности изделия происходит при температуре 70-90°С. Денатурация белков, наряду с обезвоживанием верхнего слоя, способствует образованию плотной неэластичной корки.

Специфическая окраска корки в основном обусловлена образованием в ней темноокрашенных продуктов окислительно-восстановительного взаимодействия несброженных восстанавливающих сахаров и продуктов протеолиза белков. Эта реакция называется реакцией меланоидинообразования, а конечные продукты этой реакции носят название меланоидинов. Промежуточные и побочные продукты этой реакции (альдегиды R-CHO, кетоны R₁-CO-R₂, эфиры и др.) принимают непосредственное участие в формировании вкуса и аромата хлеба.

Таким образом, окраска корки зависит от содержания восстанавливающих cахаров и продуктов распада белков в тестовой заготовке перед выпечкой, продолжительности выпечки и температуры в пекарной камере. Для нормальной окраски корки в тестовой заготовке (к моменту выпечки) должно быть не менее 2--3% cахаров к массе муки. Вещества, формирующие вкус и аромат хлеба, из корки проникают в мякиш, улучшая вкусовые свойства изделия. Если указанные выше процессы происходят должным образом, то корка выпеченного хлеба получается гладкой, блестящей, равномерно окрашенной в светло-коричневый цвет. Содержание корки (в % к массе изделия) составляет 20--40%. Чем меньше масса изделия, чем длительнее процесс выпечки, тем выше процентное содержание корки. Чем выше процентное содержание корки, тем более вкусным и ароматным будет хлеб.

Образование мякиша.

Основную роль в образовании мякиша хлеба играют коллоидные процессы, протекающие при прогревании тестовой заготовки и связанные главным образом с изменением состояния крахмала и белковых веществ. Эти изменения происходят почти одновременно. Крахмальные зерна при температуре 55-60°С и выше клейстеризуются, т.е. переходят из кристаллического состояния в аморфное. В зернах крахмала образуются трещины, в которые проникает влага, отчего они значительно увеличиваются в объеме. При клейстеризации крахмал поглощает как свободную влагу теста, так и влагу, выделенную белками. Поэтому свободной влаги в тесте уже не остается и мякиш хлеба становится сухим и нелипким на ощупь.

Клейстеризация крахмала из-за недостатка влаги идет медленно и заканчивается только при нагревании центрального слоя теста-хлеба до температуры 96--98°С.

При выпечке ржаного хлеба клейстеризация крахмала начинается при более низкой температуре. Однако протекание ферментативного и кислотного гидролиза некоторого количества крахмала увеличивает содержание декстринов и cахаров в тесте-хлебе и придает липкость и заминаемость мякишу ржаного хлеба.

(C₆H₁₀O₅)_n > (C₆H₁₀O₅)_m > C₁₂H₂₂O₁₁ > С₆Н₁₂О₆

Изменение состояния белковых веществ начинается при прогреве тестовой заготовки до температуры 50-75°С и заканчивается при температуре около 90°С. Белковые вещества в процессе выпечки подвергаются тепловой денатурации. При этом они уплотняются и выделяют влагу, поглощенную ими при образовании теста. Денатурированные белки фиксируют (закрепляют) пористую структуру мякиша и форму изделия. В изделии образуется белковый каркас, в который вкраплены зерна набухшего крахмала. После тепловой денатурации белков в наружных слоях изделия прекращается прирост объема заготовки. Объем выпеченного изделия на 10-30% больше объема тестовой заготовки перед посадкой ее в печь.

Увеличение объема происходит главным образом в первые минуты выпечки в результате спиртового брожения и образования этилового спирта С₂Н₅ОН и диоксида углерода СО₂, перехода спирта в парообразное состояние при температуре 79°С, а также теплового расширения паров спирта и газов в тестовой заготовке. Увеличение объема тестовой заготовки улучшает внешний вид, пористость и усвояемость изделия.

Степень увеличения объема выпекаемого хлеба зависит от состояния теста, способа посадки заготовок на под печи, режима выпечки и других факторов. Достаточно высокая температура пода в первой зоне печи (около 200°С) вызывает интенсивное образование паров и газов в нижних слоях теста. Пары, устремляясь вверх, увеличивают объем заготовки.

