PROCESSOS QUE OCORREM NO PÃO DURANTE SUA COZEDURA
Prof. A. Ya. Auermann. Ano 1942
1.1 Aquecendo a massa de pão
Produtos de pão são cozidos na câmara de cozimento de um forno de cozimento a uma temperatura de vapor de ar de 200-280 ° C. Assar 1 kg de pão requer cerca de 293-544 kJ. Este calor é gasto principalmente na evaporação da umidade da porção de massa e no aquecimento a uma temperatura de 96-97 ° C no centro, na qual a massa se transforma em pão. Uma grande proporção de calor (80-85%) é transferida para a massa de pão por radiação das paredes quentes e arcos da câmara de cozimento. O resto do calor é transferido por condução da fornalha quente e por convecção das correntes móveis da mistura de vapor-ar na câmara de cozimento.
Os pedaços de massa são aquecidos gradativamente, a partir da superfície, portanto, os processos típicos de cozimento não ocorrem simultaneamente em toda a massa de pão, mas camada por camada - primeiro nas camadas externas, depois nas camadas internas. A velocidade de aquecimento da massa-pão em geral e, consequentemente, a duração da cozedura dependem de vários factores. Conforme a temperatura na câmara de cozimento aumenta, as peças de trabalho aquecem mais rápido e o tempo de cozimento é reduzido. A massa com alta umidade e porosidade aquece mais rápido do que a massa forte e densa.
Pedaços de massa de espessura e peso significativos, todas as outras coisas sendo iguais, aquecem por mais tempo. O pão moldado é cozido mais lentamente do que o pão caseiro. O ajuste firme dos pedaços de massa no fundo do forno retarda o cozimento dos produtos.
1.2 Formação de uma crosta de pão duro
Esse processo ocorre como resultado da desidratação das camadas externas da peça de massa. É importante notar que a côdea dura impede o crescimento da massa e do volume do pão, portanto a côdea não deve se formar imediatamente, mas de 6 a 8 minutos após o início do cozimento, quando o volume máximo da peça já foi atingido .
Para isso, o vapor é fornecido à primeira zona da câmara de cozimento, cuja condensação na superfície das peças de trabalho retarda a desidratação da camada superior e a formação de uma crosta. No entanto, após alguns minutos, a camada superior, aquecendo a uma temperatura de 100 ° C, começa a perder rapidamente a umidade e a uma temperatura de 110-112 ° C transforma-se em uma crosta fina, que então engrossa gradualmente.
Quando a crosta é desidratada, parte da umidade (cerca de 50%) evapora para o meio ambiente, e parte passa para o miolo, pois quando vários materiais são aquecidos, a umidade sempre passa das áreas mais aquecidas (crosta) para áreas menos aquecidas ( migalha). O teor de umidade do miolo como resultado do movimento de umidade da crosta aumenta em 1,5-2,5%. No final do cozimento, o teor de umidade da crosta é de apenas 5–7%, o que significa que a crosta está praticamente desidratada.
Ao final do cozimento, a temperatura da crosta atinge 160-180 ° C. Acima dessa temperatura, a crosta não aquece, pois o calor a ela fornecido é gasto na evaporação da umidade, superaquecimento do vapor resultante, bem como na formação do miolo.
Os seguintes processos ocorrem na camada superficial da peça e na crosta: gelatinização e dextrinização do amido, desnaturação de proteínas, formação de substâncias aromáticas e escuras e remoção de umidade. Nos primeiros minutos de cozimento, como resultado da condensação do vapor, o amido na superfície da peça é gelatinizado, passando parcialmente em amido solúvel e dextrinas. Uma massa líquida de amido solúvel e dextrinas preenche os poros localizados na superfície da peça, alisa pequenas irregularidades e, após desidratação, dá brilho e brilho à crosta.
A desnaturação das substâncias proteicas na superfície do produto ocorre a uma temperatura de 70-90 ° C. A coagulação das proteínas junto com a desidratação contribui para a formação de uma crosta densa e inelástica. Até certo momento, a cor da crosta do pão estava associada à quantidade de açúcares não fermentados residuais na massa no momento do cozimento. Para obter uma cor normal da crosta, a massa antes de assar deve conter pelo menos 2-3% de açúcares não fermentados. Quanto maior for a capacidade de formação de açúcar e gás da massa, mais intensa será a cor da crosta do pão.
