PROCESSOS QUE ES DUREN AL PA DURANT EL SEU COC
El Prof. A. Ja Auermann. Any 1942
1.1 Escalfament de la massa de pa
Els productes de pa es couen a la cambra de forn d’un forn de cocció a una temperatura de vapor d’aire de 200 a 280 ° C. Per coure 1 kg de pa es necessiten uns 293-544 kJ. Aquesta calor es gasta principalment en l’evaporació de la humitat de la peça de massa i en escalfar-la a una temperatura de 96-97 ° C al centre, a la qual la massa es converteix en pa. Una gran proporció de calor (80-85%) es transfereix a la massa del pa mitjançant la radiació de les parets calentes i els arcs de la cambra de cocció. La resta de la calor es transfereix per conducció des del foc calent i per convecció dels corrents mòbils de la barreja vapor-aire a la cambra de cocció.
Les peces de massa s’escalfen gradualment, començant des de la superfície, per tant, els processos típics per coure no es produeixen simultàniament en tota la massa de pa, sinó capa per capa: primer a les capes exteriors, després a les capes interiors. La velocitat d'escalfament de la massa de pa en general i, en conseqüència, la durada de la cocció depèn d'una sèrie de factors. A mesura que augmenta la temperatura a la cambra de cocció, les peces s’escalfen més ràpidament i el temps de cocció s’escurça. La massa amb un alt contingut d’humitat i porositat s’escalfa més ràpidament que la massa forta i densa.
Les peces de massa d’un gruix i pes significatius, igual que la resta de coses, s’escalfen més temps. El pa de forma es cou més lentament que el pa de llar. L’ajust ajustat de les peces de massa al fons del forn alenteix la cocció dels productes.
1.2 Formació d’una escorça de pa dur
Aquest procés es produeix com a resultat de la deshidratació de les capes externes de la massa. És important tenir en compte que l’escorça dura atura el creixement de la massa i el volum del pa i, per tant, l’escorça no s’ha de formar immediatament, sinó 6-8 minuts després de l’inici de la cocció, quan ja s’ha assolit el volum màxim de la peça.
Amb aquest propòsit, es subministra vapor a la primera zona de la cambra de cocció, la condensació de la qual a la superfície dels espais en blanc retarda la deshidratació de la capa superior i la formació d’una escorça. No obstant això, al cap d’uns minuts, la capa superior, escalfant-se fins a una temperatura de 100 ° C, comença a perdre ràpidament humitat i a una temperatura de 110-112 ° C es converteix en una fina escorça, que després s’espesseix gradualment.
Quan l’escorça està deshidratada, una part de la humitat (al voltant del 50%) s’evapora a l’entorn i una part passa a la molla, ja que quan s’escalfa diversos materials, la humitat sempre passa de les zones més escalfades (escorça) a les zones menys escalfades (molla). El contingut d'humitat de la molla com a resultat de la transferència d'humitat de l'escorça augmenta entre un 1,5 i un 2,5%. El contingut d'humitat de l'escorça al final de la cocció és només del 5-7%, el que significa que l'escorça està pràcticament deshidratada.
La temperatura de l’escorça arriba als 160-180 ° C al final de la cocció. Per sobre d'aquesta temperatura, l'escorça no s'escalfa, ja que la calor que se li subministra es gasta en l'evaporació de la humitat, el sobreescalfament del vapor resultant i la formació de molla.
Els següents processos tenen lloc a la capa superficial de la preforma i a l’escorça: gelatinització i dextrinització del midó, desnaturalització de proteïnes, formació de substàncies aromàtiques i de color fosc i eliminació d’humitat. En els primers minuts de cocció, com a conseqüència de la condensació de vapor, es gelatinitza midó a la superfície de la peça, que passa parcialment a midó soluble i dextrines. Una massa líquida de midó soluble i dextrines omple els porus situats a la superfície de la peça, suavitza petites irregularitats i, després de la deshidratació, dóna brillantor i brillantor a l’escorça.
La desnaturalització de substàncies proteiques a la superfície del producte es produeix a una temperatura de 70-90 ° C. La coagulació de les proteïnes, juntament amb la deshidratació, contribueixen a la formació d’una escorça densa i inelàstica. Fins a un temps determinat, el color de l’escorça del pa s’associava a la quantitat de sucres residuals i no fermentats de la massa en el moment de la cocció. Per obtenir un color normal de l'escorça, la massa abans de coure ha de contenir almenys un 2-3% de sucres sense fermentar. Com més gran sigui la capacitat de formació de sucre i gas de la massa, més intens serà el color de l'escorça de pa.