Корка в процессе выпечки очень быстро теряет способность к растяжению, поэтому именно корка является препятствием для дальнейшего увеличения объема заготовки. Хорошее увлажнение в первой зоне задерживает образование твердой корки и способствует приросту объема хлеба. Посадка тестовых заготовок на под печи с перевертыванием уплотняет тесто, удаляет из него часть газа и несколько снижает объем изделия.

Микробиологические процессы, протекающие при выпечке. Жизнедеятельность бродильной микрофлоры теста (дрожжевых клеток и кислотообразующих бактерий) изменяется по мере прогревания куска теста-хлеба в процессе выпечки.

Дрожжевые клетки при прогревании теста примерно до 35°С ускоряют процесс спиртового брожения до максимума. Примерно до 40°С жизнедеятельность дрожжей в выпекаемой тестовой заготовке еще очень интенсивна. При прогревании свыше 45°С спиртовое брожение, вызываемое дрожжами, резко снижается, а при температуре теста около 50°С дрожжи начинают погибать.

Жизнедеятельность кислотообразующей микрофлоры в зависимости от температурного оптимума (около 35°С для нетермофильных бактерий и 48--54°С для термофильных) по мере прогревания тестовой заготовки сначала форсируется, после достижения температуры выше оптимальной для их жизнедеятельности замедляется, а затем совсем прекращается. При прогревании теста до 60°С кислотообразующая микрофлора теста почти полностью отмирает.

Биохимические процессы, протекающие при выпечке.

К основным биохимическим процессам, протекающим при выпечке, относятся гидролиз крахмала под действием амилолитических ферментов и гидролиз белков под действием протеолитических ферментов. Очень важным является изменение активности амилаз и протеиназы при прогревании тестовой заготовки. Так р-амилаза полностью инактивируется в заготовке из пшеничной муки при температуре около 82-84°С, а ос-амилаза способна сохранять свою активность в готовом хлебе. Поэтому при выпечке хлеба из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов гидролиз крахмала в тесте и мякише хлеба в основном обусловлен действием амилаз теста.

Иначе изменяется крахмал при выпечке хлеба из ржаной муки. Кислотность ржаного теста в 3-4 раза выше, чем кислотность теста из пшеничной сортовой муки. Вследствие этого инактивация амилаз при прогреве ржаного теста происходит при более низких температурах. При выпечке ржаного хлеба из обойной муки при обычной кислотности - р-амилаза почти полностью инактивируется при 60°С, а ос-амилаза -- при 71°С.

Пока амилазы еще не инактивированы вследствие повышения температуры тестовой заготовки, они вызывают гидролиз крахмала. В процессе выпечки хлеба атакуемость крахмала амилазами возрастает. Это объясняется тем, что крахмал, частично клейстеризованный при выпечке, во много раз легче гидролизуется амилазами. В результате этого количество крахмала в тесте при выпечке в известной мере снижается.

Белково-протеиназный комплекс теста в процессе выпечки хлеба также изменяется. Атакуемость белковых веществ возрастает, протеолитические ферменты в процессе выпечки инактивируются при температуре 80-85°С.

Необходимо отметить, что температура инактивации ферментов при выпечке зависит от скорости прогрева выпекаемого хлеба. Чем быстрее происходит прогрев, тем выше температура, при которой инактивируются ферменты.

Чем активнее протекают гидролиз крахмала и белков, тем больше накапливается продуктов реакции меланоидинообразования, которые придают специфическую окраску корке и участвуют в формировании вкуса и аромата готовых изделий. Однако эти биохимические процессы не должны быть чрезмерно интенсивными, так как в этом случае возможно получение изделий, отличающихся повышенной расплываемостью и интенсивно окрашенной коркой, а также заминающимся липким мякишем. Во время выпечки на изделиях образуется блестящая корочка, которая препятствует улетучиванию из теста газов и тем самым способствует увеличению объема изделия.

Изделия, не смазанные яйцом, должны выпекаться в печах с увлажнительными устройствами. В результате соприкосновения поверхности изделий с влажным воздухом крахмал на поверхности клейстеризуется, декстрины частично растворяются, и жидкий крахмальный клейстер заливает поверхность изделия.

