فرآیند پخت نان و تاثیر آن در کیفیت محصول نهایی
فرآیند پخت نان تاثیر زیادی در طعم نان دارد و می تواند کیفیت نان را افزایش دهد. با گذشت زمان روش‌های متفاوتی برای تبدیل آرد و سایر مواد اولیه به نان ایجاد شده است. در بسیاری از این روش‌ها رابطه بین محصول نهایی و فرآیند پخت آنقدر به هم نزدیک بوده که نمی‌توان آن‌ها را جدا از یکدیگر در نظر گرفت. همانطور که هیچ نان ایده‌آلی وجود ندارد، هیچ کدام از فرآیندهای تولید نان نیز ایده‌آل نیست.
در واقعیت هر نانوا از فرآیند پخت نان منحصربفرد خود استفاده می‌کند. زیرا ترکیب ویژگی‌های مواد اولیه، فرمولاسیون، شرایط فرآوری و تجهیزات مورد استفاده روی کیفیت نهایی مدنظر نانوایان موثر است.
اما باید اعتراف کرد که این تفاوت عملکرد در فرآیند پخت نان ناچیز بوده و معمولا شامل تغییرات جزئی نسبت به یک فرآیند استاندارد واحد می‌باشد. به همین دلیل می‌توانیم بسیاری از شیوه‌های مختلف پخت را در فرآیندهای کلی‌تری دسته بندی کنیم تا بتوانیم آن‌ها را راحت‌تر بررسی کرده و سهم هر کدام را در کیفیت نهایی محصول بسنجیم.
نقش فرآیند پخت نان در محصول نهایی
همه روش‌هایی که برای تولید نان وجود دارند یک هدف واحد را دنبال می‌کنند: تبدیل آرد گندم به یک غذای قابل خوردن و خوشمزه! برای دستیابی به این موضوع مراحل رایجی وجود دارد که در تمام روش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- مخلوط کردن آرد (عمدتا آرد گندم) و آب به همراه مخمر (خمیر مایه)، نمک و سایر افزودنی‌ها با نسبت‌های مشخص.
- ایجاد یک ساختار گلوتنی (پروتئین‌های هیدراته) در خمیر با صرف انرژی در حین مخلوط کردن که اغلب به عنوان “ورز دادن” نامیده می‌شود.
- مشارکت حباب‌های هوا درون خمیر در حین ورز دادن
- افزایش کیفیت ساختار گلوتنی ایجاد شده، اصلاح خواص رئولوژیکی (شکل پذیری) خمیر و افزایش قابلیت گسترش آن به دلیل تولید گاز دی‌اکسید کربن درون خمیر در نتیجه ورز دادن آن. به این مرحله از فرآیند تولید، “رسیدن خمیر” یا “آماده شدن خمیر” گفته می‌شود.
- ایجاد یا اصلاح ترکیبات طعم دهنده خاص در خمیر.
- تقسیم توده خمیر به قطعات واحد.
- اصلاح و شکل دادن اولیه به قطعات خمیر.
- انتظار چند دقیقه‌ای برای اصلاح بیشتر خواص فیزیکی و شکل پذیری قطعات خمیر.
- شکل دادن به قطعات خمیر برای دستیابی به شکل نهایی نان.
- تخمیر و انبساط قطعات خمیر شکل داده شده.
- افزایش حجم بیشتر قطعات خمیر و رسیدن به ساختار نهایی نان در حین پخت.
تفاوت‌های اصلی در انواع روش‌های پخت نان معمولا با مخلوط کردن، ورز دادن، مشارکت هوا، ایجاد و گسترش ساختار گلوتنی و بطور خلاصه تمام فرآیندهایی که با تولید و اصلاح خمیر سروکار دارند، مرتبط هستند.
برش دادن توده خمیر و تبدیل آن به قطعات کوچکتر نیز در افزایش کیفیت محصول نهایی کمک بسزایی می‌کند.
