Теплота передается выпекаемой тестовой заготовке из­лучением, конвекцией и кондукцией непосредственно от пода или подика. Основная роль, однако, во всех случаях остается за передачей теплоты излучением.

Существенное значение в передаче теплоты куску те­ста в первый период выпечки имеет теплота конденсации паров паровоздушной смеси пекарной камеры на его по­верхности и в поверхностном слое.

Температура любого внутреннего слоя тестовой заго­товки, к концу выпечки превращенного в мякиш, состав­ляет 95-98°С.

Температура поверхности тестовой заготовки очень быстро достигает 100°С и продолжает расти до 160-180°С. Стабилизация температуры в мякише теста-хлеба на уров­не 100°С обусловлена наличием подкоркового паровоздуш­ного слоя, расположенного на границе корки и мякиша.

Тесто обладает низкой влагопроводностью вследствие большой разницы температур поверхностных и располо­женных ближе к центру слоев выпекаемой тестовой заго­товки. Подвод влаги к ее поверхности отстает от интен­сивности обезвоживания поверхностного слоя, и поверх­ность испарения начинает постепенно проникать внутрь образуемого мякиша. Превращение воды в пар в этой зоне (в слое между уже образовавшейся обезвоженной короч­кой и глубже расположенными слоями теста, позднее мя­киша) происходит при 100°С (при нормальном давлении).

Влага тестовых заготовок испаряется при температу­ре около 100°С только в зоне испарения, расположенной между коркой и мякишем. От увлажнения атмосферы пе­карной камеры в значительной степени зависят: упек и объем изделия, а также характер поверхности корки и форма хлеба.

Конденсация влаги происходит до тех пор, пока тем­пература поверхности тестовой заготовки не превысит температуру точки росы, соответствующей параметрам паровоздушной смеси, заполняющей пекарную камеру. Наличие водяных паров на поверхности куска теста вы­зывает клейстеризацию крахмала, растворение декстри­нов, образовавшихся вследствие термического гидролиза крахмала. Жидкий слой клейстеризованного крахмала за­полняет поры и сглаживает неровности на поверхности тестовой заготовки. При высыхании такого слоя в даль­нейшем образуется гладкая корка, плотная и блестящая.

Конденсация паров на поверхности тестовой заготов­ки влияет на качество хлеба, его объем, форму и состоя­ние поверхности корки. Кроме того, конденсирующийся пар оказывает существенное влияние на передачу тепло­ты тестовой заготовке и на ее прогрев, поскольку при кон­денсации пара выделяется удельная (скрытая) теплота парообразования. Увлажнение ускоряет прогрев поверх­ности тестовой заготовки, корки и слоя мякиша, примы­кающего к корке. На прогрев тестовой заготовки в про­цессе выпечки оказывают влияние ее масса и форма. Чем больше масса тестовой заготовки, тем медленнее прогре­вается центральная часть теста и тем длительнее процесс выпечки. Повышение влажности теста ускоряет, а пони­жение замедляет прогрев теста при выпечке. Чем выше влажность теста, тем выше его теплопроводность.

Корка представляет собой слой, оказывающий боль­шое сопротивление пару, проходящему через него из бо­лее глубоких слоев тестовой заготовки в пекарную каме­ру. Часть пара, образовавшегося в зоне испарения, может устремляться из корки через поры мякиша в слои, приле­гающие изнутри к зоне испарения. Доходя до слоев, рас­положенных ближе к центру и менее нагретых, пары вла­ги конденсируются, тем самым повышая влажность слоя, в котором произошла конденсация.

Внутреннее перемещение влаги во влажном материа­ле возможно, если существует разность потенциалов пе­реноса. В тестовой заготовке перенос влаги обусловлен разностью концентрации влаги в разных участках объема и разностью температур.

По экспериментальным данным А. С. Гинзбурга к мо­менту завершения процесса выпечки влажность мякиша в целом повышается на 1,5-2,5%. Наиболее быстро влаж­ность возрастает во внешних слоях мякиша в начальный период процесса выпечки, что объясняется большой ролью термовлагопроводности вследствие значительного гради­ента температуры в мякише.

Микробиологические процессы. Жизнедеятельность микрофлоры теста (дрожжевых клеток и кислотообразу­ющих бактерий) в процессе прогрева тестовой заготовки сначала интенсифицируется, а затем полностью прекра­щается.