Anteriormente, acreditava-se que os produtos que determinam a cor da crosta do pão são produtos de cor marrom da caramelização ou hidratação primária dos açúcares residuais da massa não fermentados no momento do cozimento. A caramelização e desidratação dos açúcares da crosta são explicadas por sua alta temperatura. Alguns pesquisadores acreditam que os produtos coloridos da dextrinização térmica do amido e as mudanças térmicas nas substâncias protéicas da crosta têm um papel na cor da crosta.
Com base em uma série de estudos, pode-se supor que a intensidade da cor da côdea do pão é principalmente devida à formação de produtos de cor escura da interação redox de açúcares redutores residuais não fermentados da massa e os produtos de proteólise de proteínas contidas na massa, ou seja, melanoidinas. Além disso, a cor da crosta depende do tempo de cozedura e da temperatura na câmara de cozedura.
1.3 Movimento interno de umidade no pão
Ao assar, o conteúdo de umidade do interior do pão muda. Um aumento no teor de umidade das camadas externas do produto cozido na fase inicial de cozimento com uma forte umidificação do ambiente gasoso da câmara de cozimento e a diminuição subsequente no teor de umidade da camada superficial para equilibrar a umidade, o que ocorre conforme esta camada se transforma em uma crosta, foram observadas acima. Neste caso, nem toda a umidade que se evapora no pão cozido na zona de evaporação passa em forma de vapor pelos poros da crosta para a câmara de cozimento.
A crosta é muito mais compacta e muito menos porosa que o miolo. O tamanho dos poros na crosta, especialmente em sua camada superficial, é muitas vezes menor do que o tamanho dos poros nas camadas adjacentes do miolo. Como resultado, a crosta do pão é uma camada que oferece grande resistência ao vapor que passa por ela da zona de evaporação para a câmara de cozimento. Parte do vapor gerado na zona de evaporação, especialmente acima da crosta inferior do pão, pode sair dele através dos poros e orifícios do miolo para as camadas de miolo adjacentes à zona de evaporação por dentro. Atingindo as camadas mais próximas do centro e menos aquecidas, o vapor d'água se condensa, aumentando assim o teor de umidade da camada em que ocorreu a condensação.
Essa camada de miolo, que é como uma zona de condensação interna de vapores de água no pão cozido, corresponde à configuração das superfícies isotérmicas do pão. Para o movimento interno de umidade em um material úmido, deve haver uma diferença no potencial de transferência. No pão de massa cozida, pode haver duas razões principais para a transferência de umidade: a) a diferença na concentração de umidade em diferentes partes do produto eb) a diferença de temperatura em partes individuais da massa de pão.
A diferença na concentração de umidade é um incentivo para mover a umidade no material de áreas com uma concentração de umidade mais alta para áreas com uma concentração de umidade mais baixa. Este movimento é convencionalmente denominado concentração (difusão da concentração ou condutividade da umidade da concentração).
As diferenças de temperatura em áreas individuais do material úmido também fazem com que a umidade se mova de áreas do material com temperatura mais alta para áreas com temperatura mais baixa. Este movimento de umidade é convencionalmente chamado de térmico.
No pão cozido, há simultaneamente uma grande diferença no teor de umidade da crosta e do miolo, e uma diferença significativa de temperatura entre as camadas externa e central do pão durante o primeiro período de cozimento.Como mostram os trabalhos de pesquisadores domésticos, no cozimento do pão prevalece o efeito estimulante da diferença de temperatura nas camadas externa e interna e, portanto, a umidade do miolo durante o processo de cozimento passa da superfície para o centro.
Experimentos mostram que o teor de umidade da migalha de pão durante o cozimento aumenta cerca de 2% em comparação com o teor de umidade original da massa. A umidade aumenta mais rapidamente nas camadas externas do miolo durante o período inicial do processo de cozimento, o que é explicado pelo grande papel da condutividade térmica e da umidade neste período de cozimento devido ao gradiente de temperatura significativo no miolo.