Anteriorment, es creia que els productes que determinen el color de l’escorça del pa són productes de color marró de caramelització o hidratació primària de sucres residuals de massa no fermentats en el moment de la cocció. La caramel·lització i la deshidratació de sucres a l’escorça s’explicava per la seva alta temperatura. Alguns investigadors creuen que els productes de colors de la dextrinització tèrmica del midó i els canvis tèrmics en substàncies proteiques de l'escorça tenen un paper important en el color de l'escorça.
Basant-se en diversos estudis, es pot suposar que la intensitat del color de l’escorça del pa es deu principalment a la formació en ella de productes de colors foscos de la interacció redox de sucres de pasta reductors residuals i no fermentats i dels productes de proteòlisi de proteïnes que conté la massa, és a dir, les melanoidines. A més, el color de l’escorça depèn del temps de cocció i de la temperatura de la cambra de cocció.
1.3 Moviment intern de la humitat del pa
Quan es cou, el contingut d'humitat de l'interior del pa canvia. Un augment del contingut d’humitat de les capes externes d’un producte al forn en la fase inicial de cocció amb una forta humidificació de l’entorn gasós de la cambra de cocció i una posterior disminució del contingut d’humitat de la capa superficial fins a la humitat d’equilibri, que es produeix quan aquesta capa es converteix en una escorça. En aquest cas, no tota la humitat que s’evapora al pa cuit de la zona d’evaporació passa en forma de vapor pels porus de l’escorça cap a la cambra de cocció.
L’escorça és molt més compacta i molt menys porosa que la molla. La mida de porus a l’escorça, especialment a la seva capa superficial, és moltes vegades menor que la mida de porus de les capes de molla adjacents. Com a resultat, l’escorça del pa és una capa que ofereix una gran resistència al vapor que hi passa des de la zona d’evaporació fins a la cambra de cocció. Una part del vapor generat a la zona d’evaporació, sobretot per sobre de l’escorça inferior del pa, pot sortir-ne corrent a través dels porus i forats de molla cap a les capes de molla adjacents a la zona d’evaporació des de l’interior. Arribant a les capes situades més a prop del centre i menys escalfades, el vapor d’aigua es condensa, augmentant així el contingut d’humitat de la capa en què s’ha produït la condensació.
Aquesta capa de molla, que és, per dir-ho així, una zona de condensació interna de vapor d’aigua al pa cuit, correspon a la configuració de les superfícies isotèrmiques del pa. Per al moviment intern de la humitat en un material humit, hi ha d’haver una diferència en el potencial de transferència. En el pa de pasta al forn, hi pot haver dues raons principals per a la transferència d’humitat: a) la diferència de concentració d’humitat en diferents parts del producte ib) la diferència de temperatura en parts individuals del pa de massa.
La diferència en la concentració d'humitat és un incentiu per al moviment de la humitat en el material des de zones amb una concentració d'humitat més elevada fins a zones amb una concentració d'humitat més baixa. Aquest moviment s’anomena convencionalment concentració (difusió de la concentració o conductivitat de la humitat per concentració).
Les diferències de temperatura a les zones individuals del material humit també fan que la humitat passi de zones del material amb una temperatura més alta a zones amb una temperatura més baixa. Aquest moviment d’humitat es denomina convencionalment tèrmic.
En el pa al forn, s’observa una gran diferència en el contingut d’humitat de l’escorça i la molla i una diferència de temperatura significativa entre les capes externa i central del pa durant el primer període de cocció.Com han demostrat els treballs d’investigadors domèstics, quan es cou el pa, preval l’efecte estimulant de la diferència de temperatura a les capes externa i interior i, per tant, la humitat de la molla durant el procés de cocció es mou de la superfície al centre.
Els experiments demostren que el contingut d'humitat de la molla de pa durant la cocció augmenta aproximadament un 2% en comparació amb el contingut d'humitat original de la massa. La humitat augmenta més ràpidament a les capes externes de la molla durant el període inicial del procés de cocció, cosa que s’explica pel gran paper de la conductivitat tèrmica i de la humitat en aquest període de cocció a causa del gradient de temperatura significatiu de la molla.
