PRODUKCJA PIECZYWA PSZENNEGO (opracowanie: Tadeusz Miśkiewicz, 2008 rok)

PRODUKCJA PIECZYWA PSZENNEGO (opracowanie: Tadeusz Miśkiewicz, 2008 rok) 5.1. Znaczenie pieczywa w żywieniu Pieczywo ma decydujący udział w spożywaniu produktów zbożowych. Statystyczny Polak spożywa dziennie około 250 g pieczywa, przy czym 204 g stanowi pieczywo mieszane, 6 g pieczywo żytnie i 37 g pieczywo pszenne. Wartość kaloryczna pieczywa waha się od około 210 kcal/100 g (pieczywo żytnie) do około 450 kcal/100 g (pieczywo półfrancuskie z dżemem). Średnio można przyjąć, że 250 g pieczywa dostarcza nam ok. 649 kcal. Najniższą wartością energetyczną charakteryzuje się pieczywo produkowane z mąki razowej żytniej jak i pszennej. Bardziej kaloryczne jest pieczywo pszenne wyborowe i półcukiernicze produkowane z mąk jasnych oraz pieczywo chrupkie, które charakteryzuje się wysoką zawartością suchej substancji. Np. wartość energetyczna 100 g bułki wrocławskiej wynosi 293 kcal, chałki zdobnej 333 kcal i aż 378 kcal chleba chrupkiego żytniego. Szczegółowe dane obrazujące wartość energetyczną pieczywa i zawartość w nim podstawowych składników odżywczych przedstawiono w tabeli 5.1. Wartość energetyczna i zawartość wybranych składników odżywczych w pieczywie Tabela 5.1 Pieczywo Składnik żytnie mieszane pszenne ogółem Spożycie dzienne [g] 5,9 203,8 36,8 246,5 Kaloryczność [kcal] 14 520 114 648 Białko ogółem [g] 0,3 12,9 3 16,2 Tłuszcz [g] 0,1 3,9 1,7 5,7 Sacharydy ogółem [g] 3,1 111,2 22,6 136,9 Błonnik [g] 0,3 10 1,1 11,4 Magnez [mg] 2,8 82,3 11,1 96,2 Wapń [mg] 2,4 73,3 12,5 88,2 Witamina E [mg] 0,04 1,57 0,35 1,96 Witamina B 1 [mg] 0,001 0,381 0,051 0,433 Niacyna [mg] 0,04 1,75 0,35 2,14 Źródło [Przygodna i Nadolna, 1999] Pieczywo jest głównym źródłem białka roślinnego w naszym pożywieniu. Jego dzienna porcja dostarcza ok. 16,2 g białka ogółem, co stanowi 16 23% pokrycia ilości zalecanej dziennie. Zawartość tłuszczu w pieczywie nie jest duża. W str. 1 z 28

dziennej porcji pieczywa (ok. 250 g) jest ok. 5,7 g tłuszczu, co stanowi 5,7 7,8% pokrycia ilości zalecanej dziennie. Pieczywo jest dla nas poważnym źródłem węglowodanów dostarczając go dziennie w ilości ok. 136,9 g. Jest ono także nośnikiem błonnika pokarmowego. 250 g pieczywa dostarcza go nam w ilości ok. 11,4 g, co stanowi ok. 33 38% dziennego zapotrzebowania. Pieczywo żytnie wnosi to naszej diety znacznie mniej błonnika niż pieczywo pszenne, choć jest bogatsze w ten składnik. Decyduje o tym niewielki udział pieczywa żytniego w dobowej strukturze spożycia pieczywa. Pieczywo dostarcza nam ponadto ok. 32% dziennego zapotrzebowania na magnez. Jest ono także źródłem innych minerałów oraz witamin. Dzienne zapotrzebowanie na witaminę B 1 pokrywa w 31%, na B 2 w 15% oraz na niacynę (B 3 ) w 12%. Niedostateczna ilość niektórych składników: aminokwasów egzogennych (np. tryptofanu, lizyny), minerałów (wapnia, żelaza) i witamin (B 1, B 2, B 3 ), obniża wartość biologiczną pieczywa. Próbuje się temu zaradzić wzbogacając pieczywo różnymi dodatkami. Są wśród nich zarówno dodatki syntetyczne jak i naturalne. Do syntetycznych należą sole wapnia i żelaza, tiamina ryboflawina a czasem także pirydoksyna. Wśród naturalnych jest mleko odtłuszczone w proszku, serwatka, maślanka, drożdże spożywcze, zarodki pszenne, mączka sojowa, nasiona oleiste, zboża niechlebowe itd. Niektóre gatunki pieczywa przeznaczone są do żywienia ludzi cierpiących na określone choroby. Pieczywo takie jest dietetyczne. Przykładem pieczywa dietetycznego jest chleb wysokobiałkowy, a także glutenowy (stosowany w przypadku cukrzycy), pieczywo niskosodowe (stosowane przy nadciśnieniu tętniczym), pieczywo skrobiowe (bezglutenowe) z normalną zawartością soli (stosowane w przypadku celiakii), pieczywo skrobiowe (bezglutenowe) bez soli (stosowane w przypadku uremii) czy pieczywo wzbogacone w żelazo (stosowane w przypadku anemii). Możliwa jest także produkcja pieczywa zawierającego pewne dodatki naturalne mające znaczenie w profilaktyce zdrowotnej. Przykładem takiego pieczywa jest chleb z dodatkiem owsa, a także chleb dla serca zawierający skwalen w ilości około 21 mg w 100 gramach (skwalenu jest sporo w oleju z nasion amarantusa około 6,3 g w 100 g oleju). str. 2 z 28

5.2. Produkcja pieczywa Pieczywo spożywane jest przez ludzi na całym świecie. Według obowiązującego w Polsce Systematycznego Wykazu Wyrobów (SWW) dzieli się ono na żytnie, mieszane i pszenne. Pieczywo żytnie otrzymuje się z mąki żytniej przez ukwaszenie lub użycie gotowego zakwasu. Pieczywo mieszane wytwarza się z mąki żytniej i pszennej przez ukwaszenie lub użycie gotowego zakwasu z ewentualnym dodatkiem drożdży. Natomiast pieczywo pszenne produkuje się z mąki pszennej z dodatkiem drożdży. W zależności od typu mąki (a dokładniej: zawartego w niej popiołu) pieczywo dzieli się na ciemne i jasne. Do produkcji pieczywa ciemnego stosuje się mąkę zawierającą co najmniej 1% popiołu. Natomiast zawartość mąki używanej do produkcji pieczywa jasnego jest mniejsza od 1%. Pod względem wielkości spożycia pieczywo stanowi ono trzecią, po mleku i jego przetworach oraz ziemniakach, grupę produktów wchodzących w skład całodziennej racji pokarmowej. Jest ono produkowane na małą skalę w małych, rzemieślniczych piekarniach lub masowo w piekarniach przemysłowych. Spożycie pieczywa w Polsce spada od wielu lat. Począwszy od 2002 roku wynosiło ono odpowiednio: 6,33; 6,17; 6,08; 5,9; 5,57 i 5,42 kg/miesiąc/osobę, ale jego globalna produkcja wzrasta. W 2002 roku polskie piekarnie wyprodukowały 1547 tys. ton pieczywa, a 2007 roku wytworzą go w ilości około 1600 tys. ton. str. 3 z 28

