PROCESI, KAS NOTIEK maizē tās cepšanas laikā
Prof. A. Ja. Auermans. 1942. gads
1.1 Mīklas-maizes iesildīšana
Maizes izstrādājumus cep cepeškrāsns cepšanas kamerā ar gaisa tvaika temperatūru 200-280 ° C. Lai ceptu 1 kg maizes, nepieciešams apmēram 293–544 kJ. Šis siltums galvenokārt tiek tērēts, lai iztvaikotu mīklas gabaliņu mitrumā un sildītu to līdz 96–97 ° C temperatūrai centrā, pie kuras mīkla pārvēršas par maizi. Liela siltuma daļa (80-85%) tiek pārnesta uz mīklas maizi, izstarojot no cepšanas kameras karstajām sienām un arkām. Pārējo siltumu pārnes ar karstās pavarda vadīšanu un konvekciju no tvaika-gaisa maisījuma kustīgajām strāvām cepšanas kamerā.
Mīklas gabaliņus silda pakāpeniski, sākot no virsmas, tāpēc cepšanai raksturīgie procesi nenotiek vienlaikus visā maizes masā, bet gan slānis pa slānim - vispirms ārējos, pēc tam iekšējos. Mīklas-maizes sildīšanas ātrums kopumā un līdz ar to arī cepšanas ilgums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem. Palielinoties temperatūrai cepšanas kamerā, sagataves ātrāk sasilst un saīsinās cepšanas laiks. Mīkla ar augstu mitruma un porainību sakarst ātrāk nekā stipra un blīva mīkla.
Mīklu gabali ar ievērojamu biezumu un svaru, ja visas pārējās lietas ir vienādas, ilgāk sakarst. Veidlapas maize tiek cepta lēnāk nekā pavarda maize. Mīklas gabalu cieši pieguļošā krāsns apakšdaļa palēnina produktu cepšanu.
1.2 Cietas maizes garozas veidošanās
Šis process notiek mīklas gabala ārējo slāņu dehidratācijas rezultātā. Ir svarīgi atzīmēt, ka cietā garoza pārtrauc mīklas un maizes tilpuma augšanu, un tāpēc garozai nevajadzētu veidoties uzreiz, bet 6-8 minūtes pēc cepšanas sākuma, kad gabala maksimālais tilpums jau ir sasniegts .
Šim nolūkam cepšanas kameras pirmajā zonā tiek piegādāts tvaiks, kura kondensācija uz sagatavju virsmas aizkavē augšējā slāņa dehidratāciju un garozas veidošanos. Tomēr pēc dažām minūtēm virsējais slānis, sasilstot līdz 100 ° C temperatūrai, sāk ātri zaudēt mitrumu un 110-112 ° C temperatūrā pārvēršas par plānu garozu, kas pēc tam pamazām sabiezē.
Kad garoza ir dehidrēta, daļa mitruma (apmēram 50%) iztvaiko vidē un daļa pāriet drupā, jo, sildot dažādus materiālus, mitrums vienmēr pāriet no apsildāmākām vietām (garoza) uz mazāk apsildāmām vietām ( drupa). Drupatas mitruma saturs mitruma pārvietošanās rezultātā no garozas palielinās par 1,5-2,5%. Garozas mitruma saturs līdz cepšanas beigām ir tikai 5–7%, kas nozīmē, ka garoza ir praktiski dehidrēta.
Līdz cepšanas beigām garozas temperatūra sasniedz 160-180 ° C. Virs šīs temperatūras garoza nesasilst, jo tai piegādātais siltums tiek tērēts mitruma iztvaikošanai, iegūto tvaiku pārkaršanai un arī drupatas veidošanai.
Sagataves virsmas slānī un garozā notiek šādi procesi: cietes želatinizācija un dekstrinizācija, olbaltumvielu denaturēšana, aromātisku un tumšu vielu veidošanās un mitruma noņemšana. Pirmajās cepšanas minūtēs tvaika kondensācijas rezultātā uz apstrādājamā materiāla virsmas želatinizējas, daļēji nonākot šķīstošajā cietē un dekstrīnos. Šķidrā šķīstošās cietes un dekstrīnu masa aizpilda poras, kas atrodas uz sagataves virsmas, izlīdzina mazus pārkāpumus un pēc dehidratācijas piešķir garozai spīdumu un spīdumu.
Olbaltumvielu vielu denaturācija uz produkta virsmas notiek 70-90 ° C temperatūrā. Olbaltumvielu koagulācija kopā ar dehidratāciju veicina blīvas, neelastīgas garozas veidošanos. Līdz noteiktam laikam maizes garozas krāsa bija saistīta ar atlikušo, neraudzēto cukuru daudzumu mīklā cepšanas laikā. Lai garoza būtu normāla, mīklai pirms cepšanas jābūt vismaz 2-3% nefermentētu cukuru. Jo augstāka ir mīklas cukura un gāzes veidošanas spēja, jo intensīvāka ir maizes garozas krāsa.
