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BAKED FOOD TECHNOLOGY
焙烤食品工艺学
主讲:钟瑞敏
[email protected]
第二章 面包生产工艺
教学重点:1)面包配方特点;2)面团和制工艺;3)面包烘烤技术与生化特
性变化 。
教学难点:1)面团和制工艺;面包烘烤过程中生化特性变化 。
一. 面包的定义和主要特点
1.定义:以小麦面粉为主料,配以酵母、水、糖油等其他原料经面团
和制、发酵、整型、醒发和烘烤等工艺加工的焙烤食品。
2.主要特点
1)具有点心和主食的双重特点,冷热均可食用,可实现商品化,具有
方便的优点。
2)易于消化吸收。消化吸收率一般高于90%。
3)具有较高的营养价值。配料多,营养较均衡全面。
4)传统工艺生产的面包保质期较短,一般只经简易包装者低于7天。无
需标明保质期,一经霉变即不可食用。目前包装后采用红外、微
波和调气等技术保鲜的面包保质期可延长至6个月。
二.面包的分类
1.按形状分:园面包、听型面包及其他杂型(梭形、角形、棒形、卷型
等)。如图所示
2.按配料特点分:
1)主食面包:辅料较少,作为主食用。如经济面包、咸面包片、全麦
面包、纤维素面包等;
2)点心面包:加入的奶油、糖、蛋、乳含量较大,花色品种多,形状
也多。如奶油面包,火腿面包、汉堡包、豆沙莲蓉面包、果酱面包等。
三. 面包的配方特点
以主料面粉100计,其他原料均以其为相对百分比。
1.面粉:100。采用高筋粉或特高筋粉。起码要标准粉。
2.水:40~65。面粉筋力越高,加水越大;加油量越大,用水要减少;
3.酵母:0.5~1.5。一般用即发活性干酵母。筋力高的面粉酵母量多;
气温低时酵母量也多。
以上三种原料即可生产经济面包。
4.糖:0~35。通常为10~25。甜味可用甜蜜素提供,不影响发酵。
5.油脂:0~8(20)。水多的面团加油量要小。
6.食盐:0~2。普通面包添加0.1~0.5; 咸面包加盐量多。
7.蛋品:0~20; 乳品:0~10; 果料:适量。
8.色素、香精:色素按染色要求添加,一般以ppm计,香精一般添加
0.01~0.15%.粉末香精阈值较大,加量也多。
四. 面包的生产工艺
(一) 工艺流程
面包的生产工艺一般分为一次发酵法、二次发酵法、冷冻发酵法等。
经长期实践证明,二次发酵法在效率、产出率、品质等方面均较好,因
此目前基本采用二次发酵法。两次发酵法工艺流程如图所示
(二)工艺说明
1.原料预处理
1)面粉
要求用大于110目粒度。面筋等级高于26%。产品合格,一般不预
处理。
2)酵母
即发活性干酵母无需预处理,直接与面粉混合;活性干酵母或鲜
酵母最好用7波美度的30℃温糖水活化30分钟。
3)糖、盐、奶粉:先用水溶解待用。
4)鸡蛋:打均待用。
5)起酥油及乳化剂:先熔化成液体,冷却待用。
常见三种面包生产工艺流程
2. 面团的调制
1)和面时的加料比例及顺序
和面机如图所示。以普遍采用的二次发酵法为例,其加料顺序及
比如下:
第一次和面:
面粉
约30%(高筋粉) 或 70%(特高筋粉)
酵母
全部
全部
水
总量的40%左右
总量的80%左右
糖
总量的20%左右
总量的50%左右
→和制成面团后第一次发酵(28--30℃,0.5—1h)
→第二次和面:
第一次发酵好的面团
全部
面粉
剩余的全部
水
剩余的全部
糖
剩余的全部
蛋、乳等(打好或调好)
全部(算成水的一部分)
盐(先溶好)
全部
油脂(先熔好)
全部
→和制成成熟面团,第二次发酵(30℃,10分钟,保持85%以上RH)
立式和面机