De uma série de trabalhos, segue-se que, durante o cozimento, o teor de umidade da camada superficial de um pedaço de massa cai rapidamente e atinge muito rapidamente o nível de teor de umidade de equilíbrio devido à temperatura e umidade relativa da mistura vapor-ar. Camadas mais profundas e posteriormente transformando-se em camada de crosta atingem mais lentamente o mesmo teor de umidade de equilíbrio.
1.4 Desmoronando
Ao assar dentro da massa, a microflora de fermentação é suprimida, a atividade enzimática muda, ocorre a gelatinização do amido e a desnaturação térmica das proteínas, a umidade e a temperatura das camadas internas da massa-pão mudam. A atividade vital do fermento e das bactérias nos primeiros minutos de cozimento aumenta, como resultado da fermentação do álcool e do ácido láctico. A 55-60 ° C, as leveduras e as bactérias do ácido láctico não termofílicas morrem.
Como resultado da ativação do fermento e das bactérias no início do cozimento, o teor de álcool, monóxido de carbono e ácidos aumenta ligeiramente, o que tem efeito positivo no volume e na qualidade do pão. A atividade das enzimas em cada camada do produto cozido primeiro aumenta e atinge o máximo, e depois cai para zero, uma vez que as enzimas, sendo substâncias protéicas, coagulam quando aquecidas e perdem as propriedades dos catalisadores. A atividade da a-amilase pode ter um efeito significativo na qualidade do produto, uma vez que esta enzima é relativamente resistente ao calor.
Na massa de centeio, que é altamente ácida, a a-amilase é destruída a 70 ° C, e na massa de trigo apenas em temperaturas acima de 80 ° C. Se a massa contiver muita a-amilase, ela converterá uma parte significativa do amido em dextrinas, o que degradará a qualidade do miolo. As enzimas proteolíticas em massas de pão são inativadas a 85 ° C.
Uma mudança no estado do amido, junto com mudanças nas substâncias protéicas, é o principal processo que transforma a massa em migalha de pão; eles acontecem quase simultaneamente. Os grãos de amido gelatinizam a temperaturas de 55-60 ° C e superiores. Rachaduras se formam nos grãos de amido, nos quais a umidade penetra, e é por isso que aumentam significativamente. Durante a gelatinização, o amido absorve tanto a umidade livre da massa quanto a umidade liberada pelas proteínas coaguladas. A gelatinização do amido ocorre quando há falta de umidade (para a gelatinização completa do amido, deve haver 2-3 vezes mais água na massa), não há mais umidade livre, então a migalha de pão fica seca e não pegajosa ao toque.
O teor de umidade da migalha de pão quente (em geral) aumenta 1,5-2% em comparação com o teor de umidade da massa devido à umidade transferida da camada superior da peça de trabalho. Devido à falta de umidade, a gelatinização do amido é lenta e só termina quando a camada central da massa é aquecida a uma temperatura de 96-98 ° C. A temperatura do centro do miolo não sobe acima desse valor, pois o miolo contém muita umidade, e o calor que lhe é fornecido não será gasto no aquecimento da massa, mas em sua evaporação.
Ao assar o pão de centeio, não ocorre apenas a gelatinização, mas também a hidrólise ácida de uma certa quantidade de amido, o que aumenta o teor de dextrinas e açúcares na massa do pão. A hidrólise moderada do amido melhora a qualidade do pão.
A mudança no estado das substâncias proteicas começa a uma temperatura de 50-70 ° C e termina a uma temperatura de cerca de 90 ° C.As substâncias proteicas no processo de cozimento sofrem desnaturação térmica (coagulação). Ao mesmo tempo, engrossam e liberam a umidade por eles absorvida durante a formação da massa. As proteínas coaguladas fixam (fixam) a estrutura porosa do miolo e a forma do produto. Uma estrutura de proteína é formada no produto, na qual grãos de amido inchado são intercalados. Após a desnaturação térmica das proteínas das camadas externas do produto, o aumento do volume da peça cessa.
