PİŞİRME SIRASINDA EKMEKTE OLUŞAN İŞLEMLER
Prof. A. Ya. Auermann. 1942 yılı
1.1 Hamur ekmeğinin ısıtılması
Ekmek ürünleri, bir fırın fırınının pişirme bölmesinde 200-280 ° C hava buharı sıcaklığında pişirilir. 1 kg ekmek pişirmek için yaklaşık 293-544 kJ gereklidir. Bu ısı esas olarak hamur parçasındaki nemin buharlaşması ve hamurun ekmeğe dönüştüğü merkezde 96-97 ° C sıcaklığa ısıtılması için harcanır. Pişirme odasının sıcak duvarlarından ve kemerlerinden gelen radyasyonla hamur ekmeğine büyük oranda ısı (% 80-85) aktarılır. Isının geri kalanı sıcak ocaktan iletimle ve pişirme haznesindeki buhar-hava karışımının hareketli akımlarından konveksiyonla aktarılır.
Hamur parçaları, yüzeyden başlayarak kademeli olarak ısıtılır, bu nedenle, pişirme için tipik işlemler aynı anda tüm ekmek kütlesinde değil, katman katman - önce dış katmanlarda, sonra iç katmanlarda gerçekleşir. Hamur ekmeğini bir bütün olarak ısıtma hızı ve dolayısıyla pişirme süresi bir dizi faktöre bağlıdır. Pişirme haznesindeki sıcaklık yükseldikçe iş parçaları daha hızlı ısınır ve pişirme süresi kısalır. Nem içeriği ve gözenekliliği yüksek hamur, güçlü ve yoğun hamurlara göre daha hızlı ısınır.
Diğer her şey eşit olan önemli kalınlık ve ağırlıktaki hamur parçaları daha uzun süre ısınır. Şekilli ekmek, ocak ekmeğinden daha yavaş pişirilir. Hamur parçalarının fırının alt kısmına sıkıca oturması ürünlerin pişmesini yavaşlatır.
1.2 Sert ekmek kabuğunun oluşumu
Bu işlem hamur parçasının dış katmanlarının susuz kalması sonucu oluşur. Sert bir kabuğun hamur ve ekmek hacminin büyümesini durdurduğuna ve bu nedenle kabuğun hemen oluşmaması gerektiğine dikkat etmek önemlidir, ancak iş parçasının maksimum hacmine zaten ulaşıldığında pişirme başladıktan 6-8 dakika sonra .
Bu amaçla, pişirme haznesinin birinci bölgesine buhar verilir; bu, boşlukların yüzeyinde yoğunlaşması, üst tabakanın dehidrasyonunu ve bir kabuk oluşumunu geciktirir. Bununla birlikte, birkaç dakika sonra, 100 ° C'ye kadar ısınan üst tabaka hızla nem kaybetmeye başlar ve 110-112 ° C'lik bir sıcaklıkta ince bir kabuğa dönüşür ve ardından yavaş yavaş kalınlaşır.
Kabuk susuz kaldığında, nemin bir kısmı (yaklaşık% 50) ortama buharlaşır ve bir kısmı da kırıntıya girer, çünkü çeşitli malzemeler ısıtıldığında, nem her zaman daha sıcak alanlardan (kabuk) daha az ısıtılmış alanlara geçer ( kırıntı). Nemin kabuktan hareketi sonucu kırıntıdaki nem içeriği% 1.5-2.5 oranında artar. Pişirmenin sonunda, kabuğun nem içeriği sadece% 5-7'dir, bu da kabuğun pratik olarak susuz kaldığı anlamına gelir.
Kabuğun sıcaklığı pişirme sonunda 160-180 ° C'ye ulaşır. Bu sıcaklığın üzerinde, kendisine verilen ısı nemin buharlaşmasına, ortaya çıkan buharın aşırı ısınmasına ve ayrıca kırıntı oluşumuna harcandığından, kabuk ısınmaz.
