Хлеб наш насущный. Часть 2.

Author: Klaus Roth
Перевод с английского: Диана Мочерняк ©
Часть 1 см. ссылку.

thumbnail image: Our Daily Bread — Part 2

4. Подготовка теста для хлеба на пшеничной основе

Перед тем как фактически подготовить тесто, муку сначала просеивают и тем самым разрыхляют и насыщают кислородом. Кислород, введенный таким образом, будет способствовать быстрому аэробному росту и развитию использованных дрожжей.

Различные условия смешивания и замешивания ингредиентов, вплоть до начала выпечки, такие как, например, температура, влажность, рецепт, интенсивность и продолжительность замешивания и периоды отдыха, в совокупности описывают процесс приготовления конкретного теста. Этот процесс начинается с добавления воды в пшеничную муку, затем добавляются соль и дрожжи (рис. 5).

Первоначально липкая, неподъемная масса (рис. 6) трансформируется путем постоянного замешивания в мягкое, гладкое и после остаточного периода – легко формируемое тесто (рис. 7).


Рисунок 5. Смешивание воды, муки, соли и дрожжей.
© Schweizerische Brotinformation (SBI) , Берн, Швейцария.

Рисунок 6. Липкая, несформованная смесь теста.
© Schweizerische Brotinformation (SBI) , Берн, Швейцария.

Рисунок 7. Тщательное вымешивние дает мягкое, гладкое тесто. © Schweizerische Brotinformation(SBI), Берн, Швейцария.

Что скрывается за этим процессом?

Удивительная трансформация теста не может быть обусловлена только химическим составом муки, так как все зерновые сорта муки в этом отношении похожи, но это наблюдается только с пшеничной мукой. Ни один другой злак не является источником такого эластичного теста. Чтобы понять истинную причину, мы должны внимательно изучить процесс замешивания теста на молекулярном уровне.

4.1 Сцепление (Вязкость)

После добавления воды в муку молекулы воды притягиваются к полярным боковым цепям белков, разрушая водородные связи между белками и гидроксильными группами крахмалов. Таким образом, белковые цепи высвобождаются и взаимно притягиваются посредством гидрофобных взаимодействий, создавая сцепление, вещество которое при этом образуется, называется клейковина. Термин «сцепление» здесь подходит, так как после отмывания крахмала из теста клейковина выделяется в виде эластичной липкой массы.

В состав клейковины входят 90% белка, 8% липидов и 2% углеводов. Фракция белка состоит из примерно равных частей смеси глютенина и глиадина. Глиадины являются мономерами и стабилизированы в компактном виде внутримолекулярными бисульфитными мостиками. В отличие от него, глютенин содержит много субъединиц, соединенных возле их концов посредством межмолекулярных бисульфитных мостиков, что приводит к длинным протяженным цепям.

В случае всех изученных субъединиц глютенина в позиции 10, отсчитанной от N-конца белка обнаружен цистеиновый фрагмент [7]. Замешивание теста приводит к тому, что многочисленные бисульфитные мостики разрушаются, а затем окислительно регенерируются до тех пор, пока не образуется трехмерная сеть глютенина, в которую встроены глобулярные глиадины.

Таким образом, при раскатывании и вытягивании теста структурные элементы длинных цепочек клейковины, которые в некоторой степени имеют складчатый характер, отделяются друг от друга, но после ослабления внешней силы они стремятся восстановить некоторую меру своей первоначальной формы; то есть, глютенин придает тесту определенную степень эластичности.
Шаровые (глобулярные) глиадины лежат между глютениновыми цепями, где они функционируют в некоторой степени как шаровая опора и облегчают перемещение цепей по отношению друг к другу. В результате они добавляют тесту пластичности.

4.2 Липиды

Уникальные характеристики теста из пшеничной муки связаны не только с наличием клейковины и ее адгезионными свойствами, но и с другими классами веществ. Так, липиды стабилизируют образование пор, поскольку тесто, приготовленное из муки, из которой были удалены все жиры, значительно снижает объем в процессе выпечки. Это прежде всего относится к полярным липиды, играющим здесь важную роль. Они содержат в дополнение к одной или двум гидрофобным жирным кислотным цепям полярный, гидрофильный молекулярный фрагмент, что приводит к заметному эмульгирующему и поверхностно-активному эффекту [8]. Кроме того, образование во время процесса замешивания мелких жировых капель (липосом диаметром около 100 мм) вносит свойства «смазки», тем самым увеличивая способность теста «растягиваться».

4.3 Периоды «Отдыха» и «Работы» теста

Свежезамешанное тесто неизбежно уменьшается в размерах, что препятствует его легкому формированию. В течение 15-60 минут «периода отдыха» клейковина в тесте «расслабляется», в то время как дрожжи продолжают бродить, а их рост продолжается. Последнее облегчает образование ароматизирующих веществ. Тщательное вымешивание теста после «отдыха» («работы») приводит к разрушению больших пузырьков газа, что в свою очередь приводит к распределению однородности среди оставшихся пузырьков.