2)工艺操作要点
(1)面粉的用量
若采用筋力很强的特高筋粉,往往会导致面团弹性过强,则面团发
酵过程中会延长发酵时间,才能完全扩张面筋和体积。因此,在第一
次和面时加入大部分约70%的面粉,让其有充分的发酵时间。
普通面包面粉则一般加30%左右,让酵母先发酵,目的是让酵母大
量繁殖。此外,第一次发酵不加其他辅料也是为了避免对酵母繁殖的
不利影响。
( 2)水的温度控制
面团在调制后内部温度保持28℃最为理想。一般夏天不用对水加热。
若在气温较低的天气,一般要将水加热至30--40℃,以便控制面团温度。
此外,机械和面时机械能转化成的热量对面团升温也有帮助。
(3)盐、油的添加时机
盐一般在第二次和面完成前5~6分钟时加入。此时面筋已扩张,面团
仍有些发粘,盐有利于进一步促进面筋的充分吸水。
油脂在第二次和面的面团已基本完成时加入。此时面筋已充分胀
润,加入油脂形成界面有利于面筋的伸张,同时对面团发酵的影响最
小。
(4)面团和制完成程度的控制
先对比面粉粒与和制好的面团的电镜图(如图所示)。面团的和
制要遵循面筋充分胀润的原则。
①时间控制:通常面包面团和制时间约为30分钟。但要根据和面机的
转速、搅拌类型和性能等具体确定。达到理想状态时即停止。
②如何判别面包面团和制结束:
A. 和制到最佳状态(成熟面团)的特点:不粘手、组织均匀、富有
弹性、软硬适度、能顺利膨发;
B. 和制尚未成熟面团的特点:组织不均匀、成块、粘手、过硬或过
软,不能顺利膨发;
C. 和制过度的面团特点:过软、回复粘手、跑气、坍塌、根本不能
膨发。主要原因是过度的机械撕裂破坏已充分胀润扩张的面筋网络,
结合水变成游离水,而且不能有效维持酵母产生的二氧化碳。
面粉颗粒与面团内部的细微结构对比
3.面团的发酵
1)面团发酵的机理
(1)酵母利用的糖
酵母可直接利用的是单糖。酵母本身可分泌蔗糖酶和麦芽糖酶。它
们与淀粉中的淀粉酶共同作用可使淀粉转化成G,或外源蔗糖转化成G
和F。
(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O(淀粉酶) → n/2(C12H22O11)(麦
芽糖)
C12H22O11(M)+H2O(麦芽糖酶)→ 2G
C12H22O11(S)+H2O(蔗糖酶)→ G+F
如图所示。面团中的糖量与糖的品种对发酵会产生不同影响。在有
限浓度内,发酵力随着糖量的增大出现的峰值也越高,且衰减越慢。
此外,添加一些酵母营养物也可增强发酵力的持续能力。
(2)气体的产生
酵母可产生CO2气体。另外产生的乙醇、水受热膨胀也有疏松作用。
发酵时会发生很多复杂的生化反应。如淀粉转化成糊精、蛋白质转
化成—S—S—交联,以及风味物质的形成(形成有机酸、酯类、醇类、
醛酮类等)。
但当发酵时间过长,不仅易产生乙醇,且由于面团温度升高(大于
35℃)易引起醋酸和乳酸发酵。这是面团变酸的原因。另外,微生物
产生的蛋白酶会分解面筋蛋白,这是过度发酵的面团变烂的主要原因。
实验证明,气体的产生高峰最好与面团扩展同步,才能制作现理想
的面包。
如图所示
当筋力太强时,面团扩展滞后于气体产生高峰,这时要配合筋力弱
些的面粉、适当使用蛋白酶或添加淀粉糖浆等延长气体产生的能力。
当筋力太弱时,面团不能有效持气,面包发不大。这时要配合筋力
强的面粉、增加糖量促进产气等。
2)影响发酵的因素
(1)温度
面团自然温度影响初期的发酵。随着发酵的进行,面团的
温度上升,当温度达到38℃时,产气速度达到最大。但这段
时间不能太长,易引起酸变。
(2)酵母用量
并非酵母用量越多越好。因为面团中供酵母利用的物质浓