Iepriekš tika uzskatīts, ka produkti, kas nosaka maizes garozas krāsu, ir brūnas krāsas mīklas cukuru atlikumu karamelizācijas vai primārā hidratācijas produkti, kas nav fermentēti cepšanas laikā. Cukuru karamelizācija un dehidratācija garozā tika izskaidrota ar tās augsto temperatūru. Daži pētnieki uzskata, ka krāsainiem cietes termiskās dekstrinizācijas produktiem un garozas olbaltumvielu termiskajām izmaiņām ir nozīme garozas krāsā.
Pamatojoties uz vairākiem darbiem, var pieņemt, ka maizes garozas krāsas intensitāte galvenokārt ir saistīta ar tumšo krāsu produktu veidošanos tajā esošo atlikušo, neraudzēto reducējošo mīklas cukuru un olbaltumvielu proteolīzes produktu mijiedarbības rezultātā. melanoidīnus. Turklāt garozas krāsa ir atkarīga no cepšanas laika un temperatūras cepšanas kamerā.
1.3 Maizes iekšējā mitruma kustība
Cepot maizes maiņa mainās mitruma saturs. Cepta produkta ārējo slāņu mitruma palielināšanās cepšanas sākumposmā ar spēcīgu cepšanas kameras gāzveida vides mitrināšanu un sekojošu virsmas slāņa mitruma samazināšanos līdz līdzsvara mitrumam, kas notiek kad šis slānis pārvēršas garozā, tika atzīmēti iepriekš. Šajā gadījumā ne visi mitrumi, kas iztvaiko ceptajā maizē iztvaikošanas zonā, tvaika veidā caur garozas porām nonāk cepšanas kamerā.
Garoza ir daudz kompaktāka un daudz mazāk poraina nekā drupa. Poru lielums garozā, īpaši tās virsmas slānī, ir daudzkārt mazāks nekā poru lielums blakus esošajos drupatas slāņos. Tā rezultātā maizes garoza ir slānis, kas nodrošina lielu izturību pret tvaiku, kas iet caur to no iztvaikošanas zonas uz cepšanas kameru. Daļa tvaika, kas rodas iztvaikošanas zonā, it īpaši virs maizes apakšējās garozas, no iekšpuses var izplūst no tās caur porām un drupu caurumiem drupatas slāņos, kas atrodas blakus iztvaikošanas zonai. Sasniedzot slāņus, kas atrodas tuvāk centram un ir mazāk sasildīti, ūdens tvaiki kondensējas, tādējādi palielinot mitruma saturu slānī, kurā ir notikusi kondensācija.
Šis drupatas slānis, kas it kā ir ceptas maizes ūdens tvaiku iekšējās kondensācijas zona, atbilst maizes izotermisko virsmu konfigurācijai. Iekšējai mitruma kustībai mitrā materiālā jābūt atšķirīgai pārneses potenciālā. Ceptā mīklas maizē mitruma pārnešanai var būt divi galvenie iemesli: a) mitruma koncentrācijas atšķirība dažādās produkta daļās un b) temperatūras atšķirība atsevišķās mīklas maizes daļās.
Mitruma koncentrācijas atšķirība ir stimuls mitruma pārvietošanai materiālā no apgabaliem ar augstāku mitruma koncentrāciju uz apgabaliem ar zemāku mitruma koncentrāciju. Šādu kustību parasti sauc par koncentrāciju (koncentrācijas difūziju vai koncentrācijas mitruma vadītspēju).
Temperatūras atšķirības atsevišķos mitra materiāla apgabalos arī izraisa mitruma pārvietošanos no materiāla apgabaliem ar augstāku temperatūru uz apgabaliem ar zemāku temperatūru. Šo mitruma kustību parasti sauc par termisko.
Ceptā maizē pirmajā cepšanas periodā tiek novērota gan liela garozas un drupatas mitruma atšķirība, gan būtiska temperatūras starpība starp maizes ārējo un centrālo slāni.Kā parādīja vietējo pētnieku darbi, cepot maizi, dominē temperatūras starpības stimulējošais efekts ārējā un iekšējā slānī, un tāpēc drupatas mitrums cepšanas procesā pārvietojas no virsmas uz centru.
Eksperimenti rāda, ka maizes drupatas mitruma saturs cepšanas procesā palielinās par aptuveni 2%, salīdzinot ar sākotnējo mīklas mitruma saturu. Mitrums visstraujāk palielinās drupa ārējos slāņos cepšanas procesa sākuma periodā, kas izskaidrojams ar lielo siltuma un mitruma vadītspējas lomu šajā cepšanas periodā ievērojamās temperatūras gradienta dēļ drupačā.
