【生活物理】面团在烘焙中的物理化学反应！_理化星星_武汉家长帮

一、面包烘焙中的物理化学反应
（一）烘烤急胀
面团进炉后，由于受热而立即膨胀，几分钟内，所增加的体积便为原来醒发后面团的1/3，这个作用称为烘烤急胀，产生烘烤急胀的原因是：
从物理方面说，第一，气体受热后压力增大，当这些气体被密闭在由弹性材料构成的一定空间内，受热后则会使体积膨胀。例如气球，本身有弹性，经吹入空气后由于气体压力增加而膨胀，面团的烘焙急胀也一样，面团内有许许多多细小的气室，因受热而增加气压，气体膨胀从而促进既有弹性又有延伸性的面筋组织扩充，使面团胀大。第二，面团进炉后，温度逐渐升高，气体溶解减少，使原来溶解在面团内的气体（醒发过程所产生的部分气体）被释放出来，这部分气体也按第一种作用那样，受热而增大气压，也使面团逐渐膨胀。第三，是热使面团内某些低沸点物质变成蒸汽，这些蒸汽的产生也气室内的气压增大，促使气室膨胀而也面团胀大，这些低沸点物质以酒精的量为多，也是最主要的被蒸发物质。酒精的沸点约79℃，所以在烘烤的前期即已被蒸发。
从生化方面来说，温度的升高促进了酵母的活性，使面团发酵迅速，也是形成烘烤争胀的原因之一。随着温度升高，发酵作用越来越快，所产生的二氧化碳气体和酒精是越来越多，直到酵母作用的临界温度为止，但此时所产生的二氧化碳气体已足够使面团膨胀，增大体积。同时，面团温度升高，面团内的α淀粉酶和β淀粉酶活性也增加，促进酵母的发酵作用，也促进了烘烤急胀。
（二）淀粉糊化
当烘烤温度达54℃时，淀粉开始糊化，而使烘烤弹性现象消失。淀粉糊化时，吸收了面筋原来持有的水分，使淀粉颗粒本身膨胀，体积增加。而面盘组织则因失去了水分而变得凝固，使已糊人了的淀粉能固定的在面筋的网状结构内。
温度，对于淀粉的糊化也很重要。在烤炉内，面团外层的温度比内部的温度要高，外层面团的湖化程度也比中心部位的要大。
除水分和温度外，淀粉酶的含量也影响淀粉的湖化程度，含量太多，影响淀粉胶体性质，无法承受由于烘焙急胀而产生的气体压力，气孔破裂，形成了大气孔，使面包产品内部组织出现大孔洞，但如果含量太少，则淀粉糊化作用不够，淀粉胶体组织过分干硬，无法适应面团的膨胀，使面包体积减少，内部组织不良。
（三）面筋的凝固
随着淀粉糊化的继续进行，面筋内所含的水不断被吸走，当面筋失去了一定的水分，并且面团内温度达到74℃时，面筋便凝固，这个作用一直延续到面包出炉为止。在这个过程中，面筋所包围住的气孔壁，变成了半硬性的薄网组织。随着气孔的膨胀，淀粉颗粒也趋于柔软，使颗粒组织变成更有延伸性，也使面筋薄膜变得更薄，促进了面团的胀大。
面筋凝固后，韧性增加，面团内部压力增加，如果面粉的筋力太弱，面筋组织结构承受不了一定的压力而使小气孔胀破变成大气孔，会使面包内部组织不均匀，出现大孔洞。
（四）酶的作用

淀粉酶的作用，在烘烤阶段即开始。在一定的温度范围内，每上升10℃，酶的活性便增加一倍。超过一定温度，热抑制了酶的活性，最后停止，使淀粉的糊化也终止。
α淀粉酶适温在65～95℃，约占烘烤时间4分钟，而在68～83℃时活性最大。β淀粉酶适温在57～72℃，这个温度范围在炉内少于2.5分钟。
（五）香味物质
面包制品所持有的香味，主要是存在于面包表皮，并通过面包内剩余的水分，渗入附面包。
