2. De technologie

2.1. Kneden

Wanneer men brood maakt wenst men een product te verkrijgen met een vrij malse kruim die zich gemakkelijk laat kauwen. Dit wordt bereikt door middel van een luchtige kruim. Om dit te verkrijgen is het absoluut noodzakelijk dat de afzonderlijke fazen van het productieproces op een correcte en gedisciplineerde manier uitgevoerd worden.

De eerste fase van het productieproces is het kneden. Het zijn de rheologische eigenschappen van het deeg die in grote mate de vorming en de afmetingen van de gasbellen in het deeg gaan bepalen.

Tijdens het kneden legt men de basis voor de structuur van de kruim.

Het doel van de eerste fase is het mengen van water, bloem en de andere ingrediënten om, onder de toevoeging van energie, het deeg tot stand te brengen. Tijdens het kneden gaat een gedeelte van het water is binden aan het zetmeel en aan de eiwitten, terwijl het overblijvende water beschikbaar is voor het oplossen van de andere ingrediënten (zout en suiker bijvoorbeeld). Het mengen (bij de aanvang) en kneden (in een tweede stadium als het deeg zich begint te vormen) gaat er voor zorgen dat een driedimensioneel netwerk ontstaat. Dit netwerk noemt men het gluten. Gliadine en glutenine gaan zich in aanwezigheid van water en door toevoeging van energie omvormen tot gluten. De eiwitten gaan lange ketens vormen, die men kan vergelijken met dunne vezels. In het begin van het kneden bevinden die ketens zich in niet-geordende vorm. Naarmate het kneden verder gaat, gaan de eiwitketens zich min of meer parallel naast elkaar beginnen ordenen in de vorm van een vlechtwerk en de zetmeelkorrels beginnen te omsluiten. Deze structuur is bepalend voor de rheologische eigenschappen van het deeg tot op een ogenblik dat het deeg zijn maximale viscositeit bereikt heeft. Er moet echter opgemerkt worden dat deze structuur niet stabiel is. Inderdaad, als men gaat verder kneden, dan gaat men deze structuur beginnen kapot maken en dat ziet men aan het feit dat het deeg slapper wordt. Men spreekt van "overkneden".

De rheologie beschrijft de relatie tussen de opgelegde spanning (of kracht) op een materiaal en de vervormingen die daardoor teweeg gebracht worden. Het rheologisch gedrag van een deeg is niet lineair: de vervormingen zijn niet evenredig met de opgelegde spanning. Deegrheologie speelt een belangrijke rol in bijna elke stap van de broodbereiding en is een ingewikkelde materie omdat rheologische testen op brooddeeg moeilijk uit te voeren zijn. De ingrediënten, de fermentatie en de energie-input bij het bewerken van het deeg hebben allen een invloed op de deegrheologie.

In contact met water gaan de glutenproteïnen tijdens het kneden fibrillen vormen en wordt er een glutenmatrix gevormd. De hoeveelheid water in het deeg heeft een grote invloed op de rheologische eigenschappen want er treedt competitie op voor water tussen de verschillende bloemcomponenten : als er niet genoeg water is om tegemoet te komen aan de hydratatie van alle componenten, zal het gluten niet volledig gehydrateerd worden en zal de elasticiteit van het deeg zich ook niet volledig ontwikkelen. Is er anderzijds teveel water in het deeg, dan zal de viskeuze component overheersen met als gevolg de ontwikkeling van een kleverig deeg en een verhoogde uitrekbaarheid.

Tijdens het kneden van brooddeeg vinden drie belangrijke processen plaats :

• de ingrediënten tot een quasi homogeen deeg mengen
• de ontwikkeling van gluten en de vorming van het glutennetwerk
• het inslaan van lucht in het deeg

De glutenontwikkeling is van zeer groot belang voor het verkrijgen van een goede broodkwaliteit. Er grijpen een aantal processen plaats tijdens het kneden en deze processen laten toe dat het deeg zijn optimum bereikt. Pas dan heeft het alle eigenschappen voor een goede broodkwaliteit.

De eerste stap is de hydratatie van de bloemcomponenten. Als het gluten hydrateert worden er fibrillen gevormd die op hun beurt een matrix gaan vormen. Tijdens dit proces stijgt de weerstand tegen vervorming in het deeg naar een maximum. Op een bepaald punt tijdens het kneden verhoogt de weerstand tegen het uitrekken niet langer. Dit punt is het punt van minimale mobiliteit of van optimale kneedtijd. Indien men nog verder kneedt zal men "overkneden". Het gevolg daarvan is dat het deeg nat en kleverig wordt. Overkneding treedt niet op als een deeg gekneed wordt in een stikstof atmosfeer wat erop wijst dat het kneden een oxidatief proces is.

De meest kritieke factoren die de rheologie van het deeg beïnvloeden zijn : de kwaliteit van de bloem, de hoeveelheid water die men gebruikt en de bewerkingen die het deeg heeft ondergaan tijdens zijn ontwikkeling. Rheologische veranderingen tijdens het kneden worden gemeten met de farinograaf van Brabender en de mixograaf. Ze geven informatie over de kneedeigenschappen en de consistentie van het deeg door de weerstand te meten die tijdens het kneden uitgeoefend wordt op de kneedarm (farinograaf) of de mengpinnen (mixograaf).

1. Soorten kneders

Er bestaat geen echte indeling van kneders. De beste indeling is deze gebaseerd op het aantal toeren dat de kneder per minuut doet en als gevolg daarvan de tijd die deze kneders nodig hebben om het deeg te kneden.

type	kneed tijd	toeren/min	energie opname
conventioneel	18 - 30'	30 - 100	1,4 - 4,0
trage kneders	5 - 12'	100 - 250	4 - 15
snelle kneders	1 - 5'	250 - 500	25 - 50

Met de tijd bedoelen we hier het aantal minuten dat een dergelijke kneder gemiddeld nodig heeft om een deeg af te kneden. De energie opname is uitgedrukt in kW per 100 kg bloem.

