Процеси, які відбуваються в тістовій заготовці, що випікається

Випікання – є складним комплексним процесом теплообміну зі зміною агрегатного і колоїдного стану матеріалу. Це типовий випадок нестаціонарного теплового процесу із зміною температур і вологостей шарів, який супроводжується переміщенням та випаровуванням вологи [4].

Прогрівання тістових заготовок після вистоювання приводить до переходу із стану тіста до стану м'якуша.

Тісто – високогідратований колоїдний матеріал. Згідно теорії П.А. Ребіндера це структурована піновидна дисперсна система, що здатна до утворення внутрішнього каркасу. А вже хліб є капілярно-пористим колоїдним тілом, утвореним в результаті поступового переходу матеріалу з одного агрегатного стану в інший та перетворенні однієї форми зв'язку вологи з матеріалом в іншу. Тобто вільна волога тіста при випіканні переходить у зв'язану форму, а м'якуш гарячого хліба буде вже сухим на дотик, незважаючи на майже однакову з тістом вологість.

Дослідники називають проміжний продукт під час випікання в пекарній камері печі терміном “тісто-хліб”[4].

Під час випікання тісто зазнає впливу теплоти і вологи навколишнього вологого повітря пекарної камери і теплового потока від генераторів теплоти, тому процес випікання можна назвати гігротермічним процесом.

Під дією теплоти і вологи в тісті відбуваються тісно пов'язані між собою фізичні, біохімічні, мікробіологічні і колоїдні процеси [4].

Фізичні процеси

Фізичні процеси, в основному полягають у збільшенні об'єму тістової заготовки під час прогрівання. Збільшення об'єму тіста-хліба на початку процесу випікання і наступне уповільнення зміни об'єму обумовлено мікробіологічними, біохімічними і колоїдними процесами [4].

Рис. 1. Зміна об'єму тіста-хліба в процесі випікання:

V_m  - об'єм тістової заготовки; h – висота тістової заготовки; V_k  - об'єм заготовки в момент τ_к; V_гх  - об'єм гарячого хліба; τ_вип – тривалість випікання.

Треба підкреслити, що зміни об'єму тіста-хліба при випіканні обумовлені параметрами технологічного процесу приготування тіста, а також тепловим і гігротермічним (парозволожувальним) режимами процесу випікання, особливо в його початковому періоді.

Зміну об’єму тіста-хліба в процесі випікання безпосередньо заміряти без порушення форми неможливо, але про хід процесу можна мати уяву фіксуючи зміну висоти тіста-хліба, для чого існує цілий ряд методик.

Біохімічні процеси

Біохімічні процеси характеризують поведінку ферментів і їх вплив на складові борошна. В тісті-хлібі при випіканні крохмаль не тільки частково клейстерилізується, а й під дією амілолітичних ферментів в значній мірі гідролізується з утворенням декстринів і мальтози.

Повна інактивація ß-амілази в пшеничному тісті наступає при температурі 82-84°С, а α-амілаза зберігає певну активність до 97-98°С, тобто до кінця процесу випікання.

При випіканні житнього тіста, кислотність якого в 2-3 рази більше кислотності пшеничного тіста, інактивація амілаз відбувається при більш низьких температурах. Так, в житньому хлібі з обойного борошна ß-амілаза повністю інактивується при температурі 60°С, а α-амілаза – при 71°С. Після інактивації амілолітичних ферментів продовжується кислотний гідроліз крохмалю.

Протеолітичні ферменти борошна, які діють на білки, при випіканні інактивуються при температурі 80-85°С.

Поверхневі шари тіста, з яких утворюється скоринка, швидко прогріваються при випіканні до більш високої температури, тому там ферменти інактивуються раніше.

Хімічні перетворення в поверхневих шарах тіста обумовлюють утворення красячих і ароматичних речовин, які надають хлібу специфічного смаку, аромату і кольору скоринці. За рахунок реакції цукрів (продуктів гідролізу крохмалю) з амінокислотами (продуктами протеолізу білків) при впливі температури відбувається реакція меланоїдиноутворення темнопофарбованих з’єднань – меланоїдинів в скоринці.

Мікробіологічні процеси

Мікробіологічні процеси при прогріванні тістових заготовок до температури 35-40°С посилюються за рахунок життєдіяльності дріжджових клітин та кислотоутворюючих бактерій. Але при нагріванні до температури понад 45° газоутворення різко знижується, а при температурі тіста 60° життєдіяльність бродильної мікрофлори практично припиняється.

Колоїдні процеси

Колоїдні процеси при випіканні, а саме поведінка білків і крохмалю при нагріванні, обумовлюють перехід тіста в м’якуш і є важливішими [4].

Клійковина тіста має максимальне набухання при температурі 28-30°С. Подальше підвищення температури призводить до уповільнення процесу. При температурі 60-70°С білкові речовини тіста денатурирують і згортаються, звільняючи при цьому воду, яка поглиналася при набуханні.

При підвищенні температури до 50-60° крохмаль борошна інтенсивно набухає, при цьому починається його клейстеризація з ендотермічним ефектом, тобто поглинанням теплоти.

В інтервалі температур 50-70°С одночасно відбуваються процеси коагуляції білків, коли основна частина води, яка була поглинута білками при набуханні, переходить до крохмалю, який клейстеризується. Саме це і обумовлює при випіканні перехід тіста в м’якуш, який різко відрізняється від тіста за своїми фізичними властивостями.

Консистенція тіста з підвищенням температури різко ослаблюється, досягаючи мінімума при 57°С. Подальше підвищення температури до 60-70°С призводить до різкої зміни консистенції – загустіння тіста. Однак це ще не забезпечує утворення м’якушу нормальної якості. Він ще не достатньо пружний, бо відбувається “неповна” клейстеризація крохмалю при обмеженій кількості вологи в тісті-хлібі і вона продовжується майже до 100°С. Тому для отримання якісного готового хліба необхідно продовжувати випікання в печі до досягнення температури в центрі заготовки 96-98°С.

На інтенсивність колоїдних процесів впливає інтенсивність прогрівання тіста-хліба і тривалість випікання.

Денатуровані білки фіксують структуру хліба, створюючи пружний каркас, хоча вологість хліба наближається до вологості тіста.

Контрольні питання

1. Які види теплообміну мають місце в печах ?

2. Що таке теплопровідність ?

3. Розрахункова формула теплообміну випромінюванням.

4. Критеріальні залежності при конвекції.

5. Чи належить випромінюванню головна роль при теплообміні в     пекарній камері ?

6. Як збільшити долю конвективного теплообміну ?

7. Чи є процес випікання стаціонарним процесом ?

8. Як змінюється колоїдний стан матеріалу при випіканні ?

9. Чому процес випікання називають гігротермічним ?

10.  Назвіть періоди при зміні об’єму тіста-хліба.

11.  Коли припиняється ріст тіста-хліба при випіканні ?

12.  В чому полягають біохімічні процеси при випіканні ?

13.  Що таке меланоїдиноутворення ?

14.  В чому полягають мікробіологічні процеси при випіканні ?

15.  Чи належить колоїдним процесам головна роль в утворенні м’якуша ?

16.  Чи відбувається повна клейстеризація крохмалю в тісті-хлібі ?