形成这些香味的物质是羰基化合物，其中主要是醛类，如糠醛、羰甲基糠醛、乙醛、2——甲基丙烷、3——甲基丙醇、二甲基硫醚，笨乙醛等等。有人猜想面包之最主要味道是来自类黑素。假如将色氨酸及葡萄糖放在溶液内，本来是清澈的溶液，经过作用后，结果变成棕色及强烈的面包味道，不同的氨基酸产生不同的特殊味道，因为面团内有大量的糖和氨基酸。所以褐色作用对于颜色形成及面包特殊味道有很大的影响。
（六）气孔组织
面包内部组织的气孔特性及形状，可通过切开的面包片来观察。
影响气孔组织的因素很多，如发酵程度、发酵速度、搅拌程度、烘烤速度太快，面包表皮层形成过早，且强韧，限制了面包内部的继续膨胀，严重影响面包的内部组织质量，使小气孔破裂，粘连在一起，结果导致气孔壁厚、颗粒粗糙、组织不均匀。
优良的面包内部组织应当是：气孔小，气孔壁薄，气孔形状呈圆形稍长，大小一致，无大孔洞，有牧摸触时有松软、光滑的感觉。
二．烘烤过程
整个烘烤过程大致可分下面五个阶段：
（一）烘烤急胀阶段。大约是进炉后的5～6分钟之内，在这个阶段，面的体积由于烘烤急胀作用而急速上升。
（二）酵母继续作用阶段。在这个阶段，面的温度在60℃以上，酵弱的发酵作用仍可进行，超过此温度，酵母活动即停止。
（三）体积形成阶段。此时温度在60～82℃之间，淀粉吸水膨胀而胀大，固定填充在已凝固的面筋网状组织内，基本形成了最终成品的体积。
（四）表皮颜色成阶段。这阶段，由于焦糖反应和褐变作用，面包的表皮颜色逐渐加深，最后成棕黄色。
（五）烘烤完成阶段。此时面团内的水分已蒸发到一定程度，面包中心部位也完全成熟，成为可食用的食品。
三．烘烤条件及影响
烘烤条件的选择，最主要的因素仍然是温度、湿度、时间。
（一）温度：一般生产时的烘烤温度在190～230℃范围内。
若炉温过高，面包表皮形成过早，会减弱烘烤急胀作用，限制面的膨胀，使面包成品体积小，内部组织有大的孔洞，颗粒太小。尤其是高成份面包，内部及四边尚未完全烘熟，但表皮颜色已太深。当以表皮颜色为炉标准时，则面包内部发粘、未成熟，也无味道：但当以包心完全成熟时，则表皮成焦黑色。同时，炉温过高，容易使表皮产生气泡。
若炉温过低，酶的作用时间增加，面筋凝固也随之推迟，而烘烤急胀作用则太大，使面包成品体积超过正常情况，内部组织则粗糙，颗粒大。炉温低必然要延长烘烤时间，使得表皮干燥时间太长，面包皮太厚，且因温度不足，表皮无法充分焦化而颜色较浅。同时，水分蒸发过多，挥发性物质挥发也多，导致面包重量减轻，增加烘烤损耗。
其它与炉温有关的还是炉温的均匀度，面包听的间隔影响空气循环及热的渗透等。
（二）湿度：炉内湿度的选择，以产品类型、品种有关，一般主食面包（不带盖的）即使不通入蒸汽，其湿度也已适宜，而硬式面包的烘烤，则必须通过入蒸汽，约6～12秒，以保持较高的湿度，烘得真正的硬式面包。湿度过大，炉内蒸汽过多，面团表皮容易结露，致使产品表皮熟韧及起气泡，影响食用品质。
湿度过小，表皮结皮太快，容易使面包表皮与内层分离，形成一层空壳，尤其是不带盖的主食成包更要注意。
（三）时间：烘烤时间取决于炉温，面团重量和体积，配方成份高低等，面团是否加盖等。一般范围为18～35分钟。
炉温高。烘烤时间短，反之则长；
重量大，体积大的面包，烘烤时间也需较长；
高成份配方需要较长时间烘烤（用较低的温度），低成份面包则需要较高温度而较短时间的烘烤。