Met het conventionele type kneder bedoelen we hier een kneder van het type "Artofex". Deze kneder heeft twee kneedarmen die een verticale beweging uitvoeren. Op die manier wordt er op een optimale manier lucht in het deeg geslagen zodanig dat de oxidatie van de bloem niet alleen op een intensievere manier maar ook gedurende geruime tijd plaats vindt.

Anderzijds wordt algemeen aanvaard dat de zogenaamde trage kneders - en hiermee bedoelen we spiraal kneders en gaffel kneders - op een efficiëntere manier het glutennetwerk vormen.

Er zijn natuurlijk nog andere manieren om de kneders in te delen. Men kan bijvoorbeeld spreken over discontinue en continue kneders. In de eerste gaat men batch gewijs te werk, in de tweede is er een constante stroom van grondstoffen die leidt tot een continue deegproductie. Ook op basis van het soort kneedarm maakt men soms wel eens een indeling. Dan zijn er o.a. de al genoemde Artofex (twee op en neer gaande kneedarmen), de spiraalkneder (deegarm heeft de vorm van een spiraal) en de gaffelkneder (deegarm heeft de vorm van een vork met twee of drie tanden). De spiraalkneder heeft een aantal varianten o.a. de dubbele spiraalkneder en de spiraalkneder waarvan de spiraal in de vorm van een "8" gemaakt is (en van deze bestaat er dan ook een dubbele versie m.a.w. twee spiralen in de vorm van een 8 die door elkaar draaien).

gaffelkneder	horizontale mixer (USA)	spiraalkneder

Horizontale mixer worden vooral in de Verenigde Staten gebruikt. Zij zijn meestal dubbelwandig zodanig dat het beheersen van de deegtemperatuur vrij gemakkelijk is.

2. Een ideaal deeg

Het kneden is een zeer belangrijke fase in de broodbereiding. Dikwijls onderschat men deze fase.

Het is nochtans gedurende het kneden dat men
de kwalitatieve karakteristieken van het eindproduct gaat vastleggen.

Om een goed brood te maken moet men beginnen met een goed deeg te maken. Deze fase wordt trouwens meer en meer kritisch. Vroeger met de conventionele types van kneders, was het minder belangrijk indien men enkele minuutjes langer of korter kneedde. Met de kneders die we de dag van vandaag in de bakkerij vinden, maakt het wel een groot verschil uit en is het aanhouden van een bepaalde kneedduur uitermate belangrijk. Te meer dat men meer en meer nieuwe technologieën - zoals diepvriezen van deeg en het gedeeltelijk afbakken van brood - gaat toepassen waarbij een gedisciplineerde benadering van het proces een conditio sine qua non is om tot een goed resultaat te komen.

Om te beoordelen of het deeg zijn optimale consistentie bereikt heeft, gebruikt de bakker een van de volgende methodes :

1. Sensoriële methode : de bakker gaat een stukje deeg nemen en zal het gaan uitrekken om te zien of het glutennetwerk goed ontwikkeld is. Dit stukje deeg moet zich min of meer als kauwgom gedragen, goed uitrekbaar zijn, zonder af te breken. Een andere sensoriële methode is het nauwkeurig beoordelen van de kleur van het deeg. Tijdens het kneden gaat de kleur van het deeg veranderen : van crème kleurig naar wit. Deze manier van beoordelen kan men uiteraard alleen maar gebruiken voor wit brood en men heeft een vrij geoefend oog nodig om deze kleuromslag waar te nemen. Deze manieren van beoordelen kunnen we zo maar niet naar verdomhoekje verwijzen, maar ze hebben wel een aantal nadelen :

· de verantwoordelijke voor het kneden moet vrij regelmatig het deeg beoordelen en kan zich ondertussen niet bezig houden met andere zaken

· de beoordeling hangt af van een persoonlijke interpretatie en in een industriële omgeving kan het niet zo zijn dat de kennis van het proces aan een individu toebehoord. De kennis moet toebehoren aan de organisatie

· er is ook nog een aspect van hygiëne : de deegmaker zit om de haverklap met zijn handen aan het deeg want niet helemaal in lijn is met de regels van de hygiëne zoals men die vandaag wenst in acht te nemen

2. Methode gebaseerd op de tijd : alle kneders hebben een klok om de kneedtijd in te stellen. Als de ingestelde tijd verstreken is, valt de kneder stil. Het is een zeer praktische manier van werken en er is een goede correlatie tussen de kneedtijd en de optimale ontwikkeling van het gluten. Daarenboven is het een methode die men gemakkelijk aan het personeel kan aanleren met als gevolg dat men mag verwachten dat deze methode op een correcte manier uitgevoerd wordt door het personeel. Nochtans heeft ook deze methode een paar nadelen. Inderdaad het bekomen van een optimaal gekneed deeg hangt niet alleen af van de tijd maar ook van :

· de temperatuur van het deeg

· de mate waarin de kneedkuip gevuld is : als men een deeg maakt van bijvoorbeeld 80 kg bloem of men maakt een deeg van 120 kg bloem, dan is de tijd nodig om een optimaal ontwikkeld deeg te krijgen, niet dezelfde.

3. Methode gebaseerd op het aantal toeren : is ook een vrij veel verspreide methode. Het is natuurlijk evident dat bij een bepaalde kneder, de "tijd" en het "aantal toeren" min of meer hetzelfde betekenen. Bij een spiraalkneder en voor wit brood gaat men ervan uit dat 1.200 tot 1.400 toeren voldoende zijn afhankelijk van de kwaliteit van de bloem. Voor bruin brood wordt algemeen aangenomen dat 1.800 tot 2.000 toeren voldoende zijn.

