一、麵包烘焙中的物理化學反應
（一）烘烤急脹
麵團進爐後，由於受熱而立即膨脹，幾分鐘內，所增加的體積便為原來醒發後麵團的1/3，這個作用稱為烘烤急脹，產生烘烤急脹的原因是：
從物理方面說，第一，氣體受熱後壓力增大，當這些氣體被密閉在由彈性材料構成的一定空間內，受熱後則會使體積膨脹。例如氣球，本身有彈性，經吹入空氣後由於氣體壓力增加而膨脹，麵團的烘焙急脹也一樣，麵團內有許許多多細小的氣室，因受熱而增加氣壓，氣體膨脹從而促進既有彈性又有延伸性的麵筋組織擴充，使麵團脹大。第二，麵團進爐後，溫度逐漸升高，氣體溶解減少，使原來溶解在麵團內的氣體（醒發過程所產生的部分氣體）被釋放出來，這部分氣體也按第一種作用那樣，受熱而增大氣壓，也使麵團逐漸膨脹。第三，是熱使麵團內某些低沸點物質變成蒸汽，這些蒸汽的產生也氣室內的氣壓增大，促使氣室膨脹而也麵團脹大，這些低沸點物質以酒精的量為多，也是最主要的被蒸發物質。酒精的沸點約79℃，所以在烘烤的前期即已被蒸發。
從生化方面來說，溫度的升高促進了酵母的活性，使麵團發酵迅速，也是形成烘烤爭脹的原因之一。隨著溫度升高，發酵作用越來越快，所產生的二氧化碳氣體和酒精是越來越多，直到酵母作用的臨界溫度為止，但此時所產生的二氧化碳氣體已足夠使麵團膨脹，增大體積。同時，麵團溫度升高，麵團內的α澱粉酶和β澱粉酶活性也增加，促進酵母的發酵作用，也促進了烘烤急脹。
（二）澱粉糊化
當烘烤溫度達54℃時，澱粉開始糊化，而使烘烤彈性現象消失。澱粉糊化時，吸收了麵筋原來持有的水分，使澱粉顆粒本身膨脹，體積增加。而面盤組織則因失去了水分而變得凝固，使已糊人了的澱粉能固定的在麵筋的網狀結構內。
溫度，對於澱粉的糊化也很重要。在烤爐內，麵團外層的溫度比內部的溫度要高，外層麵團的湖化程度也比中心部位的要大。
除水分和溫度外，澱粉酶的含量也影響澱粉的湖化程度，含量太多，影響澱粉膠體性質，無法承受由於烘焙急脹而產生的氣體壓力，氣孔破裂，形成了大氣孔，使麵包產品內部組織出現大孔洞，但如果含量太少，則澱粉糊化作用不夠，澱粉膠體組織過分幹硬，無法適應麵團的膨脹，使麵包體積減少，內部組織不良。
（三）麵筋的凝固
隨著澱粉糊化的繼續進行，麵筋內所含的水不斷被吸走，當麵筋失去了一定的水分，並且麵團內溫度達到74℃時，麵筋便凝固，這個作用一直延續到麵包出爐為止。在這個過程中，麵筋所包圍住的氣孔壁，變成了半硬性的薄網組織。隨著氣孔的膨脹，澱粉顆粒也趨於柔軟，使顆粒組織變成更有延伸性，也使麵筋薄膜變得更薄，促進了麵團的脹大。
麵筋凝固後，韌性增加，麵團內部壓力增加，如果麵粉的筋力太弱，麵筋組織結構承受不了一定的壓力而使小氣孔脹破變成大氣孔，會使麵包內部組織不均勻，出現大孔洞。
（四）酶的作用
澱粉酶的作用，在烘烤階段即開始。在一定的溫度範圍內，每上升10℃，酶的活性便增加一倍。超過一定溫度，熱抑制了酶的活性，最後停止，使澱粉的糊化也終止。
α澱粉酶適溫在65～95℃，約佔烘烤時間4分鐘，而在68～83℃時活性最大。β澱粉酶適溫在57～72℃，這個溫度範圍在爐內少於2.5分鐘。
（五）香味物質
麵包製品所持有的香味，主要是存在於麵包表皮，並通過麵包內剩餘的水分，滲入附麵包。