Дрожжевые клетки ускоряют процесс брожения и га­зообразования до максимума при прогреве примерно до 40°С. При повышении температуры до 50°С из-за гибели дрожжевых клеток газообразование совсем прекращается.

Жизнедеятельность кислотообразующей микрофлоры теста в зависимости от температурного оптимума (для мезофильных бактерий 35°С, а для термофильных — 48- 54°С) в процессе прогрева сначала форсируется, а затем, после достижения температуры выше оптимальной, замед­ляется и при 60°С совсем прекращается. Термофильные молочнокислые бактерии типа бактерий Lactobacillus delbrneckii могут находиться в активном состоянии при тем­пературах 75-80°С.

Биохимические процессы. Активность ферментов в каждом слое прогреваемого теста сначала возрастает до максимума, а затем снижается до нуля из-за тепловой де­натурации ферментов. Наиболее быстро процесс инакти­вации ферментов протекает в поверхностных слоях теста. В центре куска ферментативные процессы протекают по­чти до конца выпечки. Коллоиды теста оказывают на фер­менты защитное влияние.

В период выпечки в тестовой заготовке происходит фер­ментативный гидролиз крахмала (под действием β-амилазы) и, отчасти, кислотный. В пшеничном тесте, в отличие от ржаного, кислотный гидролиз крахмала практического значения не имеет. Клейстеризация крахмала при прогре­ве теста значительно повышает его атакуемость амилаза­ми. В результате этого содержание крахмала в тестовой заготовке при выпечке снижается. Активность β-амилазы в определенном интервале тем­ператур резко возрастает (рис. 10.2). Температурный оптимум р-амилазы находится в преде­лах 62-64°С, а-амилазы — 74- 75°С. Температура инактива­ции этих амилаз соответствен­но 82-84 и 97-98°С.

В тестовой заготовке из ржа­ной обойной муки при выпеч­ке процессы гидролиза натив­ного и клейстеризованного крахмала протекают более ин­тенсивно. Ржаное тесто имеет кислотность в 3-4 раза более высокую, чем тесто из пше­ничной сортовой муки.

В процессе выпечки тестовых заготовок ржаного хле­ба из обойной муки при обычной для этого вида хлеба кис­лотности р-амилаза полностью инактивируется при 60°С, а-амилаза — при 71°С. Однако накопление в тестовой за­готовке ржаного хлеба продуктов гидролитического рас­пада крахмала продолжается до самого конца выпечки и даже в первые часы хранения еще горячего хлеба. Это зна­чит, что в ржаном хлебе гидролиз крахмала продолжает­ся и после инактивации амилаз.

α-амилаза в процессе выпечки инактивируется при более высокой температуре, чем р-амилаза. В интервале времени выпечки, когда β-амилаза уже инактивирована, а α-амилаза еще активна, в мякише хлеба накапливается значительное количество высокомолекулярных декстри­нов, придающих мякишу липкость и влажность на ощупь.

В процессе выпечки ржаного хлеба происходит частич­ный гидролиз высокомолекулярных пентозанов теста до низкомолекулярных. Таким образом, в процессе выпеч­ки хлеба резко увеличивается количество водораствори­мых углеводов, которое обусловливает увеличение обще­го содержания в ржаном хлебе водорастворимых веществ.

Белково-протеиназный комплекс тестовой заготовки в процессе выпечки также претерпевает ряд изменений.

В тестовой заготовке до определенной степени ее прогре­ва происходит протеолиз. Протеиназа пшеничной муки имеет оптимум рН 4-5,5 и температурный оптимум около 45°С.

Растворимость водонерастворимых белков прогревае­мого пшеничного теста в 0,1 М растворе уксусной кисло­ты начинает резко снижаться при температуре прогрева, равной 70°С. Это свидетельствует о том, что, начиная с 70°С, белки прогреваемого пшеничного теста подвергают­ся термической денатурации.

Температура инактивации ферментов зависит от ско­рости прогрева тестовой заготовки: чем быстрее происхо­дит прогрев, тем быстрее инактивируются ферменты. Теп­ловая денатурация значительно повышает атакуемость белков протеолитическими ферментами, однако количе­ство водорастворимых азотсодержащих веществ в резуль­тате выпечки снижается на 50-70%. Это снижение объяс­няется расходом продуктов протеолиза на реакцию меланоидинообразования. Накопление декстринов и вообще водорастворимых веществ в корке в значительной мере объясняется термическим изменением крахмала и, в ча­стности, его термической декстринизацией (температура поверхности корки достигает 180°С, на границе с мяки­шем — около 100, а в середине — примерно 130°С).