Wypiekiem chleba i bułek zajmuje się w Polsce około 12 tysięcy piekarni. Blisko 60% z nich stanowią zakłady zatrudniające po kilka osób. Jeśli popyt na chleb i bułki będzie spadać dalej, to 30 40% z nich może w perspektywie kilka lat upaść. Jednym ze sposobów przeciwdziałania obniżającemu się popytowi na chleb i bułki jest promocja polegająca m.in. na umieszczaniu na opakowaniach informacji o zaletach jedzenia świeżego pieczywa, ale taka promocja jest kosztowna. Czy będzie stać na nią te małe piekarnie? Miejsce tradycyjnego chleba coraz częściej zajmują płatki zbożowe, chipsy oraz gotowe przekąski. Innym sposobem zatrzymywania konsumentów jest wychodzenie producentów naprzeciw ich oczekiwaniom, a Kowalski szuka dzisiaj szerokiego asortymentu chleba świeżego, bogatego w naturalne składniki odżywcze, w tym chleba z mąki razowej. W związku z tym, współczesne piekarstwo rozwija się w kierunku [Ambroziak 1998]: oferowania pieczywa świeżego, prosto z pieca, urozmaicenia asortymentu pieczywa (asortyment pieczywa w naszym kraju obejmuje około 200 pozycji), całodobowe zapewnienie bogatego asortymentu świeżego pieczywa, wytwarzania pieczywa tradycyjnego o charakterze regionalnym, produkcji pieczywa specjalnego i dietetycznego opartego na składnikach naturalnych. Takie kierunki rozwoju piekarstwa wymagają wielu zmian w procesie produkcji a zwłaszcza: stosowania dynamicznych (skróconych) metod wytwarzania, w których stosuje się np.: intensywne mieszenie ciasta czy eliminowanie wielofazowej fermentacji ciasta w masie na rzecz fermentacji w kęsie (wydłużony czas rozrostu kęsów), zwiększenia produkcji pieczywa ciemnego o dużej zawartości błonnika pokarmowego, wytwarzania ciasta wzbogaconego licznymi surowcami dodatkowymi m.in. błonnikiem pokarmowym, zbożami niechlebowymi, nasionami oleistymi (źródło kwasów tłuszczowych n-3), fruktanami, skwalenem itp.), stosowanie metod wypieku systemem odroczonym (wypiek tuż przed sprzedażą), np. metody sterowanej (spowolnionego rozrostu w piekarni), wypiek uprzednio zamrożonych kęsów czy wypiek wcześniej podpieczonych kęsów. Dzięki wymienionym metodom realny stał się pomysł na nowy model zakładu usługowego: piekarnio-ciastkarnio-sklepo-kawiarnia, który upowszechnia się także w naszym kraju. W takim zakładzie klient ma możliwość oglądania produkcji pieczywa, jego kupienia, a także konsumpcji. str. 4 z 28

5.2.1. Surowce piekarskie Występujące w recepturach surowce dzieli się umownie na podstawowe, pomocnicze i dodatki. Do podstawowych zalicza się: mąkę, przetwory zbożowe, wodę, drożdże i sól [Ambroziak 1988, 1998]. Mąkę i przetwory zbożowe można podzielić na chlebowe (z żyta, pszenicy i pszenżyta) oraz niechlebowe (z jęczmienia, owsa, kukurydzy i innych zbóż). Mąka jest najważniejszym surowcem piekarskim. Od jej właściwości zależy nie tylko dobór parametrów technologicznych procesu produkcji pieczywa i jego przebieg, ale także właściwości gotowych produktów. Poszczególne typy mąki różnią się składem chemicznym i właściwościami technologicznymi. Podstawą typizacji krajowej mąki jest zawartość w niej składników mineralnych (popiołu) wyrażonego w g/100 kg mąki. Im wyższa zawartość popiołu w mące, tym więcej w niej błonnika, białka, lipidów i witamin z grupy B. Wynika to z większego udziału w mące okrywy owocowo-nasiennej i zarodków. Jednak zawartość popiołu nie odzwierciedla w pełni jej właściwości technologicznych, dlatego w niektórych krajach gatunek mąki określa się na podstawie wskaźnika jej barwy. Skład chemiczny mąki zależy w dużym stopniu od wielkości cząstek mąki. Ta z kolei uwarunkowana jest właściwościami przemiałowymi ziarna oraz wielkością oczek sit, przez które przesiewa się mąkę. Około 4% mąki stanowią cząstki o średnicy około 13 m. Są to drobne ziarenka skrobi, otoczki białkowe oraz fragmenty bielma. Cząstek o średnicy od 17 do 28 m jest w mące około 36%. Są to ziarenka skrobi i fragmenty bielma. Największy udział, wyższy od 43%, mają cząstki mąki o średnicy większej od 35 m. Są to duże ziarenka skrobi, fragmenty pojedynczych komórek bielma i ich skupiska, których średnica może być przekraczać 250 m. Skład chemiczny mąki jest zróżnicowany zależnie od pochodzenia i wyciągu mąki (wyciąg - jest to uzysk mąki ze 100 kg ziarna wyrażony w %). Mąka o wyższym wyciągu ma więcej popiołu, błonnika, tłuszczów i białka i mniej węglowodanów. Zawartość ważniejszych składników w mące zilustrowano w tabeli 5.2. str. 5 z 28

Zawartość ważniejszych składników w mące Tabela 5.2 Składni Jedn. Mąka pszenna Mąka żytnia k miary Wyciąg 97 72 50 97 72 50 Woda % 13,5 13,5 13,5 13,5 13,5 13,5 Białko % 9,8 9,3 8,7 7,3 6,4 5,6 Tłuszcz % 2,8 2,1 1,7 2,1 1,9 1,5 Cukry % 70,3 73,9 75,2 73,2 76,5 78,5 Błonnik % 1,9 0,5 0,4 1,4 0,8 0,5 Popiół % 1,7 0,7 0,5 1,4 0,9 0,6 Fosfor mg% 358 156 115 265 125 85 Żelazo mg% 5 2 2 4 3 2 B 1 mg% 429 206 161 306 264 136 B 3 mg% 1193 817 986 798 720 843 O wartości wypiekowej mąki decydują przede wszystkim następujące cechy: 1. Zdolność wytwarzania gazu. 2. Zdolność tworzenia struktury ciasta o określonych cechach (siła mąki). 3. Barwa mąki (biel mąki) i zdolność mąki do ciemnienia. 4. Granulacja (grubość przemiału) mąki. Ad.1. Zdolność wytwarzania gazu oznacza się ilością wydzielanego CO 2 podczas fermentacji ciasta. Ilość wydzielanego CO 2 podczas fermentacji świadczy o intensywności jej przebiegu i stanowi wskaźnik oceny jakości mąki. W przypadku mąki pszennej ilość wydzielanego dwutlenku węgla mierzona za pomocą fermentografu powinna wynosić w pierwszej godzinie fermentacji od 400 do 600 cm 3, w drugiej i trzeciej odpowiednio po 600 do 800 cm 3 i w czwartej od 400 do 500 cm 3. O ilości wytwarzanego CO 2 decydują w początkowej fazie fermentacji ciasta własne cukry fermentujące mąki, a w końcowej fazie fermentacji ciasta, podczas rozrostu kęsów oraz w początkowym etapie wypieku cukry powstałe w wyniku scukrzenia skrobi. To drugie źródło cukrów ma jednak podstawowe znaczenie. Zatem ilość wydzielanego gazu uwarunkowana jest zdolnością skrobi mąki do scukrzania. A ta zależy z kolei zależy od aktywności enzymów amylolitycznych, zwłaszcza -amylazy ( -amylaza występuje w mące otrzymanej z ziarna porośniętego) i podatności skrobi na ich działanie, przy czym ten drugi czynnik odgrywa decydującą rolę. O podatności skrobi na działanie -amylazy decyduje stopień rozdrobnienia mąki (granulacja) oraz wielkość i powierzchnia ziaren skrobi. Zatem uszkodzenia mechaniczne ziaren skrobi podczas przemiału wzmagają, dzięki wzrostowi powierzchni skrobi, jej podatność na scukrzanie. str. 6 z 28

