E‑book – Wademekum technologii produkcji produktów spożywczych
ROL.05. Organizacja i prowadzenie przedsiębiorstwa w agrobiznesie – technik agrobiznesu 331402
Technologie stosowane w produkcji piekarsko‑ciastkarskiej
W branży piekarsko‑ciastkarskiej możemy wyróżnić trzy gałęzie:
przemysł piekarski, który zajmuje się produkcją różnego rodzaju pieczywa,
przemysł ciastkarski produkujący ciasta (np. drożdżowe lub kruche), torty itp.,
przemysł cukierniczy zajmujący się wytwórstwem czekolad, wyrobów czekoladowych, cukierków, herbatników i innych.
Piekarstwo: pieczywo pszenne, pieczywo żytne, pieczywo mieszane (pszenno-żytnie, żytnio-pszenne), inne.
Cukiernictwo: kakao, wyroby wschodnie (np. chałwa, nugaty, wyroby grylażowe), pieczywo cukiernicze trwałe, cukierki, wyroby czekoladopodobne i w polewie kakaowej, wyroby czekoladowe, czekolada, inne wyroby (np. wyroby żelowe, gumy do żucia, marcepan).
Ciastkarstwo. Wyroby bezowe, wyroby z masy orzechowej, migdałowej i innej. Wyroby na bazie ciasta: drożdżowego, kruchego, francuskiego, biszkoptowego.
Piekarstwo
Piekarstwo to przede wszystkim wyrób i wypiek różnego rodzaju pieczywa, przede wszystkim chleba. Produkcja odbywa się w piekarniach rzemieślniczych, gdzie większość czynności wykonuje się ręcznie, oraz w piekarniach przemysłowych – tu dominują maszyny i urządzenia.
Surowce do produkcji pieczywa
Podstawowym surowcem w produkcji pieczywa jest mąka. Produkt uzyskany po zmieleniu całego ziarna pszenicy lub żyta określany jest jako mąka razowa, a po usunięciu okrywy nasiennej jako mąka jasna. Pieczywo z mąki razowej jest zdrowsze, bo zawiera oba niemal wszystkie składniki ziarna. Do wyrobu pieczywa wykorzystuje się też mąkę kukurydzianą, owsianą i jęczmienną.
Woda musi spełniać wymagania wody do picia. W procesie wytwarzania pieczywa pełni funkcję rozpuszczalnika dla składników mąki, powoduje pęcznienie skrobi oraz nierozpuszczalnych białek oraz bierze udział w fermentacji ciasta.
Drożdże (gat. Saccharomyces cerevisiae) służą do spulchniania ciast w drodze fermentacji alkoholowej. Do produkcji pieczywa używa się drożdży piekarskich prasowanych, suszonych aktywnych i nieaktywnych (martwych) i typu instant.
Cukier i środki słodzące to głównie sacharoza, syrop ziemniaczany, miód naturalny i sztuczny. Poprawiają one smak i wpływają na dłuższą świeżość gotowego pieczywa.
Tłuszcze dodaje się do ciast pszennych. Poprawiają one strukturę, smak, barwę oraz wydłużają trwałości pieczywa. Najczęściej są to: margaryny, oleje jadalne, masło oraz emulgatory (lecytyna).
Sól stosowana w produkcji pieczywa jest biała, szara lub warzona. Wpływa na proces fermentacji (hamuje działalność bakterii, drożdży i enzymów) oraz nadaje odpowiedni smak.
Inne dodatki do pieczywa to m.in. jaja i przetwory z jaj, mleko spożywcze, mleko w proszku, śmietana, biały ser, przyprawy, substancje smakowe i zapachowe, otręby, ziarna zbóż, słonecznika i dyni, polepszacze, preparaty glutenowe.
Etapy produkcji pieczywa
Pieczywo pszenne
Pierwszy krok to przygotowanie i dozowanie surowców.
Drugi krok to wytwarzanie ciasta.
Trzeci krok to fermentacja główna.
Czwarty krok to dzielenie i formowanie kęsów.
Piąty krok to rozrost kęsów.
Szósty krok to wypiek pieczywa.
Siódmy krok to studzenie.
Ósmy krok to krojenie i pakowanie.
Na schemacie zaznaczono osiem punktów interaktywnych, po naciśnięciu których pojawia się plansza z tekstem.
