The structure of bakery products and the physical process variables affecting it

Abstract

Structural properties, of which especially crispness of dried bakery products were studied. Mechanical models for analysing the structure of bread were derived. The second aim of the study was to develop instrumental and sensory methods applicable to analysing selected products. They were applied to studying processes of dough, methods for drying of bakery products and examining the effect of the timing of cutting on the final product.

The differences in behaviour of several dried bakery products were analysed by using the mechanical models. In experiments thick products endured more bending than thin products. However, in puncture tests thin products were harder than thick products. A structural explanation to this was the cored slab-type structure of thick products that made them stiffer to bending.

The sensory analysis of the products was best done with a system based on pair wise comparisons and ordinal scale. Further development of the method was suggested.

Cutting the product after the drying process was recommended as the clearest way of improving process. It would diminish bending of the product and lead to more crisp products.

Roasting as a drying method for the product could be replaced with modern infrared technology. This would intensify the process by shortening the drying time and most likely by saving energy.

Homogenisation of the dough positively affected the quality of the product. According to preliminary tests the current equipment could be replaced with a new apparatus.

Työssä tutkittiin kuivattujen leipomotuotteiden rakenteellisia ominaisuuksia, erityisesti niiden mureutta. Aluksi johdettiin valittujen tuotteiden rakenteellista käyttäytymistä kuvaavat mekaaniset mallit ja kehitettiin rakenteen mittaamiseen soveltuvat instrumentaaliset ja aistinvaraiset menetelmät. Niitä sovellettiin analysoitaessa taikinan käsittelyn, eri kuivausmenetelmien ja muotoon leikkaamisen ajankohdan vaikutusta lopputuotteen rakenteeseen.

Kehitetyt mallit ennustavat hyvin tutkittujen leipomotuotteiden käytöstä kuormitustilanteissa. Kaksikantiset tuotteet kestävät paljon taivutusta, kun taas yksikantiset ovat kovempia ja kestävät enemmän läpäisykuormaa kuin kaksikantiset tuotteet. Yksinkertainen selitys tälle on se, että kaksikantiset tuotteet ovat jäykkiä ontelolaatan tapaisia rakenteita.

Tuotteiden arvioiminen aistivaraisesti onnistui parhaiten järjestysasteikkoon perustuvalla parivertailulla. Menetelmän kehittämiseksi suositeltiin sen laajentamista edelleen välimatkalliseen asteikkoon perustuvaksi.

Tehdasprosessia suositeltiin kehitettäväksi niin, että nykyisin ennen kuivausta tapahtuvan leikkauksen sijaan tuotteet leikattaisiin muotoonsa kuivausprosessin jälkeen. Se näyttäisi vähentämän tuotteiden käyristymistä ja lisäävän niiden mureutta.

Tutkittujen tuotteiden kuivaukseen suositeltiin nykyisen paahdon sijaan infrapunamenetelmää (IR). Se näyttäisi toimivan ainakin yhtä hyvin kuin nykyinen menetelmä. Lisäksi se lyhentäisi kuivausaikaa ja säästäisi luultavasti huomattavasti energiaa. Taikinan homogenisointiin nykyisin käytetty laitteisto voitaisiin korvata uudemmalla, työssä alustavasti testatulla, jääleipätekniikalla tuotteen loppuominaisuuksien pysyessä vähintäänkin nykyisellä tasolla.