总之，这些条件的选择，都应以如何制得符合标准的高质量面包成品来考虑决定。
四．烘焙损耗
烘焙损耗，是指由于水分的蒸发和一些挥发性物质的失去而使面包重量减少，其范围从7～13％，一般为11％或以下，如主食面包为7～10％。
通常所说的烘焙损耗是指广义的烘焙损耗，它包括分割损耗、整形损耗、醒发损耗、烘烤损耗、冷却损耗、切片损耗等，如果狭义的烘焙损耗则指面团在烘炉内的纯烘烤损耗而已。
其计算按下式：
烘焙损耗（％）＝（面团分害重量－面包成品重量）/面团分割重量×100％
影响烘焙损耗的因素有：
（一）配方成份。如水份含量、糖用量、蛋用量等。
（二）烘烤温度。温度越高，损耗越大。
（三）烘烤时间。时间越长，损耗越大。
（四）烘烤湿度。湿度越小，损耗越大。
（五）面团重量和产品形状。面团重量越大损耗越小。重量相同时，置露于空气中的表面积越大，损耗也越大。故盒工面包的损耗小于非盒式面包。
（六）环境条件。如室温、室内温度等。
五、如何掌握良好的烘焙过程
要制作好的烘焙产品，每一个环节都不可轻忽，选料要讲究、称料需精确、操作得实在，产品送进烤炉是否就大功告成了？'烘焙'看似简单，其实复杂，如何掌握？请看本文。俗语说的好'做饼师仔，烘焙饼师傅。'一语道破烘焙师的层次和最后烘焙步骤的重要性。许多刚入门的学习者常被各种问题、状况搞昏了头，好不容易终于可以烤焙了，却还没把握到底要用上火还是下火烤焙呢？炉温多少才恰当？甚至连'烤熟了没'这个看似简单的问题，都令经验不足的初学者功亏一篑。
烘焙学基础篇
烘焙是门学问。根据字意的解释，'烘'是用火烘干湿物，例如烘干；'焙'是用微火烘烤东西，例如焙茶；'烤'则指用火烧熟食物，例如烤鸭。而要了解烘焙之运用，必先知道热传导（transference of heat）、对流、辐射之三个方式。
传导（conduction）是指当热由热源传导过去，导致周遭的分子振动，并放出热能由高温处渐渐移往低温处者谓之传导。金属类的铜、铝传导热的速度较快，不锈钢的传导则有加热不均匀的现象，容易导致锅中某些地方较冷、某些地方较热的情况，因此使用不锈钢锅煮牛奶布丁馅时需不停的搅拌外，一并转动煮锅时可避免热传导不均匀而烧焦锅底。

对流（convection）是当加热时流体物质或气体因受热作用体积膨胀、密度减小而后上升，其位置由周围较冷、密度教大之流体交换补充，此时再受热上升，周围物质又补充进来，如此循环不已的加热运动即为对流。
辐射（radiation）则不需要任何的媒介，热量即可直接射至它处便是利用辐射加热。最常用于食品的辐射方式是使用电介质、微波或红外线。而在烘焙的操作上视当时环境条件由两种或以上三种方式同时进行。
烘焙学实用篇烘焙阶段常碰到的各种情况有以下几点：①预热温度不足。②烤炉温度太高。③预热后空挡太长。④产品位置放置不当。⑤烘焙时间掌控过与不及。⑥烤焙过程中冷热变化太大使产品剧烈的收缩。⑦出炉后产品侧腰收缩凹陷。
为何会有上述状况发生？可能的原因有：
一、预热温度不足，产品随即入炉，使得烤焙时间延长，水分过度蒸发，因此烘焙损耗大、产品表面厚而颜色浅，这是因为热量不足表皮无法充分焦化，以致缺乏金黄色泽，且内部组织粗糙。此外要注意有时是炉门打开时间过长致使炉温下降。
二、烤炉温度太高，烤焙时产品表面太早形成硬皮，使得内部组织的膨胀受到压制。且因其表面着色较快，使人误判而结束烤焙，这种产品的内部会较粘而密实，得不到应有的松软及正常的香位。