Punkt pierwszy. Przygotowanie surowców. Mąka:
- sporządzanie mieszanek wypiekowych (mieszanie różnych partii mąk, aby uzyskać odpowiednią jakość zgodną z recepturą),
- przesiewanie w celu oddzielania zanieczyszczeń, spulchnienia i napowietrzenia mąki przy użyciu przesiewaczy, np. odśrodkowego (bębnowego),
- oczyszczanie z zanieczyszczeń ferromagnetycznych za pomocą urządzeń magnetycznych lub elektromagnetycznych,
- podgrzewanie lub schładzanie mąki do temperatury od 18°C do 25°C.
Woda:
- filtrowanie lub uzdatnianie zgodnie z zaleceniami Sanepidu,
- ustalenie odpowiedniej temperatury (mieszanie wody ciepłej z zimną w mieszaczach),
- odmierzenie ustalonej porcji zgodnie z recepturą.
Drożdże:rozprowadzenie w wodzie o temperaturze 20–30°C w celu otrzymania mleczka drożdżowego.
Sól:
- rozpuszczenie w wodzie o temperaturze 20–30°C i przygotowanie solanki (zarówno sól, jak i cukier należy dodawać do ciasta w postaci płynnej).
Tłuszcz:
- przed dodaniem do ciasta należy go podgrzać do temperatury 40°C.
Punkt drugi. Wytwarzanie ciasta. Ciasto to mieszanina mąki z wodą (w proporcjach zgodnych z recepturą) z dodatkiem soli i innych składników. Surowce miesza się w miesiarkach, które składają się z miesidła i dzieży, pracujących w sposób okresowy lub ciągły.
Połączenie mąki z wodą powoduje, że białka glutenowe pęcznieją i powstaje gluten. Jest on odpowiedzialny za strukturę ciasta – siatka glutenowa otacza napęczniałe ziarna skrobi.
Punkt trzeci. Fermentacja główna. Do spulchniania ciasta pszennego używa się drożdży piekarskich, które powodują fermentację alkoholową.
Istnieją dwie metody, które można zastosować do wyrobu ciasta pszennego:
- Metoda bezpośrednia (jednofazowa) polega na tym, że surowce jednocześnie dodaje się do mąki i miesi się, aż powstanie ciasto, które jest poddawane fermentacji w czasie 0,5–1,5 godziny. Metoda ta jest mniej czasochłonna, ale wymaga większej ilości drożdży.
- Metoda pośrednia (dwufazowa) przebiega w dwóch fazach: najpierw przygotowuje się rozczyn (podmłodę) z części mąki, części wody i całości drożdży, który fermentuje ok. 1–3,5 godziny i dochodzi wówczas do rozmnażania drożdży. Następnie dodaje się pozostałe surowce i miesi ciasto w miesiarce. Dojrzewa ono ok. 0,5 godziny.
Punkt czwarty. Dzielenie i formowanie kęsów. Na tym etapie ciasto jest dzielone na części odpowiedniej wielkości i formowane. Tę czynność wykonuje się za pomocą dzielarek i formiarek lub dzielarko-formiarek. Wykorzystuje się też rogalikarki, wydłużarki i znakownice. Kęsy pieczywa są zaokrąglane lub wydłużane. Czynności te należy wykonywać precyzyjnie i szybko, bo ciasto wciąż fermentuje. W piekarniach przemysłowych jest to proces zautomatyzowany, natomiast w małych piekarniach czynności wykonuje się ręcznie.
Punkt piąty. Rozrost kęsów. Na etapie kształtowania kęsów z ciasta usuwany jest częściowo dwutlenek węgla powstały w czasie fermentacji. Proces rozrostu kęsów ma na celu uzupełnienie tych strat. Trwa on od ok. 20 do 120 minut w temperaturze 30–40°C. Czas rozrostu zależy m.in. od wielkości kęsów, rodzaju mąki, wilgotności powietrza. Proces ten odbywa się na taśmach, półkach lub w kołyskach.
Przed wprowadzeniem do pieca uformowane i wyrośnięte kęsy poddaje się zabiegom:
- zwilżania (za pomocą szczotek lub aparatu natryskowego) – zapobiega ono wysuszaniu powierzchni i pękaniu w piecu w czasie wypieku;
- nacinania – w celach dekoracyjnych lub zapobieganiu wadom pieczywa;
- znakowania – w celach dekoracyjnych lub informacyjnych;
- posypywania – w celach dekoracyjnych np. nasionami maku, sezamu, słonecznika;
- nakłuwania – zabieg zapobiega zniekształceniom w czasie wypieku.