No vairākiem darbiem izriet, ka cepšanas laikā tvaika un gaisa maisījuma temperatūras un relatīvā mitruma dēļ mīklas gabala virsmas slāņa mitruma saturs ātri samazinās un ļoti ātri sasniedz mitruma līdzsvara līmeni. Dziļāki slāņi un vēlāk pārvēršanās garozas slānī lēnāk sasniedz to pašu līdzsvara mitruma saturu.
1.4 Drupināšana
Cepot mīklas iekšpusē, tiek nomākta fermentācijas mikroflora, mainās fermentu aktivitāte, notiek cietes želatinizācija un olbaltumvielu termiskā denaturācija, mainās mīklas-maizes iekšējo slāņu mitrums un temperatūra. Rauga un baktēriju vitālā aktivitāte pirmajās cepšanas minūtēs palielinās, kā rezultātā tiek aktivizēta alkohola un pienskābes fermentācija. Pie 55-60 ° C rauga un termofilās pienskābes baktērijas mirst.
Rauga un baktēriju aktivizēšanas rezultātā cepšanas sākumā alkohola, oglekļa monoksīda un skābju saturs nedaudz palielinās, kas pozitīvi ietekmē maizes tilpumu un kvalitāti. Fermentu aktivitāte katrā ceptā produkta slānī vispirms palielinās un sasniedz maksimumu, un pēc tam nokrītas līdz nullei, jo fermenti, būdami olbaltumvielu vielas, karsējot saritinās un zaudē katalizatoru īpašības. A-amilāzes aktivitāte var būtiski ietekmēt produkta kvalitāti, jo šis ferments ir salīdzinoši izturīgs pret karstumu.
Rudzu mīklā, kas ir ļoti skāba, a-amilāze tiek iznīcināta 70 ° C temperatūrā, un kviešu mīklā tikai temperatūrā, kas pārsniedz 80 ° C. Ja mīkla satur daudz a-amilāzes, tā ievērojamu cietes daļu pārvērš dekstrīnos, kas pasliktinās drupatas kvalitāti. Maizes mīklas proteolītiskie fermenti tiek inaktivēti 85 ° C temperatūrā.
Cietes stāvokļa maiņa kopā ar olbaltumvielu izmaiņām ir galvenais process, kas mīklu pārvērš maizes drupās; tie notiek gandrīz vienlaicīgi. Cietes graudi želatinizējas 55-60 ° C un augstākā temperatūrā. Cietes graudos veidojas plaisas, kurās iekļūst mitrums, tāpēc tās ievērojami palielinās. Želatinizēšanas laikā ciete absorbē gan mīklas brīvo mitrumu, gan arī biezpiena olbaltumvielu atbrīvoto mitrumu. Cietes želatinizācija notiek, ja trūkst mitruma (pilnīgai cietes želatinizācijai mīklai jāsatur 2–3 reizes vairāk ūdens), brīvas mitruma nepaliek, tāpēc maizes drupa kļūst sausa un nelipīga pēc pieskāriena. .
Karstās maizes drupatas mitruma saturs (kopumā) palielinās par 1,5-2%, salīdzinot ar mīklas mitruma saturu, pateicoties mitrumam, kas pārnests no sagataves augšējā slāņa. Mitruma trūkuma dēļ cietes želatinizācija ir lēna un beidzas tikai tad, kad mīklas centrālais slānis tiek uzkarsēts līdz 96-98 ° C temperatūrai. Drupatas centra temperatūra nepaaugstinās virs šīs vērtības, jo drupačā ir daudz mitruma, un tai piegādātais siltums netiks tērēts masas sildīšanai, bet gan tās iztvaikošanai.
Cepot rudzu maizi, notiek ne tikai želatinizācija, bet arī noteikta cietes daudzuma skābā hidrolīze, kas palielina dekstrīnu un cukuru saturu mīklas maizē. Mērena cietes hidrolīze uzlabo maizes kvalitāti.
Olbaltumvielu vielu stāvokļa maiņa sākas 50-70 ° C temperatūrā un beidzas aptuveni 90 ° C temperatūrā.Cepšanas laikā olbaltumvielu vielas pakļauj termiskai denaturācijai (koagulācijai). Tajā pašā laikā tie kļūst blīvāki un atbrīvo mitrumu, ko tie absorbē mīklas veidošanās laikā. Dedzinātie proteīni fiksē (fiksē) drupatas poraino struktūru un produkta formu. Produktā izveidojas olbaltumvielu karkass, kurā iejaukti uzbriedinātas cietes graudi. Pēc olbaltumvielu termiskās denaturēšanas produkta ārējos slāņos sagataves tilpuma palielināšanās apstājas.