5. Подготовка теста для ржаного хлеба

Ржаное тесто не нужно вымешивать; ингредиенты просто смешиваются, потому что тесто из ржаной муки не является эластичным. Содержание белков в клейковине просто слишком низкое, чтобы поддерживать эластичность. Тот факт, что ржаное тесто увеличивается в размерах, и его целостность связана с наличием пентозанов (Рис.8), класса сложных полисахаридов с некоторым содержанием белка. Они составляют лишь 2-3% от массы в случае пшеничной муки, в то время как их содержание в ржи – 6-8%.
В случае пшеницы, пентозаны встречаются в основном в оболочке или отрубях и в основном выделяются во время помола муки, тогда как во ржи пентозаны распределяются в каждом ядре и, таким образом, остаются после перемалывания. Мука из других видов зерна, таких как рис, кукуруза, овес, просо или ячмень, плохо подходит для производства хлеба и поэтому должна быть смешана с пшеничным или ржаным тестом. Ни «клейкие» белки, как в пшеничной муке, ни пентозаны ржи не присутствуют в этих культурах в достаточной степени, так что полученное тесто слишком мягкое и не обладает потенциалом для адекватного удержания газа – а это необходимое условие для «заквашивания», что заставляет тесто становиться «легче» во время выпечки (см. ниже).

Пентозаны связывают большое количество воды, которая не испаряется ни вовремя, ни после выпечки. Это объясняет, почему крошка ржаного хлеба имеет более влажную текстуру, чем у пшеничного хлеба, дольше оставаясь свежей, не высыхая быстро.
Пентозаны имеют чрезвычайно сложную структуру, одна из которых, может быть воспроизведена только в представленной форме. Основа состоит из полисахаридных ксилозных цепей (фиг.8, синий, 5), известных как «ксилан». На этих ксилановых цепях имеются короткие боковые цепи арабинозы (красный, 6). Цепочки ксиланов, несущие такие арабинозные ветви, называются «арабинокси-цепями»; соответственно растворимость в воде увеличивается с увеличением содержания арабинозы. Несколько боковых арабинокси-цепей часто связаны между собой диэрулиновой кислотой (черный, 8 ), через сложноэфирные связи и дополнительно через феруловую кислоту (7, пурпурный) через SH-боковые цепи цистеиновых звеньев из белков (зеленый).

Рисунок 8. Репрезентативная модель пентозана.

Оба типа фенольной связи могут окисляться кислородом в воздухе, и они соединяют цепи ксилана таким образом, что общая вязкость увеличивается. Более того, белки присоединяются через боковые цепи. Весь комплекс пентозан-белок был описан как, напоминающий клей или резину. Нерастворимые пентозаны в первую очередь определяют свойства ржаного теста.

6. Брожение

Попытки испечь «хлеб» в отсутствие разрыхлителя ведут только к тонкому плотному плоскому изделию, подобному тортильи или блину. Открытие первого разрыхлителя представляло собой крупный прорыв для наших предков. Вероятно, это было случайное открытие, вызванное забыванием о выпечке свежей порции теста и помещении его в духовку до следующего дня, полученный хлеб был намного легче и «воздушнее», чем обычно, и на вкус лучше. В течение тысячелетий два разрыхлителя зарекомендовали себя как особо надежные: дрожжи и закваска.
Дальнейшие возможности для «распушивания» хлебного теста включают введение разрыхляющего агента, такого как пекарский порошок для выпечки: гидрокарбонат натрия, который высвобождает CO2 в присутствии кислоты, так же как и дигидрофосфат натрия. Некоторые альтернативные разрыхлители особенно подходят для более тяжелого теста, например, для печенья, включая карбонат калия или термически неустойчивую смесь гидрокарбоната аммония и соответствующего карбоната. Плоский хлеб без закваски распространен во многих культурах как, например, мексиканские лепешки и роти-хлеб Индии и Юго-Восточной Азии (чапати, пулка и т. д.).

6.1. Дрожжевая ферментация

Дрожжевая ферментация теста может начаться, если просто позволить стоять ему некоторое время или если добавить в новую смесь тесто, оставшееся с предыдущего дня. Изобретение брикетированных пекарских дрожжей в 1847 году венским пивоваром Адольфом Игназом упростило задачу хлебопекарней, поскольку стало возможным вводить точно определенное количество высококачественных дрожжей в партию теста.
Сегодня, в зависимости от рецепта и местных обычаев или предпочтений, все количество дрожжей может быть либо добавлено с самого начала (прямой метод, т. е. все ингредиенты смешиваются сразу), либо тесто может быть замешано сначала с небольшим стартовым количеством дрожжей и любым из множества способов (например, бина, пул и т. д.) и обрабатывается далее только после того, как эти стартовые дрожжи были обеспечены достаточно длительной фазой роста (косвенный метод). Для начальной фазы роста аэробных дрожжевых клеток предпочтительно просеять муку, чтобы обеспечить надлежащее аэрирование.