4. Methode gebaseerd op de energie opname van het deeg : de energie die door het deeg opgenomen wordt tijdens het kneden is een uitstekende methode om te bepalen of een deeg al dan niet voldoende gekneed is. Deze methode is vrij eenvoudig : de motor van de kneder consumeert energie die gemakkelijk kan gemeten worden. Deze wordt uitgedrukt in kJ (1 kWh = 3600 kJ). Nadat een bepaalde hoeveelheid energie opgenomen is valt de motor stil. In normale omstandigheden gaat men eerst meten hoeveel energie de motor opneemt als de kneder leeg draait.

5. Methode gebaseerd op de temperatuursstijging van het deeg tijdens het kneden. De energie die door het deeg geabsorbeerd wordt, wordt omgezet in wrijvingswarmte en als gevolg daarvan gaat de temperatuur van het deeg stijgen. De temperatuursstijging is dus een methode om de ontwikkeling van het deeg te volgen.  Daarenboven is de deegtemperatuur een belangrijke parameter in het productieproces en moet deze in ieder geval nauwgezet in de gaten gehouden worden. De soortelijke warmte van een deeg (de soortelijke warmte is de warmte die men nodig heeft om de temperatuur van 1 kg deeg met 1°C te doen stijgen) is gelijk aan 2,6 kJ/kg°C.

3. De temperatuur van het deeg

De controle van de deegtemperatuur is van het grootste belang
wil men de broodbereiding tot een goed einde brengen.

Het correct beheersen van de deegtemperatuur is belangrijk voor de volgende redenen :

1. De snelheid van het rijzen wordt beïnvloed door de deegtemperatuur. In een geautomatiseerde lijn is men meestal gebonden aan vaste rijstijden. Met andere woorden men kan deze niet, of heel moeilijk variëren. Als de temperatuur hoger is, zal het deegstuk vlugger rijzen en dus groter worden in eenzelfde tijdspanne. De deegtemperatuur beïnvloed door de deegtemperatuur. In een geautomatiseerde lijn is men meestal gebonden aan vaste rijstijden. Met andere woorden men kan deze niet (of heel moeilijk variëren. Als de temperatuur hoger is, zal het deegstuk vlugger rijzen en dus groter worden in eenzelfde tijdspanne. De deegtemperatuur beïnvloedt dus het volume van het brood.

2. In voorrijskasten en narijskasten is het meestal vrij vochtig. Deze hoge relatieve vochtigheid is gewenst om te vermijden dat de oppervlakte van het deegstuk uitdroogt. Naarmate het deegstuk kouder is, zal er minder of meer condensvorming optreden op het deegstuk met het gevaar dat het begint te kleven.

3. In het omgekeerde geval, als het deegstuk te warm is dus, dan bestaat het risico dat er zich op het deegstuk een droge huid gaat vormen die op zijn beurt een negatieve invloed heeft op de eigenschappen van de korst (niet krokant, maar droog of hard).

4. Deeg kan men beschouwen als een vloeistof m.a.w. naarmate de temperatuur gaat stijgen, gaat de viscositeit dalen. Met andere woorden de consistentie van het deeg varieert in functie van de temperatuur. En dit heeft dan weer gevolgen voor de mechanische verwerking van het deeg.

5. Ten slotte gaat de deegtemperatuur ook de droge stof beïnvloeden van het brood. Bij een deeg van 28°C, 60' narijs bij 36°C gaat de gist ongeveer 10 g suiker verbruiken per kilogram deeg. In het geval dat de deegtemperatuur 29°C is, dan gaat de snelheid waarmee de gist de suikers verbruikt ongeveer 10 % hoger liggen. Met andere woorden, er worden dan niet 10 g suikers omgezet in vluchtige stoffen (CO

De factoren die een invloed gaan uitoefenen op de deegtemperatuur zijn de volgende :

1. de temperatuur van de grondstoffen
2. de temperatuur van de omgeving
3. de hydratatiewarmte
4. de wrijvingswarmte die ontstaat door de wrijving van het deeg tegen de kuipwand.

Om een deeg koelen en om het teveel aan warmte die tijdens het kneden ontwikkeld wordt af te voeren, beschikt men over een aantal methodes :

1. een gedeelte van het water vervangen door ijs
2. gekoeld water gebruiken voor het maken van het deeg
3. koelen van de mengkuip; dit ziet men vooral bij horizontale kneders, bij snelkneders en continu kneders.
4. het zout toevoegen onder de vorm van een verzadigde zoutoplossing die men lager kan koelen dan 0°C.
5. de ingrediënten afkoelen hetzij door ze in de koelkast te bewaren hetzij door CO₂ te injecteren in de bloem tijdens het pneumatisch transport.

Er bestaat een vrij eenvoudige formule om bij benadering de temperatuur van het water te berekenen om een bepaalde deegtemperatuur te bereiken. Let wel, deze formule geeft alleen een idee van welke temperatuur het water ongeveer moet hebben. Ze wordt gebruikt om de temperatuur van het water te berekenen van het eerste deeg. Bij het aanmaken van een tweede en derde deeg kan men dan de temperatuur van het water wat bijsturen om de gewenste deegtemperatuur te bereiken.

3 x t°C_deeg - t°C_bloem - t°C_omgeving = 3 x t°C_water

Voorbeeld : indien men een deeg van 23°C wil maken in een bakkerij waar de omgevingstemperatuur 24°C is met een bloem van 30°C, dan moet men volgende berekening maken :

3 x 23 = 69°C

69°C - 24°C - 30°C = 15°C

15°C : 3 = 5°C

Men moet dus water gebruiken van ongeveer 5°C. Hieruit kan ook vrij vlug afleiden wanneer men ijs moet gebruiken. Veronderstel dat in het vorige voorbeeld een deeg zou willen maken van 21°C met een bloem van 35°C in een bakkerij van 30°C dan zou men water moeten gebruiken van -0,7°C en dat kan theoretisch natuurlijk niet want bij die temperatuur is het water helemaal bevroren.