形成這些香味的物質是羰基化合物，其中主要是醛類，如糠醛、羰甲基糠醛、乙醛、2——甲基丙烷、3——甲基丙醇、二甲基硫醚，笨乙醛等等。
有人猜想麵包之最主要味道是來自類黑素。假如將色氨酸及葡萄糖放在溶液內，本來是清澈的溶液，經過作用後，結果變成棕色及強烈的麵包味道，不同的胺基酸產生不同的特殊味道，因為麵團內有大量的糖和胺基酸。所以褐色作用對於顏色形成及麵包特殊味道有很大的影響。
（六）氣孔組織
麵包內部組織的氣孔特性及形狀，可通過切開的麵包片來觀察。
影響氣孔組織的因素很多，如發酵程度、發酵速度、攪拌程度、烘烤速度太快，麵包表皮層形成過早，且強韌，限制了麵包內部的繼續膨脹，嚴重影響麵包的內部組織質量，使小氣孔破裂，粘連在一起，結果導致氣孔壁厚、顆粒粗糙、組織不均勻。
優良的麵包內部組織應當是：氣孔小，氣孔壁薄，氣孔形狀呈圓形稍長，大小一致，無大孔洞，有牧摸觸時有鬆軟、光滑的感覺。
二．烘烤過程
整個烘烤過程大致可分下面五個階段：
（一）烘烤急脹階段。大約是進爐後的5～6分鐘之內，在這個階段，面的體積由於烘烤急脹作用而急速上升。
（二）酵母繼續作用階段。在這個階段，面的溫度在60℃以上，酵弱的發酵作用仍可進行，超過此溫度，酵母活動即停止。
（三）體積形成階段。此時溫度在60～82℃之間，澱粉吸水膨脹而脹大，固定填充在已凝固的麵筋網狀組織內，基本形成了最終成品的體積。
（四）表皮顏色成階段。這階段，由於焦糖反應和褐變作用，麵包的表皮顏色逐漸加深，最後成棕黃色。
（五）烘烤完成階段。此時麵團內的水分已蒸發到一定程度，麵包中心部位也完全成熟，成為可食用的食品。
三．烘烤條件及影響
烘烤條件的選擇，最主要的因素仍然是溫度、溼度、時間。
（一）溫度：一般生產時的烘烤溫度在190～230℃範圍內。
若爐溫過高，麵包表皮形成過早，會減弱烘烤急脹作用，限制面的膨脹，使麵包成品體積小，內部組織有大的孔洞，顆粒太小。尤其是高成份麵包，內部及四邊尚未完全烘熟，但表皮顏色已太深。當以表皮顏色為爐標準時，則麵包內部發粘、未成熟，也無味道：但當以包心完全成熟時，則表皮成焦黑色。同時，爐溫過高，容易使表皮產生氣泡。
若爐溫過低，酶的作用時間增加，麵筋凝固也隨之推遲，而烘烤急脹作用則太大，使麵包成品體積超過正常情況，內部組織則粗糙，顆粒大。爐溫低必然要延長烘烤時間，使得表皮乾燥時間太長，麵包皮太厚，且因溫度不足，表皮無法充分焦化而顏色較淺。同時，水分蒸發過多，揮發性物質揮發也多，導致麵包重量減輕，增加烘烤損耗。
其它與爐溫有關的還是爐溫的均勻度，麵包聽的間隔影響空氣循環及熱的滲透等。
（二）溼度：爐內溼度的選擇，以產品類型、品種有關，一般主食麵包（不帶蓋的）即使不通入蒸汽，其溼度也已適宜，而硬式麵包的烘烤，則必須通過入蒸汽，約6～12秒，以保持較高的溼度，烘得真正的硬式麵包。
溼度過大，爐內蒸汽過多，麵團表皮容易結露，致使產品表皮熟韌及起氣泡，影響食用品質。
溼度過小，表皮結皮太快，容易使麵包表皮與內層分離，形成一層空殼，尤其是不帶蓋的主食成包更要注意。
（三）時間：烘烤時間取決於爐溫，麵團重量和體積，配方成份高低等，麵團是否加蓋等。一般範圍為18～35分鐘。
爐溫高。烘烤時間短，反之則長；
重量大，體積大的麵包，烘烤時間也需較長；