İş parçasının yüzey tabakasında ve kabukta şu işlemler gerçekleşir: nişastanın jelatinleşmesi ve dekstrinizasyonu, proteinlerin denatürasyonu, aromatik ve koyu renkli maddelerin oluşumu ve nemin giderilmesi. Pişirme işleminin ilk dakikalarında, buhar yoğunlaşmasının bir sonucu olarak, iş parçasının yüzeyindeki nişasta jelatinleşir, kısmen çözünür nişasta ve dekstrinlere geçer. Sıvı bir çözünebilir nişasta ve dekstrin kütlesi, iş parçasının yüzeyinde bulunan gözenekleri doldurur, küçük düzensizlikleri düzeltir ve dehidrasyondan sonra kabuğa bir parlaklık ve parlaklık verir.
Ürün yüzeyindeki protein maddelerinin denatürasyonu 70-90 ° C sıcaklıkta gerçekleşir. Dehidrasyonla birlikte protein pıhtılaşması, yoğun, esnek olmayan bir kabuk oluşumuna katkıda bulunur. Belirli bir zamana kadar, ekmek kabuğunun rengi, pişirme sırasında hamurda kalan, fermente edilmemiş şeker miktarı ile ilişkilendirildi. Kabuğun normal bir rengi için, pişirmeden önce hamurun en az% 2-3 fermente olmayan şeker içermesi gerekir. Hamurun şeker ve gaz oluşturma kabiliyeti ne kadar yüksekse, ekmek kabuğunun rengi o kadar yoğun olur.
Daha önce, ekmek kabuğunun rengini belirleyen ürünlerin, kahverengi renkli karamelizasyon ürünleri veya pişirme sırasında fermente edilmeyen artık hamur şekerlerinin birincil hidrasyonu olduğuna inanılıyordu. Kabuktaki şekerlerin karamelizasyonu ve dehidrasyonu, yüksek sıcaklığı ile açıklanmıştır. Bazı araştırmacılar, nişastanın termal dekstrinizasyonunun renkli ürünlerinin ve kabuğun protein maddelerindeki termal değişikliklerin, kabuğun renginde rol oynadığına inanmaktadır.
Bir dizi çalışmaya dayanarak, ekmek kabuğunun renginin yoğunluğunun esas olarak, içerdiği protein proteoliz ürünlerinin ve artık, fermente edilmemiş indirgeyici hamur şekerlerinin redoks etkileşiminin koyu renkli ürünlerindeki oluşumundan kaynaklandığı varsayılabilir. hamurda, yani melanoidinler. Ayrıca, kabuğun rengi pişirme süresine ve pişirme haznesindeki sıcaklığa bağlıdır.
1.3 Ekmekte nemin iç hareketi
Pişirirken ekmeğin içindeki nem içeriği değişir. Pişirme odasının gaz ortamının kuvvetli bir şekilde nemlendirilmesiyle birlikte fırında pişirmenin ilk aşamasında fırında pişirilmiş bir ürünün dış katmanlarının nem içeriğindeki bir artış ve ardından yüzey katmanının nem içeriğinde denge neminde bir azalma meydana gelir. bu tabakanın bir kabuğa dönüştüğü yukarıda belirtilmiştir. Bu durumda, buharlaşma bölgesinde pişmiş ekmekte buharlaşan nemin tamamı, kabuğun gözeneklerinden pişirme haznesine buhar şeklinde geçmez.
Kabuk, kırıntıdan çok daha kompakt ve çok daha az gözeneklidir. Kabuktaki, özellikle yüzey katmanındaki gözenek boyutu, bitişik kırıntı katmanlarındaki gözenek boyutundan birçok kez daha küçüktür. Sonuç olarak, ekmek kabuğu, buharlaşma bölgesinden pişirme odasına geçen buhara karşı büyük direnç sağlayan bir tabakadır. Buharlaşma bölgesinde, özellikle ekmeğin alt kabuğunun üzerinde oluşan buharın bir kısmı, içeriden buharlaşma bölgesine bitişik kırıntı katmanlarına gözeneklerden ve kırıntı deliklerinden dışarı fırlayabilir. Merkeze daha yakın ve daha az ısınan katmanlara ulaşıldığında, su buharı yoğunlaşır, böylece yoğunlaşmanın meydana geldiği katmanın nem içeriği artar.