Indien het dus te warm is in de bakkerij of de bloem is te warm (en in de zomer komt dit geregeld voor omdat de bloem in de eerste plaats door het malen verhit wordt en dat ze dan nog eens in de silo geblazen wordt met warme lucht) dan moet men ijs toevoegen aan het deeg. Om de juiste hoeveelheid deeg te bepalen die men nodig heeft om een deeg te koelen tot een vooraf bepaalde temperatuur moet men in de eerste plaats de wrijvingsfactor (WF) bepalen.

Elke kneder is anders en elke kneder zal het deeg verschillend en in minder of meerdere mate opwarmen. De wrijvingsfactor is een getal dat de hoeveelheid warmte die ontstaat tijdens het kneden compenseert. De wrijvingsfactor moet experimenteel vastgesteld worden t.t.z. dat er een deeg moet gemaakt worden met ingrediënten waarvan de temperatuur gekend is. Nadat het deeg afgekneed is wordt de temperatuur van het deeg gemeten. De wrijvingsfactor wordt dan als volgt berekend :

(3 x t°C_deeg) - (t°C_omgeving + t°C_bloem + t°C_water) = WF

Veronderstel dat de temperatuur van het deeg na het kneden 26°C was, dat de temperatuur van de bakkerij 23°C bedroeg en die van de bloem 33°C dan is de wrijvingsfactor indien men water gebruikte van 12°C :

(3 x 26°C) - (23°C + 33°C + 12°C) = 81°C -68°C = 13°C

Eens de wrijvingsfactor gekend is, is het vrij eenvoudig om de gewenste temperatuur van het water te berekenen. Veronderstel dat we een deeg willen maken van 25°C in een bakkerij waar de temperatuur 24°C is met een bloem van 30°C. Het water dat we willen gebruiken zal de volgende temperatuur moeten hebben :

(3 x 25°C) - (30°C + 24°C + 13°C) = 8°C

De algemene formule is de volgende :

(3 x t°C_deeg) - (t°C_omgeving + t°C_bloem + WF) = t°C_water

Ga er nu eens vanuit dat we een deeg moeten maken van 23°C, met een bloem die 35°C heeft en dat de temperatuur in de bakkerij 28°C is. Wat moet dan de temperatuur van het water zijn ?

(3 x 23°C) - (35°C + 28°C + 13°C) = - 7°C

Water van - 7°C kan moeilijk uit de kraan lopen natuurlijk, gewoon omdat het ijs is. Om water te bevriezen is er extra koude nodig. We noemen dit de latente warmte. De verandering van de vloeibare toestand naar de vaste toestand vergt extra energie. Deze negatieve energie wordt terug vrijgegeven als het water terug vloeibaar wordt. Als men ijs toevoegt aan het deeg dan maakt men gebruik van deze latente warmte. De vraag is : hoeveel ijs moet men toevoegen om een bepaalde hoeveelheid water te vervangen ? Het is evident dat 1 kg ijs = 1 kg water en dat we de gebruikte hoeveelheid ijs in mindering moeten brengen van het water voorzien in het recept. Om dit te berekenen moet men de volgende formule gebruiken :

hoeveelheid H₂O x (t°C_water - berekende water temperatuur)/(t°C_water + 80°C)

Het volgende voorbeeld maakt de berekening duidelijk. We moeten een deeg maken met 100 kg bloem, 62 kg water, 2 kg gist en 1,8 kg zout. De temperatuur in de bakkerij bedraagt 28°C, de bloem heeft 35°C en de temperatuur van het beschikbare water is 4°C. De wrijvingsfactor van de kneder is 18°C. De vraag is nu, hoeveel ijs hebben we nodig om een deeg te maken van 25°C ?

Eerst moeten we de gewenste temperatuur van het water berekenen. Dit doen we als volgt :

(3 x 25°C) - (28°C + 35°C + 18°C) = 75°C - 81°C = - 6°C

De hoeveelheid ijs die we nodig hebben berekenen we dan als volgt :

62 kg x [4°C - (-6°C)]/(4°C +80°C) = 62 x 10 / 84 = 7,38 kg ijs

We gaan dus 54,6 kg water gebruiken en 7,4 kg ijs. Let wel dat het ijs moet geschaafd zijn en dit om het contact oppervlak te vergroten waardoor de latente warmte sneller en gemakkelijker afgegeven wordt. Het heeft geen zin om één grote bloem ijs van 7,4 kg in de kneder te gooien.

Om echter een meer wetenschappelijk gefundeerde berekening te maken kan men het schema volgen dat in de volgende tabel gebruikt wordt en waarbij we de soortelijke warmte van een deeg berekenen :

grondstof	hoeveelheid	fractie	sw	sw deeg	sw in %
bloem	100 kg	0,629	1,8 kJ	1,13 kJ	43 %
water	52 kg	0,327	4,2 kJ	1,38 kJ	53 %
verbeteraar	3 kg	0,018	1,8 kJ	0,03 kJ	1 %
gist	2 kg	0,013	3,2 kJ	0,04 kJ	2 %
zout	2 kg	0,013	1,8 kJ	0,02 kJ	1 %
totaal	159 kg	1,000		2,60 kJ	100 %

Uit deze tabel blijkt duidelijk dat het slechts de bloem en het water zijn die een rol van betekenis spelen. Een verandering van 1°C in de temperatuur van het water zal de deegtemperatuur doen veranderen met 0,53°C.