Punkt szósty. Wypiek pieczywa. Do wypieku pieczywa używa się pieców o różnej konstrukcji, np. z trzonami nieruchomymi, wyciągowymi lub ruchomymi o pracy ciągłej. Piece są ogrzewane gazem, olejem opałowym, prądem elektrycznym lub parą wodną. Ciepło jest przekazywane np. przez promieniowanie, przewodnictwo albo konwekcję.
W pierwszej fazie wypieku nadal zachodzi fermentacja alkoholowa (do uzyskania temp. 40–45°C) i wzrasta objętość kęsów. Na tym etapie należy intensywnie nawilżać komorę pieca. Powyżej 60°C ginie większość enzymów, pojawia się kleik skrobiowy (40–60°C) i odparowuje woda. Na powierzchni kęsa, ze względu na szybszy wzrost temperatury, oprócz pojawienia się kleiku ścinają się białka i dzięki temu powstaje skórka.
W drugiej fazie utrwala się objętość kęsa i tworzy się charakterystyczny miękisz, giną drobnoustroje, tworzy się też brązowa, aromatyczna skórka (w wyniku karmelizacji dekstryn powstałych z rozkładu skrobi).
Trzecia faza to dopiekanie i odbywa się w niższej temperaturze (do 180°C). Następuje wówczas zakończenie procesów ulatniania się substancji powstałych podczas fermentacji, m.in. pary wodnej, i ostateczne utrwalenie miękiszu i skórki. Wypiek pieczywa pszennego trwa od kilkunastu do kilkudziesięciu minut w temperaturze 180–300°C. Wyjątek stanowi wypiek chleba pumpernikiel, który trwa od 16 do 36 godzin.
Punkt siódmy. Studzenie. Po wyjęciu z pieca pieczywo należy schłodzić. Proces ten odbywa się w pomieszczeniach o dużej cyrkulacji powietrza, w temperaturze 18–25°C. Pieczywo powinno być ułożone luźno na regałach. Podczas studzenia następuje ubytek masy, wysuszenie miękiszu i lekkie nawilżenie skórki.
Punkt ósmy. Krojenie i pakowanie text=Niektóre rodzaje pieczywa kroi się i pakuje. Krojenie następuje po wystudzeniu pieczywa. Opakowanie stosowane do pieczywa to papier woskowy i folie, np. polietylenowe, polipropylenowe, wielowarstwowe i termokurczliwe. Na tym etapie produkcji wykorzystuje się krajalnice o różnej konstrukcji i automatyczne pakowarki.
Pieczywo żytnie
Pierwszy krok to przygotowanie i dozowanie surowców.
Drugi krok to przygotowanie zaczątku.
Trzeci krok to przedkwas.
Czwarty krok to półkwas.
Piąty krok to kwas.
Szósty krok to ciasto właściwe.
Siódmy krok to fermentacja główna.
Ósmy krok to dzielenie i formowanie.
Dziewiąty krok to rozrost.
Dziesiąty krok to wypiek.
Jedenasty krok to studzenie i pakowanie.
Na schemacie zaznaczono osiem punktów interaktywnych, po naciśnięciu których pojawia się plansza z tekstem.
Punkt pierwszy. Przygotowanie surowców. Ponieważ mąka żytnia nie zawiera glutenu, strukturę ciasta tworzą śluzy, które pod wpływem wody przechodzą w żel i otaczają cząsteczki skrobi. W procesie produkcji pieczywa żytniego zachodzą dwie fermentacje: alkoholowa (powstaje dwutlenek węgla, który spulchnia pieczywo) i mlekowa (powstaje kwas mlekowy, który ukwasza ciasto).
Przygotowanie surowców w procesie produkcji pieczywa żytniego jest takie samo jak w przypadku pieczywa pszennego.
Punkt drugi. Przygotowanie zaczątku. Zaczątek przygotowuje się z mąki i wody w proporcji 1:1. Fermentacja zachodzi pod wpływem drożdży i bakterii pochodzących z surowców. Można też użyć bakterii kwasu mlekowego i preparaty kultur drożdży albo wykorzystać ciasto z ostatniego etapu fermentacji.
Punkt trzeci. Przedkwas. Aby przygotować przedkwas, należy do zaczątku dodać wodę i mąkę, a następnie wszystko wymieszać. Otrzymane ciasto powinno być dość luźne i fermentować w temperaturze 24–26°C przez 5–9 godzin.