高成份配方需要較長時間烘烤（用較低的溫度），低成份麵包則需要較高溫度而較短時間的烘烤。
總之，這些條件的選擇，都應以如何製得符合標準的高質量麵包成品來考慮決定。
四．烘焙損耗
烘焙損耗，是指由於水分的蒸發和一些揮發性物質的失去而使麵包重量減少，其範圍從7～13％，一般為11％或以下，如主食麵包為7～10％。
通常所說的烘焙損耗是指廣義的烘焙損耗，它包括分割損耗、整形損耗、醒發損耗、烘烤損耗、冷卻損耗、切片損耗等，如果狹義的烘焙損耗則指麵團在烘爐內的純烘烤損耗而已。
其計算按下式：
烘焙損耗（％）＝（麵團分害重量－麵包成品重量）/麵團分割重量×100％
影響烘焙損耗的因素有：
（一）配方成份。如水份含量、糖用量、蛋用量等。
（二）烘烤溫度。溫度越高，損耗越大。
（三）烘烤時間。時間越長，損耗越大。
（四）烘烤溼度。溼度越小，損耗越大。
（五）麵團重量和產品形狀。麵團重量越大損耗越小。重量相同時，置露於空氣中的表面積越大，損耗也越大。故盒工麵包的損耗小於非盒式麵包。
（六）環境條件。如室溫、室內溫度等。
五、如何掌握良好的烘焙過程
要製作好的烘焙產品，每一個環節都不可輕忽，選料要講究、稱料需精確、操作得實在，產品送進烤爐是否就大功告成了？"烘焙"看似簡單，其實複雜，如何掌握？請看本文。俗語說的好"做餅師仔，烘焙餅師傅。"一語道破烘焙師的層次和最後烘焙步驟的重要性。許多剛入門的學習者常被各種問題、狀況搞昏了頭，好不容易終於可以烤焙了，卻還沒把握到底要用上火還是下火烤焙呢？爐溫多少才恰當？甚至連"烤熟了沒"這個看似簡單的問題，都令經驗不足的初學者功虧一簣。
烘焙學基礎篇
烘焙是門學問。根據字意的解釋，"烘"是用火烘乾溼物，例如烘乾；"焙"是用微火烘烤東西，例如焙茶；"烤"則指用火燒熟食物，例如烤鴨。而要了解烘焙之運用，必先知道熱傳導（transference of heat）、對流、輻射之三個方式。
傳導（conduction）是指當熱由熱源傳導過去，導致周遭的分子振動，並放出熱能由高溫處漸漸移往低溫處者謂之傳導。金屬類的銅、鋁傳導熱的速度較快，不鏽鋼的傳導則有加熱不均勻的現象，容易導致鍋中某些地方較冷、某些地方較熱的情況，因此使用不鏽鋼鍋煮牛奶布丁餡時需不停的攪拌外，一併轉動煮鍋時可避免熱傳導不均勻而燒焦鍋底。
對流（convection）是當加熱時流體物質或氣體因受熱作用體積膨脹、密度減小而後上升，其位置由周圍較冷、密度教大之流體交換補充，此時再受熱上升，周圍物質又補充進來，如此循環不已的加熱運動即為對流。
輻射（radiation）則不需要任何的媒介，熱量即可直接射至它處便是利用輻射加熱。最常用於食品的輻射方式是使用電介質、微波或紅外線。而在烘焙的操作上視當時環境條件由兩種或以上三種方式同時進行。
烘焙學實用篇
烘焙階段常碰到的各種情況有以下幾點：
①預熱溫度不足。
②烤爐溫度太高。
③預熱後空擋太長。
④產品位置放置不當。
⑤烘焙時間掌控過與不及。
⑥烤焙過程中冷熱變化太大使產品劇烈的收縮。
⑦出爐後產品側腰收縮凹陷。
為何會有上述狀況發生？可能的原因有：
一、預熱溫度不足，產品隨即入爐，使得烤焙時間延長，水分過度蒸發，因此烘焙損耗大、產品表面厚而顏色淺，這是因為熱量不足表皮無法充分焦化，以致缺乏金黃色澤，且內部組織粗糙。此外要注意有時是爐門打開時間過長致使爐溫下降。
