Производство пшеничного хлеба

Биохимические процессы , протекающие при брожении, оказывают большое влияние на качество теста и готового хлеба. Вещества, входящие в состав теста, претерпевают ряд превращений, обусловленных действием ферментов муки и продуктов, выделяемых дрожжами и кислотообразующими бактериями теста. В результате непрерывно изменяется состояние углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов.

Крахмал при брожении теста частично осахаривается, превращаясь под действием β-амилазы в мальтозу. Чрезмерная активность ά-амилазы (в муке из проросшего зерна) может привести к излишне большому накоплению мальтозы и образованию декстринов. При этом хлеб получается с более темной коркой, заминающимся, с не пропеченным мякишем.

Белки теста под влиянием протеолитических ферментов подвергаются гидролизу. Протеолиз в тесте из сильной муки несколько ослабляет клейковину, делает ее более растяжимой, что улучшает структуру мякиша хлеба. На тесто из слабой муки протеолиз оказывает неблагоприятное воздействие, дезагрегируя структурно-непрочные белки и приводя их к неограниченному набуханию и пептизации. В результате несоразмерно увеличивается жидкая фаза, тесто становится липким, малопригодным для механической обработки при разделке и формовке. При расстойке и выпечке такое тесто сильно расплывается, хлеб получается из него недостаточного объема. Замедлению или усилению протеолиза способствует введение различных добавок-улучшителей соответственно окислительного или восстановительного действия. Коллоидные и физические процессы продолжают интенсивно развиваться при брожении теста. Постепенное повышение кислотности и накопление спирта в тесте, с одной стороны, ускоряют процессы дальнейшего набухания коллоидов, в первую очередь белковых веществ, а с другой – способствуют неограниченному набуханию части белков и их пептизации. Ограниченное набухание белков теста приводит к уменьшению количества его жидкой фазы, улучшая тем самым вязкопластичные свойства. В то же время неограниченное набухание и пептизация, наоборот, увеличивают содержание веществ, переходящих в жидкую фазу теста, ухудшая его свойства.

Интенсивность и продолжительность этих одновременно идущих процессов в тесте из муки различной силы неодинакова. Так, в сильной муке процессы набухания в тесте протекают замедленно, достигая максимума только к концу его брожения. Неограниченное набухание и пептизация белков при этом незначительны. В тесте из слабой муки эти процессы преобладают.

Улучшению свойств теста из сильной муки и ускорению набухания белков способствует обминка – повторное кратковременное (1-2 мин) перемешивание теста с целью удаления продуктов брожения (главным образом диоксида углерода) и улучшения структуры теста. Обминка теста из слабой муки, наоборот, ухудшает его свойства, так как ускоряет разрушение и без того ослабленной структуры набухших белков теста.

Все процессы протекают в тесте одновременно, в комплексе и во взаимодействии. Совокупность этих процессов, приводящих тесто в состояние, оптимальное для разделки и выпечки, принято называть общим понятием созревание теста.

Обработка и разделка теста.

Обработку  теста начинают в период его брожения. Скапливающийся диоксид углерода распределяется в тесте неравномерно, образуя крупные пузыри. Для лучшего разрыхления всей массы теста и его аэрации во время брожения проводят одну-две обминки. Большая часть газа при этом удаляется, однако оставшаяся хорошо диспергируется, а вновь диоксид углерода накапливается быстрее в результате перехода части дрожжевых клеток на аэробное дыхание. Число и длительность обминок пшеничного теста зависят от ряда факторов: силы муки, выхода теста, продолжительности его брожения. Если тесто требует одной обминки, то ее проводят по истечении 2/3 продолжительности процесса брожения. В случае нескольких обминок последняя должна быть проведена не позднее, чем за 20 мин до начала разделки теста.

Разделку теста осуществляют с целью получения тестовых заготовок заданной массы. Она включает следующие операции: деление теста на куски, округление кусков, предварительную расстойку, формование и окончательную расстойку.

Деление теста на куски  производят в тестоделительных машинах, а в мини-пекарнях – часто вручную. Массу куска определяют исходя из массы готовой продукции, установленной на каждый сорт хлебобулочного изделия. При этом обязательно учитывают потери в массе теста при его выпечке (упек), остывании (усушка) и хранении. Колебания в массе готовых изделий не должны превышать 2,5 % установленного значения.

Округление кусков теста  заключается в придании им шарообразной формы. Проводят его сразу же после деления теста на куски, для чего используют тестоокруглители или делают это вручную. Цель его – улучшение структуры теста, что способствует получению изделий с более мелкой, равномерной пористостью мякиша хлеба. При выпечке подовых изделий округлой формы эта операция совпадает с операцией окончательной формовки. После округления куски теста оставляют в покое в течение 5-8 мин для предварительной расстойки.

