面团松驰的物理意义分析

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1、面团“松驰”的物理意义分析河南兴泰科技实业有限公司研发中心副主任董海在面包的烘焙过程中，面团在入发酵箱发酵前，一般都有一个所谓“松驰”的过程。可是，为什么要有这个过程？“松驰”对面包的制作究竟会产生什么作用？就没有人能够解释得清了。我们通过研究拉伸测定，将大块面团的拉伸与微观的面团内部气泡膨胀联系起来，科学地解释了面团“松驰”的物理意义，并通过应用实验证明了我们的结论。拉伸测定是使用布拉班德拉抻仪，通过仪器把面团搓成粗而短的面条，将面条两端固定，当中用钩子向下拉，直到拉断为止，同时自动地把拉力的变化用曲线形式记录下来。可得到面团的抗延伸阻力F和延伸性L，得到的曲线在初始

2、阶段，一般F=k×L，显示面团有一定的弹性。然后F随L增加而增大的趋势越来越小，直至最大，随后，因面条断裂，F迅速变为零。（见图1）在面团的发酵过程中，面团内部生成了无数的气泡，随着发酵状态的深入，这些气泡不断长大，直至破裂成大气泡，然后再膨胀、再破裂。从微观的角度看，就象无数的小面条被拉伸的过程。所以我们设想，如果能在宏观的拉伸和微观的气泡膨胀中建立联系。那将会对用拉伸指标来评价面粉产生非常重大的意义。我们首先来分析面团的发酵过程。假设面团中无数的气泡是大小一样的小球，其半径为r0。取出其中一个进行分析，见下图A：外界的压强为1atm，设小球壁厚为λ，球壁张力为δ。根

3、据拉普拉斯方程，则由小球壁张力产生的压强为2δ/r0，小球内部的压强为（2δ/r0）＋1atm，将小球沿切面剖开可得到一个半径为r0的圆，再将该圆展开见图B，我们得到了一个长度为2πr0，宽度为λ的作用面，因其张力为δ，则作用力f=2πr0×δ。再来分析拉伸测定中面条的受力情况。首先我们假定粗面条为理想圆柱形，在受力过程中受力不发生变化。由于拉伸测定是钩住面条的中间，所以两边受力完全一样，我们只考察其中一边，见下图C：则其受力面受到的力为F/2，假设受力面面积为S，则S中包含的长为2πr0，宽为λ的小受力面的个数为S/（2πr0×λ）。则每个小受力面受到的力为（F/2）

4、/[S/（2πr0×λ）]=f，即Fπr0λ/S=2πr0δ，则δ=Fλ/2S。这样，我们就将拉伸测定中的宏观的抗延伸阻力F与微观面团发酵过程中小气泡膨胀时面筋膜的张力δ联系了起来。再假定面团发酵过程中一个小气泡其半径从r0膨胀至于r，相当于其圆切线从2πr0拉伸至2πr。见下图D：假设拉伸中面条初始长度为L0，而L0由m个小线段2πr0组成，则有L0=m×2πr0。当面条被拉长至L时，因为每一条小线段2πr0被拉伸至2πr，所以有L=m×2πr，最后得到L/L0=r/r0。这样，我们又将拉伸测定中的延伸性与微观面团发酵过程中小气泡的膨胀联系了起来。对于面团中的任一气泡

5、来说，其压强ΔP=2δ/r＋1atm=2×（Fλ/2S）/r＋1atm=Fλ/rS＋1atm。因面团都有一定的弹性，设其弹性模量为k，则在拉伸的初始阶段F=k×（L－L0）=k×L0（L/L0－1）=k×L0（r/r0－1）。ΔP=Fλ/rS＋1atm=[k×L0（L/L0－1）]/（r×S）=[kL0（r－r0）λ]/（r×r0×S）＋1当r极小时，limΔP=(k×L0×r×λ)/（r×r0×S）＋1=（k×L0×λ）/（r0×S）＋1r→r0r0→0其中k为面团的弹性模量，拉伸曲线上表现为曲线的初始斜律，其值越大，则该面团手感越硬，弹性越好。L0为拉伸曲线面条的初

6、始长度是一个常数。S为面条的初始横截面积，也是一个常数。λ为气泡壁厚。由上式可以看出，若r0为零，则ΔP为无穷大，则该气泡永远不可能膨胀，面团不可能发起来。因为若膨胀一定的体积ΔV，有ΔP=Δn×RT=utRT。式中u为酵母产气速率，t为时间。若ΔP为无穷大，说明要膨胀ΔV的体积需要无穷大的时间，即永远不可能膨胀到。所以，面团的发酵是从和面过程中面团裹入的空气形成的大量的微观小气泡开始的，其气泡的半径由小到大形成了一种分布。由于面团面筋张力，不同半径气泡其内部压强是不同的。其压强与半径成反比关系。所以这些大大小小的气泡膨胀相同的体积所花时间是不同的。而面团的发酵时间是确

7、定的，一般为一到两个小时，假定为两个小时。则经两个小时，可膨胀ΔV的体积。内部压强小于ΔPm的小气泡两小时内一定可以膨胀ΔV的体积。以ΔPm做为判断的标准，对应的小气泡半径为rm，则我们可认为，在同一块面团中，半径大于rm的小气泡可以起发，半径小于rm的小气泡不能起发。半径大于rm的小气泡的数目越多，一方面数目多，自然共同的体积就大，另一方面，酵母的总产气量一定的情况，气泡越多，则分配至每个气泡的CO2气体的量就会越少。气泡越难于破裂，使得体积越大。如果我们把rm叫做临界半径，则临界半径rm越小，可起发的小气泡数目就越多，临界半径rm越大