PROCESAI, KURIE YRA DUONOS KEPIMO metu
Prof. A. Ya. Auermannas. 1942 metai
1.1 Tešlos duonos pašildymas
Duonos gaminiai kepami kepimo krosnies kepimo kameroje 200-280 ° C oro garų temperatūroje. Norint iškepti 1 kg duonos, reikia apie 293–544 kJ. Ši šiluma daugiausia išleidžiama iš tešlos gabalėlio išgarinant drėgmę ir pašildant ją iki 96-97 ° C temperatūros centre, kai tešla virsta duona. Didelė šilumos dalis (80–85%) perduodama į tešlą-duoną spinduliuojant karštas kepimo kameros sienas ir arkas. Likusi šilumos dalis perduodama laidumu iš karšto židinio ir konvekcija iš garų-oro mišinio judančių srovių kepimo kameroje.
Tešlos gabalėliai kaitinami palaipsniui, pradedant nuo paviršiaus, todėl kepimui būdingi procesai vyksta ne vienu metu visoje duonos masėje, o sluoksnis po sluoksnio - pirmiausia išoriniuose, paskui - vidiniuose. Tešlos ir duonos kaitinimo greitis, taigi ir kepimo trukmė, priklauso nuo daugelio veiksnių. Kai temperatūra kepimo kameroje pakyla, ruošiniai greičiau pašildomi ir sutrumpėja kepimo laikas. Tešla, kurioje yra daug drėgmės ir akytumas, įkaista greičiau nei stipri ir tanki tešla.
Didelio storio ir svorio tešlos gabalėliai, visi kiti dalykai yra vienodi, kaista ilgiau. Forminė duona kepama lėčiau nei židinio duona. Tvirtas tešlos gabalėlių tvirtinimas ant orkaitės dugno sulėtina produktų kepimą.
1.2 Kietos duonos plutos susidarymas
Šis procesas vyksta dehidravus išorinius tešlos gabalėlio sluoksnius. Svarbu pažymėti, kad kieta pluta sustabdo tešlos ir duonos kiekio augimą, todėl pluta turėtų susidaryti ne iš karto, o praėjus 6–8 minutėms nuo kepimo pradžios, kai maksimalus gabalo tūris jau pasiektas. .
Šiuo tikslu garai tiekiami į pirmąją kepimo kameros zoną, kurios kondensacija ant ruošinių paviršiaus atideda viršutinio sluoksnio dehidraciją ir plutos susidarymą. Tačiau po kelių minučių viršutinis sluoksnis, sušilęs iki 100 ° C temperatūros, pradeda greitai prarasti drėgmę ir 110–112 ° C temperatūroje virsta plona pluta, kuri po to palaipsniui storėja.
Džiovinant plutą, dalis drėgmės (apie 50%) išgaruoja į aplinką, o dalis - į trupinius, nes kaitinant įvairias medžiagas, drėgmė visada pereina iš labiau įšilusių vietų (plutos) į mažiau šildomas vietas ( trupinys). Trupinių drėgnumas dėl drėgmės judėjimo iš plutos padidėja 1,5-2,5%. Kepimo pabaigoje plutos drėgnumas yra tik 5–7%, o tai reiškia, kad pluta praktiškai dehidratuojama.
Kepimo pabaigoje plutos temperatūra pasiekia 160–180 ° C. Virš šios temperatūros pluta nešyla, nes jai tiekiama šiluma išleidžiama drėgmės išgaravimui, susidariusio garo perkaitimui ir trupinių susidarymui.
Ruošinio paviršiniame sluoksnyje ir plutoje vyksta šie procesai: krakmolo želatininimas ir dekstrinizavimas, baltymų denatūravimas, aromatinių ir tamsių medžiagų formavimasis ir drėgmės pašalinimas. Pirmosiomis kepimo minutėmis, dėl garų kondensacijos, ruošinio paviršiuje esantis krakmolas želatinizuojamas, iš dalies pereinant į tirpų krakmolą ir dekstrinus. Skysta tirpaus krakmolo ir dekstrinų masė užpildo poras, esančias ant ruošinio paviršiaus, išlygina nedidelius nelygumus ir po dehidratacijos suteikia plutai blizgesio ir blizgesio.
