你以为糖只是增加甜味?深度解析糖在烘焙中的应用(上篇)

面包黄子笔记 2024-08-01 00:14:06

我们在之前一篇文章里提到过,现在的烘焙市场健康趋势已经卷向天花板,而提到健康餐饮就绕不过减油减糖。

但是对于烘焙来说,减糖不仅仅是降低甜度那么简单,口感的平衡还是第一层次,更重要的是糖带来的各种化学反映、柔软度、面团发酵、保湿、保质期等一系列的改变。糖对于烘焙如此重要,所以我们特别邀请了世界冠军周斌老师的首徒、曾任烘焙品牌大厂的研发负责人Wilson来讲解分析糖在烘焙中、乃至日常生活中的应用。

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这篇文章主要是总结和归纳糖类在烘焙和食品,甚至在日常生活中的应用。刚开始我在归整文章的时候想的只是烘焙行业里面糖的种类和应用范围,然而在深入挖掘之后发现当今烘焙行业里用的糖,已经不仅仅是白砂糖、葡萄糖、麦芽糖、糖粉等等的简单的糖制品了。随着社会的发展,人们对消费烘焙类产品的多样性提出了层出不穷的要求。

因此当我在整理糖的分类的时候,发现我给自己挖了一个大坑,所以这篇《糖的应用》会分为三个篇章:

第一章:糖在烘焙中的运用;

第二章:糖的科学分类和基础概念;

第三章:天然与合成糖类的概念。

本文是第一章。

01

糖的特性

糖在烘焙产品中,可以说是除了面粉之外,用量次之的一种原料。糖除了增强甜味外,外有各种影响产品的物理、化学性质。通过发酵,糖被分解出二氧化碳和酒精,二氧化碳使面团膨胀,酒精则使面筋软化。同时,酒精自身带有芳香,又与酸结合形成酯化物,进而更提升了面包的风味。

砂糖经过高温,通过自身的焦糖化反应,以及与蛋白质产生的美拉德反应,让面包形成漂亮的表皮,助其上色,同时提升香气和风味。当然还有增加甜味、提高营养、延缓面包老化等作用。虽然糖有以上的优点,但是它的缺点也很多。糖量高了,面团的渗透压上升,抑制了酵母的活动,也阻碍了面筋的结合,仅仅增强了面团横向的延展力,而使向上生长的力量变弱了。

1、水解作用

一般来讲,上文提到烘焙产品用糖,用得最多的是砂糖,面团内由配方所加入的砂糖于面团搅拌几分钟之后,即被酵母的转化酶转化分解成葡萄糖和果糖。面粉内本身含有少量的麦芽糖,以及面粉内的破损淀粉(详情可以阅读《小麦粉》文章),最后为酵母利用。因此酵母一般所能利用的糖就有葡萄糖、果糖、砂糖和麦芽糖。葡萄糖和砂糖之间,几乎没有发酵的时间差,这是因为从开始搅拌,转化酶开始作用,面团中的砂糖就可以迅速地变成葡萄糖和果糖。而麦芽糖约需要2小时开始发酵。

一般情况下,4%至8%的砂糖添加量可促进发酵,但超过了8%,酵母的发酵作用反而会受到糖量过多地抑制,因此发酵速度变慢。但也有面包,砂糖配发给量高达22%至30%。除了增加甜味,延缓老化外,随着渗透压*的上升,阻碍了面包酵母的活动,妨碍了面筋组织的结合,需要延长发酵时间或增加氧化剂,否则无法做出优质的面包。

*为了阻止水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧而在高浓度一侧施加的最小额外压强称为渗透压。

2、糖的甜度

每种糖的甜度各不相同,一般以砂糖的甜度为100作为标准。甜度会因溶液的湿度、浓度的不同而发生改变;

① 温度:比如甜度会因温度不同而改变,高温时果糖是三分之一,葡萄糖是三分之二的甜度。

② 浓度:而浓度8%的葡萄糖溶液与4%~5%的砂糖溶液甜度相同,但40%~50%的葡萄糖溶液与40%~50%的砂糖溶液也几乎是相同甜度。

③ 与其他糖类的相乘效果:葡萄糖10%~30%、砂糖70%~90%混合起来的甜度和砂糖100%的

甜度基本一致。

3、吸水率

砂糖能吸收水分且保持水分,烘焙制品刚出炉都软,但经存放几天甚至几小时后,会变得干硬,而如果加入一些保湿性材料,可以一定程度上延缓面包变干硬的时间。

砂糖及含有结晶水的葡萄糖吸湿性小,而果糖、蜂蜜、转化糖等吸湿性大,因此为使产品的吸湿性能力加强,可以考虑加入蜂蜜和转化糖等。

砂糖用量每增加5%,面团吸水率减少约1%。异构糖*的25%是水,假如要替换4%的砂糖,要用5%的异构糖来替换。因为其中1%是水分,所以虽然会减少1%的吸水,不过实际上在计算值中吸水并没有减少。