После прекращения конденсации слой жидкого клейстера быстро обезвоживается, образуя на поверхности корки пленку, придающую изделиям глянцевитость.

Пар образуется в пекарской камере на 5-6-й мин после посадки изделий в печь. Выпечка изделий в увлажненной камере увеличивает их выход и улучшает качество.

Для каждого вида теста установлены определенные режимы выпечки, которые надо строго соблюдать. Поэтому кондитерские шкафы и печи снабжают термометром. Очень удобно регулировать температуру в шкафах с электрическим и газовым обогревом. Важно не только, чтобы в них была определенная средняя температура, но и чтобы она распределялась равномерно, иначе одна часть изделия будет уже готова и начнет подгорать, а другая - будет еще сырой. Кроме того, если низ или одна из стенок печи будут холоднее других, то влага изделия будет перемещаться к более холодной ее части и может образоваться «закал», т. е. непрожаренный слой с повышенной влажностью.

Мелкие изделия из дрожжевого теста выпекают при более высокой температуре (260-280°С), так как они быстро прогреваются и не успевают высохнуть, пока образуется корочка. При высокой температуре следует выпекать вначале изделия из «слабой» муки, иначе тесто успевает слишком расплыться.

Допекают эти изделия при более низкой температуре. Перестоявшие изделия также выпекают при высокой температуре, чтобы сохранить форму изделия. Такая выпечка повышает производительность труда и увеличивает пропускную способность печи.

Крупные изделия, сдобные и плохо разрыхленные выпекают при пониженной температуре (200-220°С), так как медленный нагрев изделий способствует их равномерному пропеканию. Чем крупнее изделия и чем больше в них положено сахара и другой сдобы, тем ниже должна быть температура выпечки, иначе корочка обуглится, а внутри изделия будут сырыми. Во время выпечки изделия «зарумяниваются» - образуется коричневая корочка. Цвет ее зависит от количества сахара и аминокислот. Сладкое тесто в процессе выпечки быстро приобретает интенсивную коричневую окраску. После выпечки изделия начинают усыхать за счет того, что из них частично испаряется влага. Корочка готовых изделий почти безводна, но она быстро остывает, и влага из мякиша в результате разности концентраций и температур внутри и снаружи изделий устремляется к ней.

Во время остывания корочка увлажняется примерно до 12%. На этом уровне влажность остается при дальнейшем остывании. Некоторые изделия после выпечки посыпают сахарной пудрой или смесью сахарной и ванильной пудры, пользуясь для этого ситом (диаметр ячеек - 0,5 мм) или марлей. Другие изделия смазывают подогретой ароматизированной помадой. Для получения хорошего глянца на изделия наносят помаду, когда они еще не совсем остыли. Сверху изделия посыпают жареным рубленым миндалем или орехами.

2.1.1 Процессы, протекающие в тестовой заготовке при выпечке

Уменьшение массы изделий при выпечке (упек). Упек - это уменьшение массы тестовой заготовки при выпечке за счет испарения части воды и улетучивания некоторых продуктов брожения. Величина упека определяется разностью между массой тестовой заготовки перед посадкой в печь и массой вышедшего из печи готового горячего изделия, выраженной в процентах к массе заготовки:

Муп = 100*(Мтз-Мгх)/Мтз,

где Мтз и Мгх-масса соответственно тестовой заготовки и горячего хлеба, кг.

Основной причиной уменьшения массы теста-хлеба при выпечке является испарение влаги при образовании корки. В незначительной степени (на 5--8%) упек обусловлен удалением из тестовой заготовки спирта С2Н5ОН, диоксида углерода СО₂ , летучих кислот и других летучих веществ.

Величина упека для разных видов хлебных изделий находится в пределах 6--14% и зависит от формы и массы тестовой заготовки, а также от способа выпечки изделия (в формах или на поду). Чем меньше масса изделия, тем больше его упек (при прочих равных условиях), так как упек происходит за счет обезвоживания корок, а удельное содержание корок у мелкоштучных изделий выше, чем у изделий большей массы. Так, у булки круглой формы массой 0,05 га-доля корок составляет около 40%, а упек -- 11,9%. Булка той же формы массой 0,5 кг содержит 22,5% корок, а упек -- 7,8%.