Baltymų medžiagų denatūracija ant produkto paviršiaus vyksta 70-90 ° C temperatūroje. Baltymų koaguliacija kartu su dehidracija prisideda prie tankios, neelastingos plutos susidarymo. Iki tam tikro laiko duonos plutos spalva buvo susijusi su likusių, nefermentuotų cukrų kiekiu tešloje kepimo metu. Norint normalios plutos spalvos, tešloje prieš kepant turi būti ne mažiau kaip 2–3% nefermentuotų cukrų. Kuo didesnė tešlos cukraus ir dujų formavimo galimybė, tuo intensyvesnė duonos plutos spalva.
Anksčiau buvo manoma, kad duonos plutos spalvą lemiantys produktai yra kepimo metu nefermentuotų tešlos cukrų likučių karamelizacijos arba pirminio hidratacijos produktai. Cukrų karamelizacija ir dehidracija plutoje buvo paaiškinta aukšta jos temperatūra. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad spalvoti krakmolo dekstrinizacijos produktai ir plutos baltyminių medžiagų terminiai pokyčiai vaidina reikšmę plutos spalvai.
Remiantis keliais darbais, galima daryti prielaidą, kad duonos plutos spalvos intensyvumą daugiausia lemia tamsių produktų susidarymas, kai redoksinės sąveikos metu susidaro likučių, nefermentuotų redukuojančių tešlos cukrų ir baltymų proteolizės produktų. tešloje, ty melanoidinai. Be to, plutos spalva priklauso nuo kepimo laiko ir temperatūros kepimo kameroje.
1.3 Vidinis drėgmės judėjimas duonoje
Kepant, drėgmė duonos viduje pasikeičia. Iškepto produkto išorinių sluoksnių drėgmės padidėjimas pradiniame kepimo etape stipriai drėkinant kepimo kameros dujinę aplinką ir vėliau sumažėjus paviršiaus paviršiaus sluoksnio drėgmei iki pusiausvyros drėgmės, kuri atsiranda kai šis sluoksnis virsta pluta, buvo pastebėta aukščiau. Šiuo atveju ne visa iškepusioje duonoje garuojanti drėgmė garinimo zonoje garų pavidalu per plutos poras patenka į kepimo kamerą.
Pluta yra daug kompaktiškesnė ir daug mažiau akyta nei trupiniai. Porų dydis plutoje, ypač jos paviršiaus sluoksnyje, yra daug kartų mažesnis nei gretimų trupinių sluoksnių porų dydis. Dėl to duonos pluta yra sluoksnis, pasižymintis dideliu atsparumu garams, praeinantiems iš garavimo zonos į kepimo kamerą. Dalis garų, susidarančių garinimo zonoje, ypač virš duonos dugno plutos, gali iš jos išsiveržti per poras ir trupinių skyles į trupinių sluoksnius, esančius greta garinimo zonos iš vidaus. Pasiekdami arčiau centro esančius ir mažiau įkaitusius sluoksnius, vandens garai kondensuojasi, tuo padidindami drėgmės kiekį sluoksnyje, kuriame įvyko kondensatas.
Šis trupinių sluoksnis, kuris tarytum yra kepamos duonos vandens garų vidinio kondensacijos zona, atitinka duonos izoterminių paviršių konfigūraciją. Vidiniam drėgmės judėjimui drėgnoje medžiagoje turi būti pernešimo potencialo skirtumas. Kepant tešlos duoną, gali būti dvi pagrindinės drėgmės perdavimo priežastys: a) drėgmės koncentracijos skirtumas skirtingose produkto dalyse ir b) temperatūros skirtumas atskirose tešlos duonos dalyse.
