Основы хлебопечения

Процессы, происходящие в муке при тестообразовании

Зерна пшеницы являются сырьем для получения муки пшеничной хлебопекарной, а также макаронной. Хлебопекарные достоинства муки – это способность давать строго соответствующие ГОСТу сорта хлеба с наибольшим выходом. Хлебопекарные достоинства пшеничной муки характеризуются совокупностью ее свойств: сахарообразующей, газообразующей и газоудерживающей способностью, способностью образовывать тесто с определенными физическими свойствами (силой муки), цветом муки, крупностью частиц. Признаки высокого качества хлеба: объем (у каждого сорта свой), форма, эластичность мякиша, мягкая, тонкостенная и равномерная пористость. Мякиш хлеба должен быть светлым, ароматным и вкусным.

При приготовлении теста под влиянием дрожжей происходит процесс спиртового брожения. Образующийся при этом этиловый спирт частично улетучивается, а оставшийся участвует в образовании аромата хлеба. Выделяющийся диоксид углерода (СО₂) поднимает и разрыхляет тесто, формируя пористость мякиша. Чем больше выделится СО₂, тем более пористым будет тесто и хлеб. Газообразующую способность муки измеряют количеством мм³ или см³ СО₂, которое образовалось за 5 часов брожения при температуре теста 30°С. Если хлебопекарные достоинства муки высокие, то из расчета 100 г муки, 60 мл воды, 10 г прессованных дрожжей, за 5 часов брожения при температуре теста 30°С может выделиться до 2000 см³ СО₂ и более.

В образовании диоксида углерода участвуют содержащиеся в муке глюкоза, фруктоза, сахароза, фруктозиды, но этих веществ достаточно только в самом начале брожения. Дополнительное количество сахаров далее образуется из вторичного крахмала под влиянием β-амилазы, которая образует мальтозу и небольшое количество высокомолекулярных декстринов. Надо знать, что в нормальном, непроросшем зерне пшеницы содержится только β-амилаза и нет практически α-амилазы. Таким образом, сахарообразующая способность пшеничной муки зависит от активности β-амилазы, кислотности теста (рН 5,7 – 5,9), температуры (30 – 34°), крупности пшеничного крахмала и его атакуемости.

Образующиеся при гидролизе сахара нужны для брожения и выделения диоксида углерода, как было уже сказано, он хорошо разрыхляет тесто, если оно имеет хорошие физические (реологические) свойства, которые прежде всего характеризуются силой муки. Главный фактор, от которого зависит сила муки – это количество, состояние и качество белков, практически это прежде всего количество и качество клейковины, а также количество и качество протеолитических ферментов. Сила муки обусловливает газоудерживающую способность теста. Так жидкое тесто (следовательно, сила муки слабая) не удерживает диоксид углерода – и он улетучивается. Если же тесто более плотное, разрыхление его будет идти плохо. В обоих случаях хлеб получится низкого качества, с недостаточной пористостью.

Протеолитические ферменты воздействуют на белки, на их расщепление, а значит и клейковину, прежде всего, изменяют их коллоидные свойства, заставляют их поглощать воду и набухать, следовательно, реологические свойства теста изменяются.

Свободные, не использованные на брожение сахара муки при выпечке хлеба вступают в верхнем слое теста – корке, во взаимодействие с белком и продуктами его распада, прежде всего со свободными α-аминокислотами, в результате образуются меланоидины. Эти темноокрашенные вещества придают корке хлеба золотисто-буроватую окраску.

На хлебопекарные достоинства влияет и цвет муки, особенно способность ее к потемнению при изготовлении хлеба. Из светлой муки нередко получают темный хлеб, что снижает его товарную ценность. Это происходит в результате темноокрашенных веществ – меланинов. Это продукты окисления аминокислот тирозина и фенилаланина под воздействием фермента монофенолмонооксигеназы. Этот фермент всегда присутствует в муке и дрожжах, но проявляется его действие заметно, когда появляется много свободного тирозина.