* 异构糖:是指具有相同化学式但不同结构式的糖类化合物。这意味着它们具有相同的分子量,但分子中原子之间的连接方式和空间排列不同。这种差异导致它们的物理和化学性质有所不同。例如;蔗糖和麦芽糖虽然分子式相同,但它们在结构上存在差异,因此具有不同的甜度、溶解度等性质。

4、搅拌

单纯看布氏黏度仪实验中的面团搅拌特性测试,高糖面团需要耗费很长的搅拌时间才能结合,这是因为和亲水性强的砂糖共存,面筋吸水速度变得面慢。由于搅拌时间变长,面团的延展力也变强,因此在延展力和弹力之间取得平衡就变得很重要。

加糖中种法的主面团揉制中,面团吸水很少,添加了很多砂糖的话,在砂糖完全溶解前,最好进行4~5分钟的低速搅拌。

5、面包的着色

面包制品的呈色,不仅取决于烘烤温度和时间,还与糖量的多少、种类、pH等有关。

糖一经加热,分子与分子之间互相结合而成为聚合物,这些聚合物焦化而成焦糖。每种糖形成焦糖的敏感性都不同,果糖、麦芽糖、葡萄糖等非常敏感,易形成焦糖,而砂糖与乳糖敏感性低,糖溶液的pH降低,则糖的敏感性亦降低,pH升高则敏感性增强。

同时,在加热过程中,还有一种反应发生,即美拉德反应。还原糖与蛋白质加热形成一种黄褐色物,又称为类黑素。温度与pH升高,褐色反应加快,颜色越深。面团烘烤后会呈现金黄褐色,这个颜色不仅仅只由烘烤的温度、时间决定,也会因残留在面团中的糖量而改变。在烘烤完成前仍残留在面团中的糖会大生焦糖化反应,葡萄糖则和氨基酸产生美拉德反应,生成黑精(氨基酸和糖的复合体)。

另外,也有像甘食(日本某种烤点心)这样的产品,通过碱分解糖,使面包着色。

使用果葡糖浆(异构糖)烤制海绵蛋糕20~30分钟,蛋糕底部能观察到褐变现象,这是因为异构糖中的果糖,是对热最敏感的糖类,非常容易上色。

蔗糖比起葡萄糖更不容易烤焦,但加入面包面团中的话,加入蔗糖的面包表皮更容易上色。这是因为面团中的蔗糖被迅速分解成果糖和葡萄糖,由于果糖的影响所产生的表现。

加入了脱脂奶粉喝乳清的面包,表皮的上色效果也很好,这是因为面团中分解乳糖酶并不存在,乳糖得以在面团中保留下来。

6、发酵性

葡萄糖、果糖等单糖类,能在面团中直接发酵。而砂糖要通过转化酶分解,麦芽糖要通过麦芽糖酶分解,否则是无法参与发酵中的。

浓度为2%~8%的葡萄糖比果糖发酵得快。若葡萄糖和果糖同时存在的话,这个差距会更加明显。

面团中的葡萄糖和砂糖之间,基本不存在发酵的时间差,这是由于转化酶在搅拌开始时就同时发挥作用,把面团中的砂糖转化成葡萄糖和果糖。

麦芽糖参与发酵的诱导期较长,大约2个小时后开始发酵,与葡萄糖在一起时,会稍微缩短一些时间。用面包酵母气体生成力测定装置(实验室设备),检测无糖面团和加糖面团的气体发酵时。

02

糖在烘焙制品中的作用

根据上述糖的特性总结了以下文字。

1. 糖在面包制品中的作用

⑴ 增加甜味。

⑵ 给酵母提供能量。糖是供给酵母营养的主要来源,几乎所有的糖都可以在酶的作用下分解为葡萄糖和果糖,酵母就是利用他们进行发酵的,发酵后的最终产物为二氧化碳和酒精。

⑶ 对形成面包表皮颜色有促进作用。烘烤成型的面包因其特有的表皮颜色来引诱人们的食欲,不加糖的欧式面包是淡黄色的,而甜面包都可以烤成诱人的红棕色,面包表皮颜色反应出在面包配方内使用何种糖,葡萄糖、果糖,麦芽糖及奶粉内的乳糖都有可能在于面包内。果糖对热最为敏感,在较低温度下比葡萄糖易着色,但蔗糖于面团搅拌后已完全转化变成葡萄糖及果糖。

