ТЕХНОЛОГИЯ КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

ВЫПЕЧКА И ОХЛАЖДЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ

Выпечка изделий

Выпечка мучных кондитерских изделий является сложным и ответ­ственным этапом технологического процесса. При выпечке тестовых за­готовок происходят физико-химические и коллоидные изменения в тесте, предопределяющие качество готовых изделий. Поэтому для каждого вида изделий в зависимости от рецептурного состава, структуры теста, толщи­ны и формы заготовки должны быть отдельно выбраны свои температур­ные режимы выпечки, обеспечивающие оптимальные условия для проте­кания физико-химических и коллоидных процессов. Интенсивность этих процессов в основном зависит от температуры, влажности и продолжи­тельности нагревания.

Выпечка изделий осуществляется в печах, в которых тепло передает­ся от греющих поверхностей и паро-воздушной среды пекарной камеры к тестовым заготовкам.

Наибольшее распространение в настоящее время получили газовые туннельные печи непрерывного действия с перфорированными или сетча­тыми стальными конвейерами, на которые непосредственно укладывают­ся отформованные тестовые заготовки.

Печь (рис. У-16) состоит из следующих основных узлов: пекарной ка­меры, печного конвейера, камеры предварительного охлаждения и газого - релочной системы.

Пекарная камера разделена на четыре секции 4, 5, 8 и 9 длиной по 2 м каждая. Печной конвейер состоит из двух барабанов: приводного 14 и натяжного 2, огибаемых замкнутой стальной сеткой 3 шириной 870 мм. Устройство 1 служит для натяжения цепной передачи приводного бараба­на. Верхняя ветвь 19 конвейера поддерживается от провисания внутри пе­карной камеры чугунными опорами 18, а вне камеры - роликами 13. Печ­ной конвейер приводится в движение приводной станцией 12.

Камера предварительного охлаждения 11 предназначена для охлаж­дения изделий после выпечки.

Газогорелочная система служит для сжигания природного газа внут­ри пекарной камеры. Г аз сжигается при помощи 34 беспламенных горелок 17 и 20, установленных над печной лентой и под лентой 19. Горелки встав­ляются в пекарную камеру через прямоугольные отверстия 10.

Газовые горелки располагаются в пекарной камере в соответствии с требованиями технологического режима выпечки. Более высокая темпе­ратура среды в определенной зоне пекарной камеры достигается более частым расположением горелок. Кроме того, температуру среды пекар­ной камеры можно регулировать изменением подачи газа к горелкам вплоть до отключения некоторого их количества.

Продукты сгорания из пекарной камеры отсасываются вентилятором высокого давления через тяги 21 в вытяжные трубы 6. В каждой секции тягу регулируют заслонкой 22, поворачивая ее штурвалом 23, а на вытяж­ной трубе - заслонкой 7.

При выборе режимов выпечки необходимо обеспечить оптимальные условия теплообмена между тестовыми заготовками и паро-воздушной средой пекарной камеры, а также учитывать влияние параметров паро­воздушной среды на физико-химические и коллоидные процессы, протека­ющие в тесте.

Основным параметром, обеспечивающим прогрев теста, является его температура, которая в процессе теплообмена непрерывно изменяется в разных слоях теста. Верхние слои прогреваются быстрее и к концу выпеч­ки их температура достигает 170-180°С. Температура центральных слоев также повышается, но менее быстро и к концу процесса выпечки достигает 106-108°С. Таким образом, несмотря на малую толщину тестовых загото­вок, в процессе их выпечки постоянно существует послойный температур­ный градиент. Он оказывает влияние на скорость влагообмена между тес­том и средой пекарной камеры.

Одной из задач при выпечке является удаление из теста избытка вла­ги, которая удерживается физико-химической связью. Удаление такой влаги затруднено и по мере прогревания тестовых заготовок протекает неравно­мерно.