O teor de umidade final da superfície interna da camada adjacente ao miolo pode ser considerado aproximadamente igual ao teor de umidade inicial da massa (W0) mais um aumento devido ao movimento interno de umidade (W0 + DW), enquanto o externo a superfície desta camada adjacente à crosta tem um teor de umidade igual à umidade de equilíbrio. Com base nisso, no gráfico para esta camada, toma-se o valor do teor de umidade final, a média entre os valores (W0 + DW) e W0Р.
O teor de umidade das camadas individuais do miolo também aumenta durante o processo de cozimento, e o aumento da umidade ocorre primeiro nas camadas externas do miolo e, a seguir, captura cada vez mais as camadas localizadas mais profundamente. Como resultado do movimento térmico da umidade (condutividade térmica da umidade), o teor de umidade das camadas externas do miolo, localizadas mais perto da zona de evaporação, começa a diminuir um pouco em relação ao máximo atingido. No entanto, o teor de umidade final dessas camadas ainda é maior do que o teor de umidade original da massa no início do cozimento. A umidade no centro do miolo se acumula mais lentamente e seu teor de umidade final pode ser ligeiramente menor que o teor de umidade final das camadas adjacentes ao centro do miolo.
1.5 Atividade vital da microflora em fermentação da massa durante o processo de cozimento
A atividade vital da microflora em fermentação da massa (células de fermento e bactérias formadoras de ácido) muda conforme o pedaço de pão se aquece durante o processo de cozimento.
Quando a massa é aquecida a cerca de 35 ° C, as células de fermento aceleram ao máximo o processo de fermentação e formação de gás que causam. Até aproximadamente 40 ° C, a atividade do fermento na massa cozida ainda é muito intensa. Quando a massa é aquecida a uma temperatura acima de 45 ° C, a formação de gás causada pelo fermento é drasticamente reduzida.
Anteriormente, acreditava-se que a uma temperatura da massa de cerca de 50 ° C, o fermento morre.
A atividade vital da microflora formadora de ácido da massa, dependendo da temperatura ótima (que é cerca de 35 ° C para bactérias não termofílicas e cerca de 48-54 ° C para bactérias termofílicas), é primeiro forçada à medida que a massa aquece para cima e, depois de atingir a temperatura acima da ideal, para.
Acreditava-se que quando a massa era aquecida a 60 ° C, a flora formadora de ácido da massa morria completamente. No entanto, o trabalho realizado por vários pesquisadores sugere que na migalha de pão de centeio comum feito de farinha de papel de parede, embora em um estado enfraquecido, mas viável, células individuais de levedura e bactérias formadoras de ácido são preservadas.
Do fato de que uma pequena parte da microflora fermentativa viável da massa é retida na migalha de pão durante o cozimento, não se segue de forma alguma que os microrganismos fermentativos possam, em todas as condições, suportar a temperatura de 93-95 ° C , que é alcançado no centro do pão durante o cozimento.
Também foi demonstrado que ferver a migalha de pão, triturada em excesso de água, matou todos os tipos de microorganismos fermentativos.
Obviamente, a preservação de uma parte da microflora em fermentação da massa na migalha de pão em um estado viável pode ser explicada por uma quantidade muito pequena de água livre e um aumento de muito curto prazo na temperatura de sua parte central acima 90 ° C
Dos dados anteriores, conclui-se que a temperatura ótima para a microflora em fermentação da massa, determinada nas condições do ambiente, em consistência diferente da massa, pode acabar sendo subestimada em comparação com a ótima agindo nas condições de o pão de massa cozido.
Obviamente, deve-se considerar que quando a massa é aquecida a cerca de 60 ° C, a atividade vital da levedura e das bactérias não formadoras de ácido termofílico da massa praticamente cessa. Bactérias lácticas termofílicas, como bactérias de Delbrück, podem ser fermentativamente ativas mesmo em temperaturas mais altas (75-80 ° C).
As mudanças descritas acima na atividade vital da microflora em fermentação do pedaço de massa assada ocorrem gradualmente, à medida que ela se aquece, espalhando-se das camadas superficiais para o centro.
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