Предварительная расстойка  способствует восстановлению разрушенной механической обработкой структуры теста. При механическом воздействии в тесте возникают внутренние напряжения, что ведет к частичному разрушению клейковинного каркаса и возможности ухудшения его структурно-механических свойств.

В процессе предварительной расстойки происходят снятие внутренних напряжений (явление релаксации) и восстановление разрушенной структуры теста (явление тиксотропии). В результате данной операции улучшаются свойства теста и соответственно качество хлеба (увеличивается объемный выход и улучшается структура пористости мякиша).

Ввиду скоротечности предварительной расстойки и незначительности влияния на процесс брожения на этом этапе не требуется поддерживать специальный температурно-влажностный режим. И даже некоторое подсыхание поверхности кусков рассматривается как положительное явление, так как облегчает последующее прохождение их через закаточную машину с целью формования.

Формование имеет целью придание тестовым заготовкам (кускам) формы, соответствующей определенному виду хлебных изделий. Эту операцию осуществляют на закаточных машинах или вручную. Сформированное тесто проходит окончательную расстойку.

Окончательная расстойка способствует улучшению качества хлеба. В этот период в тесте продолжается брожение и сформированный кусок, разрыхляясь, заметно увеличивается в объеме. Окончательную расстойку проводят при температуре 33-37 °С и относительной влажности воздуха 75-85 %, что предохраняет поверхность тестовых заготовок от высыхания. В противном случае на этапе выпечки вследствие увеличения объема теста образуются трещины и подрывы на поверхности хлеба. Однако относительная влажность не должна превышать 85 %, так как это ведет к прилипанию теста к противням.

Расстойка – очень ответственная операция. При малой ее продолжительности тесто с хорошей газоудерживающей способностью не достигает нужного объема. Изделия имеют выпуклую корку с подрывами. Передержка теста приводит к его опаданию, если не в период расстойки, то при выпечке. Подовые изделия получаются сильно расплывшиеся, а формовой хлеб с вогнутой верхней коркой. Продолжительность расстойки сформированного теста составляет 25-120 мин в зависимости от свойств муки, рецептуры, массы кусков, условий процесса (в формах или без них, температуры). Расстойку теста проводят в специальных расстойных шкафах.

Правильно определить время окончания расстойки можно следующим образом. Надо слегка надавить пальцами на поверхность тестовой заготовки. Если образовавшая небольшая вмятина быстро заравнивается (тесто упругое и принимает исходную форму после деформации), то расстойку следует продолжать для увеличения объема изделия. Если же на поверхности теста остается углубление, то изделия необходимо немедленно поместить в пекарную камеру во избежание опадания поверхности. Во время окончательной расстойки ни в коем случае нельзя допускать встряхивания тестовых заготовок и размещения их на сквозняках.

Выпечка хлеба.

Выпечка – заключительный этап приготовления хлеба. Ее проводят в печах различных конструкций при температуре в пекарной камере в зависимости от вида изделий от 200 до 280 °С. Выпекают хлеб на поду и в формах. При выпечке в тесте и будущем хлебе протекают разнообразные теплофизические, коллоидные, микробиологические и биохимические процессы.

Теплофизические процессы. Сразу после поступления в печь тестовой заготовки начинается ее прогрев от наружных слоев к внутренним. Температура отдельных слоев теста увеличивается с различной скоростью. К концу выпечки температура поверхности хлеба достигает 140-180 °С, а в центре мякиша –

96-98 °С.

Микробиологические процессы. В начальный период выпечки в тесте форсируется деятельность дрожжевых клеток и кислотообразующих бактерий. В связи с усилением газообразования объем тестовых заготовок увеличивается до тех пор, пока повышающаяся температура не остановит эти процессы. Деятельность бродильной микрофлоры замедляется при температуре выше 40 °С и практически прекращается при температуре 60 °С.

Полной инактивации бродильной микрофлоры при выпечке не происходит. В центре мякиша в сильно ослабленном состоянии обнаруживаются дрожжевые клетки, а также термофильные молочнокислые бактерии, что может иметь определенное значение при хранении хлеба.

Следует отметить, что при температуре мякиша во время выпечки

(96-98 °С) споры картофельной палочки не погибают. Они выдерживают нагревание до 110-120 °С в течение 45 минут, а кипячение – несколько часов. После выпечки при продолжительном хранении хлеба в условиях повышенной температуры, особенно летом, они начинают внутри мякиша быстро развиваться, вызывая образование неприятного запаха и вкуса. Такой хлеб становится непригодным для употребления.

