Несмотря на разнообразие, которым отличается современный рынок продовольствия, потребление хлеба и хлебобулочных изделий в мире в целом растет. В 2024 году в России было выпечено 6,3 млн т батонов, буханок, булок и т.п. А в этом году эксперты прогнозируют увеличение хлебного производства более чем на 4%. Хлеб остается для россиян по-прежнему одним из главных продуктов. Но что мы знаем о природе хлеба?
Хлебная история
Мы не знаем точно, как возник хлеб. Согласно археологическим находкам, самые древние изделия из размолотого зерна с водой насчитывают около 14 500 лет, то есть относятся ко времени, когда человек еще не обратился к оседлому образу жизни и земледелию.
В Древнем мире употребляли и пресный хлеб, например, те самые «опресноки», что упомянуты в Библии, и хлеб, выпеченный с использованием закваски – забродившей смеси перетертых и смешанных с водой зерен. Основным хлебным злаком древних была пшеница эммер, называемая у нас также полбой. Для ее зерен характерны жесткая оболочка и малое количество клейковины, поэтому из полбы в чистом виде трудно было испечь хлеб в нашем привычном понимании. К V веку до н. э. из эммера была выведена пшеница твердых сортов, и хлеб стал более распространенным продуктом.
Кстати, от названия куска хлеба произошло и название едва ли не самого популярного в мире блюда – супа. В средневековой Европе кусок хлеба или пресной лепешки, который макали в какую-нибудь похлебку, назывался «souppe». Тогдашний хлеб нередко надо было размачивать, так как его часто готовили из грубой муки и, как правило, заготавливали впрок. К слову, вкусным словом «бисквит» первоначально именовали дважды запеченные очень сухие лепешки, которые брали с собой уходившие в плавание моряки.
Сам принцип выпечки хлеба на протяжении столетий не изменился, представляя собой термическую обработку теста, основой которого являются мука и вода. Но часто из-за нужды, а иногда и наоборот – от изобилия, люди постоянно использовали в хлебопечении новые ингредиенты. Сегодня известны сотни сортов хлеба – в каждой стране есть свои.
Из какой муки пекут хлеб?
На протяжении долгой истории хлеба муку для него получали из злаковых культур, например, из пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, но наиболее распространенные виды муки – пшеничная и ржаная.
Пшеница хороша тем, что в ней самое высокое содержание белка – важного компонента, служащего для образования клейковины. Пшеничная мука подразделяется на мягкую и твердую, получаемую из разных сортов злака. Твердые сорта более устойчивы к погодным условиям, но хлебные изделия из «твердой» муки получаются слишком плотными, поэтому хлеб в наше время пекут из мягких сортов пшеницы, а твердая идет, например, на макароны.
Рожь среди хлебных злаков стоит на втором месте после пшеницы. В ней меньше белков, но по химическому составу они более полноценны, а минеральными веществами рожь даже богаче. Однако из ржаной муки трудно испечь каравай, поэтому для выпечки буханок и батонов ее смешивают с пшеничной.
Помимо самого зерна немалая часть витаминов, минеральных веществ, белков, микроэлементов, клетчатки сосредоточена в зерновой оболочке. В древности, когда очищать злаки от твердого покрытия было сложно, зерно мололи целиком и таким образом ели более богатый в пищевом отношении продукт. Сейчас к подобной практике прибегают сознательно, получая из неочищенных зерен так называемую цельнозерновую муку, из которой готовят хлеб для лечебного и диетического питания.
Для того чтобы добиться нужных качеств муки, могут смешивать ее разные виды, проводя так называемую «подсортировку». Но сегодня для той же задачи чаще используют разнообразные «улучшители муки», которые придают ей конкретные свойства. Например, воздействуют на слишком крепкую клейковину теста, чтобы изделие получилось пышным, а также продлевают срок годности продукта.
Зачем в хлебопечении нужны дрожжи?
Как доказал в 1857 году французский химик и микробиолог Луи Пастер, дрожжи представляют собой одноклеточные грибы, ответственные за процесс спиртового брожения.
Тесто для хлеба может содержать специально добавленные в него хлебопекарные дрожжи, а может обойтись без них, но бездрожжевого теста как такового не бывает. В муке дрожжи присутствуют изначально, поэтому натуральное брожение в тесте будет идти в любом случае. Убедиться в этом можно, если смешать в правильной пропорции муку и воду и поставить в теплое место: смесь приобретет кисловатый запах, покроется пузырьками и немного увеличится в объеме. Именно так когда-то готовили закваску для хлеба в русских деревнях.
Хлебопекарные дрожжи нужны для активизации и ускорения всех процессов, происходящих в будущем хлебе. Но в испеченном хлебе дрожжевых грибков нет, поскольку они погибают при температуре тестовой заготовки в 50˚С.
Видов дрожжей много, но самыми популярными у хлебопеков остаются Saccharomyces cerevisiae. Их используют уже порядка четырех тысяч лет, а в целом история дрожжей значительно длиннее.