Формовые изделия имеют меньший упек, так как боковые и нижняя корки формового хлеба тонкие и влажные. Все корки подового хлеба, особенно нижняя, сравнительно толстые, с низкой влажностью.

Упек одного и того же вида изделия в разных печах может быть различен в зависимости от режима выпечки и конструкции печи.

Применение увлажнения снижает величину упека. Опрыскивание поверхности изделий водой перед их выходом из печи снижает упек на 0,5%. Кроме того, эта операция способствует образованию глянца на поверхности.

Упек -- наибольшая технологическая затрата в процессе производства хлебных изделий. Поэтому упек систематически контролируют в каждой печи. В процессе наблюдения обязательно фиксируют продолжительность выпечки, температуру в пекарной камере и по возможности в центре мякиша в конце выпечки, взвешивая поочередно все тестовые заготовки для загрузки одной люльки или одного ряда по ширине пода печи и полученные из них готовые изделия. Готовые изделия взвешивают тотчас после выхода их из печи. Результаты определения упека записывают в журнал по форме. Величину упека определяют по формуле для каждой единицы изделия, суммируют все величины упека и определяют среднюю величину.

Разница в упеке отдельных заготовок (в одном ряду по ширине пода) с учетом существующих недостатков в системе обогрева пекарной камеры может быть до 0,5--0,7%.

Для изделий с отделкой поверхности упек определяют следующим образом:

- сформованные тестовые заготовки укладывают на предварительно взвешенный лист, который вместе с тестовыми заготовками взвешивают до окончательной расстойки;

- тестовые заготовки в конце расстойки смазывают и посыпают орехом, маком и другими продуктами в зависимости от вида изделия и взвешивают вместе с листом;

- выпеченные изделия взвешивают вместе с листом сразу после выпечки; -- снимают изделия с листа и взвешивают лист незачищенным и после зачистки от остатков крошки и смазки.

Упек хлеба - это потери массы теста (%) при выпечке, которые выражаются разностью между массами теста и горячего хлеба, отнесенной к массе теста. Около 95% этих потерь приходится на влагу, а остальная часть - на спирт, диоксид углерода, летучие кислоты и др. Упек составляет 6-14 % и зависит от формы хлеба: у формового хлеба он меньше, чем у подового. Для снижения упека увеличивают массу хлеба, а на завершающем этапе выпечки повышают относительную влажность воздуха, снижают температуру в пекарной камере.

Перемещение влаги из мякиша к корке в этом периоде также ускоряется вследствие высокой температуры хлеба. По мере остывания скорость усушки хлеба снижается и, начиная с определенного периода, становится практически постоянной. Поэтому чем быстрее будут охлаждены изделия, тем ниже окажется величина усушки за один и тот же период хранения.

Второй период усушки хлеба протекает медленно и вызывается концентрированным перемещением влаги от мякиша к корке.

Усушка за период остывания составляет 2--4% от массы хлеба после выпечки и зависит от температуры, влажности, удельной поверхности хлеба и параметров воздуха в остывочном отделении.

Основное влияние на величину усушки оказывает температура воздуха в остывочном отделении. Чем ниже температура воздуха, в котором находится хлеб, тем скорее он остынет до температуры окружающей среды и тем короче будет первый период усушки хлеба, в пределах которого интенсивность усушки хлеба наибольшая.

Пониженная температура воздуха замедляет процесс усушки хлеба и во втором периоде усыхания -- в период постоянной скорости этого процесса.

Чем более влажный воздух, тем медленнее должна идти усушка. Однако в первом периоде влияние относительной влажности на интенсивность усушки незначительно, а во втором периоде, когда температура его не превышает температуру окружающей среды, влияние относительной влажности воздуха на интенсивность усушки значительно возрастает.

Движение воздуха в остывочном отделении со скоростью 0,3-0,5 м/с приводит к ускорению охлаждения хлеба и, следовательно, к сокращению длительности первого периода усушки. Поэтому с целью снижения усушки горячий хлеб рекомендуется охлаждать в специальных устройствах (охладителях, кулерах), где усушка снижается на 0,5-0,9%.

Чем выше влажность хлеба, тем выше, при прочих равных условиях, величина его усушки. Так, например, увеличение влажности мякиша хлеба из ржаной обойной муки на 2% вызывает увеличение усушки хлеба: при хранении в течение 4 ч -- на 0,26-0,42%, а 7 ч - на 0,42-0,50%.