Powierzchnia ziaren skrobi znacznie wzrasta także podczas jej kleikowania. Zatem o podatności skrobi na scukrzanie decyduje także zdolność skrobi do kleikowania. Nadmierna aktywność enzymów amylolitycznych nie jest jednak w piekarstwie pożądana. Ad.2. Siła mąki, czyli jej zdolność do tworzenia określonej struktury ma zasadnicze znaczenie w produkcji pieczywa. Określa ona zdolność do utrzymywania CO 2, a łącznie z ilością wytworzonego CO 2 decyduje o objętości chleba, wielkości i równomierności porów. Mąka może być silna. Odznacza się ona w tedy dużą zdolnością wiązania wody (zdolnością hydratacyjną). Zapewnia to dużą wydajność ciasta o dobrych właściwościach i elastyczności. A cech tych nie traci ono podczas fermentacji. Ciasto takie ma znaczną tolerancję w procesie fermentacji. Mąkę słabą cechuje mniejsza zdolność hydratacyjna. Otrzymuje się z niej mniej ciasta, które wykazuje ponadto skłonność do rozlewania się. Taka mąka może być przyczyną produkcji chleba z wadami (o małej objętości, złej strukturze miękiszu, spłaszczonym kształcie, itp.). Siła mąki uwarunkowana jest przede wszystkim stanem jej kompleksu białkowo-proteolitycznego, na który składa się białko, zwłaszcza gluten, enzymy proteolityczne oraz aktywatory i inhibitory rozkładu białka. Właściwości glutenu kształtowane są przez różne białka. Gliadyna tworzy w wyniku napęcznienia lepką frakcję pozbawioną sprężystości. Z kolei glutenina wykazuje sprężystość ale pozbawiona jest elastyczności. Dodatkowy wpływ na siłę mąki ma także zawartość skrobi, śluzów, lipidów oraz niektórych enzymów. Większej ilości skrobi towarzyszy mniejsza zawartość białka, co osłabia mąkę. Mniejsze ziarna skrobi i ich większa powierzchnia sprzyjają wchłanianiu dużej ilości wody, dzięki czemu ciasto staje się gęstsze. Lepszemu wchłanianiu wody sprzyjają również uszkodzenia ziaren skrobi. Na własności fizyczne ciasta pszennego wpływają także pentozany, które tworzą z wodą lepki, śluzowaty roztwór. Lipidy występują w mące jako glikoiproteidy (formy związane z węglowodanami), jako lipoproteidy (formy związane z białkami) oraz w stanie wolnym. Każda z tych form ma znaczenie dla właściwości fizycznych ciasta. Jeśli chodzi o enzymy, to watro wskazać na ważną rolę lipaz (katalizują hydrolizę triacyloglicerydów do wolnych kwasów tłuszczowych i gliceryny) i lipooksygenazy kontrolującej utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych: str. 7 z 28

linolowego, linolenowego i arachidonowego za pomocą tlenu atmosferycznego do hydrotlenków, które mogą być utleniaczami. Działanie wspomnianych enzymów wywiera duży wpływ na właściwości ciasta i jakość pieczywa. Siłę mąki można oznaczać pośrednio (przez oznaczenie ilości i jakości glutenu) i bezpośrednio (drogą określania właściwości fizycznych ciasta). Oznaczenie ilości i jakości glutenu polega na wymyciu glutenu i oznaczeniu jego elastyczności i rozpływalności. Często określa się liczbę glutenową, uwzględniającą ilość glutenu i jego rozpływalność zgodnie ze wzorem: LG = a (2 0,065 R) LG - liczba glutenowa, a - ilość mokrego glutenu, %, R - rozpływalność mokrego glutenu, mm. Ad.3. Barwa miękiszu chleba zależy od bieli mąki. Z ciemnej mąki otrzymuje się chleb o ciemnym miękiszu, ale ciemny chleb można uzyskać także z jasnej mąki. Stąd przy ocenie mąki bierze się pod uwagę nie tylko jej barwę, ale i jej zdolność do ciemnienia (jego bezpośrednią przyczyną są melaniny, które tworzą się w wyniku utleniania tyrozyny przez polifenolooksydazę). Naturalną, właściwą barwą mąki pszennej jest barwa żółta pochodząca od obecności karotenoidów (karotenu i ksantofilu) towarzyszących lipidom, w których dobrze się rozpuszczają. Barwę mąki i jej zdolność do ciemnienia określa się najczęściej metodą Pekara, która polega na porównaniu mąki badanej z wzorcową. Ad.4. Wielkość cząstek mąki ma duży wpływ na jej wartość technologiczną. Z nadmiernie grubej mąki otrzymuje się chleb o małej objętości z dużymi porami, grubymi ściankach i bladej skórce. Pieczywo z bardzo drobnej mąki wykazuje także małą objętość, ma intensywnie zabarwioną skórkę i często ciemny miękisz. Mąkę należy zatem segregować w celu wydzielenia frakcji o optymalnej granulacji. Najbardziej do tego celu nadaje się jej pneumatyczna segregacja. Woda ma duże znaczenie w technologii. Jest rozpuszczalnikiem dla wielu składników mąki, powoduje pęcznienie składników strukturotwórczych (skrobi, białek, gum i śluzów). Jest niezbędna w procesie fermentacji ciasta itd. Ważnym parametrem wody jest jej twardość, ph oraz czystość biologiczna. Niepożądana jest obecność azotynów i azotanów (ich obecność świadczy o zanieczyszczeniach str. 8 z 28

azotowymi związkami organicznymi pochodzącymi z rozkładu drobnoustrojów). Niedopuszczalna jest obecność drobnoustrojów chorobotwórczych. Do wypieku pieczywa pszennego używa się prawie wyłącznie drożdży z gatunku Saccharomyces cerevisiae. Stosuje się je w postaci drożdży prasowanych, płynnych (ang. liquid yeast), aktywnych drożdży suszonych - ADY (ang. active dry yeast) oraz rozpuszczalnych drożdży suszonych IDY (ang. instant dry yeast) otrzymywanych z drożdży prasowanych poddanych procesowi ekstruzji. Najważniejszą własnością drożdży prasowanych i suszonych aktywnych jest ich aktywność fermentacyjna, czyli zdolność do beztlenowego metabolizowania prostych węglowodanów. W wyniku tego procesu tworzy się CO 2, podnoszący ciasto. Pozostałe funkcje, jakie spełniają komórki drożdży piekarskich, polegają na tworzeniu substancji smakowo-zapachowych i zmianie reologicznych właściwości ciasta. Poprawa wartości odżywczych dzięki dodaniu martwych komórek drożdży suszonych wynika z dużej zawartości białka bogatego w lizynę w przypadku drożdży "melasowych" i "serwatkowych" lub obfitych w witaminy B drożdży piwowarskich. Obecnie obserwuje się tendencję powrotu do naturalnego sposobu produkcji pieczywa. Zamierzeniom tym wychodzi naprzeciw naturalny, liofilizowany zakwas chlebowy i rozmaite preparaty mikrobiologiczne zawierające czyste kultury bakterii Lactobacillus sanfrancisco, L. brevis, L. plantarum oraz drożdże S. cerevisiae. Preparaty te, zwane kulturami starterowymi", polepszają smak, wygląd i zapach pieczywa. Chleb wypieczony z udziałem takich preparatów nie pleśnieje przez 2 tygodnie. Sól nadaje wyrobom odpowiedni smak, wpływa na własności strukturotwórcze glutenu oraz na dynamikę fermentacji ciasta. Działanie soli w fazie przygotowania ciasta polega na: hamowaniu aktywności enzymów amylolitycznych i proteolitycznych, wzroście temperatury kleikowania skrobi, zwiększeniu hydratacji białek (przy dodatku 1,5% soli) osłabiającej gluten, poprawianiu fizycznych właściwości ciasta zwłaszcza w końcu fermentacji, hamowaniu rozwoju drożdży i fermentacji etanolowej (> 1,5% NaCl), a także aktywności bakterii fermentacji mlekowej. Wpływ dodatku soli, który nie przekracza na ogół 3% jest zatem bardzo wszechstronny. Wśród surowców pomocniczych występuję cukier i inne środki słodzące, tłuszcze i ich pochodne, nabiał, warzywa i owoce, produkty ziemniaczane, używki i str. 9 z 28