De diverses obres es desprèn que durant la cocció, el contingut d'humitat de la capa superficial d'un tros de massa baixa ràpidament i arriba ràpidament al nivell d'humitat d'equilibri, a causa de la temperatura i la humitat relativa de la barreja vapor-aire. Capes més profundes i posteriorment convertint-se en una capa d’escorça aconsegueixen més lentament el mateix contingut d’humitat d’equilibri.
1.4 Esmicolar-se
Quan es cou al interior de la massa, es suprimeix la microflora de fermentació, es modifica l’activitat enzimàtica, es produeix la gelatinització del midó i la desnaturalització tèrmica de les proteïnes, la humitat i la temperatura de les capes internes de la massa-pa. L’activitat vital del llevat i dels bacteris durant els primers minuts de cocció augmenta, com a resultat de la qual s’activa la fermentació de l’alcohol i l’àcid làctic. A 55-60 ° C, els llevats i els bacteris làctics no termòfils moren.
Com a resultat de l’activació del llevat i dels bacteris al començament de la cocció, el contingut en alcohol, monòxid de carboni i àcids augmenta lleugerament, cosa que té un efecte positiu sobre el volum i la qualitat del pa. L’activitat dels enzims en cada capa del producte cuit primer augmenta i arriba al màxim, i després baixa a zero, ja que els enzims, que són substàncies proteiques, s’arrissen quan s’escalfen i perden les propietats dels catalitzadors. L’activitat de l’amilasa pot tenir un efecte significatiu sobre la qualitat del producte, ja que aquest enzim és relativament resistent a la calor.
A la massa de sègol, altament àcida, l’amilasa es destrueix a 70 ° C i a la de blat només a temperatures superiors als 80 ° C. Si la massa conté molta a-amilasa, convertirà una part important del midó en dextrines, cosa que degradarà la qualitat de la molla. Els enzims proteolítics de la massa del pa s’inactiven a 85 ° C.
Un canvi en l’estat del midó, juntament amb canvis en les substàncies proteiques, és el procés principal que converteix la massa en pa ratllat; ocorren gairebé simultàniament. Els grans de midó es gelatinitzen a temperatures de 55-60 ° C o més. Es formen esquerdes en els grans de midó, en què penetra la humitat, motiu pel qual augmenten significativament. Durant la gelatinització, el midó absorbeix tant la humitat lliure de la massa com la humitat alliberada per les proteïnes quallades. La gelatinització del midó es produeix quan falta humitat (per a una gelatinització completa del midó, hi ha d’haver 2-3 vegades més aigua a la massa), no queda humitat lliure, de manera que la molla de pa es torna seca i no enganxosa al tacte.
El contingut d'humitat de la molla de pa calent (en general) augmenta un 1,5-2% en comparació amb el contingut d'humitat de la massa a causa de la humitat transferida des de la capa superior de la peça. A causa de la manca d'humitat, la gelatinització del midó és lenta i només finalitza quan la capa central de la massa s'escalfa a una temperatura de 96-98 ° C. La temperatura del centre de la molla no supera aquest valor, ja que la molla conté molta humitat i la calor que se li subministra no es gastarà en escalfar la massa, sinó en evaporar-la.
Quan es cou el pa de sègol, no només es produeix la gelatinització, sinó també la hidròlisi àcida d’una determinada quantitat de midó, cosa que augmenta el contingut de dextrines i sucres del pa de massa. La hidròlisi moderada del midó millora la qualitat del pa.
El canvi d’estat de les substàncies proteiques comença a una temperatura de 50-70 ° C i acaba a una temperatura d’uns 90 ° C.Les substàncies proteiques experimenten una desnaturalització tèrmica (coagulació) durant la cocció. Al mateix temps, es fan més densos i alliberen la humitat absorbida per ells durant la formació de la massa. Les proteïnes quallades fixen (fixen) l'estructura porosa de la molla i la forma del producte. Al producte es forma un entramat proteic en el qual s’intercalen grans de midó inflat. Després de la desnaturalització tèrmica de les proteïnes a les capes externes del producte, s’atura l’augment del volum de la peça.