Slānim blakus esošā slāņa iekšējās virsmas galīgo mitruma saturu var ņemt aptuveni vienādu ar sākotnējo mīklas mitruma saturu (W0) plus palielinājumu mitruma iekšējās kustības dēļ (W0 + DW), bet ārējo šī slāņa virsmai blakus garozai ir mitruma saturs, kas vienāds ar līdzsvara mitrumu. Pamatojoties uz to, šī slāņa grafikā tiek ņemta galīgā mitruma satura vērtība, vidējā starp vērtībām (W0 + DW) un W0Р.
Cepšanas procesā palielinās arī atsevišķu drupatas slāņu mitruma saturs, un mitruma palielināšanās vispirms notiek drupatas ārējos slāņos, pēc tam notver arvien dziļāk izvietotus slāņus. Mitruma termiskās kustības (siltuma mitruma vadītspējas) rezultātā drupatas ārējo slāņu mitruma saturs, tuvāk iztvaikošanas zonai, pat sāk nedaudz samazināties pret sasniegto maksimumu. Tomēr šo slāņu galīgais mitruma saturs, sākot cepšanu, joprojām ir lielāks nekā sākotnējais mīklas mitruma saturs. Drupatas centra mitruma saturs aug vislēnāk, un tā galīgais mitruma saturs var būt nedaudz mazāks par galīgo mitruma saturu slāņos, kas atrodas blakus drupatas centram.
1.5 Mīklas fermentējošās mikrofloras vitālā aktivitāte cepšanas procesā
Mīklas fermentējošās mikrofloras (rauga šūnu un skābi veidojošo baktēriju) vitālā aktivitāte mainās, kad mīklas-maizes gabals cepšanas procesā sakarst.
Kad mīkla tiek uzkarsēta līdz apmēram 35 ° C, rauga šūnas maksimāli paātrina fermentāciju un gāzu veidošanos. Līdz aptuveni 40 ° C temperatūrā rauga aktivitāte ceptā mīklā joprojām ir ļoti intensīva. Kad mīkla tiek uzkarsēta līdz temperatūrai virs 45 ° C, strauji samazinās rauga izraisītā gāzes veidošanās.
Iepriekš tika uzskatīts, ka mīklas temperatūrā aptuveni 50 ° C raugs nomirst.
Mīklas skābi veidojošās mikrofloras vitālā aktivitāte atkarībā no optimālās temperatūras (kas ir aptuveni 35 ° C termofilām baktērijām un aptuveni 48-54 ° C termofīlām baktērijām) vispirms tiek saspiesta, kamēr mīkla sasilst un tad, sasniedzot temperatūru virs optimālās, tas apstājas.
Tika uzskatīts, ka, mīklu uzkarsējot līdz 60 ° C, mīklas skābi veidojošā flora pilnībā nomirst. Tomēr vairāku pētnieku veiktais darbs liek domāt, ka parastās rudzu maizes drupatā, kas izgatavota no tapetes miltiem, kaut arī novājinātā, bet dzīvotspējīgā stāvoklī tiek saglabātas gan rauga, gan skābes veidojošo baktēriju atsevišķas šūnas.
No tā, ka neliela daļa no mīklas dzīvotspējīgās fermentatīvās mikrofloras cepšanas laikā tiek turēta maizes drupatā, tas nekādā ziņā neizriet, ka fermentatīvie mikroorganismi visos apstākļos var izturēt 93–95 ° C temperatūru. , kas cepšanas laikā tiek sasniegts maizes centrā.
Tika arī pierādīts, ka, vārot maizes drupatu, kas saberzta ar lieko ūdeni, tika nogalināti visu veidu fermentatīvie mikroorganismi.
Acīmredzot mīklas fermentējošās mikrofloras daļas saglabāšanos maizes drupatā dzīvotspējīgā stāvoklī var izskaidrot gan ar ļoti mazu brīva ūdens daudzumu, gan ar ļoti īslaicīgu temperatūras paaugstināšanos tās centrālajā daļā virs 90 ° C.
No iepriekš minētajiem datiem izriet, ka mīklas fermentējošās mikrofloras temperatūras optimismu, kas noteikts vides apstākļos, konsistencē, kas atšķiras no mīklas, var nepietiekami novērtēt salīdzinājumā ar optima, kas darbojas ceptas mīklas apstākļos. -maize.
Acīmredzot jāņem vērā, ka, mīklu uzkarsējot līdz apmēram 60 ° C, praktiski apstājas rauga un mīklas, kas nav termofilās skābes, veidojošās baktērijas. Termofilās pienskābes baktērijas, piemēram, Delbruka baktērijas, var būt fermentatīvi aktīvas pat augstākā temperatūrā (75–80 ° C).
Iepriekš aprakstītās izmaiņas izceptās mīklas gabala fermentējošās mikrofloras vitālajā aktivitātē notiek pakāpeniski, kad tā sasilst, izplatoties no virsmas slāņiem uz centru.
Skatīt turpinājumu ...