度是确定的。一般认为活性酵母添加量为0.5%时达到最好
的芽孢生长速度。因此,要根据酵母的品质进行适量的添加。
(3)持气能力
如图所示,面团中pH值、面筋性能会影响面团持气性。一
般持气性好的面团可及时调整CO2在面团中的分布,有利于
发酵。
过硬的面团或漏气的面团反而不利于发酵。
3)面团发酵的控制
(1)第一次发酵:面团一般置于恒温28~30℃、RH80%的环境中发酵
0.5~1h。 筋力强的面团时间长些。目的是繁殖酵母。当体积为原来的2
倍左右时,可进行第二次和面。
(2)第二次发酵:于30-32℃、RH80%环境中10~30分钟。此间要进
行揿粉,补充氧气。机械化成型的工厂一般第二次发酵只静置15分钟即
开始成型。
(3)判别发酵成熟面团的方法
A.体积变化:一般体积长至原来的2倍左右时,可认为成熟;
B. 弹性变化:用手指插入面团,凹面很快恢复,则尚未成熟,凹面能
缓慢恢复,则发酵成熟,凹面不能恢复,则发酵过度。发酵成熟面团手
触时有轻、柔、飘的感觉。
C.观察面筋网络:体积增大至2倍左右,撕开面团,成较均匀瓜囊网
状,且软硬适度,则已成熟;网络易断裂,则过度。
如图所示
发酵前后面团内部细微结构对比
4.面团整型
发酵好的面团进入整型阶段,包括分块、称量、搓圆、静置、成
形、入盘或入模等工序。相关设备如图所示。
本工序完成时一般要求控制车间温度25--28℃,相对湿度为70%,
不然易引起面坯失水开裂。
1)切块、称量
将大面团分切后搓成长条,切成小剂子,在工厂中一般由自动切块
机完成。
称量时要考虑面包在烘烤时有10%的重量的水分等散发损失。
2)搓圆和中间醒发
(1)搓圆目的:包住切口,气泡均匀化,挤出部分CO2。可由手工
或自动搓圆机完成。
(2)中间醒发:搓圆后面剂子于27--29℃、75%湿度下静置8—20分
钟。流水线用中间醒发机(P196)。
作用:松驰紧张的面筋,使面团柔软,易于成型。没有中间醒发机时
可用静置片该的方法,效果相同。
3)成型和装模
(1)成型:
A.手工成型:手工成型可以制作各种花样。常用成型器具如图所
示
成形如图所示
圆形:用掌窝揉圆并使其表面光洁。
其他形状;用擀面杖擀成薄片,通过刀具等采用切边、折叠、堆
砌等方法制作出羊角形、梭形、蝶形等形状。
B.机械成型:
搓圆机直接搓成圆形面包。
(2)装模或装盘
将成型好的面剂摆入烤盘或单个模具中。注意几点:
A. 烤盘或模具先要烤干并刷上植物油,便于脱模。
B. 摆入烤盘时各个剂子间的距离不能太小,因为面坯会长发至原来
的3~4倍。若装模则考虑选取合适容积的模具。一般选取比面坯重量
或体积大3~4倍的容积的模具。
C. 根据面包最终的形状和内部组织结构考虑合适的装模方法。
D. 烤模需要量:一般机械操作时,烤模总面积为烤炉面积的2~3倍,
手工操作时,则为3~4倍。
5.面团的醒发
1)概念:装盘或入模的面包生坯在烘烤前于36--42℃、相对湿度为
80—90%经30—60分钟的末次发酵工序。
2)醒发的作用:
(1)利用酵母在产气旺盛的条件下迅速产气,使其体积和形状接近
最终产品的要求。
(2)使面包面筋网络自由扩张,并维持隹气体,达到最终制品松软
的海绵组织。
(3)提高相对湿度,使生面坯在增大体积时润湿面坯表皮而不破裂。
3)判定醒发成熟的标志
(1)体积增大到成形后生坯体积的3—4倍;
(2)手指触摸生坯,达到松(轻)、胀的感觉(不能振动,否则易
破裂);
(3)由结实的生坯膨发至柔软半透明的状态。
6.面包的烘烤
面包的烘烤工序是所有工序中最关键者。常见烤炉如图所示
1)面包烘烤的一般规程
面包烘烤一般包括下面三个阶段:
(1)第一阶段:面火120--160℃、底火180--220℃;实际温度达到设
定温度后,面包入炉。维持时间约2—15分钟。
注意:小面包温度高,时间短;大面包温度低,时间长;
作用:面包增大体积,主要是让其长高。
(2)第二阶段:提高面火至180--220℃、底火200--250℃,维持到面
火达到要求时,约5—10分钟。
作用:使面包形成硬的面包壳,并使面包定型。
(3)第三阶段:面火维持在180-220℃、底火调低到180℃,维持至面
包均匀上色,约需5-10分钟。
作用:使面包形成均匀的焦黄色或金黄色。
2)面包在烘烤过程中内部的变化
(1)面包坯温度、水份变化及内部结构的形成
面包坯处在烤炉中后,同时接收热量的来源或方式有:加热管的
热辐射、烤盘的热传导、炉内热空气对流传热。面包温度变化如图所
示。
A.烘烤初期
a. 表皮的形成
刚入炉的生坯,表面温度为30℃左右,首先遇到热空气。热空气中
水份会被冷坯冷凝成水珠并附着在其表面。但这是在极短的时间内发
生的,很快水珠会汽化,且面包表面温度迅速上升到高于100℃,这样
表面会干燥,并形成白色的薄表皮。
b.面包皮(壳)的形成
同时,热量往内部传导,内层温度也在上升,短时间内表皮下的温
度接近100℃,形成外高内低的温度梯度分布。这样热量的传递方向
(推动力)是由外向内的。
而面包中水份的分布刚好相反,是外低内高的水份梯度分布。这样
水份是由内向外补充,并在表皮下形成蒸发层(因温度接近100℃)。
但由于烘烤进行中,内部温度会不断上升,当达到淀粉的糊化温度
时(高于50℃),水份会被淀粉结合,这样内部向外补充的水份会越
来越少,蒸发层水份会减少,温度会超过100℃,然后面包外皮干燥成
一层无水的面包壳(产品吸潮回软后称为面包皮)。
B.烘烤后期
a.面包囊形成
烘烤继续,热量不断向内传递。由于面包皮的阻挡作用,以及内部淀
糊化,往外扩散的水份有限,但温度会不断升高,最终接近100℃,这样蛋
白质也会变性。淀粉糊化和蛋白质变性后,面包壳下面部分形成面包囊,这
部分实际上也熟化了。
b.面包囊心的形成
面包几何中心部分在烘烤过程中得到的热量最少,升温速度最慢。由
于中心温度与面包皮温度相差太大,处在中间位置的面包囊部位的水份既向
外扩散,也向内部分渗透冷凝。当面包囊形成时,面包中心水份比以前高出
2%,温度最终一般会上升到90—98 ℃ 。并形成面包囊心。
2)烘烤过程面包内部微生物学变化及发生的生化反应
A.微生物学变化
a.酵母的活性变化
生坯入炉后,内部各部位温度均会上升,但升温幅度不同。不管如何,
面包各部位的温度均会超过50℃。低于50℃时,酵母有个旺盛产气的过程,
然后,随着温度的上升,酵母活性降低,直到死亡。这个过程约为5分钟。
但对面包体积和形状仍有影响。
b. 酸性微生物活性变化
主要为乳酸菌。一般各部位温度超过60℃时,全部死亡。如果囊
心温度尚未过到要求就出炉,有时能检出活菌。
B.生化反应
a.淀粉酶:α-淀粉酶于97℃、β-淀粉酶于82℃钝化。此前它们一直在
分解淀粉。
b.蛋白酶:在80--85℃钝化,此前多少会分解蛋白质。
c.淀粉糊化( β-淀粉 → α-淀粉 )
淀粉糊化分解成糊精和麦芽糖。糊精结合大量水,是形成淀粉凝
胶并构成面包松软口感的重要因素之一。
d 面筋蛋白变性:60-70℃变性凝固,释放部分结合水,形成面包蜂窝
或海绵状组织。这种钢化作用是面包具有确定形状的主要原因。如图所
示。
e 成色反应
美拉德反应(法国化学家Maillard):高于150℃时面包组分中蛋白
质、氨基酸等与糖、醛类物质发生的羰氨反应。形成的中间产物呋喃、