در واقع بسیاری از مراحل آماده سازی نان در اغلب فرآیندهای پخت نان مشترک بوده و اگر تفاوت‌هایی در محصول نهایی دیده می‌شود، مربوط به تفاوت بین نانوایی‌ها در نوع تجهیزات مورد استفاده و تغییرات ناچیز در شرایط پخت مانند زمان و دمای پخت است.
ورز دادن خمیر و نقش آن در کیفیت نان
تهیه خمیر نان، یک فرآیند تقریبا نامشخص است که تعدادی از تغییرات به وجود آمده در ترکیبات نان هنگام مخلوط شدن آن‌ها را شامل می‌شود. این تغییرات ابتدا با تشکیل گلوتن همراه است که هم به هیدراتاسیون پروتئین‌های موجود در آرد و هم به ورز دادن نیاز دارد.
نقش ورز دادن در تشکیل گلوتن به موضوعی پیچیده تبدیل شده و اغلب با نقش دیگر فرآیندهای پخت نان اشتباه گرفته می‌شود. این موضوع به ویژه در نان‌هایی که به میکسرهای با سرعت بالاتر و زمان پخت کوتاه‌تری نیاز دارند، بیشتر دیده می‌شود (مانند فرآیند پخت نان Chorleywood).
اگر نقش ورز دادن در تشکیل ساختار گلوتن را ناچیز می‌دانید، انجام یک آزمایش ساده می‌تواند مفید باشد. آرد، آب، خمیرمایه و نمک را در یک ظرف ترکیب کنید و منتظر ایجاد ساختار گلوتنی باشید! در واقع بدون ورز دادن یا مخلوط کردن آن‌ها هیچ اتفاقی رخ نخواهد داد.
جالب است بدانید که بهترین نتایج در دستیابی به یک نان باکیفیت، حجیم و نرم با مخلوط کردن و ورز دادن شدید و طولانی مدت خمیر بدست می‌آید. ورز دادن خمیر منجر به گرم شدن آن و شروع ایجاد تغییرات شیمیایی در آن می‌شود.
احتباس گاز در خمیر
نانوایان معمولا در فرآیند تولید خمیر نان، تغییراتی در خواص فیزیکی خمیر ایجاد می‌کنند و با این کار، توانایی آن را برای حفظ گاز دی‌اکسید کربن (حباب‌های هوا) که بعدا در آن ایجاد می‌شود، بهبود می‌بخشند. این افزایش توانایی احتباس گاز زمانی مورد توجه قرار می‌گیرد که قطعات خمیر به فر برسند.
در واقع در مراحل اولیه پخت، قبل از اینکه خمیر به شرایط قابل قبول خود برسد، فعالیت مخمر در بالاترین حد خود قرار داشته و مقادیر زیادی گاز کربن دی‌اکسید تولید می‌شود.
با افزایش تدریجی آب و انبساط حرارتی خمیر، این گازهای به دام افتاده، از خمیر خارج می‌شوند. اگر این موضوع در زمان منبسط شدن تکه‌های خمیر نیز ادامه یابد، خمیر باید بتواند مقدار زیادی از گاز تولید شده را حفظ کند و تنها در صورتی امکان پذیر است که یک ساختار گلوتنی با خواص فیزیکی صحیح ایجاد شده باشد.
۴ ویژگی خمیر مطلوب
۴ ویژگی فیزیکی مهم برای خمیر وجود دارد که در فرآیند پخت نان از اهمیت بالایی برخوردار است:
- مقاومت در برابر تغییر شکل
- کشش
- انعطاف پذیری
- چسبندگی
در بسیاری از تست‌ها خمیر نان را به شکل یک نوار در می‌آورند و از انجام آزمایش بر روی آن به میزان کیفیت ۳ ویژگی اول پی می‌برند. تصور کنید هنگامی که نواری از خمیر را دور دستان خود می‌پیچیم، به نیرویی نیاز است که شکل آن را تغییر دهد، زیرا قطعا در برابر تغییر شکل مقاومت می‌کند.
در واقع اگر نیروی زیادی وارد نکنیم و یک طرف آن را رها کنیم، دوباره به شکل اولیه خود باز می‌گردد. اما اگر نیروی وارده را بیشتر کنیم و با تاباندن آن به نقطه اولیه برسیم، می‌توان دو نقطه شروع و پایان را به هم بچسبانیم.