Es pot suposar que el contingut final d’humitat de la superfície interna de la capa adjacent a la molla és aproximadament igual al contingut inicial d’humitat de la massa (W0) més un augment degut al moviment intern d’humitat (W0 + DW), mentre que la superfície exterior d’aquesta capa adjacent a l’escorça té un contingut d’humitat igual a humitat d’equilibri. A partir d’això, a la gràfica d’aquesta capa, es pren el valor de la humitat final, la mitjana entre els valors (W0 + DW) i W0Р.
El contingut d'humitat de les capes individuals de la molla també augmenta durant el procés de cocció, i l'augment de la humitat es produeix primer a les capes externes de la molla i després capta capes cada vegada més profundes. Com a resultat del moviment tèrmic de la humitat (conductivitat de la humitat tèrmica), el contingut d'humitat de les capes externes de la molla, situades més a prop de la zona d'evaporació, fins i tot comença a disminuir una mica contra el màxim assolit. No obstant això, el contingut d'humitat final d'aquestes capes és encara superior al contingut d'humitat original de la massa quan comença la cocció. El contingut d'humitat del centre de la molla creix més lentament i el seu contingut d'humitat final pot ser lleugerament inferior al contingut d'humitat final de les capes adjacents al centre de la molla.
1.5 Activitat vital de la microflora fermentadora de la massa durant el procés de cocció
L’activitat vital de la microflora fermentadora de la massa (cèl·lules de llevat i bacteris que formen àcid) canvia a mesura que s’escalfa un tros de pa de massa durant el procés de cocció.
Quan la massa s’escalfa a uns 35 ° C, les cèl·lules de llevat acceleren el procés de fermentació i formació de gasos que provoquen al màxim. Fins a aproximadament 40 ° C, l’activitat del llevat a la massa al forn continua sent molt intensa. Quan la massa s’escalfa a una temperatura superior a 45 ° C, la formació de gas causada pel llevat es redueix bruscament.
Anteriorment, es creia que a una temperatura de massa d’uns 50 ° C, el llevat s’esvaeix.
L’activitat vital de la microflora formadora d’àcids de la massa, depenent de la temperatura òptima (que és d’uns 35 ° C per als bacteris no termòfils i d’uns 48-54 ° C per als bacteris termòfils), es força primer a mesura que s’escalfa la massa i, després d’arribar a una temperatura superior a l’òptima, s’atura.
Es creia que quan la massa s’escalfa a 60 ° C, la flora formadora d’àcid de la massa s’extingeix completament. No obstant això, el treball realitzat per diversos investigadors suggereix que a la molla del pa de sègol normal elaborat amb farina de paper pintat, encara que en un estat debilitat, però viable, es conserven cèl·lules individuals tant de llevat com de bacteris formadors d’àcids.
Del fet que una petita part de la microflora fermentativa viable de la massa es manté a la molla del pa durant la cocció, no es dedueix de cap manera que els microorganismes fermentatius puguin suportar, en totes les condicions, la temperatura de 93-95 ° C, que s’assoleix al centre del pa durant la cocció.
També es va demostrar que bullir la molla de pa, picada en excés d’aigua, va matar tot tipus de microorganismes fermentatius.
Viouslybviament, la conservació d’una part de la microflora fermentadora de la massa a la molla de pa en un estat viable es pot explicar tant per una quantitat molt petita d’aigua lliure com per un augment a molt curt termini de la temperatura de la seva part central per sobre dels 90 ° C.
De les dades anteriors, es desprèn que la temperatura òptima per a la microflora fermentadora de la massa, determinada en les condicions de l’entorn, en consistència diferent de la massa, pot resultar ser subestimada en comparació amb l’òptima que actua en les condicions del pa de massa cuit.
Viouslybviament, s’ha de considerar que quan la massa s’escalfa a uns 60 ° C, pràcticament s’atura l’activitat vital del llevat i dels bacteris que formen àcid no termòfil. Els bacteris termòfils d’àcid làctic, com els bacteris Delbrück, poden ser fermentatius actius fins i tot a temperatures més altes (75-80 ° C).
Els canvis descrits anteriorment en l’activitat vital de la microflora fermentadora del tros de massa al forn es produeixen gradualment, a mesura que s’escalfa, estenent-se des de les capes superficials fins al centre.
Veure continuació ...