呋喃醛、呋喃酮、吡嗪、噻吩、噻唑、噻唑啉和环状多硫化合物等是焙
烤食品的主要香味成分;后期形成的类黑精形成由灰至金黄的颜色。
焦糖反应:糖类在高于180℃后形成焦糖色。
f 香味的产生
主要由两部分:
酵母发酵时形成的一些醇类、酸类、酯类物质在烘烤时的变化;
成色反应时形成的美拉德反应产物、醇类、酯类物质。它们构成面包特
有的风味。
3)面包在烘烤中体积和重量的变化
A.体积增大的原因及影响因素
体积增大的原因:
a.膨胀气源:CO2、水、醇、酸、醛类受热膨胀;
b.淀粉糊化也膨胀;
c.蛋白质变性后形成刚性,维持已膨胀的体积结构。
影响因素:
a.前期发酵状况:包括酵母活力,面团持气性,醒发状态;
b.烘烤初温:适宜。太高时面包壳很快形成,不利于后步体积延展膨胀;
c.烘烤湿度:湿热空气润湿表皮,否则破裂;
d.是否用烤模:模具减少了面包坯散发气体的有效面积。
B.烘烤后重量变化
一般烘烤后重量会损失10—12%。损失的主要物质及比例为:
水份95%;乙醇1.5%,CO23.3%,挥发性酸0.3%,乙醛0.08%。重量损失大小
主要与机包大小、是否用烤模有关系。
7.面包冷却和包装
1)冷却
(1)出炉后面包的状况
刚出炉的面包皮脆、囊软、无弹性。温度较高(高于100℃),不能碰
撞或切片,也不能包装。
(2)面包冷却回软过程
冷却时由于初期温度较高,表皮仍在散发水份和芳香物质。随着冷却
进行(弱冷风冷却),囊心和囊的水份继续向外扩散并逐渐润湿面包皮,
最后达到内部整体水份基本均匀。此时面包皮软化,并出现弹性。一般约
30分钟后温度降至40℃左右可进行包装。
2)包装
(1)包装的作用
卫生;保鲜,有维持水份的作用,一定程度起到防止老化硬心的作用。
(2)适宜的包装材料
应达到不透水,不透气、无毒等要求。常用的材料有:蜡纸、保鲜膜
(硝酸纤维素膜)、聚丙烯膜、聚乙烯膜、PVC膜等。
(3)气调保鲜包装
刚出炉的面包于无菌车间冷却和包装。 将面包真空袋空气抽出,充入氮
气并密封。保质期可达6个月。
3)面包的保质要求
包含两方面的含义:
(1)保鲜要求:面包在一定的时间内仍保持初期松软的口感。而不硬心掉
渣。保鲜程度下降的主要原因是面包淀粉老化。实质为糊化的淀粉失水后重
新结晶。
(2)卫生要求:理化和微生物指标要求
防止因原料导致的囊心发粘。主要是由普通马铃薯杆菌和黑色马铃薯
杆菌在囊心对面包蛋白质等物质的分解。会导致面包内部发粘并出现异味。
防止霉变:霉菌孢子由空气散落在面包表皮,在温暖湿润条件下,5~7
天后出现霉斑。
非气调包装时,执行GB7099-2003(糕点\面包卫生标准),出厂时
细菌总数 ≤ 1000个/g
霉菌总数 ≤ 50个/g
致病菌(系指肠道致病菌和致病性球菌) 不得检出
小结
• 本章介绍了面包的种类、特点、配方;详细介绍了
面团的和制、发酵及其生化变化特性、成型方法、
醒发、烘烤技术以及烘烤过程面包内部变化特性、
风味形成原因、冷却以及质量控制。
• 要求重点掌握:面包二次发酵法全套工艺、面包生
产过程中的生化变化特性。
思考题
1、简述面包的配方特点。
2、面包面团和制时的工艺要点?
3、面包面团发酵时的工艺要点?
4、面包烘烤的一般规程?面包烘烤时内部的温度和水分
是如何变化的?会出现哪些主要的生化反应?
5、写出二次发酵法生产面包的工艺流程。
6.请设计一种可在室温下保存个6月的气调包装面包的
生产工艺。要求:1)必须有明确的产品名称;2)列
出所需的主要原料及配方;3)指明包装材料;4)工
艺流程; 5)主要操作要点及工艺参数;6)有合理的
车间洁净度要求并作出解释。