Kneden

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 driedimensionaal 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 rheologie van het deeg.

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. Overkneden 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).

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.

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 (kneedarm heeft de vorm van een spiraal) en de gaffelkneder (kneedarm 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).

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

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 :

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

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.

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.

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.

Methode gebaseerd op de temperatuurstijging 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 temperatuurstijging 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.

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:

• 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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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 maar 11 gram.

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

• De temperatuur van de grondstoffen
• De temperatuur van de omgeving
• De hydratatiewarmte
• 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:

• Een gedeelte van het water vervangen door ijs.
• Gekoeld water gebruiken voor het maken van het deeg.
• Koelen van de mengkuip; dit ziet men vooral bij horizontale kneders, bij snelkneders en continu kneders.
• Het zout toevoegen onder de vorm van een verzadigde zoutoplossing die men lager kan koelen dan 0°C.
• 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°Cdeeg - t°Cbloem - t°Comgeving = 3 x t°Cwater

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°Cdeeg) - (t°Comgeving + t°Cbloem + t°Cwater) = 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) = 78°C - 68°C = 10°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°Cdeeg) - (t°Comgeving + t°Cbloem + WF) = t°Cwater

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°Cwater - berekende water temperatuur)/(t°Cwater + 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 blok 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 :
 

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 :

• De temperatuur van de omgeving
•  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 x (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:

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 deeg kuip 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 deeg kuip : 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°Cdeeg - t°Cwater) = 2355 kJ aangezien t°Cdeeg = 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.

• 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.
• 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 :

• 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.
• 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.

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, temperatuurgevoelig 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 temperatuurgevoelig. 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 temperatuurgevoelig. De omzetting van ascorbinezuur 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.

Autolyse

Letterlijk : "auto" betekent : zelf en "lyse" is afkomstig van het Griekse woord lysis wat ontbinding of geleidelijke vernietiging van cellen betekend. Zelf ontbinding dus, of het zelf afbreken, uiteenvallen. Zichzelf afbreken, uiteenvallen, met de nadruk op zelf. In het geval van broodbereiding betekent dit : geen toevoeging van fermenten. Meel en water moeten het werk zelf doen.

Autolyse in oude tijden.

Eind 1800 vindt in Frankrijk de overgang plaats van desem naar gist als rijsmiddel. De diverse fasen van de broodbereiding, die desem met zich meebracht, gaf mooi gerijpt deeg. Toen desem door gist vervangen werd en al deze fasen niet meer nodig waren, raadde de "Grands Moulins de Paris" aan om het meel toch in fasen toe te voegen en te werken met een kort kneedproces, rust, kort kneden, rust, enz. Meer rust dan kneden was de aanbeveling. Dit omdat anders het meel anders niet goed doordrenkt kon raken van water.

Oude Italiaanse recepten voor ‘petola’ (pizzadeeg) gaven het zelfde advies : afwisselend rusten en kneden.

Duitsland kent tot op de dag van vandaag het gebruik van autolyse bij broodbereiding. De Duitse bakkers kennen het "Quellstück" en het "Brühstück". Brühstück is een voordeeg van meel en water.

Quellstück is het weken van gebroken graan (schroot) en/of oud brood en/of volkorenroggemeel. Op 1 kg grondstof gebruikt men 1 liter water en laat men dan 2 tot 24 uur rusten. Bevochtigen of ‘verquellen’ en zo zijn we bij het woord "Quellstück".

Logisch dat Duitsland dit proces tot op heden nog kent. Er wordt nauwelijks brood van tarwebloem gemaakt, maar wel veel brood van volkoren rogge meel en van gebroken graan.

Autolyse : Amerikaanse of Franse uitvinding ?

Sinds 2002 duikt het begrip ‘autolyse’ geregeld op in Amerikaanse publicaties. Komt Amerika de eer toe om autolyse te hebben herontdekt ? Nee. Die eer komt professor Raymond Calvel toe. Het is in 1974 dat Calvel schrijft over "de invloed van de natuurlijke autolyse bij broodbereiding".

De aanleiding om een oude theorie van stal te halen, is vaak toevallig. In januari van het jaar 1956 vroor het meer dan 20 graden in Frankrijk. Amandelbomen, olijfbomen, druivenstruiken droogden uit door deze bevriezing. Zo gebeurde het ook met het wintergraan. De graanvelden moesten opnieuw met zomergraan ingezaaid worden en er moest sowieso graan ingevoerd worden om de latere oogst te overbruggen. Dit graan kwam uit Canada, (Manitoba). Graan van een typisch landklimaat met sterke gluten. Dat kwam bijna niet los bij de broodbereiding. Calvel kwam toen op het idee om de extreme kracht van de Manitoba eiwitten te temmen door een voordeeg van water en meel te maken, dit 14 uur te laten staan en dan toe te voegen aan het definitieve deeg. Geweldig, wat een mooie broodjes werden dat. Calvel zag "de broodjes en baguettes van 1930 weer terug" (toen er nog een deegbereiding was met veel rusttijd).