Pişmiş ekmeğin içindeki su buharının bir iç yoğunlaşma bölgesi olan bu kırıntı tabakası, ekmeğin izotermal yüzeylerinin konfigürasyonuna karşılık gelir. Islak bir malzemede nemin iç hareketi için, transfer potansiyelinde bir fark olması gerekir. Pişmiş hamur ekmeğinde, nem transferinin iki ana nedeni olabilir: a) ürünün farklı bölümlerindeki nem konsantrasyonundaki fark ve b) hamur ekmeğinin münferit parçalarındaki sıcaklık farkı.
Nem konsantrasyonundaki fark, malzemedeki nemi daha yüksek nem konsantrasyonuna sahip alanlardan daha düşük nem konsantrasyonuna sahip alanlara taşımak için bir teşviktir. Bu tür harekete geleneksel olarak konsantrasyon (konsantrasyon difüzyonu veya konsantrasyon nem iletkenliği) denir.
Islak malzemenin münferit bölgelerindeki sıcaklık farklılıkları da nemin malzemenin daha yüksek sıcaklığa sahip alanlarından daha düşük sıcaklığa sahip alanlara taşınmasına neden olur. Bu nem hareketine geleneksel olarak termal denir.
Pişirilmiş ekmekte eş zamanlı olarak kabuk ve iç kısımdaki nem içeriğinde büyük bir fark ve ilk pişirme döneminde ekmeğin dış ve orta katmanları arasında önemli bir sıcaklık farkı vardır.Yerli araştırmacıların çalışmasının da gösterdiği gibi, ekmek pişirirken dış ve iç katmanlardaki sıcaklık farkının uyarıcı etkisi baskındır ve bu nedenle pişirme işlemi sırasında kırıntıdaki nem yüzeyden merkeze doğru hareket eder.
Deneyler, pişirme işleminde ekmek kırıntısının nem içeriğinin, hamurun orijinal nem içeriğine kıyasla yaklaşık% 2 oranında arttığını göstermektedir. Fırınlama işleminin ilk döneminde, iç kısımdaki önemli sıcaklık gradyanı nedeniyle ısıl ve nem iletkenliğinin bu pişirme döneminde büyük rolü ile açıklanacak şekilde, en hızlı şekilde kırıntının dış katmanlarında nem artar.
Bir dizi çalışmadan, pişirme sırasında, bir hamur parçasının yüzey katmanındaki nem içeriğinin, buhar-hava karışımının sıcaklığı ve bağıl nemi nedeniyle hızla düştüğü ve denge nem içeriği seviyesine çok hızlı bir şekilde ulaştığı anlaşılmaktadır. Daha derin katmanlar ve daha sonra bir kabuk katmanına dönüşmek daha yavaş aynı denge nem içeriğine ulaşır.
1.4 Parçalanma
Hamur parçasının içinde pişirilirken fermantasyon mikroflorası baskılanır, enzim aktivitesi değişir, nişasta jelatinleşmesi ve proteinlerin termal denatürasyonu meydana gelir, hamur-ekmeğin iç katmanlarının nemi ve sıcaklığı değişir. Fırınlamanın ilk dakikalarında maya ve bakterilerin yaşamsal aktivitesi artar, bunun sonucunda alkol ve laktik asit fermantasyonu aktive olur. 55-60 ° C'lik bir sıcaklıkta maya ve termofilik olmayan laktik asit bakterileri ölür.
Pişirmenin başlangıcında maya ve bakterilerin aktivasyonu sonucunda alkol, karbon monoksit ve asitlerin içeriği biraz artar, bu da ekmeğin hacmi ve kalitesi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Pişirilen ürünün her tabakasındaki enzimlerin aktivitesi önce artar ve maksimuma ulaşır, sonra sıfıra düşer çünkü enzimler, protein maddesi olarak ısıtıldığında pıhtılaşır ve katalizör özelliklerini yitirir. A-amilaz aktivitesi ürünün kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir, çünkü bu enzim ısıya nispeten dirençlidir.