Между величинами упека и усушки хлеба существует обратная зависимость. Чем больше упек, тем меньше усушка, и наоборот.

Подовый хлеб, как правило, имеет упек более высокий, чем формовой хлеб той же массы. Вследствие этого усушка формового хлеба больше по сравнению с подовым.

Чем больше объем хлеба, тем выше его усушка. Установлено также, что чем больше масса штуки хлеба, тем меньше усушка.

Таким образом, хлеб, имеющий высокую влажность, тонкие корки и значительную величину удельной поверхности, усыхает при прочих равных условиях более интенсивно. Чем ниже влажности выше температура воздуха в остывочном отделении, тем интенсивнее происходит усушка.

Для снижения усушки следует быстро охладить изделия, а затем хранить их в условиях, замедляющих усыхание. Значительно снижается усушка при хранении хлеба в закрытых камерах при повышенной влажности воздуха или в закрытых контейнерах.

На некоторых предприятиях вагонетки или контейнеры с выпеченными изделиями закрывают пластмассовыми чехлами. Все эти меры не только снижают усушку, но и замедляют черствение продукции. Значительно снижается усушка упакованных изделий.

2.1.2 Режим выпечки хлебных изделий

Режимы выпечки определяются степенью увлажнения среды пекарной камеры, температурой в различных ее зонах и продолжительностью процесса. Режим выпечки зависит от сорта хлеба, вида и массы изделия, качества теста, свойств муки, а также конструкции печи. Решающим фактором является масса тестовой заготовки.

Для большинства пшеничных и изделий режим выпечки включает три периода. В первый период выпечка протекает при высокой относительной влажности (до 80 %) и сравнительно низкой температуре паровоздушной среды пекарной камеры 110-120°С и длится 2-3 мин. Второй период идет при высокой температуре и несколько пониженной относительной влажности газовой среды. При этом образуется корка, закрепляются объем и форма изделий. Третий период - это завершающий этап выпечки. Он характеризуется менее интенсивным подводом теплоты 180°С, что приводит к снижению упека.

2.2 Физико-химические процессы, происходящие при хранении хлеба и хлебобулочных изделий

2.2.1 Хранение хлеба и хлебобулочных изделий

Хлеб является продуктом кратковременного хранения. Срок реализации хлеба из ржаной и ржано-пшеничной муки - 36 ч, из пшеничной - 24 ч, мелкоштучных изделий массой менее 200г - 16 ч. Сроки хранения хлеба исчисляются со времени выхода их из печи. Лучше всего потребительские свойства хлеба сохраняются при температуре 20-25°С и относительной влажности воздуха 75%.

Помещения для хранения хлеба должны быть сухими, чистыми, вентилируемыми, с равномерными температурой и относительной влажностью воздуха. Каждую партию хлебобулочных изделий отправляют в торговую сеть в сопровождении документа, в котором указывают дату и время выхода из печи.

При хранении в хлебе протекают процессы, влияющие на его массу и качество. При этом параллельно и независимо друг от друга идут два процесса: усыхание -- потеря влаги и очерствение.

2.2.2 Остывание и усушка хлеба

Усыхание -- уменьшение массы хлеба в результате испарения водяных паров и летучих веществ. Начинается сразу после выхода изделий из печи. Пока хлеб остывает до комнатной температуры, процессы усыхания идут наиболее интенсивно, масса изделий уменьшается на 2-4% по сравнению с массой горячего хлеба. Активное вентилирование в этот период снижает потерю массы. После остывания хлеба усыхание протекает с постоянной скоростью, но вентилирование помещений в этот период увеличивает потери. Чем больше первоначальная масса влаги в хлебе, тем интенсивнее он ее теряет. Формовой хлеб усыхает быстрее, чем подовый, так как содержит больше влаги. Мелкоштучные изделия теряют влагу более интенсивно.