Welke werkwijze noemen we nu precies autolyse ?

Het proces van autolyse moet men beschrijven in termen van tijd dat het autolyse deeg staat te rusten en van percentages autolyse deeg, die aan het brooddeeg toegevoegd worden.

De volgende termen worden gebruikt :

• Repos-autolyse (rust autolyse)
als alle meel en water vermengd worden (zonder fermenten en andere ingrediënten) en dit geheel staat te rusten. De deeg rust bij repos-autolyse is in het algemeen niet langer dan een uur.

• Appôrt de pâte autolysée (toevoegen van geautolyseerd deeg)
als een deel van meel en water vermengd worden (eveneens zonder fermenten en andere ingrediënten), als dit mengsel rust en dan toegevoegd worden aan het brooddeeg. Het percentage toegevoegd autolysedeeg kan oplopen tot 50 %.

Dan zijn er nog twee variabelen: het al dan niet toevoegen van zout en de temperatuur waarbij het autolyse-proces plaatsvindt.

Professor Raymond Calvel heeft vele proeven gedaan. Zijn bevindingen zijn, kort samengevat: rust van alle meel en water (rust autolyse dus) geeft de minste verbeterende werking. Het heeft als voordeel: tijdwinst, efficiënt gebruik van middelen (het deeg blijft in de deegkuip, er zijn geen extra bakken en koelkast nodig enz). De beste verbeterende werking treedt op als 50% geautolyseerd deeg wordt toegevoegd aan het definitieve deeg. En als dit geautolyseerde deeg 18 - 22 uur bij kamertemperatuur gestaan heeft of 40 uur bij 4° bewaard is (laatste 4 uur weer op kamertemperatuur).

Het doordrenken van graan met water.

Granen hebben bij oogst tegenwoordig een vochtpercentage van ca 13-16%. Als het graan gemalen wordt, wordt het vochtgehalte op 15 % gebracht. Voor brooddeeg wordt 60-80% vocht per meelgewicht gerekend, afhankelijk van meelsoort en werkwijze. Voor pastadeeg is het waterpercentage niet hoger dan 30%, logisch, pasta moet lang houdbaar worden.

Graandegen kunnen heel snel 25% water opnemen. Blijft dus – bij brooddeeg – 35-45% ‘vrij’ water over. Tijdens de rust dringt dit water de ontelbare eiwitten binnen. Of, zoals een Parijse kampioensbakker het zegt, die een repos autolyse van 2 uur aan zijn deeg geeft: 'Meel en water raken mooi aan elkaar gewend.' Gluteneiwit kan twee keer zijn gewicht aan water opnemen. Pentosanen (in volkorenmeel, vooral in volkorenmeel van rogge, zie verder achteraan dit artikel) kunnen acht keer hun eigen gewicht aan water opnemen. Verder: hoe harder het graan is, en hoe meer beschadigd zetmeel ontstaat bij het vermalen, hoe meer water het meel op kan nemen. Tenslotte zijn de zemelen een bron van wateropname.

Het mengsel van water en meel.

Hier is ons autolysedeeg dan, zeer beweeglijk, ook zonder toegevoegde fermenten. Een beweeglijkheid die al in het woord zelf zit: auto-lyse, zelf afbrekend. De definitie van professor Raymond Calvel is de volgende : autolyse is zelf evolutie van de plastische kwaliteiten. En in jaren van kwaliteitstarwe dient autolyse tevens om de taaiheid of gebrek aan elasticiteit van het deeg te neutraliseren, zodat men een soepel deeg verkrijgt.

Over het kiemen van de granen.

Laten we naar de bierbereiding kijken. Eerste fase is: de gerst mouten. Hiertoe worden de korrels bevochtigd met water. Dit water wordt geregeld ververst. Na 72-120 uur gaat het graan kiemen. Dit proces van ontkiemen gaat dus langzamer dan het proces van natuurlijke en spontane fermentatie van een meel/watermengsel. Calvel zegt dat het autolyse proces niet langer mag duren dan 18 uur (kamertemperatuur).