De tweede factor die een rol speelt is de omgevingstemperatuur. Men mag niet vergeten dat op het einde van het kneden het deeg voor ongeveer uit 10 % lucht bestaat die natuurlijk de temperatuur van de omgeving heeft. Hoe dan ook, dit probleem is onder te verdelen in twee aspecten :

1. de temperatuur van de omgeving
2. de temperatuur van de deegkuip

De invloed van de omgevingstemperatuur staat in verhouding tot de grootte van het deeg en de kneedtijd. Hoe groter het deeg is, hoe meer de omgevingstemperatuur een invloed heeft, want de kneedtijd wordt gewoon langer. Kleine deegjes (van 50 kg bloem of minder) gaan vrij snel de omgevingstemperatuur aannemen.

Men mag ook het belang van de temperatuur van de deegkuip niet onderschatten. In de veronderstelling dat de deegkuip 20°C heeft, een gewicht van 100 kg en dat we een deeg willen maken van 159 kg van 28°C. Gedurende het kneden zal het staal warmte onttrekken aan het deeg. Aangezien de soortelijke warmte van staal gelijk is aan 0,5kJ/kg °C, krijgen we :

100 kg (28°C - 20°C) x 0,5 kJ/kg °C = 400 kJ

die nodig is om de kuip op te warmen. En die hoeveelheid warmte zal onttrokken worden aan het deeg. Aangezien het deeg een warmte capaciteit heeft van :

159 kg x 2,6 kJ/kg °C = 413 kJ/°C

zal het deeg ongeveer 1°C kouder zijn dan voorzien als de kuip maar 20°C heeft.

De derde factor die een rol speelt is de hydratatiewarmte en die is op haar beurt afhankelijk van het vochtgehalte van de bloem. Hoe lager het vochtgehalte, hoe hoger de hydratatiewarmte is. De volgende tabel illustreert deze relatie :

vochtgehalte	hydratatiewarmte kJ/kg
14 %	6,3
13 %	8,8
12 %	11,3
11 %	14,6
8 %	28,4

Ten slotte is er de wrijvingswarmte die ontwikkeld wordt enerzijds door de kneedarm in het deeg en door de wrijving van het deeg tegen de kuipwand anderzijds. Alle kneders geven warmte af aan het deeg en de grootte daarvan varieert naargelang het type machine. Voor een spiraalkneder die wij getest hebben lag deze waarde op ongeveer 3.175 kJ per 100 kg bloem.

Met deze gegevens kan men min of meer uitrekenen welke temperatuur het water moet hebben om een deegtemperatuur van bijvoorbeeld 28°C te bereiken als de temperatuur van de bloem (14 % vochtgehalte) bijvoorbeeld 18°C en de temperatuur in de bakkerij 35°C is. We gaan steeds uit van hetzelfde recept zoals dat hierboven aangegeven is en dat de deegkuip 100 kg weegt. We krijgen dan volgende rekensom :

koelen voor het opvangen van de wrijvingswarmte : 3175 kJ
koelen voor de vrijgekomen hydratatiewarmte : 630 kJ
opwarmen van de bloem van 18°C naar 28°C : 100 kg x 1,8 kJ/kg °C x (28°C - 18°C) = 1800 kJ
koelen van de deegkuip : 100 kg x 0,5 kJ/kg °C x (35°C - 28°C) = 350 kJ

saldo = 3175 + 630 - 1800 + 350 = 2355 kJ

Om die warmte af te voeren hebben wij 52 kg water ter beschikking. De volgende vergelijking leert ons welke temperatuur het water moet hebben om een deeg van 28°C te verkrijgen :

52 kg x 4,2 kJ/kg °C x (t°C_deeg - t°C_water) = 2355 kJ

aangezien t°C_deeg = 28°C, moet het water temperatuur 17,2°C bedragen.

Soms is het ook zo dat men het moeilijk heeft, vooral in warme periodes (als de bloem bijvoorbeeld 35°C heeft), het deeg voldoende koud af te draaien. Trouwens terloops een woordje over de "te warme bloem". De oorzaak van de hoge temperatuur moet men in de eerste plaats gaan zoeken in de temperatuur van de lucht waarmee de bloem in de silo geblazen wordt en in de tweede plaats in de opwarming die de bloem krijgt door het maalproces zelf. En aangezien bloem zeer goed "isolatie materiaal" is, duurt het dan ook heel lang voor de bloem in de silo zal afkoelen. Men beschikt over voldoende hulpmiddelen om de deegtemperatuur toch onder controle te krijgen.

1. het klimatiseren van de bakkerij : dit heeft ook het grote voordeel dat de machines steeds op dezelfde temperatuur staan en dat de invloed van de temperatuur van de kuip geannuleerd wordt.

2. het koelen van de bloem : men kan CO₂ inspuiten tijdens het transport van de bloem van de silo naar de deegkuip.

We zijn geen voorstander van het rechtstreeks inbrengen van CO₂ in het gekneed deeg omwille van :

1. het is zeer moeilijk een homogene deegtemperatuur te krijgen wanneer men rechtstreeks CO₂ inblaast in het deeg. Sommige delen van het deeg kunnen al een temperatuur hebben tegen het vriespunt terwijl in andere plaatsen in het deeg de temperatuur nog gerust 25°C kan zijn.

2. om dan toch een homogene deegtemperatuur te verkrijgen gaat men blijven kneden met het gevaar dat men het deeg gaat overkneden en het deeg terug gaat opwarmen.

4. Conclusies

De controle van de deegtemperatuur van het deeg is van groot belang omdat alle chemische en biochemische processen die zich afspelen tijdens het maken van brood, temperatuursgevoelig zijn. Daarenboven worden de fysische eigenschappen van het deeg en dus de verwerkbaarheid ervan op een industriële lijn, in belangrijke mate bepaald door de deegtemperatuur.

Belangrijker misschien dan de absolute waarde van de temperatuur is dat de opeenvolgende degen dezelfde temperatuur moeten hebben. Dit betekent dat het verschil dat men zal merken in een brood dat gemaakt is met een deeg van 24°C ten opzichte van een deeg van 26°C niet groot zal zijn. Maar als men nu eens een deeg van 24°C draait en dan eens een van 26°C en de volgende van 23°C enzovoort, dan zal de variatie die men heeft in de kwaliteit van het eindproduct duidelijk merkbaar zijn.