Drėgmės koncentracijos skirtumas yra paskata perkelti drėgmę medžiagoje iš vietovių, kuriose yra didesnė drėgmės koncentracija, į vietoves, kuriose yra mažesnė drėgmės koncentracija. Toks judėjimas paprastai vadinamas koncentracija (koncentracijos difuzija arba koncentracijos drėgmės laidumas).
Temperatūros skirtumai atskirose drėgnos medžiagos vietose taip pat sukelia drėgmės judėjimą iš aukštesnės temperatūros medžiagos į žemesnę temperatūrą. Šis drėgmės judėjimas paprastai vadinamas terminiu.
Kepant duoną pastebimas didelis plutos ir trupinių drėgnumo skirtumas ir didelis temperatūros skirtumas tarp išorinio ir centrinio duonos sluoksnių per pirmąjį kepimo laikotarpį.Kaip parodė vidaus tyrinėtojų darbai, kepant duoną vyrauja stimuliuojantis išorinio ir vidinio sluoksnių temperatūrų skirtumo poveikis, todėl kepimo proceso metu trupinyje esanti drėgmė juda nuo paviršiaus į centrą.
Eksperimentai rodo, kad duonos trupinių drėgnumas kepant padidėja apie 2%, palyginti su pradiniu tešlos drėgnumu. Pradiniame kepimo proceso laikotarpyje drėgmė sparčiausiai didėja išoriniuose trupinių sluoksniuose, o tai paaiškinama dideliu šilumos ir drėgmės laidumo vaidmeniu šiuo kepimo laikotarpiu dėl reikšmingo trupinio temperatūros gradiento.
Iš daugybės darbų išplaukia, kad kepant tešlos gabalėlio paviršiaus sluoksnio drėgmė dėl garų ir oro mišinio temperatūros ir santykinės drėgmės greitai sumažėja ir labai greitai pasiekia pusiausvyros drėgmės kiekį. Gilesni sluoksniai ir vėliau virsta plutos sluoksniu lėčiau pasiekia tą patį pusiausvyros drėgmės kiekį.
1.4 Trupėjimas
Kepant tešlos gabalėlyje, slopinama fermentinė mikroflora, keičiasi fermentų aktyvumas, atsiranda krakmolo želatinizacija ir terminis baltymų denatūravimas, keičiasi tešlos-duonos vidinių sluoksnių drėgmė ir temperatūra. Mielių ir bakterijų gyvybinis aktyvumas pirmosiomis kepimo minutėmis padidėja, dėl to suaktyvėja alkoholio ir pieno rūgšties fermentacija. Esant 55-60 ° C temperatūrai, mielės ir ne termofilinės pieno rūgšties bakterijos žūva.
Kepimo pradžioje suaktyvėjus mielėms ir bakterijoms, alkoholio, anglies monoksido ir rūgščių kiekis šiek tiek padidėja, o tai teigiamai veikia duonos tūrį ir kokybę. Fermentų aktyvumas kiekviename kepto produkto sluoksnyje pirmiausia padidėja ir pasiekia maksimumą, o po to nukrenta iki nulio, nes fermentai, būdami baltyminės medžiagos, kaitinami krešėja ir praranda katalizatorių savybes. A-amilazės aktyvumas gali reikšmingai paveikti produkto kokybę, nes šis fermentas yra palyginti atsparus karščiui.
Rugių tešloje, kuri yra labai rūgšti, a-amilazė sunaikinama 70 ° C temperatūroje, o kviečių tešloje - tik aukštesnėje nei 80 ° C temperatūroje. Jei tešloje yra daug a-amilazės, tai ji pavers didelę krakmolo dalį dekstrinais, kurie pablogins trupinio kokybę. Duonos tešlos proteolitiniai fermentai inaktyvuojami 85 ° C temperatūroje.