Aan autolyse deeg moet geen ferment toegevoegd worden. Hierin onderscheidt het zich van voordeeg. Dit is deeg waar altijd gist of desem aan toegevoegd wordt. Bij dezelfde broodsoort kan gebruik gemaakt worden van zowel voordeeg als autolysedeeg. Deze moeten dan apart bereid worden. Dit om de zelf verbeterende werking in autolysedeeg plaats te laten vinden. De transformatie die plaatsvindt, is deel van de energiehuishouding van de plant zelf, dus zonder dat deze door een ferment aangewakkerd wordt. Het langzame aan het autolyseproces verklaart dat de beste resultaten behaald worden als lange tijdsduur gecombineerd wordt met een groot percentage autolysedeeg.

De plaats van zout. Calvel gebruikt vaak zout bij autolyse deeg. Tenminste als hij werkt met superbloem (type 55), dat arm is aan mineralen. Toch is dit niet Calvel’s belangrijkste reden om zout toe te voegen. De aan- of afwezigheid van zout doet de autolyse vertragen of versnellen. De broodbereiding moet soepel verlopen, en duur van de autolyse en hoeveelheid toegevoegd autolysedeeg kan gevarieerd worden door al dan niet zout te gebruiken. Kort gezegd remt zout het omzettingsproces.

Lage autolyse deegtemperatuur. Veel bakkerijen beschikken tegenwoordig over een remrijskast. Hiermee is het gemakkelijk om tegemoet te komen aan een wens van Calvel : verlenging van de rijs. De koelte van het autolysedeeg geeft een evenwichtige rijping. Zo kan met de variabelen zout en koeling een autolyseproces ontworpen worden dat geschikt is voor de eigen bakkerij.

In 1974 schrijft Calvel over autolyse : "de resultaten zijn zowel voor de professionele bakker als voor de consument van groot belang. De autolyse heeft nog veel mogelijkheden die geheim zijn." Pentosanen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de effecten van autolyse. Meer nog dan de gluten zijn de pentosanen blij in dit proces. Ze spelen een belangrijke rol bij het vergroten van volume en ook bij een aspect dat Calvel niet heeft geobserveerd : die van een betere houdbaarheid van het brood. Verder schijnt het huwelijk tussen autolysedeeg en zuurdesem de voordelen van desem dieper te maken. En schijnt het huwelijk tussen autolysedeeg en gefermenteerd (voor)deeg ook excellente resultaten op te leveren."

Pentosanen zijn koolhydraten (kool van het element koolstof, hydraten van wateropname), die in of vlak onder de zemel van de graankorrel zitten.

Even een korte duik in de wereld van groene planten, hoe ontstaan ze eigenlijk ? Om te beginnen is er zonlicht nodig. Hiermee kan de plant uit koolzuurgas en water een enkelvoudige suiker maken (druivensuiker oftewel glucose en vruchtensuiker oftewel fructose). Deze enkelvoudige suikers vormen samen weer nieuwe ‘hogere’ suikers en die weer hogere enz. Alles ter opbouw van de plant. Zo ontstaan de tweevoudige suikers : sacharose (bietsuiker), maltose (moutsuiker) en lactose (melksuiker). Uit drie suikergroepen ontstaan de triosen (in kiemend graan bv). Verder ontstaat het reservevoedsel oftewel zetmeel als keten van meerdere aaneen geklitte suikergroepen. Een plant of een graankorrel heeft natuurlijk ook een huidje nodig. Geen nood. De suikergroepen verdichten nog meer en bouwen zo cellulose, een onbeweeglijke en onoplosbare koolhydraat.

Pentosanen zijn koolhydraten die zich bevinden tussen het zetmeel en de zemel (cellulose). Ze dienen – net als het verwante hemicellulose als voorraadje voor nieuw te vormen cellulose (met dank aan een boek uit 1929: “Brotgetreide und Brot” van M. P. Neumann). Volkorenmeel bevat dus meer pentosanen dan bloem. Verder blijkt rogge meer pentosanen te bevatten dan tarwe; rogge 5 à 12% en tarwe 2 tot 3%.

Het is "met respect voor de aard der dingen" dat professor Calvel bij zichzelf te rade gaat en laten we met dit zelfde respect verder experimenteren met autolysedeeg.

Samengevat

Autolyse is een proces van "zelf uiteenvallen". Autolysedeeg is een deeg van meel en water dat een tijd staat te rusten. Alle meeldelen krijgen de tijd om water op te nemen en tot ‘uiteenvallen’ over te gaan. Autolyse is een natuurlijk proces in de plant. Autolysedeeg is een natuurlijke manier om brood te verbeteren. Professor Raymond Calvel heeft deze manier herontdekt en uitgewerkt. Werken met autolysedeeg geeft smakelijke, houdbare broden.