2.2.3 Очерствение хлеба

Очерствение хлеба при хранении -- сложный физико-коллоидный процесс, связанный в первую очередь со старением крахмала. Первые признаки очерствения появляются через 10-12 ч после выпечки хлеба. У черствого хлеба корочка мягкая, матовая, а у свежего -- хрупкая, гладкая, глянцевитая. У черствого хлеба мякиш твердый, крошащийся, неэластичный. При хранении вкус и аромат хлеба изменяются одновременно с физическими свойствами мякиша, происходят потеря и разрушение части ароматических веществ и появляются специфические вкус и аромат лежалого, черствого хлеба.

Основные процессы очерствения происходят в мякише. В свежем хлебе набухшие крахмальные зерна находятся в аморфном состоянии. При хранении происходит ретроградация крахмала, т. е. частичный обратный переход крахмала из аморфного состояния в кристаллическое за счет того, что отдельные участки ответвлений молекул амилопектина и амилозы связываются водородными связями по гидроксильным группам глюкозных остатков. При этом структура крахмала уплотняется, объем крахмальных зерен уменьшается, появляются трещины между белком и крахмалом. Образование воздушных прослоек обычно рассматривают как причину, обусловливающую крошковатость черствого хлеба. Ржаной хлеб черствеет медленнее, так как в нем присутствуют вещества, обволакивающие амилопектин и амилозу и замедляющие ретроградацию крахмала. Происходит некоторое выделение влаги, поглощенной крахмалом при клейстеризации во время выпечки. Эта влага частично удерживается мякишем, а частично размягчает корку. При очерствении хлеба изменяются гидрофильные свойства мякиша, т. е. снижается способность к набуханию и поглощению воды за счет уплотнения структуры белка. Чем больше белковых веществ в хлебе, тем медленнее протекает процесс очерствения. Но поскольку белка в хлебе в 5-6 раз меньше и скорость изменений в нем в 4--6 раз меньше по сравнению с крахмалом, основная роль в процессе очерствения принадлежит крахмалу.

Любые добавки и факторы, увеличивающие объем и улучшающие структуру и физические свойства мякиша, способствуют более длительному сохранению свежести. Например, регулирование рецептуры (введение различных добавок -- животных и растительных белков, жиров, эмульгаторов, соевой и ржаной муки), интенсивный замес теста замедляют процесс очерствения. На процесс очерствения оказывают влияние условия хранения: температура, упаковка.

Наиболее интенсивно очерствение протекает при температуре от -2 до 20°С. При температуре от 60-90°С очерствение протекает очень медленно, практически незаметно, а при 190°С полностью прекращается. При температуре ниже -2°С очерствение замедляется, а ниже --10°С практически прекращается. Поэтому один из способов замедления очерствения -- замораживание хлеба при температуре от -18 до -30°С. Однако этот способ, дорогой и широкого распространения в нашей республике не имеет.

Более приемлемый способ замедления процессов очерствения -- упаковка хлеба в специальные виды бумаги, полимерной пленки, в том числе перфорированной и термоусадочной. Использование упаковочных материалов, с одной стороны, способствуют сохранению хлеба более длительный период (срок хранения хлеба в упаковке по ГОСТу -- 72 ч, а в случае использования при этом консервирующих веществ -- 14--30 дней), а с другой -- улучшает санитарно-гигиенические условия транспортирования и реализации в торговой сети.

2.2.4 Картофельная болезнь хлеба

Существующие методы определения картофельной болезни хлеба дифференцируются на четыре группы: технологические, бактериологические, физические и биохимические.

Наибольшее распространение получил технологический метод выявления путем пробной лабораторной выпечки хлеба по методике в соответствии с ГОСТом. Специалистами разработан экспресс-метод определения активности споровых бактерий в хлебопекарном сырье и готовой продукции, который позволяет выявить картофельную болезнь за 6,5--7 ч вместо 24 ч технологическим методом. Этот метод включен в «Инструкцию по предупреждению картофельной болезни хлеба» для практического использования.

Анализ муки на выявление заболевания проводят на мукомольных заводах. Результаты исследования муки записывают в специальный журнал и в удостоверение о качестве с указанием результатов проверки муки на зараженность картофельной палочкой в следующей формулировке:

- не выявлена зараженность картофельной палочкой через 24 ч;

- выявлена зараженность картофельной палочкой через 24 ч;

- выявлена зараженность картофельной палочкой через 36 ч.