از این روش به عنوان معیاری برای تعیین میزان مقاومت در برابر تغییر شکل، کشش و انعطاف پذیری خمیر استفاده می‌شود. اما نحوه آزمایش چهارمین خاصیت فیزیکی خمیر یعنی چسبندگی، کمی متفاوت است.
همانطور که می‌دانید پس از اعمال نیرو به برخی مواد روی یک سطح، آن‌ها به سطوح می‌چسبند، طوری که هنگام جدا شدن از سطح مورد نظر، چسبندگی دارند. با این روش میزان چسبندگی نان نیز اندازه گیری می‌شود.
چسبندگی خمیر در فرآیند پخت نان
معمولا نانوایان رابطه خوبی با چسبندگی خمیر ندارند، زیرا باعث سخت شدن جابجایی و پردازش خمیر می‌شود. در واقع، خمیر به خودی خود چسبنده نیست، اما هنگامی که تحت تنش یا برش قرار می‌گیرد، چسبنده می‌شود! به ویژه تاثیر برش بیشتر بوده و هنگامی که خمیر توسط تیغه‌ها برش داده می‌شود (هنگام تقسیم توده خمیر به قطعات کوچک) یا هنگام مخلوط کردن و ورز دادن، بطور معمول چسبندگی آن قابل مشاهده است.
همچنین بلافاصله پس از برش خوردن خمیر، چسبندگی آن کاهش می‌یابد، زیرا شکل پذیری خمیر با دستکاری آن، تغییر کرده که این موضوع ارزیابی چسبندگی خمیر را دشوار می‌کند.
خوشبختانه معرفی آزمایش جدید چسبندگی خمیر (Cauvain 2012)، به درک بهتر موارد موثر در چسبندگی خمیر کمک شایانی می‌کند (تصاویر الف و ب).
تصویر الف: تست چسبندگی خمیر
یک راه حل رایج برای کاهش چسبندگی خمیر، کاهش سطح آب خمیر در میکسر یا مخلوط کن است. اما انجام این کار با اینکه نحوه عملکرد خمیر را بهبود می‌بخشد، لزوما چسبندگی کلی آن را تا حد زیادی کاهش نمی‌دهد.
از طرف دیگر کمبود آب در خمیر، امکان ایجاد برش روی نان در فرآیند پخت آن را افزایش می‌دهد، بنابراین وجود میزان آب کافی برای دستیابی به خمیر مناسب ضروری است.
علاوه بر آن خمیرهای کم آب یا سفت، مقاومت بیشتری در برابر تغییر شکل و کشش از خود نشان می‌دهند. این به معنای نیاز به اعمال فشارهای بیشتر در حین مخلوط کردن خمیر بوده که منجر به وارد شدن آسیب به ساختار هوای محبوس در خمیر می‌شود. این آسیب‌ها در محصول نهایی به شکل حفره‌هایی نمایان می‌شوند (Cauvain and Young 2008).
تصویر ب: نمودار یک خروجی استاندارد از تست چسبندگی خمیر
خمیر نان و پردازش آن
در تهیه و پردازش خمیر، ایجاد تمایز بین دو ویژگی فیزیکی (به عنوان مثال کشش و چسبندگی) به دلیل نحوه تعامل خمیر با روش‌های پردازش (مثل قالب گیری) دشوار است.
در واقع خمیر در حین پردازش، تحت تاثیر نیروهای مختلفی قرار می‌گیرد که هر کدام از آن‌ها با شدت و سرعت متفاوت اعمال می‌شوند. علاوه بر نیروهای خارجی، فرآیندهای شیمیایی که درون خمیر رخ می‌دهد نیز منجر به تغییرات فیزیکی و ظاهری آن خواهد شد.
بنابراین ورز دادن و پردازش خمیر را می‌توان تعدیل برخی از خواص فیزیکی بسیار مهم آن دانست که سهم عمده‌ای در خصوصیات محصول نهایی دارد. این اصلاح گلوتن با تعدادی از فرآیندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی به دست می‌آید که ترکیبات مختلف آن‌ها، اساس روش‌های مختلف پخت نان را تشکیل می‌دهد.