Krakmolo būsenos pasikeitimas kartu su baltyminių medžiagų pokyčiais yra pagrindinis procesas, kuris tešlą paverčia duonos trupiniais; jie vyksta beveik vienu metu. Krakmolo grūdeliai želatinizuojasi 55-60 ° C ir aukštesnėje temperatūroje. Krakmolo grūdeliuose susidaro įtrūkimai, į kuriuos prasiskverbia drėgmė, todėl jie žymiai padidėja. Želatinizacijos metu krakmolas absorbuoja ir laisvą tešlos drėgmę, ir drėgmę, išsiskiriančią iš varškės baltymų. Krakmolo želatinizacija atsiranda, kai trūksta drėgmės (norint pilnai krakmolo želatinizuoti, tešloje turėtų būti 2-3 kartus daugiau vandens), nelieka laisvos drėgmės, todėl duonos trupiniai tampa sausi ir nelimpa. .
Karštos duonos trupinių drėgnumas (apskritai) padidėja 1,5–2%, palyginti su tešlos drėgmės kiekiu dėl drėgmės, pernešamos iš viršutinio ruošinio sluoksnio. Dėl drėgmės trūkumo krakmolo želatinizacija vyksta lėtai ir baigiasi tik tada, kai centrinis tešlos sluoksnis pašildomas iki 96–98 ° C temperatūros. Trupinio centro temperatūra nepakyla virš šios vertės, nes trupinyje yra daug drėgmės, o jam tiekiama šiluma bus praleista ne masės šildymui, o jos garavimui.
Kepant ruginę duoną, vyksta ne tik želatinizacija, bet ir tam tikro krakmolo kiekio rūgštinė hidrolizė, dėl kurios tešlos duonoje padidėja dekstrinų ir cukrų kiekis. Vidutinė krakmolo hidrolizė pagerina duonos kokybę.
Baltyminių medžiagų būklės pokytis prasideda 50–70 ° C temperatūroje ir baigiasi maždaug 90 ° C temperatūroje.Baltymų medžiagos kepimo procese termiškai denatūruojasi (krešėja). Tuo pačiu metu jie tampa tankesni ir išleidžia drėgmę, kurią jie absorbuoja formuojant tešlą. Varškės baltymai fiksuoja (fiksuoja) porėtą trupinio struktūrą ir produkto formą. Produkte susidaro baltymų karkasas, į kurį įsiterpia išbrinkusio krakmolo grūdeliai. Termiškai denatūravus baltymus išoriniuose produkto sluoksniuose, ruošinio tūrio padidėjimas sustoja.
Galima daryti prielaidą, kad sluoksnio, esančio šalia trupinio, vidinio paviršiaus galutinis drėgmės kiekis yra maždaug lygus pradiniam tešlos drėgmės kiekiui (W0) pridėjus padidėjimą dėl vidinio drėgmės judėjimo (W0 + DW), o šio sluoksnio, esančio prie plutos, išorinio paviršiaus drėgmės kiekis yra lygus pusiausvyros drėgmei. Remiantis tuo, šio sluoksnio grafike imama galutinio drėgnumo vertė, vidutinė vertė (W0 + DW) ir W0Р.
Kepant taip pat padidėja atskirų trupinių sluoksnių drėgnumas, o drėgmės padidėjimas pirmiausia pasireiškia išoriniuose trupinio sluoksniuose, tada sulaiko vis giliau išsidėsčiusius sluoksnius. Dėl šiluminio drėgmės judėjimo (šilumos drėgmės laidumo) išorinių trupinio sluoksnių, esančių arčiau garavimo zonos, drėgmės kiekis netgi pradeda šiek tiek mažėti, palyginti su pasiektu maksimaliu. Tačiau galutinis šių sluoksnių drėgmės kiekis vis dar yra didesnis už pradinį tešlos drėgmės kiekį, kai pradedama kepti. Drėgnumas trupinio centre kaupiasi lėčiausiai, o jo galutinis drėgmės kiekis gali būti šiek tiek mažesnis nei galutinis sluoksnių, esančių greta trupinio centro, drėgmės.