przyprawy oraz inne dodatki. Poza sacharozą stosuje się miód naturalny i sztuczny, cukier inwertowany, ekstrakt słodowy, syrop ziemniaczany, glukozę i inne środki słodzące. Najczęściej stosuje się tłuszcze pochodzenia roślinnego, rzadziej zwierzęcego oraz tłuszcze modyfikowane. Znaczenie tych ostatnich rośnie. Otrzymuje się je przez chemiczną modyfikację tłuszczów naturalnych, np. poprzez utwardzenie, estryfikację itd. Ostatnio szeroko rozpowszechniły się szorteningi. Ich ważnym składnikiem jest faza stała uzyskiwana dzięki zimnej obróbce mieszaniny tłuszczów. Wprowadzono także płynne szorteningi, płynne już w temperaturze większej od 100 o C. Dzięki temu można je transportować luzem (w cysternach). Produkuje się także tłuszcze w proszku. Duża wartość odżywcza mleka i jego przetworów przyczyniła się do ich szerokiego stosowania w piekarstwie i ciastkarstwie. Należą tu masło, mleko w proszku, twaróg, śmietana, maślanka i serwatka. Stosuje się także kazeinian sodowy. Podobne uwagi dotyczą jaj i ich przetworów. Świeże owoce nadają wyrobom ciastkarskim dobry smak, przyjemny aromat i podnoszą ich wartość odżywczą. Można także stosować przetwory owocowe. Stosowanie dyni i marchwi praktykowane jest już od dawna zaleca się stosowanie innych warzyw np. buraków ćwikłowych. W produkcji pieczywa od dawna stosuje się gotowane ziemniaki, mąkę ziemniaczaną i krochmal. Dodawano je głównie do mąki zbożowej dla poprawienia smaku i zapachu, wydłużenia świeżości pieczywa itp. Obecnie stosuje się także hydrolizaty skrobiowe, modyfikowane skrobie i białko ziemniaka. Można także dodawać sok z ziemniaków. Dodatki są szeroko stosowane w ciastkarstwie natomiast w piekarstwie na znacznie mniejszą skalę. Dzielą się na alkoholowe, alkaloidowe i przyprawy (korzenie, kora i inne części roślin). Wśród innych dodatków należy wymienić kwasy spożywcze (mlekowy, cytrynowy, winowy, jabłkowy i ocet), substancje zapachowe (np. olejek cytrynowy, pomarańczowy, miętowy, anyżowy, mentol, wanilię, wanilinę i esencje spożywcze) oraz barwniki spożywcze (naturalne i syntetyczne). Na skalę przemysłową otrzymuje się barwnik z buraków ćwikłowych. str. 10 z 28

5.2.2. Środki stosowane do poprawiania jakości pieczywa Są to związki chemiczne, preparaty enzymatyczne i inne substancje lub najczęściej mieszaniny przedstawicieli wymienionych grup dodawane podczas wytwarzania ciasta w celu poprawy cech organoleptycznych produktu (smaku, zapachu, wyglądu, objętości, struktury miękiszu itp.), polepszenia tolerancji ciasta na przerób w zautomatyzowanych liniach technologicznych, przedłużenia trwałości, a także podniesienia opłacalności produkcji głównie poprzez uproszczenie i skrócenie procesu technologicznego. W zależności od sposobu działania można je podzielić na utleniacze, preparaty enzymatyczne, substancje powierzchniowo czynne (emulgatory SPC) i inne (niektórzy stosują określenie: substancje pęczniejące) [Korus i Achremowicz 1994]. Utleniacze poprawiają strukturę kompleksu białkowo-proteolitycznego mąki pszennej, intensyfikują procesy utleniania zachodzące podczas wytwarzania ciasta, ograniczają skutki działania enzymów amylolitycznych, zwłaszcza - amylazy, a także korzystnie wpływają na śluzy mąki żytniej. Wśród tej grupy polepszaczy znajdują się między innymi: tlen, woda utleniona, kwas askorbinowy, bromian potasowy, jodan potasowy, nadtlenek acylu, nadtlenodwusiarczan amonowy, diazokarbamid, nadtlenek wapnia oraz skrobia dialdehydowa. Jedynyną substancją spośród wymienionych, nie budzącą zastrzeżeń natury zdrowotnej jest kwas L-askorbinowy i kwas dehydro-l-askorbinowy, czyli witamina C. (formą aktywną jest kwas dehydroksyaskorbinowy, kwas askorbinowy musi ulec wcześniej utlenieniu, co ma miejsce podczas mieszenia). Działanie kwasu dehydroksyaskorbinowego jako polepszacza polega na jego redukcji do kwasu askorbinowego pod wpływem reduktazy askorbinianowej w obecności glutationu, co wywołuje inaktywację proteaz oraz ich aktywatorów i powstanie w strukturze białka stabilizujących ją wiązań dwusiarczkowych. W efekcie rosną możliwości retencji gazów i objętość pieczywa. Kwas askorbinowy stosuje się do mąk słabych. Wśród preparatów enzymatycznych największe znaczenie mają preparaty amylolityczne, proteolityczne oraz lipooksygenaza i pentozanazy. Enzymy amylolityczne przyczyniają się do wzrostu zawartości cukrów prostych, i intensyfikacji wytwarzania gazów, lepszego zabarwienia skórki, zwiększenia objętości pieczywa, poprawy jego porowatości i trwałości. Źródłem preparatów str. 11 z 28

amylolitycznych są słody lub preparaty słodowe z pszenicy, jęczmienia i żyta. Ostatnio przypuszcza się, że amylazy wprowadzane z polepszaczami wywołują alergie, co może przyczynić się do ich drastycznego ograniczenia. W przypadku mąk z mocnym glutenem stosuje się dodatek preparatów proteolitycznych powodujących szybsze jego rozluźnienie. Ciasto staje się bardziej rozciągliwe a chleb uzyskuje większą objętość. Źródłem preparatów proteolitycznych są czyste enzymy pochodzenia roślinnego np. papaina z lateksu niedojrzałych owoców drzewa melonowego czy bromelina z soku łodygi ananasa, lub enzymy pochodzenia mikrobiologicznego. Lipooksygenaza powoduje zespolone utlenianie barwników karotenoidowych oraz nienasyconych kwasów tłuszczowych przekształcając je w nadtlenki. W rezultacie rozjaśnia się miękisz chleba, powiększa objętość i tworzą się równomierne drobne pory. Działanie lipooksygenazy potęguje dodatek tłuszczów bogatych w nienasycone kwasy tłuszczowe. Pentozanazy powstają w określonych warunkach środowiskowych. Są to zatem enzymy które w normalnych warunkach nie występują. Rozkładają one pentozany poprawiając strukturę miękiszu w cieście żytnim oraz przyczyniają się do bardziej równomiernego rozmieszczenia wody. Obecnie stosuje się pentozany pochodzenia mikrobiologicznego, a mechanizm ich działanie nie jest jeszcze w pełni poznany. Substancje powierzchniowo czynne Adsorbują się one na granicy faz i obniżają ich napięcie powierzchniowe. Emulgatory dzielą się na jonowe (dysocjujące w wodnych roztworach), niejonowe (nieulegające dysocjacji) i amfoteryczne. Związki jonowe katalizują hydrolizę wiązań peptydowych. Powoduje to wzmocnienie glutenu, poprawę odporności ciasta na mieszenie a także zwiększenie zdolności utrzymania kształtu. Emulgatory jonowe mają zastosowanie w przypadku mąk słabych. Związki niejonowe oraz amfoteryczne osłabiają gluten, poprawiają strukturę chleba i powiększają jego objętość. Ich stosowanie celowe jest zatem w przypadku mąk z silnym glutenem. Stosowanie emulgatorów poza polepszeniem właściwości organoleptycznych pieczywa powoduje zwiększenie podatności ciasta na przerób w zautomatyzowanych liniach produkcyjnych oraz przedłuża trwałość pieczywa nawet o 2 3 dni. Emulgatory stosuje się tylko w przypadku pieczywa pszennego. Ich działanie potęgowane jest dodatkiem str. 12 z 28