Перемещение адсорбционно и осмотически связанной влаги в матери­але подчиняется законам диффузии. Движущей силой этого процесса явля­ется градиент влажности. От его величины зависит скорость перемещения влаги внутри теста. При выпечке влажность тестовых заготовок умень­шается за счет испарения влаги из поверхностных слоев, поэтому между центральными и поверхностным слоем возникает влажностный градиент.

Ученые НИИКП установили при постоянном режиме выпечки три периода удаления влаги из теста, которые наглядно видны на кривой вы­печки и кривой скорости выпечки (рис. У-17 и V-18).

в процессе выпечки влагоотдачи во время выпечки

Первый период (I) (см. рис. У-18) характеризуется переменной скорос­тью удаления влаги, второй период (II) - постоянной скоростью влагоот­дачи и третий период (III) - падающей скоростью влагоотдачи с перехо­дом в постоянную скорость удаления влаги.

Такой характер влагоотдачи обусловлен интенсивным прогревом поверхностных слоев теста в начальный период (при поступлении загото­вок в печь), возникновением значительного температурного градиента, под влиянием которого часть свободной влаги мигрирует от поверхност­ных слоев теста к центральным, замедляя, таким образом, скорость удале­ния влаги.

Во II периоде выпечки температура центральных слоев теста превы­шает 100°С, свободная вода превращается в пар, возникает избыточное давление пара, под действием которого влага удаляется с постоянной ско­ростью. Зона испарения влаги постепенно углубляется внутрь тестовых заготовок, что сопровождается резким увеличением их объема.

В III период выпечки зона испарения достигает центральных слоев теста, свободная влага практически удалена, поэтому скорость влагоот­дачи резко падает. В тесте остается лишь связанная с белковыми веще­ствами и крахмалом вода, которая медленно удаляется с постоянной ско­ростью.

Такой характер изменения влажности тестовых заготовок предопре­деляет оптимальные режимы выпечки. На прогрев теста и интенсивность влагоотдачи основное влияние оказывают температура и относительная влажность среды пекарной камеры. Для окончательного определения их значений необходимо проанализировать влияние этих параметров на фи­зико-химические изменения теста в процессе выпечки.

Физико-химические изменения теста в процессе выпечки и режимы выпечки

Кроме удаления влаги в процессе выпечки тестовых заготовок пре­терпевают изменения и другие составные части теста, что положительно влияет на структуру изделий и их качественные показатели.

Особенно значительные изменения претерпевают белки и крахмал муки, играющие основную роль в образовании структуры изделий. При прогре­ве теста до температуры 50-70°С белковые вещества теста денатурируют и освобождают воду, поглощенную при набухании. В этом же температур­ном интервале происходит интенсивное набухание и частичная клейстери - зация крахмала освободившейся водой.

Обезвоженные и коагулированные белки клейковины и частично клей - стеризованный крахмал образуют пористый скелет изделия, на поверхно­сти которого адсорбируется жир в виде тонких пленок.

При температуре 60°С разлагается карбонат аммония с выделением газообразных веществ - аммиака и углекислоты, а при температуре 80- 90°С происходит разложение гидрокарбоната натрия с выделением угле­кислоты. При дальнейшем повышении температуры теста давление и объем образовавшихся газообразных вешеств увеличивается, в результате чего изменяется объем тестовых заготовок, а поры в тесте значительно расши­ряются. В разрыхлении теста большую роль играют пары воды, образую­щиеся в тесте в процессе выпечки.

Степень разрыхления теста и изменение его объема при выпечке также зависят от равномерного распределения в тесте химических разрыхлите­лей и структурно-механических свойств теста.

Затяжное и галетное тесто обладают значительной упругостью и по­этому оказывают большое сопротивление расширению образовавшихся в процессе выпечки газовых пузырьков. Поэтому эти изделия имеют неболь­шой подъем и недостаточно развитую пористость. В сахарном и особенно пряничном тесте благодаря высокой пластичности и незначительной упру­гости сравнительно легко увеличивается объем, а изделия имеют доста­точно развитую пористость.