Еще древние египтяне процеживали предварительно ферментированную смесь, а проще говоря – забродившую пшенично-ячменную кашу и получали слабоалкогольный напиток, некий прототип современного пива. Ту же кашу они использовали и в качестве закваски для теста. Европейские пекари веками покупали у пивоваров остатки пивного брожения и дрожжевую пену. Остатки сбраживания прежнего субстрата пекари и пивовары пускали на приготовление нового, и так могло происходить на протяжении долгого времени, в результате чего появились отдельные физиологические расы дрожжей, не встречающиеся в природе.
В 1780-1790-х в Англии, Германии и Нидерландах начали производить прессованные дрожжи, представлявшие собой блоки ферментированных компонентов – хмеля, ржи и солода. Первые прессованные дрожжи содержали не более 4-6% собственно дрожжей, состоявших из нескольких штаммов, и множество видов бактерий. Поэтому ученые озаботились получением чистых дрожжевых культур. Результата добился в 1879 году датский химик и микробиолог Эмиль Кристиан Хансен, директор лаборатории пивоваренной фирмы Carlsberg в Копенгагене. Спустя два десятилетия чистые культуры дрожжей стали обычным явлением в хлебопечении.
Что такое закваска?
Самая простая используемая в хлебопечении закваска получается из смеси муки и воды. Она представляет собой симбиоз молочнокислых бактерий и чистых дрожжевых культур, содержащихся в муке. Также как и дрожжи, закваски активизируют процесс брожения, но они особенно важны для выпечки ржаного хлеба, который не поднимется на одних хлебопекарных дрожжах. При добавлении закваски в тесто ферментация в нем идет дольше, а молочнокислые бактерии образуют молочную кислоту, подавляющую рост патогенной микрофлоры. В результате естественным образом улучшаются вкус и аромат хлеба и увеличивается срок его годности.
В домашних условиях или в небольших пекарнях закваску можно использовать вместо хлебопекарных дрожжей, но на хлебозаводах такая замена невозможна, потому что работа с закваской требует времени.
Как мука, вода и дрожжи превращаются в тесто?
Тесто для хлеба – живая и сложная структура, в которой протекают одновременно сразу несколько процессов.
- Физико-механические процессы осуществляются, когда перемешиваются мука, вода, дрожжевая суспензия, другие ингредиенты.
- Биохимические процессы – самые разнообразные, это целый комплекс реакций, происходящих в тесте. Назовем некоторые из них. Спиртовое брожение способствует превращению сахаров в этиловый спирт и углекислый газ, пузырьки которого и придают хлебу «воздушность». Молочнокислое брожение приводит к образованию молочной кислоты, подавляющей жизнедеятельность вредных микроорганизмов в тесте, разрыхляющей его и делающей более пластичным, а также летучих кислот, которые вместе с другими соединениями придают хлебу аромат и вкус. Процесс гидролитического распада или гидролиза белков и крахмала увеличивает количество веществ, способных переходить в жидкую фазу теста.
- Коллоидные процессы –наиболее активные. Онипредставляют собой взаимодействие всех компонентов муки – белков, крахмала, слизей, сахаров – с водой, когда образуется та самая жидкая фаза теста. Ведущую роль в коллоидных процессах и в формировании пшеничного теста играют белки, содержание которых часто еще и увеличивают, вбивая в тесто яйца. Белковые вещества обладают одной важной особенностью: они могут связать и поглотить количество воды, в два раза превышающее их массу. При замесе работают как растворимые в воде, так и нерастворимые белки, ко вторым относятся глиадин и глютенин, присутствующие в таких злаковых, как пшеница, рожь и ячмень. Вступая в контакт с водой, глиадин и глютенин набухают и создают губчато-сетчатую структуру – клейковину, или глютен. Получившийся каркас, входящий в состав твердой фазы теста, играет в нем связующую роль и делает его упругим, растяжимым и эластичным, а изделиям позволяет держать форму. В ржаной муке присутствуют белки группы глютенов, но клейковина не образуется. Причина кроется в наличии большого количества высокомолекулярных полисахаридов, которые активно поглощают воду и превращаются в слизь, препятствующую созданию клейковины. Поэтому тесто из ржаной муки не столь упругое, как пшеничное, и плохо лепится. Некоторые люди не переносят глютен, поэтому для них хлеб пекут из безглютеновой муки – гречневой, кукурузной, рисовой, миндальной и др.
Помимо жидкой и твердой фаз в дрожжевом тесте и тесте на закваске присутствует газообразная. Углекислый газ, являющийся результатом спиртового брожения, способствует увеличению теста в объеме. При этом подъемная сила тестовой заготовки бывает разной. Чем крепче тесто, тем она меньше. Да это и понятно: ведь чем мягче резина, тем легче ее растянуть. Если же тесто негустое, оно подойдет быстрее и лучше, а изделие будет более пышным. Однако если переборщить с жидкостью, то тесто попросту растечется.
Что происходит с хлебным тестом в печи?