substancji utleniających (KBrO 3, KJO 3 ). W Polsce dopuszczone są do stosowania w piekarstwie mono- oraz diglicerydy kwasów tłuszczowych oraz lecytyna. Do innych substancji zalicza się związki preparaty niedające zaliczyć się do żadnej z wcześniej wymienionych grup. Przykładem może być gluten pszenny w postaci proszku. Po zmieszaniu z wodą odzyskuje on wszystkie właściwości natywnego glutenu. Innym przykładem są alginiany (które poprawiają żelowanie i stabilizują ciasto w wyższych temperaturach), skrobia modyfikowana, skrobia utleniona (przyczynia się do wzrostu objętości pieczywa, poprawy elastyczności miękiszu i jakości pieczywa. Praktykuje się również dodawanie fosforanów, które zwiększają objętość pieczywa, poprawiają jego strukturę oraz barwę miękiszu i skórki. Synergiczne działania kilku polepszaczy sprawia, że coraz częściej stosuje się tzw. polepszacze kompleksowe, będące kompozycją kilku polepszaczy, wypełniacza lub nośnika (głównie jest nim mąka lub skrobia), oraz dodatków zapobiegających zbryleniu się preparatu. Najczęściej łączy się emulgatory z utleniaczami, a także utleniacze z preparatami zawierającymi enzymy amylolityczne. 5.2.3. Proszki do pieczenia (substancje gazotwórcze) Chemiczne środki spulchniające nazywają się potocznie proszkami do pieczenia. Czynnikiem spulchniającym jest zazwyczaj CO 2 wydzielający się w cieście w wyniku reakcji zachodzących pomiędzy składnikami proszku do pieczenia. W skład proszków do pieczenia wchodzą obok środków spulchniających wyzwalacze i stabilizatory. Wyzwalacze spełniają rolę substancji zakwaszających. Mogą to być kwasy organiczne lub kwaśne sole kwasów organicznych jak i nieorganicznych. Ich dodatek reguluje smak i zapach gotowego produktu. Zadaniem stabilizatorów jest zapobieganie przedwczesnemu wydzielanie się CO 2 z proszków do pieczenia. Przykładem stabilizatorów są: skrobia kukurydziana, pszenna, ryżowa oraz mąka pszenna i ziemniaczana. Stabilizatory chronią także proszki do pieczenia przed wilgocią. Jednym z chemicznych spulchniaczy jest wodorowęglan sodu - NaHCO 3, rozkładający się w temperaturze 60 80 o C według reakcji : str. 13 z 28

2 NaHCO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 Ten spulchniacz zmydla tłuszcze znajdujące się w cieście nadając mu mydlany posmak. Jego nadmiar powoduje rozkład witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Dla zapewnienia całkowitego rozkładu tego spulchniacza należy stosować dodatek wyzwalacza. Kolejnym przykładem chemicznego spulchniacza jest wodorowęglan amonu - NH 4 HCO 3 całkowicie rozkładający się w temperaturze 60 o C zgodnie z reakcją: H 2 O + NH 4 HCO 3 NH 3 + CO 2 + 2 H 2 O Ponieważ pozostawia on często w wyrobach zapach amoniaku, wskazane jest łączenie go z wodorowęglanem sodu. Następny spulchniacz jest mieszaniną wodorowęglanu sodu i chlorku amonowego - NaHCO 3 + NH 4 Cl. Reakcja jej zachodzi pod wpływem wysokiej temperatury. W wyrobie wyczuwa się amoniak. NaHCO 3 + NH 4 Cl NaCl + NH 3 + CO 2 + H 2 O Również węglan potasu - K 2 CO 3 rozkładający się w obecności dodanego lub tworzącego się w cieście kwasu mlekowego, stosowany jest jako substancja gazotwórcza. K 2 CO 3 + 2 CH 2 CH(OH)COOH 2 CH 3 CH(OH)COOK + CO 2 + H 2 O Stosuje się także mieszaninę wodorowęglanu sodu i pirofosforanu dwusodowy, która rozkłada się w wilgotnym środowisku w podwyższonej temperaturze zgodnie z reakcją: 2 NaHCO 3 + Na 2 H 2 P 2 O 7 Na 4 P 2 O 7 + 2 CO 2 + 2 H 2 O Powinien on być stosowany w granulkach, ponieważ jako proszek reaguje jeszcze przed wypiekiem. Wodorowęglan sodu i jednozasadowy fosforan wapnia także pełnią rolę spulchniacza stosownie do reakcji: 4 NaHCO 3 + 2 Ca(H 2 PO 4 ) 2 2 CaHPO 4 + 2 Na 2 HPO 4 + 4 CO 2 + 4 H 2 O str. 14 z 28

Można także używać wody utlenionej, która rozkłada się pod wpływem katalazy: 2 H 2 O 2 O 2 + 2 H 2 O Woda utleniona nie pozostawia w cieście żadnego obcego smaku ani zapachu. 5.2.4. Produkcję pieczywa można podzielić najogólniej na następujące etapy: wytwarzanie ciasta i jego fermentacja, dzielenie ciasta na kęsy i ich formowanie, rozrost kęsów i przygotowanie do wypieku oraz wypiek i schładzanie pieczywa. Przed użyciem surowców do produkcji, powinny być one odpowiednio przygotowane, czyli doprowadzone do stanu umożliwiającego najlepsze wykorzystanie ich właściwości technologicznych, żywieniowych oraz organoleptycznych, a także zapewnienie poprawnego przebiegu procesu produkcji. Mąkę należy dobrze wymieszać, przesiać ją przez sita o odpowiednich oczkach, usunąć z niej zanieczyszczenia ferromagnetyczne oraz doprowadzić jej temperaturę do właściwego poziomu. Przygotowanie wody polega na jej uzdatnieniu (w razie potrzeby) i doprowadzeniu jej temperatury do odpowiedniego poziomu. Drożdże należy rozdrobnić i rozprowadzić w wodzie w temperaturze nie wyższej jak 30 C. W przypadku stosowania drożdży mrożonych, należy je ostrożnie rozmrozić w temperaturze około 4 6 o C. Sól rozpuszcza się w wodzie o temperaturze około 30 C i po odstaniu cedzi lub filtruje. 5.2.4.1. Wytwarzanie ciasta i jego fermentacja Faza ta ma decydujące znaczenie dla przebiegu produkcji pieczywa i jego jakości. Obejmuje szereg operacji: przygotowanie i dozowanie surowców, mieszenie zaczynów i ciast, fermentację półproduktów i ciasta, jego przebijanie i leżakowanie oraz transport do maszyn formujących. Surowce poddaje się mieszeniu, w wyniku którego składniki przewidziane recepturą łączą się w jednolitą masę półproduktu (podmłody, zaczynu, kwasu itp.) lub ciasta. Ponadto w trakcie mieszenia inicjowane są liczne procesy fizyczne, chemiczne i str. 15 z 28