Oldukça asidik olan çavdar hamurunda a-amilaz 70 ° C'de, buğday hamurunda ise sadece 80 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda yok olur. Hamur çok fazla a-amilaz içeriyorsa, nişastanın önemli bir bölümünü dekstrinlere dönüştürecek ve bu da kırıntı kalitesini düşürecektir. 85 ° C'de ekmek hamurlarındaki proteolitik enzimler inaktive edilir.
Hamuru ekmek kırıntısına dönüştüren ana süreç, nişastanın durumundaki değişiklik, protein maddelerindeki değişikliklerle birlikte; neredeyse aynı anda olurlar. Nişasta taneleri 55-60 ° C ve üzeri sıcaklıklarda jelatinleşir. Nişasta tanelerinde nemin nüfuz ettiği çatlaklar oluşur ve bu nedenle önemli ölçüde artar. Jelatinleştirme sırasında nişasta hem hamurun serbest nemini hem de kesilmiş proteinler tarafından salınan nemi emer. Nişasta jelatinleşmesi, nem eksikliği olduğunda oluşur (tam nişasta jelatinleşmesi için hamurda 2-3 kat daha fazla su olması gerekir), serbest nem kalmaz, bu nedenle ekmeğin iç kısmı kurur ve yapışkan olmaz. dokunuş.
İş parçasının üst tabakasından aktarılan nem nedeniyle, sıcak ekmek kırıntısının nem içeriği (genel olarak) hamurun nem içeriğine göre% 1.5-2 artar. Nem eksikliği nedeniyle nişasta jelatinleşmesi yavaştır ve yalnızca hamurun orta tabakası 96-98 ° C sıcaklığa ısıtıldığında sona erer. Kırıntı çok fazla nem içerdiğinden kırıntı merkezinin sıcaklığı bu değerin üzerine çıkmaz ve ona sağlanan ısı kütleyi ısıtmak için değil, buharlaşması için harcanacaktır.
Çavdar ekmeği pişirirken, sadece jelatinleşme meydana gelmez, aynı zamanda hamur ekmeğindeki dekstrin ve şeker içeriğini artıran belirli miktarda nişastanın asit hidrolizi de meydana gelir. Nişastanın orta derecede hidrolizi, ekmeğin kalitesini artırır.
Protein maddelerinin durumundaki değişiklik 50-70 ° C'lik bir sıcaklıkta başlar ve yaklaşık 90 ° C'lik bir sıcaklıkta sona erer.Protein maddeleri pişirme sırasında termal denatürasyona (pıhtılaşma) uğrar. Aynı zamanda yoğunlaşarak hamurun oluşumu sırasında emdikleri nemi dışarı atarlar. Kıvrılmış proteinler, kırıntının gözenekli yapısını ve ürünün şeklini sabitler (sabitler). Üründe, içine şişmiş nişasta tanelerinin serpiştirildiği bir protein çerçevesi oluşur. Ürünün dış katmanlarındaki proteinlerin termal denatürasyonundan sonra, iş parçasının hacmindeki artış durur.
Kırıntıya bitişik katmanın iç yüzeyinin son nem içeriğinin, yaklaşık olarak hamurun ilk nem içeriğine (W0) ve nemin iç hareketine bağlı bir artışa (W0 + DW) eşit olduğu varsayılabilir. kabuğa bitişik olan bu tabakanın dış yüzeyi, denge nemine eşit bir nem içeriğine sahiptir. Buna dayanarak, bu katmanın grafiğinden, nihai nem içeriğinin değeri, (W0 + DW) ve W0Р değerleri arasındaki ortalama alınır.