三、预热后空挡太长，干热过久的内部炉膛聚集太多之热，较低温的物品一入炉，所有的热源会在烤程最初阶段集中与物品表面，形成太强的上火，随即热度消失快速降温，不稳定的炉内温度造成产品内部难熟。此情况在使用一般小家电的电烤箱时最为明显，其改善之道可在预热时事先放一杯水增加炉内温度，避免空烧太久缓和炎热的温度；或者产品入炉前先打开炉门让冷空气进入，赶走过多的热、稳定炉温。
四、产品在烤盘上的排放位置不当，造成受热不均匀的现象，如<图1、2>改善的方法是改变排列方式，调整间隔空间使得受热较均匀，热气循环良好，着色较能产生金黄色。
五、烤焙时间掌控过与不及。炉温之高低、时间之长短随产品数量的多寡调整，产品数量少的烤盘空间较多（如图3），金属传导热辐射的热能较产品数量多的热传导来的大，所以底火要较底些，而较多量的产品烤焙时底火可比较高。烤焙时间的长短也需灵活调整。
大凡产品入炉受热不外乎由外表及周围吸收热传送至产品的中心，所以可由产品外表的变化来观察烤焙的情况。产品从外而内受热，水分子形成蒸气而使中心膨胀隆起但尚未固化，等到面团或面糊糊化后继续加温使气体蒸发进而着色，产品外围稍微离模即可，如继续烤焙则成品边缘会开始变焦，成品就会较黑且干。
六、烤焙过程中冷热变化太大造成产品剧烈的收缩。这从过年蒸年糕的情况可得知一二，以往蒸年糕皆使用添加柴火得大灶，随时添加柴火稳定火源，主妇并利用计算烧几柱香来掌握炊糕得时间。不过因为过年前主妇洗洗刷刷透支体力甚巨，且在寒冬依偎在温暖的炉灶边很快的就打起瞌睡，而误了调整火候，忽冷忽热很容易造成年糕剧烈的收缩，导致中心部分密度较密而无法熟透。此外，蒸炊时若强烈振动炊具也会引起产品收缩后下陷倒塌。同理烤焙过程必须注意维持温度的稳定性，并避免振动。
七、出炉后产品侧腰收缩凹陷。大致上产品烤熟后出炉即马上从烤模内倒出或倒扣，即可避免过度收缩的情形。若仍不能解决，则可能是烤焙时间不够或配方内水分太多造成，应给予适度延长烤焙时间或减少配方内水分。而面包店从业人员有在产品出炉前再敲一下烤盘让产品微缩且均匀定型的习惯，笔者认为与其如此动作倒不如延长烤焙时间，让产品本身糊化后即可完全定型，否则如大型中央工厂的作业方式可能要增加很多人力或改变工作流程了。
烘焙应用篇
烤箱种类及性能的不同，也会造成烘焙时间及温度的差异，从以往的瓦斯烤箱上下火方式到现在使用较普遍的电气烤箱，烤箱能源的对流设计不断改进，加装风扇增进热源对流稳定，使烘焙产品的颜色更均匀，也更能节省电力及烘焙时间。
先进的工具让烘焙变得更容易成功，而增进你的烘焙经验也同等重要。曾经有多位烘焙从业人员制作整盘戚风卷，从裁纸铺于烤盘、倒入面糊、入炉烘烤一切均得心应手，但碰到做较薄的整盘蛋糕底如巧克力屋顶蛋糕，反而老是烤不熟，令人百思莫解，再试一次情况更糟，只见四周熟了，中间却干硬如薄饼，究竟其原因想不到究竟是所铺纸张出了问题。整盘戚风卷的面湖量的2400 公克，而薄饼似的巧克力蛋糕底面糊量只有1200 公克，但所裁剪的纸张却是一样大小，在倒入面糊后，后者会使四周的纸张留下太多，以至入炉烘烤时，多余的纸张边缘立刻卷起遮住四个角落，难怪无法烤熟。
烘焙会面临各种直接和间接的难题，熟悉学理，充实经验，加上随机应变，才能通过'火的焠炼'。