В процессе выпечки происходит постепенное обезвоживание тесто­вых заготовок и образование на их поверхности плотной корочки. Очень важно, чтобы возникновение корочки происходило не сразу, а постепен­но, так как ее появление препятствует увеличению объема теста. Поэтому процесс выпечки вначале необходимо вести при невысокой температуре с увлажнением среды пекарной камеры, что способствует образованию тон­кой корочки в более поздний период.

В процессе выпечки под действием высокой температуры наблюдают­ся химические изменения составных веществ теста. Уменьшается количе­ство нерастворимого крахмала за счет частичного его гидролиза с образо­ванием декстринов. Происходит частичная инверсия сахарозы; редуциру­ющие сахара взаимодействуют с аминокислотами, полипептидами и пеп­тонами муки с образованием различных альдегидов, органических кислот и, в конечном итоге, меланоидинов, которые влияют на вкус и окраску корочки мучных изделий. Снижение содержания сахаров является резуль­татом их частичной карамелизации.

На цвет корочки и изделий в целом оказывает влияние гидрокарбонат натрия, придавая им желтоватый цвет.

Уменьшается содержание отдельных белковых фракций, таких как: альбуминовая, глобулиновая и глиодиновая. Количество жира также уменьшается вследствие непрочной адсорбции его на поверхности белко­вых мицелл.

Содержание минеральных веществ в тесте при выпечке не изменяется, за исключением органического фосфора, количество которого снижается.

Щелочность изделий значительно снижается благодаря взаимодей­ствию щелочных химических разрыхлителей с кислыми веществами, со­держащимися в тесте.

С учетом трех периодов удаления влаги из тестовых заготовок при выпечке, отмеченных выше физико-химических изменений в тесте, НИ­ИКП рекомендует следующие оптимальные режимы выпечки печенья:

1. Вначале процесс выпечки проводится при сравнительно низкой тем­пературе (не выше 160°С), но высокой относительной влажности среды пекарной камеры.

Высокая относительная влажность среды способствует конденсации пара на поверхности тестовых заготовок, что интенсифицирует их быст­рый прогрев, способствует денатурации белков и клейстеризации крахма­ла, а также разложению химических разрыхлителей с выделением газооб­разных продуктов, разрыхляющих тесто.

Высокая относительная влажность среды пекарной камеры препят­ствует преждевременному образованию на поверхности теста плотной ко­рочки, и следовательно, способствует равномерному и быстрому испаре­нию влаги с поверхностных слоев, свободному выходу газовых и паровых пузырьков, которые разрыхляют тесто, вызывая его подъем, а следова­тельно, формируют пористую структуру изделия.

2. Второй период выпечки характеризуется постоянной и максималь­ной скоростью влагоотдачи, поэтому во второй зоне печи температура постепенно повышается до 280-310°С, увлажнение пекарной камеры в этой зоне не проводится.

3. В третий период выпечки скорость испарения влаги снижается, так как вся свободная влага уже удалена. Поэтому температуру в последней зоне пекарной камеры снижают до 250°С, чтобы избежать обугливания поверхности печенья.

В этот период выпечки частично удаляется адсорбционно и осмотически связанная влага, окончательно фиксируется каркас изделий.

Продолжительность выпечки печенья колеблется в пределах 4-5 мин. При соблюдении оптимального режима длительность выпечки сокращает­ся до 3,5 мин.

Для выпечки галет и крекеров применяется более мягкий режим с обя­зательным увлажнением среды пекарной камеры. Первые 4 мин темпера­тура в пекарной камере постепенно повышается с 230 до 270°С, а затем постепенно снижается до 205°С. Общая продолжительность выпечки для простых галет 7-10 мин, диетических галет и крекеров 5-7 мин. Более про­должительная выпечка галет по сравнению с печеньем объясняется тем, что влажность и толщина тестовых заготовок этих изделий выше, а макси­мальная температура среды пекарной камеры ниже.

