影響麵團發酵速率的食材比對實驗

5 5 月, 2022

酵母菌的養分從何而來?「疑~不就是麵粉、糖呀這些澱粉或是帶有甜味的食材嗎」這個認知只對了一半,酵母菌確實因為《嗜糖》,因此必須攝取糖份才有活力,只是酵母菌只有能力攝取葡萄糖,而不是你認為的細白砂糖,砂糖必須透過外力才能分解成葡萄糖,例如高溫融解與酸 (PH4.0以下) 同時存在的作用才會轉化。那麼小麥澱粉裡的醣不就更糟?無法被酵母菌所吸收?確實酵母菌無法直接分解小麥澱粉,不過在小麥加工過程中會對小麥麵粉造成損傷,這些局部損傷澱粉,就是成了酵母菌足以在無糖添加狀態下,一路從發酵以至於爐溫達到60℃完全失去性之前,都能有助於成為酵母菌養份來源的一部份。

只是『現代商業酵母發』無須依靠過多外力與養分,一樣能完成發酵則是因為裡頭有了必要的添加劑,如《銨鹽》、《氧化劑》、《活化蛋白酶》、《酵素-澱粉酶 . 蛋白酶》….等,其中最重要的就是提供酵母養分的銨鹽。這也是商業酵母能無糖而自發的原因。不過想把麵包烤到想要顏色、質地與大小,光靠商業酵母本身仍是不足的,必須透過商業酵母所含的活化蛋白酶、酵素等添加劑去轉化食材 (如砂糖、澱粉),並在時間與水的作用下,就能變身成為酵母所需的葡萄糖。

麵粉養分之於發酵
而小麥澱粉因含有《損傷澱粉》所以自帶某種程度的葡萄糖,但絕大部分的小麥麵粉都始終保持完整,除非在麵團裡刻意添加《麥芽粉、麥芽精》這些額外帶有分解酵素能力的輔助食材,不然在損傷澱粉的葡萄糖及商業酵母自帶養份都耗盡後一樣是後繼無力,無法烤焙出成功的麵包作品。如是天然酵母如《魯邦麵種》則必須搭配較長發酵時間為前提下,運用自身的酸性菌種《乳酸菌、醋酸菌》刻意分解出更多《損傷澱粉》才能成為酵母菌的養分,這也是天然酵母發酵明顯緩慢的原因。

延伸閱讀:麥芽粉與麥芽精換算比例與對應麵粉添加量

砂糖之於發酵
前面大概認識了酵母菌與商業酵母的不同之後,再回頭看看細白砂糖的特性。添加細白砂糖有助發酵這個說法並非全然正確,但也不能說是錯誤,完全取決於所使用的酵母類型,主要來說,麵團裡的砂糖應該被視為「帶來甜味、幫助上色、提供保濕、延緩老化」的功能,而並不是為了發酵而添加,因為砂糖使用過量反而會產生發酵抑制性。砂糖能在特定外力條件下才能成為酵母的養份,而商業酵母 (速發、乾性、新鮮酵母) 其中額外添加劑,就能幫助砂糖在一定時間後發揮作用,但並非一開始就有作用。

蜂蜜與牛奶之於發酵
真正能直接提供發酵助益,且無關是商業或天然酵母的,應該是天生自帶31%葡萄糖的蜂蜜。它能在一開始就提供養份,無須透過外力酵素分解。至於另一個常用的食材鮮奶或奶粉,雖然看似含有乳糖 (Lactose),裡頭也含有極低量的葡萄糖,不過鮮奶加入麵團後其實會造成PH值升高,而其所含的麩胺酸 (Glutamine) 及脯胺酸 (Proline)進入麵團組織後,對麵筋形成造成阻礙,反倒是會拉長攪拌時間、延緩發酵、鬆弛麵團抑制體積等現象。

這個比對實驗的目的在於找出,與驗證麵團配方中常用基礎食材,究竟哪些會對發酵速率產生影響。我以5組麵團進行實驗,其中定量為100克高筋麵粉及1克的速發酵母,變數則為清水、鮮奶、細白砂糖、蜂蜜及麥芽粉。因為觀察的是膨發高度,因此概念就是維持麵粉與酵母以外材料,保持與麵粉等重的1:1方式拌合,所以麵團起始的高度是一致,也有利於觀察。你也會在下列不同階段的變化哩,看見這些材料如合對麵團產生改變,或失去作用。

砂糖與蜂蜜這兩種常用甜味食材,我維持了佔麵粉重的5~8%這個安全比例,因此不會帶來負面干擾。至於大家或許好奇為何《麥芽粉》僅用了1.5克,而非與細白砂糖使用同樣重量5克?這是因為麥芽精用量,通常是以整體麵粉重量的0.3~0.5%做為計算,而《麥芽粉》則必須再乘以0.8,不過如此的極低用量,恐怕無法在比對實驗想要的點時間內表現其特性,因此我以1.5克這個重量加入,其實它是明顯過量的,而這個過量問題,也在實驗中後段顯現了後繼無力的問題。實驗的標示自(A)~(E) 共有5組,其配方表重量如下:

高筋麵粉:100克 / 速發酵母:1克
(A.)清水100克
(B.)鮮奶100克
(C.)清水95克 + 細白砂糖5克
(D.)清水95克 + 蜂蜜5克
(E.)清水100克 + 麥芽粉1.5克

影響麵團發酵速率的食材比對實驗

 A.清水100克B.冰鮮奶100克C.清水95克 + 細白砂糖5克D.清水95克 + 蜂蜜5克E.清水100克 + 麥芽粉1.5克
高筋麵粉100克
速發酵母1克
00分鐘 發酵體積排序一致起始高度
40分鐘 發酵體積排序13211
進行40分鐘後A、D、E表現出一致發酵高度 C略微落後、B最慢
1小時 發酵體積排序24211
進行1小時後D、E表現出一致發酵高度 A、C組幾乎一致、B則最慢
1.5小時 發酵體積排序34211
進行1.5小時後D、E表現出一致發酵高度 C略微落後、A開始被拋開,B同樣最慢
3小時 發酵體積排序34112
進行3小時後C、D表現出一致發酵高度 E開始落後、A倒數第2、B最慢
3.5小時 發酵體積排序34112
進行3.5小時與3小時的狀態幾乎一致,因此結果為 No.1 -砂糖&蜂蜜 > No.2 -麥芽精 > No.3-無添加 > No.4-鮮奶

發酵程度結果排序為: DC >E >A >B (或D蜂蜜極微幅領先)

發酵速率解析
基本上組別(A.) 像是代表基礎對照組角色,是一份無額外添加的乾淨麵團,在時間【進行40分鐘】後,觀察只用清水(A)、蜂蜜水(D)及麥芽精溶液(E)這三組,表現出一致的速度,砂糖水(C)稍微落後一些些,鮮奶(B)幾乎看不出有發酵反應。背後解讀的含義是:額外添加砂糖的麵團,初期並不會表現出有利於麵團發酵的特徵。而含有葡萄糖的蜂蜜及分解酵素的麥芽精,與什麼都沒加的基礎對照組(A) 在此時展現出一樣的發酵能力。

時間【進行1小時】之後,砂糖、蜂蜜與麥芽粉這三組,表現出領先並一致的發酵成果,此時什麼都無添加的基礎對照組,已經開始有點落後,鮮奶組則繼續落後。

時間【進行1.5小時】之後,蜂蜜與麥芽粉持領先,砂糖稍微落後,無添加基礎對照組,落後更為明顯,鮮奶組繼續墊底。

時間【進行3小時】之後,砂糖與蜂蜜成為領先,麥芽粉開始落後,無添加基礎對照組,落後更為明顯,鮮奶組繼續墊底。麥芽粉從領先變成落後,推測其中原因很可能是高於用量建議值的後繼無力。

時間【進行3.5小時】之後,蜂蜜成為唯一領先,砂糖次之似乎不再增加,麥芽粉同樣不再變化,無添加基礎對照也無再變化,鮮奶組依然墊底。因此發酵程度排序為:
砂糖、蜂蜜幾乎接近> 麥芽精 > 無添加> 鮮奶

我在3.5小時後終止了發酵實驗,準備入爐,除了似乎已經沒有發酵體積明顯的差異性之外,也是因為商業酵母麵團,在2個階段發酵時間總合,大約也是落在這樣的時間,而入爐則能測出麵團中的殘餘糖,能否為麵包帶來烤色,或上色程度的不同。

以預熱攝氏190度烤箱入爐烘烤30分鐘出爐後觀察,上色最為明顯的依序為蜂蜜、砂糖、鮮奶、麥芽精、基礎清水。

麥芽粉輸了嗎?
有趣的是麥芽粉(精)這個副材,似乎沒有發揮什麼功能?其實使用商業酵母的甜麵團,確實不太需要添加它,它能發揮本色的用處是在於使用天然酵母,且無糖添加的麵團上才會明顯。例如製作無油糖的天然酵母歐式麵包,因缺乏商業酵母那些添加劑,麥芽粉(精) 則發揮提高小麥澱粉轉化的角色,將小麥澱粉轉化為葡萄糖,這樣發酵的成果便能大幅提升,烤色也會偏向紅潤。但拿它與與商業酵母相比就輸了。不過如是採用《波蘭液種》這種刻意降低速發酵母用量的中種法麵團,如能額外添加麥芽粉(精),確實是能帶來更好的澱粉轉換效果。

這個發酵實驗中也證明了麵粉在商業酵母的幫助下,無須添加砂糖同樣能完成發酵,砂糖雖有助於發酵但需要給予足夠時間,蜂蜜在發酵的表現上最為亮眼,而鮮奶則是出乎意外的明顯落後。所以看來最完美的配方,與考量食材本身的額外附加價值後,蜂蜜與鮮奶的組合似乎是最出色的?你認為呢?

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