⑷ 对面包风味的影响。面包风味形成是有由面粉等原材料及材料用量、面团发酵及制作工艺所决定的。在这所有材料内,除了盐具有调味功能外,以糖对风味的影响最大。在面包制作时,约2%的糖足可供给酵母发酵,酵母发酵除了主要产生CO2(二氧化塘)及酒精外,还有许多与面包风味有关的副产物。剩余的配方用糖一方面增加面包的甜味,另一方面可分解为各种风味的成分,在烘烤时发生的焦糖反应或褐化反应产物,都可以使面包产生优良的风味。

⑸ 对面包形态和口感的影响。糖对面包形态和口感的影响主要是可以保持面包的柔软性,可以缩短烘烤时间,所以可以保持发更多的水分于面包内使面包柔软,糖少的面包由于烘烤时间长,成品干硬。高含糖量的面包(20%~25%),可以抑制面包水分蒸发,防止面包变干、发硬。

⑹ 可供产能物质。1g砂糖约含16.72kJ的能量,可作为人体的能源成分被吸收。

⑺ 改善面团的物理性质;

① 吸水量,过多地使用糖会使面团吸水能力低,妨碍面筋形成。每增加5%砂糖使面团用量,吸水率减少约1%,所以高糖量的面团,必须减少水量,除非增加搅拌时间,使面筋得到充分地扩展(搅拌时间增长,面团会过热导致提前发酵);

② 面团扩展时间,糖会影响到面团搅拌所需时间,糖量增加,搅拌时间要增长,比如高含糖量20%~25%,面团完全形成时间大约增长50%,因此,这类面团最好高速搅拌;糖在面团内的溶解需要水,面筋搅拌要扩展亦需要水,糖、面筋同时争取水分,糖越多,面筋所吸收的水量越少,因而阻碍面筋的扩展,必须增加搅拌时间来弥补;

③ 使用量,一般来讲,面包发酵时糖用量越多,产气就越多,但不能超过35%;

④ 抗氧化作用,氧气在糖溶液中溶解量比水溶液中低很多,因此,糖溶液具有抗氧化性。

2. 糖在蛋糕、饼干制品中的作用

糖在蛋糕中的作用除了增加甜味、着色和保水延缓老化以外,更重要的是帮助全单或蛋白形成浓稠而持久的泡沫。

一方面,砂糖对气泡安定性有积极的影响,砂糖溶入鸡蛋气泡的薄膜当中,以为砂糖吸附了鸡蛋中的水分,所以气泡不容易破坏而成为安定的状态。

另一方面,砂糖有抑制鸡蛋蛋白质空气变性的作用,所以添加砂糖会使气泡不容易形成。因此,砂糖在某种程度下一边抑制空气进入鸡蛋中,一边搅打起泡,就能得到细小的起泡,从结果上来看,如此就能烘烤出细致且口感良好的蛋糕;也就是说,即使利用砂糖来抑制发泡状态,但只要能确实搅打至发泡,就能形成小且安定的起泡,使面糊光滑细腻。

03

配方用量

砂糖用量越多,气体产生得越多。但砂糖也是有用量限度的,一般会在0%~35%的范围内进行配比,但也有像酒种红豆包这样砂糖用量达到40%的(经典日式红豆包)。对面包酵母来说,最适合的砂糖用量在4%~15%。

在研究报告中虽然各有不用说法,但这当然与所使用的面包酵母的耐糖性有关。特别是最近有许多耐糖性的酵母被开发出来并且上市销售。技术研究者与其对酵母的最合适砂糖量进行讨论,不如讲砂糖用量与相对应的面包酵母种类进行了解和探讨,这才是更重要的事。

下一篇章我们会一起讨论和学习一下糖的分类以及他们的一些概念和理化性质,当然本篇文章不是科学论文,所以不会往食品化学或者食品生物性方向去讨论,也就不会讲得很深入。但是下一篇章将会带有一点点糖的物理和化学的知识。

因此,如果只是想大概了解一下糖在烘焙中的基础作用的话,上述文字就已经足够了,如若还想深入了解糖的更多知识,可以继续阅读下一篇文章。

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