De meest merkbare invloed van de deegtemperatuur stelt men vast op de CO₂-productie tijdens het rijzen en de variaties in deegtemperatuur zullen duidelijk merkbaar zijn op het eindvolume van het brood, zelfs al vindt het rijsproces plaats in strikt gecontroleerde omstandigheden. Daarenboven moet het duidelijk zijn dat in een geautomatiseerde broodproductie de rijstijden niet zomaar ad libitum kunnen aangepast worden m.a.w. men zal variaties hebben in het volume van het eindproduct. En het volume heeft een belangrijke invloed op de kruimstructuur die op zijn beurt de kauweigenschappen en de houdbaarheid van het brood gaat beïnvloeden.

Tijdens het rijzen grijpen vrij complexe enzymatische reacties plaats en deze zijn allemaal temperatuursgevoelig. De meeste van deze reacties hebben een optimum temperatuur waarbij ze zich voltrekken en ieder enzym dat een rol speelt in het rijsproces heeft zijn eigen specifiek optimum. Processen waarbij een kuiprijs wordt toegepast zijn daarom des te meer gevoelig voor variatie in de deegtemperatuur omdat tijdens de kuiprijs de temperatuur in de deegmassa gestaag stijgt.

Zelfs pure chemische reacties zijn temperatuursgevoelig. De omzetting van ascorbine zuur is een voorbeeld hiervan. Lagere temperaturen geeft minder oxidatie en dit levert dan degen op met verminderde gasretentie.

Een hogere temperatuur gaat ook de rheologische eigenschappen van het deeg beïnvloeden : het deeg wordt minder viskeus en laat zich gemakkelijker vervormen. Dit op zijn beurt heeft een kleinere beschadiging van het gluten netwerk tot gevolg door de mechanische actie die het deeg ondergaat tijdens de vormgeving. Maar als de temperatuur te hoog wordt gaat het deeg te slap worden en laat het zich moeilijk of niet verwerken. Indien de deegtemperatuur te laag wordt dan wordt het deeg stijver, laat het zich moeilijker verwerken en gaat er beschadiging van het glutennetwerk optreden.

5. Autolyse

Marc Dewalque is een bakker uit Malmedy die zich al jaren toelegt op het maken van brood zonder chemische toevoegingen. Hij is tevens een fervent gebruiker van zuurdesem. Van hem heb ik een interessant dossier over "autolyse" ontvangen. Marc heeft mij de toelating gegeven het op mijn website te zetten. Mensen die problemen hebben met de Franse taal vinden op het einde van de tekst een beknopte Nederlandstalige samenvatting. In dit stuk is er ook sprake van professor Raymond Calvel. Ik heb persoonlijk het geluk en genoegen gehad om met professor Calvel samen te werken toen we, in 1977, bij mijn toenmalige werkgever, zijn autolyse methode samen verder op punt gesteld hebben in industriële omstandigheden.

L'autolyse : une méthode naturelle de panification

5.1. La nature du mot "autolyse"

Comme l'observe une traduction américaine du procédé, autolyse est utilisé à la fois comme mot et comme verbe (voir Maggie Glezer qui traduit autolyse par le mot anglais "resting", soit temps de repos). Ce mot nous vient d'une expression scientifique un peu déroutante, "l'auto-dégration". Dégration qui est programmée par le cycle de vie de chaque plante et inscrite ici, pour autant qu'elle soit maîtrisée, en méthode naturelle de panification. S'il s'agit d'une auto dégradation, en insistant sur le préfixe "auto", maintenant, il faut impérativement laisser la farine issue de la graine vouée le plus possible à elle-même. Le moins d'intervenants sera le mieux. Surtout pas de ferments. Oh ! ce n'est pas interdit par un décret quelconque. L'appellation n'est pas contrôlée, mais il faut se donner une discipline au niveau langage lorsqu'une distinction s'impose et par la méthode et par le résultat. D'autant qu'ici, il s'agit de communique entre nous. L'ingrédient principal est la farine et comme il s'agit de panification, donc de pâte. Le deuxième intervenant c'est l'eau (l'agent enclenchant la dégradation). Nous parlerons plus loin d'un troisième acteur : le sel, complémentaire ou facultatif dans le procédé.

5.2. La "Quellstuck" allemande

Les pré-pâtes sans levure ou autres ferments se trouvent en Allemagne actuellement. Mais de nouveau, pour des pâtes de seigle en farine complète (type 170 en France, dit type 1740 en Allemagne) et même pour des pâtes spéciales en grains concassés en éclats (le "schrot") employés complets (type 1800 en Allemagne). Principalement les fonctions et un peu les procédés en seront différents. La "Quellstück" (la portion épaississante ou prenant l’eau) et la "Brühstück" (la portion ébouillantée où les grains / farine sont trempés dans l’eau à ± 70°C) seront vues brièvement. Ceci afin de mieux éclairer, quand elles le peuvent, le procédé d’autolyse. Les deux procédés (Brüh- & Quell-stück) ne se cumulent pratiquement pas dans les recettes, mais sont presque toujours en complément d’un levain. L’ébouillantage ou "Brühstück" est juste une pré-pâte sans ajout de ferment et n’aura que cette similitude de "nomenclature" avec l’autolyse. On s’attardera donc un peu plus sur la "Quellstück". Il s’agira de faire prendre l’humidité à ces produits de mouture, c.à.d. autant des "schrote", des restes de pains séchés que des matières alimentaires fibreuses. Ceux-ci sont préparé en une pré-pâte liquide (1 litre pour 0,750 à 1 kg. de produits céréaliers). Trempés pendant 2 à 24 heures dans de l’eau plutôt fraîche ne devant pas engendrer une fermentation spontanée lors de sa conservation à température ambiante. Cette pré-pâte contient de 20 à 40% des produits céréaliers du total de la pâte. Le sel est rarement introduit dans cette pré-pâte. Une fonction "verquellen" (= prendre l’eau) bien définie par le mot "Quellstück", pour ce procédé qui concerne l’intégralité du grain de seigle (en tout cas plus en fibres) plutôt que de la fine fleur blanche de froment.