اکثر تغییرات مطلوب ایجاد شده در خمیر در روش‌های مختلف پخت نان، مربوط به توانایی خمیر برای حفظ حباب‌های هوا و اجازه گسترش یکنواخت قطعه خمیر تحت تاثیر گاز دی‌اکسید کربن در طول پردازش خمیر و مراحل اولیه پخت است.
تهیه خمیر با انعطاف پذیری بیشتر، نقش مهمی در احتباس گاز درون خمیر دارد. در حالی که کاهش مقاومت و کشش خمیر، نقش عمده‌ای در اصلاح ساختار حباب در حین پردازش ایفا می‌کند.
درک تفاوت بین تولید گاز و احتباس گاز در خمیر بسیار مهم است (منظور از تولید گاز، تولید گاز دی‌اکسید کربن است). به شرطی که سلول‌های خمیرمایه موجود در خمیر، ماندگار باشند و از بین نروند، تولید گاز ادامه می‌یابد، انبساط خمیر نیز تنها در صورت حفظ گاز دی‌اکسید کربن در خمیر امکان پذیر است.
همچنین تمام گاز تولید شده در حین پردازش و اصلاح خمیر، قبل از اینکه در فر قرار بگیرد، حفظ نمی‌شود. نسبت حفظ شده بستگی به ایجاد یک ساختار گلوتنی مناسب دارد که گاز منبسط کننده را درون خود نگه دارد.
بنابراین احتباس گاز در خمیر با میزان پردازش خمیر ارتباط مستقیم دارد و به همین دلیل تحت تاثیر تعداد زیادی از مواد اولیه و پارامترهای فرآوری قرار می‌گیرد که لزوما مستقل از یکدیگر نیستند.
دستیابی به خمیر مطلوب در فرآیند پخت نان
تفاوت زیادی بین پردازش خمیر، احتباس گاز و عوامل موثر بر هر دو وجود دارد. در واقع ترکیب دقیق ویژگی‌های نان با انواع روش‌های مختلف پخت و تجهیزات مورد استفاده در آن، همگی بر اساس توسعه و اصلاح شبکه گلوتن در خمیر شکل گرفته است.
از آنجا که گلوتن عنصر اصلی در دستیابی به خمیر مورد نیاز بوده، می‌توان نتیجه گرفت که آرد اصلی‌ترین ماده اولیه در تمام این فرآیند هاست. در نهایت همانطور که گفته شد بهبود خمیر منجر به بهبود احتباس گاز می‌شود که این موضوع از طریق افزایش حجم نان، نرمی و تغییر در ساختار و بافت نان آشکار می‌شود.
مواد اولیه و فرآیند پخت، مهمترین عامل در تشکیل شبکه گلوتن در خمیر هستند. واضح است که افزودن بسیاری از مواد بر میزان احتباس گاز درون خمیر تاثیر گذار بوده که منجر به افزایش حجم و نرمی محصول نهایی می‌شود.
با این حال، همه افزودنی‌هایی که باعث احتباس گاز در خمیر می‌شوند، بر ساختار سلولی محصول تاثیر نمی‌گذارند و به این دلیل است که بعضی از آن‌ها نقش اساسی در تهیه و پردازش خمیر ندارند.
مطالعات Miller و همکارانش (۲۰۰۵) با استفاده از تکنولوژی مادون قرمز نزدیک (NIR) نشان می‌دهد که تغییر میزان بعضی از مواد مانند امولسیون‌ها و آنزیم‌ها، هیچ تاثیری در زمان رسیدن به خمیر مطلوب ندارد.
بنابراین می‌توان گفت که رابطه دقیق بین پردازش خمیر و احتباس گاز مشخص نیست، اما اینکه فرض کنیم همه بهبودهای ناشی از احتباس گاز نتیجه مستقیم بهبود در توسعه خمیر است، کاملا اشتباه است.