Пряники также выпекают при переменном температурном режиме, и максимальная температура среды пекарной камеры не должна превышать 240°С. При выпечке тестовых заготовок для мятных пряников температу­ра должна быть более низкой (190-210°С), чтобы избежать окрашивания их поверхности. Сравнительно невысокая температура среды пекарной камеры и значительная толщина тестовых заготовок для пряников приво­дит к увеличению продолжительности выпечки до 6-8 мин.

Сдобное печенье отличается составом, способом приготовления, кон­систенцией теста и формой изделий, что, естественно, отражается на режи­мах выпечки. Выемные сорта сдобного печенья целесообразно выпекать при переменном и высокотемпературном режиме: в первой трети печи при 220-280°С, в средней трети печи при 280-250°С. Продолжительность вы­печки при этих условиях не превышает 3 мин.

Отсадочные, бисквитно-сбивные и белково-сбивные сорта сдобного пе­ченья выпекают при более низкой температуре (200-230°С) в продолжение 5-7 мин, а миндальное печенье - при температуре 180-190°С в продолжение 15-20 мин.

Охлаждение изделий

При выходе из печи изделия имеют температуру наружных слоев 118- 120°С, а внутренних - около 100°С. При такой высокой температуре они не обладают достаточной механической прочностью, позволяющей без нару­шения формы и нижней поверхности снять изделия со стальных лент. По­этому после выпечки их предварительно охлаждают до температуры 65- 70°С на выступающих из печи печных конвейерах. После механического съема со стальных лент печи изделия направляются на охлаждающий транс­портер для окончательного охлаждения за счет теплоотдачи в окружаю­щую среду.

Продолжительность охлаждения зависит от температуры и скорости окружающего воздуха. Охлаждать изделия следует при сравнительно мяг­ком режиме, чтобы избежать в них перенапряжений, приводящих нередко к образованию трещин.

Рекомендуются следующие оптимальные условия охлаждения: темпе­ратура среды 20-25°С, скорость охлаждающего воздуха 3-4 м/с. Наиболее целесообразно охлаждать изделия на транспортере закрытого типа с при­нудительной циркуляцией воздуха.

Охлаждение изделий сопровождается процессом их усушки за счет тепла, аккумулированного во время выпечки. Так как запас теплоты в изделиях ограничен, то по мере их охлаждения удаление влаги замедляет­ся, а затем совершенно прекращается. Следовательно, потеря влаги за счет усушки изделий будет в основном зависеть от скорости их охлаждения до температуры 30-35°С. Решающим фактором здесь является принудитель­ная циркуляция воздуха со скоростью 3-4 м/с.

На растрескивание печенья, галет и особенно крекеров, кроме темпе­ратуры охлажденного воздуха, влияют и другие факторы: содержание клей­ковины, pH, количество жира, толщина изделий, режим выпечки.

Чем. выше содержание клейковины в муке, тем меньше растрескива­ется печенье. При низком значении pH теста увеличивается набухание клей­ковины и уменьшается пластичность теста, что вызывает растрескивание крекеров. Изделия, приготовленные с большим количеством сахара без жира, подвержены растрескиванию. Жир и яйца оказывают пластифици­рующее влияние и поэтому препятствуют появлению трещин в изделиях.

Толщина печенья или галет оказывает большое влияние на растрескива­ние изделий. С увеличением толщины изделий растрескивание и образование лома, как правило, уменьшается. Недовыпеченное печенье в большей степе­ни растрескивается, так как повышенное количество неравномерно распреде­ленной влаги в изделиях приводит к перенапряжениям.

Растрескивание обычно обнаруживается в процессе хранения расфа­сованных в пачки и уложенных в ящики изделий.