Корки хлеба и подкорковый слой становятся стерильными благодаря высокой их температуре. Следует отметить, что клетки и споры плесневых грибов при выпечке погибают, поэтому хлеб может плесневеть главным образом за счет нарушения режимов и сроков хранения.

Биохимические процессы  протекают под действием ферментов муки, изменяются они примерно так же, как и микробиологические. В начальный период прогрева теста в печи до температурного предела 50-60 °С деятельность ферментов заметно активизируется. Соответственно ускоряется процесс гидролиза высокомолекулярных соединений (белков, крахмала, пентозанов). Начинается процесс клейстеризации крахмала. После инактивации ферментов (при температурах 60-85 °С) гидролитические процессы в тесте приостанавливаются, а затем полностью прекращаются.

Физические и коллоидные процессы в конечном итоге превращают тесто в хлеб. Через несколько минут после начала выпечки начинается обезвоживание и уплотнение поверхности тестовых заготовок, образуется корка. Она под действием высокой температуры высыхает, однако не утолщается и не подгорает, так как через нее проходит испаряемая из мякиша влага.

Высокая температура вызывает реакцию меланоидинообразования (взаимодействие остаточных несброженных сахаров с продуктами гидролиза белков, а именно с аминокислотами). Образующиеся меланоидины придают корке соответствующую окраску и участвуют в образовании вкуса и аромата. Для получения хлеба с хорошо окрашенными корками в тесте должно содержаться 2-3 % сахаров и 1,0-1,5 % водорастворимых азотистых веществ (аминокислот). В окрашивании корок немаловажное значение также имеет карамелизация сахаров, которая начинается при повышении температуры поверхности.

По мере прогревания тестовой заготовки до 60-70 °С начинается тепловая коагуляция белков и частичная клейстеризация крахмала. Эти процессы закрепляют пористую структуру теста и обусловливают переход теста в состояние мякиша, то есть хлебное изделие приобретает формоустойчивость. Свернувшийся белок образует как бы скелет хлеба, а частично клейстеризованный крахмал приобретает упругость и придает мякишу хлеба опредленную эластичность.

Формирование вкусоароматического комплекса хлеба.  Аромат хлебу придают в той или иной степени летучие вещества, вкус может обусловливаться также и нелетучими соединениями. В формировании вкуса и аромата хлеба участвует более 200 веществ.

Ароматические вещества образуются на различных этапах приготовления хлеба. Так, при брожении теста образуются молочная и уксусная кислоты, 16 различных спиртов, из которых основной – этанол. Кислоты и спирты в процессе брожения и выпечки взаимодействуют с образованием сложных эфиров.

Основные ароматические вещества выделяются при реакции меланоидинообразования. Кроме темноокрашенных соединений, придающих цвет коркам, образуется целый ряд карбонильных соединений (альдегидов и кетонов). Часть ароматических веществ при выпечке испаряется, остальная диффундирует в мякиш и им частично связывается.

Наиболее важное значение в формировании аромата пшеничного хлеба имеют такие карбонильные соединения, как фурфурол, диацетил, этилпропилкетон, уксусный, масляный, изомасляный, валериановый, изовалериановый и капроновый альдегиды, а также производные ароматических углеводородов – пиразин, пиррол, пиридин. В ароматообразовании пшеничного и ржаного хлеба участвуют одинаковые карбонильные соединения, однако их количественное сочетание различно, что и обусловливает специфический аромат пшеничного и ржаного хлеба.

Изменение объема хлеба. Это очень важный процесс, происходящий в первый период выпечки. Он в значительной степени обусловливает структуру пористости мякиша и форму готовых изделий.

Процесс выпечки делится на два периода: первый период – переменного объема теста, где объем сначала нарастает интенсивно, а затем замедляется; второй период – постоянного объема, начинающийся с определенного времени.

Замедление и прекращение в определенный момент подъема теста обусловлено двумя факторами: образованием корки на поверхности выпекаемой тестовой заготовки, а под коркой – увеличивающегося слоя мякиша. Исходя из этого, важным моментом является поддержание оптимальной температуры в пекарной камере.

Превышение температуры приведет к слишком быстрому ее нарастанию в тесте в начальный период выпечки, что обусловит образование корки. Последняя начинает терять способность к растяжению и препятствует дальнейшему увеличению объема хлеба. К тому же слишком раннее затвердение корки может привести к ее разрывам. И наоборот, недостаточно высокая температура способна затянуть период прогрева теста, а, следовательно, и образование корки и подкоркового слоя мякиша. Это приведет к уменьшению объема хлеба (его «опадению») вследствие неспособности теста долго удерживать уже достигнутый объем под действием собственной массы.