5.3. La petite histoire de la création d’un procédé de panification

Si l’autolyse n’était pas une méthode naturelle de panification et si l’initiateur n’avait pas aiguisé un esprit plus généreux qu’accapareur, je crois que l’autolyse serait suivi d’un petit ® avec royalties pour Raymond Calvel. Et il serait tombé dans le domaine commercial plutôt que dans le patrimoine commun des boulangers appelé "savoir-faire". Mais, ouf ! nous sommes en France en 1974 et non aux "The States" en 2002 lorsque le professeur Calvel fait état de "l’influence de l’autolyse naturelle des pâtes en panification". Il poursuivait là une expérience que les terribles aléas de la météo avaient enclenché en 1956. Terrible ce début d’année 1956, autour de moins 20°C. Les amandiers, les vignes et les oliviers sont « brûlés » par une forte gelée. Les froments (blés) d’hiver aussi. Dès lors il faut envisager de ressemer du blé de (et au) printemps. Un important stock de blé de printemps du Manitoba peu productifs sur terres françaises fut employé non pas comme semence, (il y en eu en suffisance), mais passa en mouture. "Si la force de farine de gruau extraite de ces blés canadiens étaient comparable à celle d’avant-guerre, il n’en était pas de même de leur valeur boulangère. Les variétés n’étant sans doute plus les mêmes." Pour neutraliser un excès de force qui entraînait mauvais développement et grigne et un coup de lame qui ne "jetait pas", le professeur de l’école de meunerie eu l’idée de faire une pré-pâte sans levure la veille et l’incorporer au pétrissage après un repos de 13 à 14 heures. L’essai fut positif "j’eus l’agréable surprise de retrouver les petits tires-bouchons et les baguettes de gruau des années 1930" écrit-il.

5.4. Le besoin de préciser le procédé

On peut distinguer le procédé d’autolyse en termes de durée de temps de repos et de proportion de pâte engagée dans le procédé employé. De la petite expérience des professionnels pratiquant la méthode on relèvera deux grands principes :

1. Soit c’est toute la pâte qui est mélangée à l’eau sans ferments et avant l’adjonction de ceux-ci et des autres ingrédients. Dans ce cas l’expression employée est autolyse totale ou repos autolyse.

2. Soit, seule une partie de la farine est mélangée sans ferment puis est ajoutée lors du pétrissage de l’ensemble des ingrédients et l’expression employée est autolyse partielle ou apport de pâte autolysée.

Le repos autolyse de l’entièreté ne dépassera généralement pas l’heure. Le pourcentage d’apport de pâte autolysée peut aller jusqu’à 50 % ou ne représentera que 20 % du poids total en farine de la pâte. Mais dans ce cas, intervient deux éléments. L’ajout de sel ou pas (vu au sous-chapitre 5.9.) et la température de conservation (soit ambiante, soit au froid positif). Le professeur Calvel a réalisé 30 essais avec témoins référentiels sans autolyse. Ils sont analysés au niveau de la flaveur (goût et arôme), du volume et de la tolérance les pâtes et sur d’autres critères. Nous tenterons de résumer les résultats de ces essais, fin de ce chapitre au tableau 2.

Le repos-autolyse (de toute la pâte), le moins performant, a l’avantage de la simplification et de la rapidité par le fait qu’il nécessite moins de manutention et d’occupation de matériel. Les meilleurs résultats de tous les essais, sont ceux où l’on a introduit 50 % soit à t° ambiante (22°C) pendant 18 à 22 heures, soit à 4°C pendant 40 heures.

5.5. Recherches : bases techniques

Il y a près de 30 ans que l’initiateur de la méthode d’autolyse souhaitait "que d’autres en ce domaine (celui de l’absence de données scientifiques sur le sujet) puissent combler cette lacune". Je me permettrai plutôt de continuer à observer. N’est ce pas un beau bagage professionnel que "beaucoup d’empirisme, une intuition et de la chance". C’est celui qui a conduit le professeur Calvel depuis cette fin janvier 1956. Souhaitons que les lignes qui suivent puissent donner plus d’assise à la méthode à la lumière des découvertes opérées depuis lors.

5.6. S'imprégner d'eau

La conservation des céréales implique que celles-ci ne contiennent que ± 13 % d’humidité. Ce qui est un record par rapport aux autres aliments. Suite à l’humidification nécessaire précédant la mouture, on trouve ± 15 % d’humidité (ou eau) dans la farine. Pour la consistance pâteuse, on va multiplié la présence d’eau par 5,5 en hydratant à environ 60 % la farine. Il y aura même presque autant d’eau que de matière sèche lorsqu’on hydrate fortement une pâte à 65 – 70 %. Or toute cette eau ne peut être contenue en peu de temps par la farine. La teneur maximum en eau pouvant se lier rapidement à la farine de la pâte serait d’après certaines recherches de 25 %. On hydratera les pâtes pour la pastification le moins possible (30 %) afin que les pâtes alimentaires (macaroni et compagnie) se conservent bien. Il y aurait donc 5 % d’eau "libre" (30-25) dans les procédés de pastification et 35 % d’eau "libre" (60-25) en panification. D’aucuns considèrent aussi que la dureté de la portion de pâte autolysée est importante, Ferme voire bâtarde, rarement molle est le résumé des attitudes sur la consistance que nous avons entendue. Ces 35 % d’eau libre rendront la pâte boulangère plus mobile. Autre point à considérer les différents types de farine mis en oeuvre. Lors de la formation de l’état pâteux, l’eau s’introduit entre les innombrables grains d’amidons, elle pénètre entre ceux-ci par capillarité. Lors de l’emploi de farine plus complète, les enveloppes (son) se ramollissent en ± 2 heures. Le gluten est capable d’absorber 2 fois son poids d’eau, les pentosanes, plus présents dans la farine de seigle et les farines moins extraites ont des capacités d’absorption encore plus importante (8 à 10 fois). Plus le grain est résistant (hard) à la mouture, plus il sera probablement endommagé et plus il offrira des possibilités d’imprégnation. En fin les fibres du son, lorsqu’elles feront partie de votre choix de farine agiront comme agent de rétention d’eau, sans vraiment se dissoudre. On le voit, rien qu’en approchant les composants de base, les interactions eau / farine peuvent être différentes suivant l’identité de votre farine de froment. Que dire des autres farines et du temps nécessaire à l’efficience de ces capillarités.