Показатель «картофельной болезни» хлеба не является бракеражным для муки, поэтому мука, пораженная картофельной палочкой, с соответствующим удостоверением о качестве может быть направлена на хлебопекарные предприятия для промышленной переработки.

Основные факторы, ингибирующие развитие картофельной болезни в хлебе, -- повышенная кислотность, пониженная влажность, увеличенное содержание сахара и жира в рецептуре изделий (до 15-- 20% к массе муки), антибиотическая активность среды.

В соответствии с этим на хлебозаводах и в пекарнях применяют способы подавления картофельной болезни хлеба путем повышения кислотности полуфабрикатов и готовой продукции. Используют различные подкисляющие компоненты, которые подразделяют на две группы: химические и биологические.

К химическим средствам относятся молочная СН₃СН(ОН)СООН, уксусная СН₃СООН, пропионовая СН₃СН₂СООН кислоты и их соли (кальций уксуснокислый Са(СН₃СОО)₂, пропионаты натрия СН₃СН₂СООNa, калия СН₃СН₂СООK, кальция Ca(СН₃СН₂СОО)₂ и др.). Их в виде растворов добавляют при замесе теста либо используют комплексные хлебопекарные улучшители, в состав которых эти соли входят. Уксусную кислоту вносят в количестве 0,1-0,2% (в пересчете на 100% кислоту), уксуснокислый калий в количестве 0,2-0,3% к массе муки; пропионаты натрия, калия, кальция (Е 281,

Е 282, Е 283) в количестве 0,3-0,5% к массе муки в виде водных растворов.

К биологическим способам подавления картофельной болезни относится применение различных заквасок направленного культивирования. В лабораториях хлебопекарных предприятий проводится систематический контроль зараженности муки. В случае выявления зараженности муки картофельной палочкой и поражения хлеба картофельной болезнью необходимо поставить в известность центры Госсанэпиднадзора, Госторгинспекции и Государственной хлебной инспекции.

Переработка хлеба, пораженного картофельной болезнью, категорически запрещается. Хлеб, пораженный картофельной болезнью, немедленно удаляется из производства, хранится в отдельном помещении с соблюдением условий, исключающих к нему доступ, и подлежит строгому учету.

Гигиеническая экспертиза хлеба, пораженного картофельной болезнью, проводится специалистами центров Госсанэпиднадзора в пределах своей компетенции в соответствии с «Инструкцией о порядке проведения гигиенической экспертизы пищевых продуктов в учреждениях санитарно-эпидемиологической службы». Результаты ее передаются в органы Государственного ветеринарного надзора для решения вопроса о направлении пораженного хлеба на корм скоту. Вопрос об утилизации хлеба, пораженного картофельной болезнью, должен решаться в соответствии с «Положением о проведении экспертизы некачественных и опасных продовольственного сырья и пищевых продуктов, их использования или уничтожения».

Мука пшеничная с выявленным поражением картофельной палочкой через 24 и 36 ч может быть использована:

-- для выработки бараночных и сухарных изделий, печенья, пряников и мелкоштучных изделий массой 0,2 кг и менее;

-- для выработки ржано-пшеничных сортов хлеба (орловский, славянский и пр.).

2.2.5 Плесневение хлеба

Плесневение хлеба возникает при длительном хранении хлеба. Оно происходит в результате попадания спор плесени из окружающей среды на выпеченный хлеб.

Оптимальными условиями для развития плесени являются температура 25-35°С и относительная влажность воздуха 70-80%. Плесневые грибы сначала поражают корку хлеба, а затем и мякиш. Ферменты плесени разлагают мякиш хлеба, портят его вкус и запах.

Некоторые виды плесени образуют ядовитые вещества. Заплесневевший хлеб непригоден к реализации и к вторичной переработке.

Плесневение особенно опасно для хлеба, имеющего длительный срок хранения. Чтобы предупредить плесневение, поверхность такого хлеба обрабатывают консервантами -- этиловым спиртом C₂Н₅ОН или сорбиновой кислотой СН₃-СН=СН-СН=СН-СООН, а затем упаковывают.

Сорбиновую кислоту или уксуснокислый кальций Са(СН₃СОО)₂ можно добавлять и в тесто. Хлеб с длительным сроком хранения, обработанный консервантами, хранится без порчи в течение нескольких месяцев.