6.2 Закваска

Ржаное тесто делают мягче с помощью закваски. Если в случае пшеницы, где, вероятно, слишком мало амилазы, присутствующей для адекватной деградации крахмалов, в ржаной муке их неизбежно слишком много. Этот избыток амилазы и будет причиной слишком высокого уровня разложения крахмала во время выпечки, что приведет к высокой мягкости теста, из которого невозможно выпекать вкусный хлеб.
Добавление закваски снижает рН теста до значения ниже 5, а это значительно снижает активность амилазы. Только тогда ржаная мука поддается выпечке. В отсутствие подкисления мякиш не обладает эластичностью, а процесс жевания заставляет мякиш агломерироваться. Такой хлеб мягкий, и имеет немного затхлый запах и на вкус как картон. Кроме того, каждый батон имеет в середине большую полость (рис.9, D ).

Рисунок 9. Хлебные ошибки и их причины.
© UNIFERM GmbH & Co. KG , Верн , Германия.

A) Ферментативно-дефицитная пшеничная мука: слишком мало крахмала разлагается в процессе выпечки, поэтому тесто слишком твердое, и крошка оставляет впечатление, когда её пережевывают, что хлеб слишком твердый и сухой. Кроме того, он на вкус мягкий и не кажется свежим.
B) Мука пшеничная, богатая ферментами. Слишком много продуктов распада крахмала заставляет тесто быть слишком мягким, а хлеб кажется недостаточно упругим. Из-за недостаточной задержки и удержания газа мягким тестом поры очень редкие, и трудно различить их на срезе.
C) Ферментативно-дефицитная ржаная мука: с ржаной мукой, если имеется недостаточный запас ферментов, то тесто получается слишком кислое, разлагается очень мало крахмала. Тесто становится слишком твердым, и полученный хлеб кажется сырым и не свежим.
D) Ржаная мука, богатая ферментами. Если слишком много крахмала разлагается из-за избытка ферментов в ржаной муке или слишком мало подкисления, то выделяется слишком много углекислого газа в очень мягком тесто. В хлебе образуются полости, он не обладает эластичностью и стремится к образованию сырых масс.

7. Как создать закваску?

Тесто, приготовленное из ржаной муки и воды, выдерживают в течение нескольких часов, пока оно самопроизвольно не начнет ферментировать. Путем постепенного добавления муки и воды это брожение можно стимулировать для продолжения, так что желаемые микроорганизмы развиваются дальше. К последним относятся различные виды молочнокислых бактерий (Lactobacillus sanfranciscensis, L. brevis, L. plantarum, L. delbrückii), которые получают свою энергию посредством анаэробной деградации углеводов до углекислого газа и только одной молекулы молочной кислоты (гомоферментативной) или комбинации молочной и уксусной кислот (гетероферментативных).

Ферментация и газообразование, которые вначале являются лишь слабокислыми, постепенно становится более интенсивными, а верхние дрожжи и молочнокислые бактерии приобретают активность, а нежелательные микроорганизмы постепенно смещаются. Закваска – это микробиологический биотоп большой универсальности, который сам по себе требует изучения.
Из-за риска того, что нежелательные микроорганизмы в культуре закваски могут со временем развиваться слишком быстро, как, например, бактерии Escherichia coli, пекари регулярно производят новую закваску, используя свежий стартер, полученный от профессионального дистрибьютора.
Закваска служит не только для снижения рН во время ферментации: она также придает хлебу кислую нотку и характерный аромат. Поэтому неудивительно, что закваска является отличительной чертой многих рецептов, где она фактически не является существенной с точки зрения технологии выпечки, а вводится просто для ароматизации.

8. Химия процесса выпечки

Хотя единственным новым фактором, введенным во время выпечки, является повышение температуры (табл.3),тем не менее это является кульминацией всего процесса.

Таблица 3. Условия для выпечки различных видов хлеба.

Начало довольно непредсказуемо: противни просто вводятся в печь, которая скоро наполняется паром, и вода начинает конденсироваться на холодной поверхности теста. Выделенная таким образом теплота конденсации обеспечивает быстрое нагревание теста, а пар предотвращает преждевременное высыхание наружных слоев теста. Это гарантирует, что они останутся эластичными и не будут трескаться во время его расширения. Продолжающееся повышение температуры приводит к денатурации белков хлеба, а также к желатинизации крахмалов и образованию пузырьков газа из пара, улавливаемого в постепенно затвердевающем тесте.

В потрясающий кульминационный момент запутанный каскад реакций с участием различных аминокислот и сахаров даёт прекрасный цвет свежего хлеба и, прежде всего, его соблазнительный аромат.
Сложность выпечки хлеба связана, с одной стороны, с тем фактом, что бесчисленные соединения вступают в реакцию друг с другом одновременно, в то же время, несмотря на температуру печи, возможно превышающую 200 °C, только внешние слои теста становятся горячими. Внутри хлеба температура поднимается намного медленнее, достигая не более 100 ° C. Другими словами, химические процессы в центре отличаются от тех, которые проходят на внешнем слое батона.

Источник

DOI: 10.1002/chemv.201300034
Author: Klaus Roth Published Date: 05 March 2013
Source / Publisher: Chemie in unserer Zeit/Wiley-VCH
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Хлеб наш насущный. Часть 3.

Переклад з англійської: Діана Мочерняк ©2019
Редакція та дизайн – Майстерний Хімік™ ©2019