Punkt czwarty. Półkwas. W celu otrzymania półkwasu należy do przedkwasu dodać mąkę i podwyższyć temperaturę do 26–28°C. Następuje wówczas rozwój bakterii (głównie kwasu mlekowego). Ten etap fermentacji trwa ok. 6 godzin.
Punkt piąty. Kwas. Po dodaniu do półkwasu wody i mąki otrzymuje się kwas. Na tym etapie ciasto ma luźną konsystencję i intensywnie rozwijają się w nim drożdże oraz bakterie kwasu mlekowego. Proces ten zachodzi w temperaturze 28–30°C i trwa ok. 3 godzin.
Punkt szósty. Ciasto właściwe. Aby powstało ciasto właściwe, do kwasu należy dodać pozostałą mąkę, wodę oraz dodatki. Sól należy rozpuścić w wodzie i dodawać w postaci płynnej, żeby dobrze połączyła się z ciastem. Następnie wymieszane w miesiarce ciasto pozostawia się na 20–30 min w temperaturze 29–31°C. Na tym etapie cukry rozkładają się na alkohol etylowy i dwutlenek węgla oraz kwas mlekowy.
Punkt siódmy. Fermentacja główna. W celu uniknięcia zahamowania rozwoju drobnoustrojów przez produkty fermentacji, podczas fermentacji głównej powinno się odświeżać tę fazę przez dodawanie co jakiś czas mąki, wody i wymieszanie ciasta.
Punkt ósmy. Następne etapy. Następne etapy produkcji pieczywa żytniego są takie same jak w przypadku pieczywa pszennego. Po zakończeniu fermentacji głównej ciasto jest dzielone na kęsy i formowane, następnie kęsy rosną, potem następuje wypiek pieczywa w temperaturze ok. 230°C, studzenie i ewentualnie pakowanie.
Pieczywo żytnie jest przed upieczeniem jest lepkie, maziste, bez struktury glutenowej, dlatego można do niego dodawać różne dodatki, np. ziarna zbóż, słonecznika, dyni, soi, suszone owoce i warzywa oraz orzechy.
Ciastkarstwo
W produkcji ciastkarskiej stosowane są przeważnie te same surowce co w piekarstwie. Procesy technologiczne i czynności również są podobne: przygotowanie surowców, wytworzenie półproduktów oraz produkcja wyrobów gotowych.
Surowce do produkcji wyrobów ciastkarskich
Podstawowym surowcem w ciastkarstwie jest mąka. W zależności od tego, do jakich wyrobów zostanie użyta, powinna zawierać dużą ilość mocnego glutenu (ciasta drożdżowe, francuskie, półfrancuskie) lub małą ilość słabego glutenu (ciasta kruche, biszkoptowe i biszkoptowo‑tłuszczowe). W ciastkarstwie stosuje się też środki słodzące, tłuszcze, mleko i przetwory mleczarskie, jaja i przetwory z jaj, owoce i przetwory owocowe.
Metoda pierwsza. Metoda biologiczna, drożdże – ciasta drożdżowe.
Metoda druga. Metoda chemiczna, np. kwaśny węglan sodu, amoniak i proszek do pieczenia – ciasta tłuste, ciężkie (kruche, biszkoptowo-tłuszczowe, piernikowe).
Trzecia metoda. Metoda fizyczna, np. ubijanie, wałkowanie, zbijanie – ciasta francuskie, biszkoptowe, biszkoptowo-tłuszczowe, bezowe.
Produkcja półproduktów ciastkarskich
Ciasta
Ciasta przygotowuje się, mieszając mąkę z wodą i innymi dodatkami, takimi jak tłuszcz, jaja, cukier, przetwory mleczarskie i inne. Ciasta wytwarzane są w miesiarkach lub ubijarkach cukierniczych.
Kremy
Kremy wytwarza się z jaj lub białek, masła i śmietanki, z dodatkiem cukru, mleka i dodatków smakowo‑zapachowych. Produkty te ubija się na puszystą masę.
Ze względu na sposób przygotowania kremy dzieli się na:
kremy grzane – masa jajowo‑cukrowa ubijana jest w temperaturze 37–42°C wraz z napowietrzonym tłuszczem i na końcu doprawiana spirytusem, esencjami, kawą lub kakao;
kremy zaparzane – białka są ubijane i stopniowo zaparzane syropem wodno‑cukrowym ugotowanym do temperatury ok.120°C, na koniec doprawiane są kwasem cytrynowym, barwnikami i aromatami;
kremy gotowane – mleko gotuje się z cukrem, jajami, mąką pszenną i ziemniaczaną;
kremy sporządzane na zimno – bita śmietana powstaje przez ubijanie świeżej, schłodzonej śmietany kremówki (30–36% tłuszczu) z niewielkim dodatkiem cukru pudru; krem szwedzki to ucierany tłuszcz z cukrem (w proporcji 1:1) z dodatkiem substancji smakowo‑zapachowych.