Технология приготовления пшеничного хлеба. Само производство хлеба распадается на 5 тесно связанных между собой технологических этапов, подготовка сырья, закваска теста, разделка теста, выпечка, охлаждение хлеба и его хранение.

Муку, дрожжи и прочее сырье подвергают анализу в лаборатории хлебозавода, устанавливают хлебопекарные достоинства. Далее из отдельных партий муки одного сорта в соответствии с их качеством составляют смесь муки в определенных соотношениях. Добавляют поваренную соль фильтруют в солерастворительной установке по норме.

Прессованные дрожжи размешивают в теплой воде. Отмеряют нужное количество, определяют температуру воды.

Каждый сорт хлеба готовят строго по соответствующей рецептуре. Для основных сортов хлеба она примерно следующая: на 100 % муку берется 50-70 % воды, 0,5-2,5 % дрожжей, 1,3-2,5 % соли, 0-20% сахара, 0-13 % жира. В некоторые рецептуры входит также яйца, солод, изюм, молоко, ванилин и др.

Пшеничное тесто готовят двумя основными способами: опарным и безопарным.

Опарный способ: готовят опару (1 фаза) и готовят тесто (2 фаза). На приготовление опары (жидкое тесто) расходуется до 1/2 общего количества муки, до 2/3 воды, все количество дрожжей. Опара бродит 3,0-4,5 часов при ее начальной температуре 28-32 °С.

Далее замешивают тесто (густое), высыпают остальную часть муки, соль и прочие добавки. Брожение продолжается еще 1,0-1,45 ч с температурой теста 28-30 °С. Тесто во время брожения подвергается одной или двум обминкам, это улучшает структуру и физические свойства теста.

Безопарный способ (однородный). Вносят сразу все количество муки, воды, соли, дрожжей и прочих добавок. Продолжительность замеса 2-4 ч., начальная температура теста 28-30 °С. Обминка одна, лучше несколько. Замес должен производиться тщательно и длительно. Тщательность замеса и обминка только улучшает физические свойства теста.

В результате брожения приобретаются свойства теста, наилучшие для разделки и выпечки.

Совокупность протекающих при этом физико-химических процессов называют созреванием теста. Сейчас разработаны и применяются новые способы поточно-непрерывного и ускоренного приготовления теста. Это усиление механической обработки теста, увеличение количества прессованных и жидких дрожжей, повышение температуры опары и теста и др. Известны и химические ускорители созревания теста. Так, добавление цистина, сыворотки, бромата калия (КВrО₃) ускоряет созревание теста и одновременно снижает затраты энергии на механическую обработку теста. Эффект от подобных добавок будет выше, если сочетать их с небольшим количеством жира, имеющим повышенную температуру плавления. Для ускорения образования и созревания теста, улучшения качества хлеба, в тесто вносят поверхностно-активные вещества (ПАВ) – пищевые эмульгаторы (фосфатидные концентраты, лецитин и др.). Лучше всего получается, когда одновременно вносят эмульгаторы и жиры в виде тонкодисперсных жироводных эмульсий.

Также в хлебопечении с успехом применяют ферментные препараты, α- и β-амилазу, β-фруктофуранозидазу, глюкоамилазу, лактазу и др. При работе с мукой, которая имеет пониженную сахаро- и газообразующую способность, также короткую или крошащуюся клейковину с эффектом используют ферменты, получаемые из плесеней Asp. oryzae и Asp. awanozy.

Разделка теста включает деление теста на куски, окружение этих кусков, предварительную расстойку, окончательное формирование и окончательную расстойку (в формах) тестовых заготовок. Перед выпечкой окончательная расстойка заготовок должна происходить при температуре 35-40 °С и относительной влажности воздуха 75-85% в течение 25-120 мин. В этот период и завершается окончательное брожение и созревание будущего хлеба.