1.5 Svarbus tešlos fermentuojančios mikrofloros aktyvumas kepimo metu
Tešlos fermentuojančios mikrofloros (mielių ląstelių ir rūgštį formuojančių bakterijų) gyvybinė veikla keičiasi, kai kepant tešlos duonos gabalas įkaista.
Kaitinant tešlą iki maždaug 35 ° C, mielių ląstelės maksimaliai pagreitina jų sukeliamą fermentaciją ir dujų susidarymo procesą. Iki maždaug 40 ° C temperatūros mielės kepamoje tešloje tebėra labai intensyvios. Kaitinant tešlą iki aukštesnės nei 45 ° C temperatūros, mielių sukeltas dujų susidarymas smarkiai sumažėja.
Anksčiau buvo manoma, kad esant tešlos temperatūrai apie 50 ° C, mielės žūva.
Riebalus formuojančios tešlos mikrofloros gyvybinis aktyvumas, priklausomai nuo optimalios temperatūros (termofilinėms bakterijoms - apie 35 ° C, termofilinėms - apie 48–54 ° C), tešlai atšilus pirmiausia yra priverstas aukštyn, o tada, pasiekus aukštesnę nei optimali temperatūra, jis sustoja.
Buvo tikima, kad kaitinant tešlą iki 60 ° C, rūgštį formuojanti tešlos flora visiškai išnyksta. Tačiau daugelio tyrėjų atliktas darbas rodo, kad paprastos ruginės duonos trupinyje, pagamintame iš tapetų miltų, nors ir susilpnėjusiame, tačiau gyvybingame būvyje, yra išsaugotos atskiros mielių ir rūgštį formuojančių bakterijų ląstelės.
Iš to, kad nedidelė tešlos gyvybingos fermentacinės mikrofloros dalis kepimo metu lieka duonos trupinyje, tai jokiu būdu nereiškia, kad fermentaciniai mikroorganizmai bet kokiomis sąlygomis gali atlaikyti 93–95 ° C temperatūrą. , kuris kepant pasiekiamas duonos centre.
Taip pat buvo įrodyta, kad verdant duonos trupinį, sutrintą vandens pertekliuje, žuvo visų rūšių fermentaciniai mikroorganizmai.
Akivaizdu, kad tešlos fermentuojančios mikrofloros dalies išsaugojimas duonos trupinyje gyvybingos būsenos gali būti paaiškinamas tiek labai mažu laisvo vandens kiekiu, tiek labai trumpalaikiu jos centrinės dalies temperatūros pakilimu aukščiau 90 ° C.
Iš pirmiau pateiktų duomenų darytina išvada, kad tešlos fermentuojančios mikrofloros temperatūros optima, nustatyta aplinkos sąlygomis, kitokios konsistencijos nei tešla, gali būti nepakankamai įvertinta, palyginti su optima, veikiančia kepamos tešlos sąlygomis. - duona.
Akivaizdu, kad reikia atsižvelgti į tai, kad tešlą pašildžius iki maždaug 60 ° C, gyvybinė mielių ir termofilinių rūgščių nesudarančių tešlos bakterijų veikla praktiškai sustoja. Termofilinės pieno rūgšties bakterijos, tokios kaip Delbrück bakterijos, gali būti fermentiškai aktyvios net esant aukštesnei temperatūrai (75–80 ° C).
Pirmiau aprašyti kepamos tešlos gabalėlio fermentuojančios mikrofloros gyvybinės veiklos pokyčiai vyksta palaipsniui, jai kaistant, plintant nuo paviršiaus sluoksnių į centrą.
Žiūrėti tęsinį ...