biochemiczne decydujące o jakości pieczywa. Szczególnie ważne jest mieszenie przy wytwarzaniu ciast pszennych. Zasadniczą rolę w tworzeniu takich cech ciasta pszennego jak: sprężystość, plastyczność i lepkość odgrywają białka mąki. Nierozpuszczalne w wodzie składniki białka mąki pszennej, tworzącej gluten, wiążą w cieście wodę i w rezultacie mieszenia tworzą przestrzennej gąbczastosiatkową strukturę (szkielet) ciasta. Skrobia także wiąże wodę i powiększa swoje rozmiary. W cieście obok fazy stałej jest także faza ciekła, którą tworzy niezwiązana ze skrobią i glutenem woda z rozpuszczonymi w niej składnikami mąki (białkami, cukrami, solami, dekstrynami, częścią śluzów itp.). W czasie mieszenia, w wyniku napowietrzenia ciasta i występowania okluzji (tj. uwięzienia jednych substancji w postaci oddzielnej fazy przez inną substancję stałą), powstaje w cieście faza gazowa, która może stanowić nawet do 20% całej objętości ciasta, nie biorąc pod uwagę produktów fermentacji, zwłaszcza CO 2. Ponadto w czasie mieszenia rozpoczynają się procesy biochemiczne dzięki znajdującym się w cieście enzymom i komórkom drożdży. Inaczej wytwarza się ciasta pszenne i żytnie. Ciasto pszenne można prowadzić metodą bezpośrednią lub pośrednią. Na przebieg fermentacje ciasta pszennego wpływa: jakość surowca (mąki), temperatura fermentacji oraz składniki ciasta, jego wielkość oraz metoda prowadzenia. Z jakością mąki wiąże się przede wszystkim rodzaj i ilość cukrów fermentujących. Niedostateczna ich ilość utrudnia znacznie pierwszą fazę fermentacji, kiedy drożdże adaptują się do warunków środowiskowych. Mąka zawierająca dostateczną ilość cukrów (własnych oraz pochodzących z enzymatycznego rozkładu skrobi) zapewnia wyprodukowanie okazałego i smacznego pieczywa. Temperatura niższa niż 25 C zwalnia przebieg fermentacji, zaś wyższa od 30 C może sprawić, że fermentacja będzie przebiegać niekorzystnie. Związane to jest zarówno z właściwościami drożdży jak i pęcznieniem mąki. Na ogół stosuje się temperaturę w granicach 25 30 C. Składniki ciasta są najważniejszym czynnikiem wpływającym na przebieg fermentacji. Zwiększenie ilości drożdży przyspiesza fermentację, natomiast zmniejszenie ich ilości wydłuża ją. Ciasta rzadsze fermentują szybciej niż bardziej gęste. Tak zwane ciasta ciężkie, a więc zawierające większe ilości tłuszczu, również fermentują dłużej. Im większa jest ilość soli w cieście, tym jego fermentacja trwa dłużej. Dodatek kwasów organicznych ma niewielki wpływ na str. 16 z 28

przebieg fermentacji, dlatego dodatek kwasu mlekowego mający na celu zapobieganie w okresie letnim rozwojowi Bacillus mesentericus, jest prawie niezauważalny dla przebiegu fermentacji ciasta pszennego. Ciasta małe, jeżeli nie są właściwie zabezpieczone, mogą, w odróżnieniu od ciast dużych, ulec wyziębieniu. Istotne znaczenie ma sposób prowadzenia ciasta. Metoda jednofazowa polega na jednorazowym wytworzeniu ciasta ze wszystkich surowców przewidzianych w recepturze. Pierwszą czynnością jest napełnienie dzieży wodą o odpowiedniej temperaturze. W wodzie rozczynia się drożdże po uprzednim ich rozkruszeniu. Następnie dozuje się mąkę i sól. Sól, podobnie jak cukier dozuje się w postaci roztworów. Tłuszcz, jeżeli jest przewidziany, należy zawsze dozować po wstępnym wymiesieniu ciasta. Zużycie mąki wynosi 97 98%. Około 1% wykorzystuje się do przebijania ciasta i ok. 2% do jego formowania. Zużycie drożdży wynosi 1,5 3,5%. Wytwarzanie ciasta zajmuje 6 10 minut, po czym następuje jego fermentacja. Po wytworzeniu ciasta wyrównuje się w miesiarce jego powierzchnię i posypuje niewielką ilością mąki. Po 5 15 min. od chwili wytworzenia, ciasto zaczyna powiększać swoją objętość, a jednocześnie warstwa ochronna mąki zaczyna pękać. Równomierne pękanie warstwy mąki na cieście wskazuje, że ciasto jest przygotowane prawidłowo, tzn. wszystkie surowce zostały dokładnie wymieszane, a ciasto zostało wymiesione równomiernie i uzyskało jednolitą strukturę. Ciasto o temperaturze 28 30 C powinno fermentować 1,5 3 godzin. Czas ten może ulec niewielkiemu skróceniu lub wydłużeniu. Po upływie ok. 1h od chwili wytworzenia (niekiedy 45 90 minut ) ciasto uzyskuje maksymalną objętość, po czym zaczyna opadać. Po opadnięciu ciasta procesy fermentacyjne przebiegają nadal, ale aktywność fermentacyjna drożdży stopniowo maleje. Opadanie ciasta jest wskaźnikiem jego biologicznej dojrzałości do przerobu. Często stosuje się w tym momencie przebijanie ciasta, które polega na wielokrotnym zanurzeniu miesidła w masie ciasta w celu wprowadzenia do niego powietrza oraz odprowadzenia części gazowych produktów fermentacji. Poprawienia to jego cechy reologicznych (głównie elastyczność) oraz właściwości sensoryczne (głównie smak i zapach). Czas przebijania wynosi najczęściej 2 3 minuty. Ilość przebić powinna być zależna od jakości mąki. Ciasto wytworzone z mąki zawierającej duże ilości mocnego glutenu przebija się 2 3 razy, a ze słabej mąki 1 2 razy. Przed przekazaniem ciasta do str. 17 z 28