Выпечка и охлаждение вафельных листов

Выпечка вафельных листов осуществляется в специальных печах (рис. V - 19) между двумя массивными металлическими плитами контактным способом.

Печь имеет конвейер 7 с тридцатью формами 5, состоящими из двух плит - нижней и верхней.

Вафельное тесто из бачка подается насосом на нижнюю плиту, с помо­щью периодически действующей трубчатой насадки 2. После этого при помощи направляющей 6 на нижнюю плиту автоматически опускается вер­хняя плита, снабженная роликом 3. Обе части формы закрываются замком, после чего формы поступают в рабочее пространство печи. Работа печи управляется с пульта 8.

Печь обогревается газом или электричеством. Температура греющей поверхности печи 170°С. Время оборота форм 2 мин. За такое короткое время необходимо удалить из теста, влажность которого 63-65 %, значи­тельное количество воды.

Благодаря большой поверхности плит и малой толщине теста (2-3 мм) на них, его температура в считанные секунды превышает 100°С. Влага в тесте мгновенно превращается в пар. Возникает значительный градиент давления пара, который и предопределяет характер влагоотдачи. При выпечке вафельного теста не наблюдается период постоянной скорости удаления влаги, а стадия прогревания теста очень незначительна. Наибо­лее интенсивный массообмен в контактном слое наблюдается в начале выпечки с постепенным снижением скорости влагоотдачи.

Интенсивное парообразование в тесте при его выпечке предопределя­ет пористость вафельных листов. Роль химических разрыхлителей в этом процессе незначительна.

За время полного оборота ценного конвейера (2-3 мин) вафельные ли­сты выпекаются. Верхняя плита формы автоматически отделяется от ниж­ней, и лист извлекается из формы.

Плиты форм могут быть гладкими, фигурными или с гравированным рисунком, благодаря чему вафельные полуфабрикаты приобретают соот­ветствующую форму, а поверхность их - различный рисунок.

Выпеченные вафельные листы имеют температуру 150-170°С, их не­обходимо охладить до комнатной температуры. В зависимости от условий производства, имеющегося оборудования охлаждение листов проводят в стоках в помещении цеха или на люлечном конвейере.

Вафельные листы являются высокопористыми изделиями, способны­ми поглощать или отдавать влагу в процессе выстойки в зависимости от остаточной влаги в них после выпечки и относительной влажности окру­жающей среды. Эти процессы продолжаются до наступления равновесной влажности и сопровождаются изменением линейных размеров листов, что является основной причиной коробления и растрескивания листов в про­цессе выстойки.

Применяемая выстойка и охлаждение вафельных листов в стопах со­здают условия для их коробления, так как влажность периферийных и цен­тральных частей листов изменяются неравномерно. Это влечет за собой неравно'мерное изменение линейных размеров отдельных частей листов.

В случае вынужденной заготовки листов впрок и укладки их в стопы, рекомендуется охлаждение проводить в отдельном помещении при низкой относительной влажности воздуха (30 %) и температуре 50-52 °С. В этих условиях выстойки уменьшается скорость сорбции влаги периферийными частями вафельных листов, а следовательно, снижается градиент влажно­сти между центральными и периферийными частями, что уменьшает короб­ление листов. Однако при этих условиях выстойки охлаждение вафельных листов в стопах происходит медленно и обычно продолжается 10-12 ч.

Наиболее рациональным способом выстойки вафельных листов явля­ется охлаждение одиночных листов на сетчатом транспортере. Благодаря равномерному доступу воздуха к поверхностям листа происходит равно­мерная сорбция влаги листом во всех его зонах, сопровождающаяся рав­номерным изменением линейных размеров листа, вследствие чего исклю­чается коробление и растрескивание вафельных листов. Длительность ох­лаждения листов при таком способе до температуры помещения цеха со­ставляет 1-2 мин. Для охлаждения вафельных листов в настоящее время применяют люлечные конвейеры.