Существуют три главных способа выпечки хлеба в печи: в форме, на поду и в тандыре, где пекут лепешки. Под – это печное дно, куда непосредственно кладут тестовую заготовку. Сейчас тесто для подо́вого хлеба также помещают на противни. Отличие формового хлеба от подо́вого в том, что у первого тесто имеет более жидкую структуру, а у второго оно гуще, и ему можно придать любую форму. Кроме того, температура выпечки формового хлеба ниже, поэтому влага с его поверхности испаряется медленнее, мякиш остается более влажным, а поры в нем получаются равномерными. Итак, тесто поставлено в печь, дверца ее закрыта, и в будущем хлебе начинаются разнообразные метаморфозы, тоже вполне научно объяснимые.
- Увеличение объема на 10-30% – один из самых важных процессов в хлебопечении, происходящий главным образом в первые минуты выпечки. При 79˚С этиловый спирт испаряется, все пары и газы в тестовой заготовке от тепла расширяются, и хлеб растет чуть ли не на глазах.
- Изменение жизнедеятельности дрожжей и кислотообразующих бактерий. Происходит по мере того, как заготовка прогревается от поверхности к середине. До температуры теста в 35-40˚С дрожжевые клетки максимально ускоряют брожение и газообразование, после 45˚С интенсивность этих процессов резко идет на убыль. Наконец, при температуре заготовки около 50˚С дрожжи погибают. Так же ведет себя и кислотообразующая микрофлора, «производящая», например, молочнокислые бактерии: сначала ее активность форсируется, после достижения максимальной температуры теста замедляется, а потом и вовсе прекращается.
Поскольку тепловая обработка подавляет жизнедеятельность бродильной микрофлоры тех же молочнокислых бактерий, то после посадки теста в печь нельзя чрезмерно «поддать жару»: так микрофлора быстро уничтожится, и хлеб получится малообъемный и невкусный. Но какая температура требуется для выпечки классического пшеничного хлеба в домашних условиях? От 200˚С до 220˚С, причем в процессе менять температурный режим не рекомендуется.
- Образование корки. В норме начинается спустя 6-8 минут после посадки теста в печь. Влага из теста начинает испаряться, верхний слой заготовки обезвоживается, становится плотнее и превращается в корку. Помогает ей стать плотной, неэластичной происходящая денатурация, или свертывание, белковых веществ на поверхности изделия. Одновременно в тесте идет карамелизация сахаров и появляются продукты коричневого цвета – карамель, а также возникает реакция между сахарами и аминокислотами, позволяющая накапливаться ароматическим и темноокрашенным веществам – меланоидинам. Отсюда – коричневый цвет корки. Крахмал же на поверхности заготовки в самом начале выпечки клейстеризуется и частично переходит в растворимый крахмал и декстрины. Жидкая масса этих веществ заполняет поверхностные поры, сглаживает мелкие неровности корки и придает ей блеск и глянец.
- Тепловая денатурация белка. В выпекаемом хлебепредставляет собой тот же процесс, который протекает во время варки яйца, когда белок сворачивается. Начинается денатурация при температуре в 50-70˚С и заканчивается при 90˚С. Свернувшись, белки образуют каркас с вкрапленными зернами набухшего крахмала, закрепляя пористую структуру мякиша и всю форму будущего изделия. После тепловой денатурации белков в наружных слоях заготовки прекращается увеличение ее объема, и хлеб больше не поднимается.
- Повышение влажности мякиша происходит из-за того, что, уплотняясь в процессе денатурации, белковые вещества выделяют влагу, впитанную ими при образовании теста, а крахмал эту влагу поглощает, обеспечивая хлебу мягкость.
Как портится хлеб?
- Почему хлеб черствеет?
Пока крахмал удерживает влагу, поглощенную им в процессе денатурации белков, он находится в жидком, желеобразном состоянии, и хлеб сохраняет свою мягкость. Но как только крахмал начинает влагу терять, из аморфного состояния он переходит обратно в кристаллическое, порошкообразное, и хлебобулочное изделие становится черствым.
- Откуда на хлебе берется плесень?
Плесень на поверхности хлеба возникает буквально из воздуха. Из печи хлеб выходит стерильным, а потом начинает взаимодействовать с окружающей средой, и тут летающие вокруг споры плесени попадают на него и прорастают внутрь. А поскольку плесень поражает хлеб, начиная с поверхности, то чем больше ее площадь, тем уязвимее батон или буханка. Вот почему в нарезанном виде хлеб хранится меньше. Еще один фактор для возникновения белых, зеленых, черных плесневых пятен – повышенная влажность, поэтому хлеб в полиэтиленовом пакете или полимерной пленке, препятствующих испарению влаги, испортится быстрее.
Плесневение – нормальный процесс. Если хлеб плесневеет, значит, он был качественный. Но употребление заплесневелого хлеба опасно для здоровья, и просто «срезать корочку» не получится, поскольку споры также находятся внутри изделия.
Ирина Кравченко
Благодарим за помощь в подготовке статьи Валерия Бурматнова, преподавателя кафедры зерна, хлебопекарных и кондитерских технологий Университета РОСБИОТЕХ
Изображение на обложке: Freepik