5.7. L'eau et la farine dans leur plus simple appareil

Voilà notre pâte "inerte autolysée" plus "mobile" que l’on ne croit, même sans ferment. Une mobilité déjà définie par son appellation : autolyse = auto dégradation. Je préfère toutefois transcrire autolyse par la définition que le professeur Calvel lui donne 4 ans après sa première description : "auto évolution des qualités plastiques". C’était sa visée en 1956, "neutraliser l’excès de force (de la farine) qui interdisait aux petits pains de jeter". De manière générale, certaines années les farines peuvent avoir trop peu de force, par exemple lorsque les grains ont germés sur pied. En doublant une solide expérience d’une bonne observation, l’idée d’augmenter l’activité enzymatique (la lyse) en trempant une partie de la pâte afin de dégrader notamment les protéines du froment (gluten) peut s’inscrire en termes de procédé. Il serait peut être bon pour notre lanterne de comprendre ce qui se passe lors de la germination des grains de céréales. La première phase de la fabrication de la bière, qui utilise une céréale appropriée (généralement une espèce d’orge) et l’analyse de la cuisine aux graines germées vont nous aider à comprendre un peu ce qui se passe. Le maltage, mot qui veut dire amollir, consiste a faire absorber de l’eau fraîche (que l’on va renouveler) pendant 72 à 120 heures. Dans le procédé industriel, on injecte aussi de l’air pour arriver au malt vert. Lors de la germination des grains de froment, pas de trempage dans une cuve comme pour le malt. On veille à maintenir une forte humidité constante et au bout de 72 à 120 heures également, le germe pointe. 72 ou 120 heures, alors que le pain est quotidien (24 heures ) comme on aime à le répéter. Le processus de germination est bien plus lent que le processus de fermentation même d’auto fermentation naturelle et s’installant spontanément.

Changements dans la composition du blé en germination (M. Cayla)
temps	teneur en eau	teneur en lipides	teneur en dextrines	teneur en amidon
24 heures	+ 3,0 %	- 13,9 %	+ 156 %	-39,5 %
144 heures	+ 7,8 %	-31,4 %	+ 179 %	-73,5 %

Pour son créateur, le processus de l’autolyse ne peut dépasser les 18 heures, "au delà l’apport devient pénalisant". L’autolyse s’inscrit clairement dans ce processus lent de la germination. Un des aspects les plus clairs est de ne pas adjoindre une fermentation à l’autolyse. Avant ou après on fait ce que l’on veut au niveau mélange, mais il est clair qu’il faut séparer pâte autolysée et pâte fermentée si l’on veut élargir le panel des auto-amendement de la pâte. La lenteur de la germination garantit un autre processus à l’autolyse. La transformation qui s’opère est celle qui est issu de l’énergie de la plante uniquement, sans celle avivée fortement par la vie des ferments (levain ou levure). La lenteur du processus explique à mon sens que les meilleurs résultats obtenus par les apports de pâte autolysée sont ceux profitant de plus de temps de maturité et ceux bénéficiant des plus grandes proportions d’apports. Il faudra néanmoins tenir compte, surtout au à l’automne et au printemps, de l’état de la récolte dans son calcul d’apport de pâte autolysée. Il est généralement dit par les bulletins d’informations des meuniers qu’il faut réduire le pourcentage de pâte autolysée les années où les froments ont eu tendance à germer sur pied.

5.8. La place du sel

Lors de ces 8 essais complémentaires suivant sa première observation, le professeur Calvel utilise régulièrement le sel. Il faut dire qu’il utilise une farine à faible taux d’extraction (type 55, soit ± 78 %), donc pauvre en sels minéraux. La raison principale de l’ajout de sel n’est toutefois pas le déficit décrit ci-avant. L’absence ou la présence de sel accélère ou freine l’autolyse de la pâte. Ce qui donne une souplesse d’utilisation au procédé, réduisant ou augmentant la durée de l’autolyse, bien plus qu’en faisant décroître ou accroître les proportions d’apport de pâtes autolysées, dit le professeur. La présence du sel a également des effets inhibiteurs sur les protéases, enzymes provoquant la « pourriture » des pâtes ou dégradation des protéines que l’on veut ici ménagée ou maîtrisée. Le professeur Calvel a d’ailleurs bien pressenti cette action régulatrice. Le sel ralentira aussi le phénomène d’osmose, si l’eau est trop salée (les cristaux de sel se dissolvent plus vite que l’amidon), elle n’entrera pas dans d’autres cellules pour réduire la concentration en sel, au contraire. Ainsi dans une moindre mesure, l’eau douce (pauvre en sels minéraux) sera préférée à l’eau dure (riche en sels minéraux) pour des raisons assez semblable. Bref, la présence du sel n’est sans conséquence. D’autant qu’il s’agit de la