烘焙热分析

它是如何工作的?

热性能分析测量食品和烘焙产品的热处理过程中的关键变量。它测量的事情如下:

• 内部产品温度超过处理时间，在一个或多个感兴趣点与传感器进行，以及温度时间曲线的图形绘图。¹
• 用于产品烘烤的对流和辐射热通量(Btu/hr·ft2或W/m2)。¹
• 通过烘烤时间（BTU / FT2或Joules / M2）的产品吸收的总热量。
• 对流烘箱中的空气速度(m/s或fpm)和烘箱(空气)温度(°C/°F)。
• 烤箱湿度是LB水/ LB干燥空气（KG水/千瓦干燥空气）中的湿度质量比。

热分析的基本原则在于热处理期间产品的物理，微生物和化学变化作为内部温度的函数。服用烘烤步骤例如，面团在35°C(96°F)的正常温度下进入烤箱，在93°C(200°F)的温度下作为面包退出。

烘焙过程中发生的变化主要有4点:^2，3

• 酵母杀死或失活:面团中的酵母细胞在132°F / 56℃下灭活。这发生在产品通过烤箱弹簧阶段之后，从酵母活性的最大膨胀，而面团基质仍然可伸展。确保完整的酵母杀灭应占烘烤时间的45-55％。
• 关键变化区:从粘弹性面团到坚硬、干燥、多孔或海绵结构的转变。
  • 小麦淀粉凝胶化:淀粉颗粒糊化开始于65°C(150°F)，结束于82°C(180°F)。这一过程应在总烘焙时间的60%时完成。
  • 面筋蛋白变性:面筋蛋白在160-185°F(71-85°C)时展开、重新结合并凝固。
• 到达最终产品温度：为了让面包屑完全烤出来，面包中心的温度应该在标准大气条件下达到93摄氏度(200华氏度)。
  • 此过程应以总烘烤时间的80-90％发生。
• 皮皮显色:最后10-15%的烘烤时间应提供良好的皮皮颜色通过美拉德褐变和焦糖化反应。

进行热分析，了解烤箱内的情况，是控制产品质量的关键。过多的水分流失会导致干燥，易碎的产品容易老化。烘烤不充分会使产品中留下过多的水分，导致产品呈胶状，需要较长时间才能冷却。过多的水分会增加微生物的腐败。^3.

应用程序

热分析所需的元素：

• 产品成型(面团或面糊)
• 烘箱(分批或连续)
• 过程时间控制的秒表
• 分析器(数据记录器)
• 产品传感器（插入热电偶）和空气传感器（湿度，空气速度，热量通量）
• 型材机隔热保温箱
• 手套(用于安全处理热表面)
• 冷却风扇
• 电脑
• 分析软件的数据分析和记录保存

烘烤热廓线的确定步骤:

1. 将传感器（用于产品和空中）连接到数据记录器输入（通道）
2. 在测试产品中插入传感器(产品核心是目标)。空气传感器通常安装在剖面仪的本体上，或与插入式热电偶集成在一个探头中，暴露在烘箱的气氛中。
3. 打开数据记录器和按下记录按钮开始记录数据
4. 将热剖面仪放置在绝缘箱内
5. 将受保护的轮廓仪和测试产品放在烤箱内(放在烤箱带、灶台或烤盘上)
6. 在烘烤过程中收集数据
7. 运行并完成烘烤周期
8. 一旦烘烤时间完成，从烤箱（使用手套）检索数据记录器并从测试产品中删除插入的热电偶
9. 断开分析器与传感器的连接
10. 使用风扇的酷数据记录器或让它自然冷却
11. 从热障上拆卸数据记录器
12. 按下录音按钮停止录音
13. 连接数据记录器到计算机(USB连接)
14. 开放的分析器软件(它自动图形化测试期间收集的数据)。根据使用的仿形设备，可以得到产品温度、空气温度、空气流速、空气湿度和热流密度的轮廓。

从热分析中解释结果

使用该烘焙示例，通过热分析软件收集和处理的数据显示为称为S曲线的温度/时间曲线。它说明产品如何响应烤箱设置。在该曲线中，可以以图形方式看到所有4个主要阶段。

参考文献

1. 戴维森，"烤箱检查与审计"《饼干烘焙技术:加工与工程手册》，第二版，爱思唯尔学术出版社，2016年，第285-288页。
2. Labensky, s.r.和Martel, P.，《烘焙原理》On baking: A Textbook of baking and Pastry Fundamentals, 3rd edition Update, Pearson Education, Inc.， 2016, pp. 48-56。
3. Delcour j.a.和Hoseney R.C.，《酵母发酵产品》。谷物科学与技术原理，第3版，AACC国际公司，2010,pp. 151-176。