Выпечка – температура пекарной камеры должна быть 220-250°С. Продолжительность выпечки мелкоштучных изделий (батоны, булочки) 8-12 мин, для хлеба развесом до 1 кг до 60 мин. В зависимости от сорта хлеба его выпекают на поду или в формах. В камерах под влиянием высоких температур брожение прекращается и тесто до конца выпечки сохраняет достигнутый объем, если в камерах не будет резко падать температура.

Итак, как завершающий вывод по технологии производства хлеба – превращение теста в хлеб при выпечке происходит в результате большого комплекса следующих процессов: физических, микробиологических, коллоидно-химических, биохимических. К биохимическим процессам относится брожение, которое продолжается до полного отмирания микроорганизмов под влиянием высоких температур. Идет образование спирта, диоксида углерода, молочной, уксусной кислоты и др. продуктов брожения. Содержание крахмала в тесте уменьшается, происходит его клейстеризация и частичный гидролиз под влиянием b-амилазы. Изменяется белково-протеиназный комплекс. Происходит протеолиз белковых соединений. При температуре 70°С растворимость белков падает вследствие их тепловой денатурации. Количество большинства свободных аминокислот в итоге по сравнению с содержанием их в муке возрастает. Содержание свободных аминокислот в мякише изменяется незначительно – количество одних, например, треонина, аланина чуть возрастает, других – аспарагиновой, глютаминовой – чуть уменьшается. Содержание всех свободных аминокислот в корке хлеба резко снижается (они расходуются на меланоидинообразование – образование корки). Особенно резко снижается при выпечке хлеба как в мякише и особенно в корке содержание важнейшей незаменимой аминокислоты – лизина. Установлено, что на аромат хлеба наибольшее влияние оказывают альдегиды и кетоны (карбонильные соединения). При выпечке происходит потеря в массе – упек. Его величина колеблется от 6 до 14 %. Упек происходит в основном в результате потери влаги в корке. Остывание хлеба сопровождается испарением влаги – усушкой, достигающей 2-4 % в первые 3-6 ч. На рис. 5 приводится схема производства хлеба на современном хлебозаводе.

 

Рис.5. Схема производства хлеба
на современном хлебозаводе

1 – автомуковоз; 2 – автомобиль для бестарной перевозки дополнительного сырья (сахар, жир, дрожжевой концентрат и др.); 3 – материалопроводы; 4 – силосы; 5, 10, 14 – фильтры; 6 – роторный питатель; 7 емкость перед просеивателем; 8 – просеиватель; 9 – шнековый питатель; 11 – бункер (промежуточная емкость); 12 – весы; 13 – бункер под весами; 15 – производственный бункер для муки; 16 – водомерный бачок. 17, 18, 19, 20 – сборники для раствора соли, дрожжевого концентрата, раствора сахара и жира; 21, 22, 23 и 24 – бачки постоянного уровня для раствора соли, жидких дрожжей и раствора сахара и жира; 25 – фильтр–разгрузитель; 26 – дозатор муки и подсобного сырья; 27 – тестомесильная машина непрерывного действия; 28 – шнековый питатель для опары или теста; 29 – бункерный тестоприготовительный агрегат непрерывного действия; 30 – тестоделитель; 31 и 33 – транспортеры; 32 – округлитель; 34 – закаточная машина; 35 – механизм для укладки тестовых заготовок в расстойный шкаф; 36 – расстойный шкаф вертикального типа; 37 – транспортер для подачи тестовых заготовок под печи; 38 – тоннельная печь; 39 – транспортер для хлеба; 43 – ленточный транспортер; 44 – хлебоукладочный агрегат; 45 – контейнер; 46 – загрузочная (или распределительная) тележка; 47 – комплектующая тележка; 48 – накопитель заполненных контейнеров; 49 – загрузочный конвейере; 50 – механизм для стыковки автомобиля.