dalszego przetwarzania (dzielenia i formowania kęsów) poddaje się go leżakowaniu. Leżakowanie powinno trwać co najmniej 20 30 minut, a niekiedy może się przedłużyć do 1,5 h. Dopiero po leżakowaniu ciasto jest w pełni przydatne do dalszego przerobu, czyli uzyskuje dojrzałość techniczną. Prowadzenie dwufazowe określa się inaczej prowadzeniem pośrednim i polega na wytworzeniu rozczynu, a następnie ciasta właściwego. Rozczyn przygotowuje się z mąki, wody i drożdży. Ne dozuje się soli ani innych surowców, ale jako ciekawostkę można podać, że niektóre firmy amerykańskie produkują tzw. mieszanki mąki do wypieku domowego i w przepisach zalecają, ażeby do rozczynu dodawać całkowitą ilość tłuszczów, która dochodzi niekiedy do 90% w przeliczeniu na mąkę. Rozczyn może być mały (30% mąki), średni (40% mąki), normalny (50% mąki) i duży (60% mąki). Odmierzoną ilość wody o odpowiedniej temperaturze łączy się w dzieży z drożdżami sporządzając tzw. mleczko drożdżowe. Do niego wprowadza się odpowiednią do wielkości rozczynu ilość mąki i poddaje procesowi miesienia. Po wymiesieniu, rozczyn poddaje się fermentacji, która trwa 3,5 5 godzin. Jeżeli rozczyn jest wytworzony z mąki zawierającej mocny gluten, zwiększa on w czasie fermentacji objętość, po czym "opada". Powtarza to się 2-3 krotnie. Rozczyn z mąki zawierającej słaby gluten często wznosi się tylko jeden raz, po czym opada. Taki rozczyn może się już więcej nie podnieść. Rozczyn z mąki zawierającej mocny gluten należy przetworzyć na ciasto, gdy jego objętość jest maksymalna, a więc zanim nastąpi drugie, lub trzecie opadanie. Natomiast rozczyn z mąki zawierającej słaby gluten należy przerobić natychmiast po opadnięciu, gdy nie może się podnieść ponownie. Przerobienie rozczynu na ciasto polega na dodaniu oraz ewentualnie soli i cukru w postaci roztworów, także tłuszczu, oraz poddaniu tej mieszaniny miesieniu. Mąkę dodaje się dopiero po dokładnym wymiesieniu. Miesienie ciasta, podobnie jak miesienie rozczynu, trwa 5 6 minut, niekiedy 8 10 minut. Ciasto pozostawia bezpośrednio po wytworzeniu się na 0,5 godziny. Jest to tzw. krótkoterminowe leżakowanie, podczas którego zachodzą w nim procesy fermentacyjne. Następnie przebija się ciasto zanurzając w nim 2 3 razy (gdy mąka jest mocna) lub 1 raz, a często rezygnuje się z przebijania (gdy mąka jest słaba) miesidła na okres 2 3 minut. Gdy rezygnuje się z przebijania, ciasto pozostawia się do leżakowania na 20 30 minut i przekazuje natychmiast do dalszej obróbki, gdy zaczyna rosnąć. str. 18 z 28

Ciasta wytworzone z mąki zawierającej silny gluten przebija się ostatni raz na 20 30 minut przed następną fazą obróbki, tzn. przed dzieleniem, ważeniem i formowaniem. 5.2.4.2. Dzielenie i formowanie kęsów ciasta Faza ta obejmuje dzielenie, kształtowanie i rozrost kęsów ciasta w celu uzyskania ich pożądanego kształtu i struktury przed wypiekiem, a w konsekwencji właściwego wyglądu zewnętrznego pieczywa i odpowiednich właściwości strukturalnych miękiszu. We współczesnych piekarniach ciasto jest z reguły dzielone za pomocą dzielarek i tylko w nielicznych piekarniach prywatnych dzieli się je ręcznie. Ciasto podzielone na kęsy poddawane jest obróbce mechanicznej dla nadania mu określonego kształtu. Zabieg można przeprowadzać także ręcznie. Urządzenie stosowane do kształtowania kęsów ciasta można podzielić na: zaokrąglarki, wydłużarki, rogaliczarki, znakownice i agregaty kształtujące. 5.2.4.3. Rozrost kęsów ciasta i ich przygotowanie do wypieku Podczas formowania ciasta (dzielenia na kęsy i nadawania im odpowiedniego kształtu) powstają w nim naprężenia, naruszana zostaje także jego struktura, ciasto traci prawie całą ilość CO 2 powstałego podczas fermentacji. Rozrost kęsów sprzyja fizycznemu odpoczywaniu ciasta i nagromadzeniu w nim niezbędnej ilości CO 2 do spulchnienia. Cele te osiąga się w fazie zwanej końcowym rozrostem kęsów ciasta. W jego trakcie zachodzi fermentacja, a wytwarzany CO 2 powoduje rozrost ciasta i jego spulchnianie. Celowe jest przyśpieszenie fermentacji poprzez podniesienie temperatury do 35 40 o C. Koniec rozrostu ustala się organoleptycznie na podstawie zmian objętości, kształtu i właściwości fizycznych kęsów. Określenie tego momentu nadal jest sprawą doświadczenia załogi. Przebieg rozrostu kęsów zależy głównie od zdolności do utrzymywania kształtu i stopnia spulchnienia. Zdolność utrzymywania kształtu kęsa zależy od współczynnika napięcia powierzchniowego na granicy ciasto-powietrze. W stanie idealnym kęs ciasta ma kształt spłaszczonej kuli. Spulchnienie ciasta związane jest ze współczynnikiem przenikania gazów i grubością ścianek między porami. Decydują one o zdolności zatrzymywania gazu w cieście. Rozrost kęsów prowadzi się w komorach rozrostowych, które dzielą się na stacjonarne i ruchome. W urządzeniach stacjonarnych kęsy układane są na deskach, w koszykach, w formach lub na blachach, które umieszcza się na wózkach rozrostowych lub na regałach. W str. 19 z 28

nowoczesnych piekarniach przemysłowych stosuje się ciągły rozrost kęsów w komorach taśmowych, kołyskowych lub pałąkowych. Rozrośnięte kęsy wymagają przed wypiekiem zwilżania (co zapobiega wysuszeniu powierzchni kęsów oraz ich pękaniu i to zarówno w czasie rozrostu jak i wypieku), nacinania (zabieg ten eliminuje zniekształcanie kęsów podczas wypieku, jest także zabiegiem dekoracyjnym), nakłuwania (zapobiega ono zniekształcaniu i rozrywaniu kęsów ciasta w pierwszej fazie wypieku) i znakowania (ma to na celu identyfikację ciasta). Znakowanie polega najczęściej na przyklejaniu nalepek na kęsach zwilżonych wodą. Niekiedy kęsy posypuje się nasionami dla poprawy aromatu i smaku chleba oraz w celach dekoracyjnych. 5.2.4.4. Wypiek pieczywa Wypiek pieczywa ma na celu przetworzenie trudno przyswajalnego ciasta w smaczne i łatwo strawne pieczywo. Podczas wypieku zachodzą w cieście różne przemiany fizyczne i chemiczne pod wpływem ciepła: utrwala się kształt nadany kęsowi podczas formowania i rozrostu oraz tworzy się porowata struktura rozrośniętego kęsa ciasta, pieczywo uzyskuje odpowiedni wygląd, barwę oraz przyjemny aromat i smak. Ładowanie kęsów ciasta do komory wypiekowej nazywa się obsadzaniem trzona. Natychmiast po załadowaniu kęsów, do komory wypiekowej zostaje doprowadzona para wodna, która ułatwia przyjmowanie ciepła, a także powstawanie gładkiej i błyszczącej skórki na powierzchni pieczywa. Ilość doprowadzonej pary wodnej ma duży wpływ na jakość pieczywa. Po nasyceniu komory wypiekowej parą wodną, wypuszcza się ją do przewodu kominowego lub specjalnego szybu wentylacyjnego. Zbyt krótkie lub zbyt długie przetrzymywanie pary wodnej w komorze wypiekowej obniża jakość pieczywa i powoduje szereg wad. Wypiek pieczywa pszennego odbywa się w trzech fazach: zapiekanie, wypiekanie, dopiekanie. W pierwszej fazie kęsa ciasta należy załadować na trzon nagrzany do temperatury 250 260 C, w strefie o nawilgoceniu 60 70%. Czas trwania tego stadium procesu wynosi 2 4 minut. W tych warunkach kęsy ciasta zwiększają objętość, a na ich powierzchni tworzy się kleik skrobiowy, z którego powstaje błyszcząca, zwarta skórka. Druga faza wypieku powinna str. 20 z 28