Более темный мякиш ржаного хлеба по сравнению с цветом ржаного теста в основном вызван действием о-дифенолоксидазы на тирозин с образованием меланинов. При длительной выпечке ржаного хлеба цвет его мякиша темнеет за счет образования меланоидинов — продуктов взаимодействия непосредственно восстанавливающих са­харов теста с продуктами гидролиза белков.

Коллоидные процессы. Важнейшими коллоидными процессами, протекающими в тестовой заготовке при вы­печке, являются клейстеризация крахмала и денатурация белков. Эти процессы превращают тесто в готовый про­дукт. Изменения коллоидов теста начинаются при про­греве его до температуры 55-60°С. Тепловая денатурация белков теста происходит при 50-70°С. В результате теп­ловой денатурации белки выделяют влагу, поглощенную ранее, уплотняются, лишаются эластичности и растяжи­мости. Денатурированные клейковинные белки образуют каркас хлеба, фиксирующий форму изделия. Кинетика тепловой денатурации белков в наружных слоях тестовой заготовки имеет большое значение для качества изделия. Увеличение продолжительности процесса денатурации приводит к снижению удельного объема хлеба и формо­устойчивости подовых изделий.

Крахмальные зерна муки интенсивно набухают при 40°С. При дальнейшем прогреве крахмальные зерна ло­паются из-за резкого повышения осмотического давления. Вода, проникая внутрь зерен, разрушает их. Амилоза крахмала переходит в жидкую фазу теста, а амилопектин образует вязкий гель. Для полной клейстеризации крах­мала необходимо в 2-3 раза больше воды по сравнению с содержанием ее в тесте, поэтому крахмал во время выпеч­ки клейстеризуется лишь частично, а процесс протекает замедленно и заканчивается при прогревании централь­ных слоев выпекаемой тестовой заготовки до 95-97°С. При этом некоторая часть зерен крахмала сохраняет свою кри­сталлическую структуру. Клейстеризуясь, крахмал свя­зывает свободную влагу теста и воду, выделяемую денату­рированными белками. Резкое уменьшение содержания свободной влаги в тестовой заготовке способствует обра­зованию сухого эластичного мякиша. При действии на крахмал а-амилазы в процессе выпечки его влагоемкость снижается и, в конечном счете, ухудшается состояние мя­киша, он становится липким при нормальной влажности.

Изменение объема выпекаемой тестовой заготовки. Объем хлеба из пшеничной муки на 10-30% больше объе­ма тестовой заготовки перед посадкой в печь: увеличение объема теста в процессе выпечки обеспечивает необходи­мую пористость хлеба, улучшает его внешний вид и повы­шает усвояемость. Объем тестовой заготовки зависит от физических и микробиологических процессов, протекаю­щих в ней в результате прогрева. Форсированное увеличе­ние объема тестовой заготовки в первые минуты выпечки объясняется интенсивным накоплением СО₂ вследствие спиртового брожения, тепловым расширением воздуха и газов в тесте и переходом спирта в парообразное состоя­ние. За счет этих процессов клейковинный каркас теста растягивается из-за повышения давления газообразных продуктов внутри тестовой заготовки.

Объем выпеченного хлеба зависит от состояния теста перед посадкой в печь, от состояния муки и воды, хлебо­пекарных свойств муки, обусловливающих структурно­механические свойства теста, от способа посадки загото­вок на под печи, от гигротермического режима выпечки и др. При температуре пода 200°С в первой зоне печи ин­тенсивность образования паров спирта и других летучих веществ максимальна, поэтому объем хлеба заметно уве­личивается. Этот процесс прекращается при достижении верхней поверхностью тестовой заготовки температуры 100-110°С, так как при этом образуется жесткий обезво­женный слой — корка, а под коркой — утолщающийся слой образующегося мякиша.

Корка в процессе выпечки очень быстро теряет спо­собность к растяжению, поэтому она служит возрастаю­щим препятствием для дальнейшего увеличения объема тестовой заготовки.