Kremy przygotowuje się w ubijarkach (najczęściej planetarnych), które można podgrzewać lub ochładzać.
Masy do produkcji wyrobów ciastkarskich
Masy wykorzystuje się do przekładania, nadziewania i wykańczania wyrobów ciastkarskich.
Masy serowe – zmiażdżony lub zmielony twaróg ucierany jest z cukrem, jajami, tłuszczem, substancjami smakowo‑zapachowymi, z niewielkim dodatkiem mąki.
Masy makowe – namoczony i zmiażdżony (zmielony) mak jest ucierany z cukrem, jajami, tłuszczem i innymi dodatkami.
Masa orzechowa – uprażone, oczyszczone i zmiażdżone orzechy są mieszane z cukrem i białkami.
Masa migdałowa – namoczone i obrane ze skórki migdały ucierane są z cukrem i białkami.
Marcepan – roztarte migdały są wymieszane z cukrem pudrem (najlepiej w proporcji 1:1. Z tej tłustej, plastycznej masy wykonuje się m.in. dekoracje cukiernicze.
Produkcja wyrobów gotowych – przykłady
Produkcja wyrobów z ciasta drożdżowego
Przy produkcji ciasta drożdżowego stosuje się metodę jedno- lub dwufazową, tak jak w procesie produkcyjnym ciasta pszennego. Surowce to: mąka pszenna, drożdże, woda lub mleko, sól, cukier, jaja, tłuszcz i esencje aromatyzujące.
Po fermentacji ciasto dzieli się na kęsy i je formuje, a następnie po rozroście końcowym wypieka się w piecach ciastkarskich w temperaturze 180–200°C.
Z ciasta drożdżowego wytwarza się m.in. ciastka, pączki, babki, strucle, placki, suchary.
Produkcja wyrobów z ciasta francuskiego
Ciasto francuskie składa się z dwóch części: gruntu (ciasto zagniecione z mąki, wody, soli, niewielkiej ilości jaj i tłuszczu) oraz tłuszczu (masło lub margaryna przegniatane z niewielką ilością mąki – ok.15% w stosunku do tłuszczu).
W procesie przygotowywania ciasta francuskiego bardzo ważna jest jego temperatura – nie powinna przekraczać 20°C, aby w trakcie wałkowania i składania ciasta nie wyciekał tłuszcz. Wałkowanie odbywa się ręcznie lub za pomocą użyciu wałkowarek.
Etap pierwszy. Połączenie gruntu z tłuszczem.
Etap drugi. Leżakowanie w chłodni.
Etap trzeci. Wałkowanie i składanie na cztery części.
Etap czwarty. Ponowne wałkowanie i składanie (minimum 4 razy).
Etap piąty. Chłodzenie i leżakowanie.
Ciasto francuskie wykorzystywane jest przy produkcji ciastek, np. rożków, kopert,jabłek w cieście, napoleonek, herbatników obsypanych cukrem. Wyroby z ciasta francuskiego przed wsadzeniem do pieca najczęściej smaruje się masą jajeczną i wypieka w temperaturze 220–240°C.
Produkcja wyrobów z ciasta kruchego
Surowce wykorzystywane do produkcji ciasta kruchego to mąka, tłuszcz i cukier w proporcji 3:2:1 i niekiedy inne składniki, np. jaja, syrop ziemniaczany, przetwory mleczarskie, sól i chemiczne środki spulchniające.
Składniki ciasta kruchego powinny być dodawane w odpowiedniej kolejności, aby nie dopuścić do zawiązania się siatki glutenowej, czyli nie zaciągnąć ciasta. Na początku zagniata się tłuszcz z cukrem, dodaje płynne dodatki i na końcu krótko miesza z mąką (ewentualnie z wymieszanym proszkiem do pieczenia). Ze względu na dużą ilość tłuszczu w cieście cały proces należy przeprowadzić w temperaturze nieprzekraczającej 25°C. Ciasto przed wałkowaniem i formowaniem wyrobów trzeba schłodzić. Wypiek odbywa się w temperaturze 210–240°C.
Wyroby z ciasta kruchego to: kruszonki, ciastka, korpusy i herbatniki.