Kırıntının münferit katmanlarının nem içeriği de pişirme işlemi sırasında artar ve nem oluşumu önce kırıntının dış katmanlarında meydana gelir, ardından giderek daha derine yerleştirilmiş katmanları tutar. Nemin termal hareketinin (termal nem iletkenliği) bir sonucu olarak, buharlaşma bölgesine daha yakın bulunan kırıntı dış katmanlarının nem içeriği, ulaşılan maksimum değere karşı bir miktar azalmaya başlar. Bununla birlikte, bu tabakaların nihai nem içeriği, pişirme başlangıcında hamurun orijinal nem içeriğinden hala daha yüksektir. Kırıntının merkezinin nem içeriği en yavaş olanı oluşturur ve nihai nem içeriği, kırıntının merkezine bitişik katmanların nihai nem içeriğinden biraz daha az olabilir.
1.5 Pişirme işlemi sırasında hamurun fermente edici mikroflorasının hayati aktivitesi
Hamurun fermente edici mikroflorasının (maya hücreleri ve asit oluşturan bakteriler) hayati aktivitesi, hamur-ekmek parçası pişirme işlemi sırasında ısındıkça değişir.
Hamur yaklaşık 35 ° C'ye ısıtıldığında maya hücreleri oluşturdukları fermantasyon ve gaz oluşum sürecini maksimuma çıkarır. Yaklaşık 40 ° C'ye kadar, fırınlanmış hamurdaki maya aktivitesi hala çok yoğundur. Hamur 45 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklığa ısıtıldığında, mayanın neden olduğu gaz oluşumu keskin bir şekilde azalır.
Daha önce, yaklaşık 50 ° C'lik bir hamur sıcaklığında mayanın öldüğüne inanılıyordu.
Hamurun asit oluşturan mikroflorasının yaşamsal aktivitesi, optimum sıcaklığa bağlı olarak (termofilik olmayan bakteriler için yaklaşık 35 ° C ve termofilik bakteriler için yaklaşık 48-54 ° C), ilk önce hamur ısınırken zorlanır. ve optimumun üzerindeki sıcaklığa ulaştıktan sonra durur.
Hamur 60 ° C'ye ısıtıldığında hamurun asit oluşturan florasının tamamen öldüğüne inanılıyordu. Bununla birlikte, bir dizi araştırmacı tarafından yürütülen çalışma, duvar kağıdı unundan yapılan sıradan çavdar ekmeği kırıntısında, zayıflatılmış, ancak canlı bir durumda olmasına rağmen, hem maya hem de asit oluşturan bakterilerin tek tek hücrelerinin korunduğunu öne sürüyor.
Hamurun canlı fermentatif mikroflorasının küçük bir kısmının pişirme sırasında ekmek kırıntısında tutulması gerçeğinden, fermentatif mikroorganizmaların her koşulda 93-95 ° C sıcaklığa dayanabileceğini hiçbir şekilde takip etmez. Pişirme sırasında ekmeğin ortasına ulaşılır.
Ayrıca, fazla suyla dövülerek ekmek kırıntısının kaynatılmasının her tür fermentatif mikroorganizmayı öldürdüğü de gösterilmiştir.
Açıktır ki, hamurun fermente edici mikroflorasının bir kısmının ekmek kırıntısında yaşayabilir bir durumda korunması, hem çok önemsiz miktarda serbest su hem de yukarıdaki orta kısmının sıcaklığındaki çok kısa süreli bir artışla açıklanabilir. 90 ° C
Yukarıdaki verilerden, hamurdan farklı kıvamda, ortam koşulları altında belirlenen hamur fermente mikroflorası için optimum sıcaklık, pişmiş hamur koşulları altında çalışan optima ile karşılaştırıldığında hafife alınabilir. -ekmek.
Açıktır ki, hamur yaklaşık 60 ° C'ye ısıtıldığında, hamurun maya ve termofilik olmayan asit oluşturan bakterilerin yaşamsal aktivitesinin pratikte durduğu dikkate alınmalıdır. Delbrück bakterileri gibi termofilik laktik asit bakterileri, daha yüksek sıcaklıklarda (75-80 ° C) bile fermente olarak aktif olabilir.
Yukarıda fırınlanmış hamur parçasının fermente edici mikroflorasının hayati aktivitesindeki değişiklikler, yüzey katmanlarından merkeze doğru yayılarak ısındıkça kademeli olarak meydana gelir.
Devamı bakın ...