Помимо обработки консервантами для стерилизации используют ступенчатую тепловую обработку. Такой хлеб хранят в специальной трехслойной упаковке.

Заключение

Хлеб был и остается одним из основных продуктов питания населения нашей республики. Ежедневное повсеместное потребление хлеба позволяет считать его одним из важнейших продуктов питания, пищевая ценность которого имеет первостепенное значение. Он обеспечивает более 50% суточной потребности в энергии и до 75% потребности в растительном белке.

Хлеб, изготовленный из различных сортов пшеничной и ржаной муки, содержит 40-50% влаги и 50-60% сухих веществ. В состав сухих веществ входят углеводы (около 45%), небольшое количество белков (8-9%), а также жиры, минеральные вещества, витамины и кислоты. Содержание основных групп пищевых веществ в хлебобулочных изделиях зависит от рецептуры.

Энергетическая ценность хлеба зависит от содержания влаги (чем больше влаги, тем она ниже) и от количества отдельных компонентов сухого вещества. Хлебобулочные изделия имеют высокую энергетическую ценность и вместе с зерновыми продуктами восполняют более 40% суточной потребности организма в энергии.

Вместе с тем белки хлеба не являются полноценными: в них мало незаменимых аминокислот лизина и метионина. Поэтому в процессе производства хлеба его белковую ценность повышают путем обогащения молочными продуктами, белками бобовых и масличных культур (сои, подсолнечника). Таким образом, хлеб является источником многих незаменимых для организма человека аминокислот: посредством его удовлетворяется потребность в лизине на 19-21%, в метионине на 20-22%, в триптофане на 36-40%.

Минеральная и витаминная ценность хлеба зависит от сорта муки: чем больше выход муки, тем она выше.

Ассортимент хлеба и хлебобулочных изделий позволяет удовлетворить любые вкусы. С большой долей вероятности можно утверждать, что каждый хлебозавод и пекарня имеют все условия для выработки хлеба и хлебобулочных изделий хорошего, стабильного качества.

1) Выпечка -- это процесс превращения тестовых заготовок в готовые изделия, в результате которого окончательно формируется их качество. Выпечка хлеба осуществляется в хлебопекарных печах различных конструкций.

2) В процессе выпечки происходят следующие изменения с тестовой заготовкой: прогрев; образование корки и мякиша; формирование вкуса и аромата; увеличение объема; уменьшение массы.

3) Изменения, характеризующие переход тестовой заготовки в процессе выпечки в хлеб, являются результатом целого комплекса процессов: физических, микробиологических, коллоидных и биохимических.

4) В основе всех процессов лежат физические явления - прогревание теста и, вызываемый им внешний влагообмен между тестом - хлебом и паровоздушной средой пекарной камеры и внутренний тепломассообмен в тесте - хлебе.

5) Хлебные изделия выпекают в пекарной камере хлебопекарных печей при температуре 200-280°С. Для выпечки 1 кг хлеба требуется около 300-550 кДж.

6) Образование твердой хлебной корки происходит в результате обезвоживания наружных слоев тестовой заготовки. Твердая корка прекращает прирост объема теста и хлеба, поэтому корка должна образовываться не сразу, а через 6--8 мин после начала выпечки, когда максимальный объем заготовки будет уже достигнут.

7) Корка образуется в результате прогрева тестовой заготовки и изменений крахмала и белка при нагревании.

8) Окраска корки зависит от содержания восстанавливающих cахаров и продуктов распада белков в тестовой заготовке перед выпечкой, продолжительности выпечки и температуры в пекарной камере.

9) Основную роль в образовании мякиша хлеба играют коллоидные процессы, протекающие при прогревании тестовой заготовки и связанные главным образом с изменением состояния крахмала и белковых веществ. Крахмальные зерна при температуре 55-60°С и выше клейстеризуются, т.е. переходят из кристаллического состояния в аморфное. В зернах крахмала образуются трещины, в которые проникает влага, отчего они значительно увеличиваются в объеме. При клейстеризации крахмал поглощает как свободную влагу теста, так и влагу, выделенную белками. Поэтому свободной влаги в тесте уже не остается и мякиш хлеба становится сухим и нелипким на ощупь.

...