odbywać się w suchej atmosferze o temperaturze wynoszącej 280 300 C, która zapewnia szybkie nagrzewanie kęsa i utrwalanie maksymalnej objętości uzyskanej w pierwszej fazie wypieku. Na powierzchni kęsa powstaje twarda, zabarwiona skórka. Temperatura w środku miękiszu osiąga ok. 50 60 C. Trzecia faza wypieku powinna odbywać się w komorze wypiekowej ogrzanej do temperatury 180 190 C wypełnionej powietrzem zawierającym pewną ilość pary wodnej. Niższa temperatura w komorze wypiekowej nie hamuje szybkiego dopiekanie kęsa, ponieważ ciepło jest przekazywane miękiszowi od wcześniej nagrzanej skórki do temperatury 150 170 C. Przy takim sposobie dopiekania zmniejsza się grubość skórki oraz upiek a także zużycie ciepła. W kęsach ciasta podczas wypieku zachodzą liczne procesy, m.in. termiczne, mikrobiologiczne i biochemiczne, powstają substancje zapachowe, smakowe i barwne, przemianom podlegają hydrokoloidy, następuje zmiana objętości i dochodzi do ubytku wypiekowego. Procesy termiczne Podczas nagrzewania kęsa następują zmiany wilgotności i temperatury w poszczególnych warstwach ciasta, a ich zewnętrzną oznaką jest zmiana objętości kęsa. Wzrost objętości kęsa jest początkowo szybki, następnie wolniejszy i w końcu ustaje. Jego powierzchnia uzyskuje postać wyschniętej błony, która stopniowo przekształca się w coraz grubszą skórkę. Pod nią tworzy się warstwa miękiszu, która stopniowo powiększa się kosztem ciasta surowego. Temperatura powierzchni pieca oddających ciepło wynosi 300 400 C, a temperatura komory wypiekowej 200 280 C. Ciepło to zużywane jest na nagrzanie kęsa ciasta do temperatury zapewniające jego wypieczenie. Podstawową formą w jakiej 80 85% ciepła trafia do kęsa jest promieniowanie, a na szybkość nagrzewania kęsa wpływają następujące czynniki: Temperatura komory wypiekowej. Im jest ona wyższa, tym szybciej nagrzewa się kęs, a powierzchniowe warstwy pieczywa zdecydowanie mocniej reagują na temperaturę komory reagują w porównaniu z miękiszem. Wilgotność komory wypiekowej. Lepsze zaparowanie komory przyśpiesza nagrzewanie kęsa ciasta. str. 21 z 28

Masa kęsa. Im jest ona większa, tym kęs nagrzewa się wolniej, a wypiek trwa dłużej. Kształt pieczywa. Chleb okrągły wypieka się dłużej niż chleb podłużny. Wilgotność ciasta. Ciasto bardziej wilgotne nagrzewa się krócej, krótszy jest też czas jego wypieku. Porowatość i wielkość porów. Im miękisz jest bardziej porowaty, tym szybciej nagrzewa się kęs. Grubość skórki. Grubsza skórka opóźnia nagrzewanie kęsa. Gęstość obsadzenia trzonu. Gęste obsadzenie powoduje wolniejsze nagrzewanie. Nagrzewnie kęsa ciasta zachodzi w tradycyjnych piecach piekarskich stopniowo. Sprawia to, że temperatura i wilgotność poszczególnych warstw kęsa zmienia się w różnym tempie i stopniu. W wyniku tych zmian wilgotność miękiszu gorącego pieczywa staje się o 1,5 2,5% większa w porównaniu z wilgotnością kęsa ciasta. Pod koniec wypieku temperatura w środku miękiszu osiąga 94 97 C. Osiągnięcie takiej temperatury znamionuje zakończenie procesu wypieku. Procesy mikrobiologiczne i biochemiczne W wypiekanym cieście zachodzi fermentacja alkoholowa i mlekowa. Fermentacja alkoholowa wykazuje największą dynamikę do temperatury kęsa około 35 C. Następnie, przy dalszym wzroście temperatury kęsa, ulega zwolnieniu, a gdy kęs osiągnie temperaturę 50 C, ustaje. Natomiast fermentacja mlekowa zachodzi najszybciej w temperaturze około 50 C, a w miarę dalszego jej wzrostu przebiega coraz wolniej i w końcu ustaje. Enzymy amylolityczne (αamylaza i ß-amylaza) zachowują wysoką aktywność odpowiednio w temperaturze 62 64 C i 74 75 C. Wskutek tego zawartość sporych ilości tych enzymów w cieście pszennym, zwłaszcza α-amylazy, może doprowadzić do powstania dużych ilości dekstryn, które pogarszają fizyczne właściwości miękiszu i jego zdolność chłonięcia wody. W takich sytuacjach należy zwiększyć kwasowość ciasta, co obniża optymalną temperaturę tego enzymu i w konsekwencji skraca czas enzymatycznej hydrolizy skrobi. Powstanie substancji zapachowych, smakowych i barwnych Substancje smakowe i zapachowe pieczywa, do których należą m.in. ketony, aldehydy, estry, alkohole i kwasy organiczne, powstają w wyniku fermentacji. O str. 22 z 28

aromacie pieczywa decydują takie substancje jak: furfurol, oksymetylofurfurol i dwuacetyl. Tworzą się one w wyniku reakcji utleniająco-redukujących między produktami proteolizy białka i cukrami redukującymi, które zachodzą głównie w skórce z uwagi na wysoką temperaturę. Część ich dyfunduje do wnętrza bochenka, a reszta ulatnia się do otoczenia. Pieczywo o zbitej i gładkiej skórce dłużej zachowuje smak i aromat, gdyż skórka stanowi swego rodzaju opakowanie. Intensywność barwy skórki zależy głównie od zawartości w cieście aminokwasów i cukrów redukujących, ale także od temperatury komory wypiekowej, gęstości zasadzenia kęsów na trzonie i czasu wypieku. Duży wpływ ma też zwilżenie powierzchni kęsów podczas rozrostu. Warunkiem zapewnienia normalnej barwy skórki pieczywa pszennego, w cieście przed wypiekiem powinno znajdować się 2-3% cukrów. Przemiany hydrokoloidów Przemiany hydrokoloidów (np. glutenu, skrobi) mają duże znaczenie podczas wypieku pieczywa, gdyż decydują o zmianach ciasta w miękiszu pieczywa. Gluten pęcznieje wskutek procesu hydratacji zachodzącej w temperaturze 50 C. To zjawisko sprzyja powstawaniu suchego elastycznego miękiszu, który tworzony jest głównie przez pęczniejący gluten. Gluten w temperaturze około 70 C denaturuje tworząc szkielet pieczywa. Denaturacja białka w zewnętrznych warstwach kęsa ma duży wpływ na jakość pieczywa. Również w zbliżonej temperaturze (40 60 C) rozpoczyna się i zachodzi kleikowanie skrobi, które polega na przenikaniu do niej wody, w wyniku czego skrobia zwiększa objętość. Zmiana objętości Kęs ciasta wsadzony do komory wypiekowej natychmiast zwiększa swoją objętość. Podczas wypieku można wyróżnić dwa okresy: zmiennej i stałej objętości. Zmiana objętości następuje głównie wskutek wydzielania się dwutlenku węgla oraz w wyniku rozszerzania ciasta pod działaniem temperatury. Hamowanie wzrostu i jego zatrzymanie związane jest z tworzeniem się skórki. W związku z tym objętość pieczywa zależy od szybkości jej powstawania. A ta jest z kolei funkcją temperatury i wilgotności powietrza w komorze wypiekowej. Gdy kęs jest w pierwszej fazie wypieku dostatecznie wilgotny, na jego powierzchni powstaje elastyczna warstwa, która utrzymująca gaz, co sprzyja przyrostowi objętości kęsa. Poprawę objętości kęsa zapewnia dodatek substancji powierzchniowo czynnych lub specjalnych tłuszczów piekarskich (szorteningów), które poprawiają str. 23 z 28