二、烤爐溫度太高，烤焙時產品表面太早形成硬皮，使得內部組織的膨脹受到壓制。且因其表面著色較快，使人誤判而結束烤焙，這種產品的內部會較粘而密實，得不到應有的鬆軟及正常的香位。
三、預熱後空擋太長，乾熱過久的內部爐膛聚集太多之熱，較低溫的物品一入爐，所有的熱源會在烤程最初階段集中與物品表面，形成太強的上火，隨即熱度消失快速降溫，不穩定的爐內溫度造成產品內部難熟。此情況在使用一般小家電的電烤箱時最為明顯，其改善之道可在預熱時事先放一杯水增加爐內溫度，避免空燒太久緩和炎熱的溫度；或者產品入爐前先打開爐門讓冷空氣進入，趕走過多的熱、穩定爐溫。
四、產品在烤盤上的排放位置不當，造成受熱不均勻的現象，如<圖1、2>改善的方法是改變排列方式，調整間隔空間使得受熱較均勻，熱氣循環良好，著色較能產生金黃色。
五、烤焙時間掌控過與不及。爐溫之高低、時間之長短隨產品數量的多寡調整，產品數量少的烤盤空間較多（如圖3），金屬傳導熱輻射的熱能較產品數量多的熱傳導來的大，所以底火要較底些，而較多量的產品烤焙時底火可比較高。烤焙時間的長短也需靈活調整。
大凡產品入爐受熱不外乎由外表及周圍吸收熱傳送至產品的中心，所以可由產品外表的變化來觀察烤焙的情況。產品從外而內受熱，水分子形成蒸氣而使中心膨脹隆起但尚未固化，等到麵團或麵糊糊化後繼續加溫使氣體蒸發進而著色，產品外圍稍微離模即可，如繼續烤焙則成品邊緣會開始變焦，成品就會較黑且幹。
六、烤焙過程中冷熱變化太大造成產品劇烈的收縮。這從過年蒸年糕的情況可得知一二，以往蒸年糕皆使用添加柴火得大灶，隨時添加柴火穩定火源，主婦並利用計算燒幾柱香來掌握炊糕得時間。不過因為過年前主婦洗洗刷刷透支體力甚巨，且在寒冬依偎在溫暖的爐灶邊很快的就打起瞌睡，而誤了調整火候，忽冷忽熱很容易造成年糕劇烈的收縮，導致中心部分密度較密而無法熟透。此外，蒸炊時若強烈振動炊具也會引起產品收縮後下陷倒塌。同理烤焙過程必須注意維持溫度的穩定性，並避免振動。
七、出爐後產品側腰收縮凹陷。大致上產品烤熟後出爐即馬上從烤模內倒出或倒扣，即可避免過度收縮的情形。若仍不能解決，則可能是烤焙時間不夠或配方內水分太多造成，應給予適度延長烤焙時間或減少配方內水分。而麵包店從業人員有在產品出爐前再敲一下烤盤讓產品微縮且均勻定型的習慣，筆者認為與其如此動作倒不如延長烤焙時間，讓產品本身糊化後即可完全定型，否則如大型中央工廠的作業方式可能要增加很多人力或改變工作流程了。
烘焙應用篇
烤箱種類及性能的不同，也會造成烘焙時間及溫度的差異，從以往的瓦斯烤箱上下火方式到現在使用較普遍的電氣烤箱，烤箱能源的對流設計不斷改進，加裝風扇增進熱源對流穩定，使烘焙產品的顏色更均勻，也更能節省電力及烘焙時間。
先進的工具讓烘焙變得更容易成功，而增進你的烘焙經驗也同等重要。曾經有多位烘焙從業人員製作整盤戚風卷，從裁紙鋪於烤盤、倒入麵糊、入爐烘烤一切均得心應手，但碰到做較薄的整盤蛋糕底如巧克力屋頂蛋糕，反而老是烤不熟，令人百思莫解，再試一次情況更糟，只見四周熟了，中間卻幹硬如薄餅，究竟其原因想不到究竟是所鋪紙張出了問題。整盤戚風卷的面湖量的2400 公克，而薄餅似的巧克力蛋糕底麵糊量只有1200 公克，但所裁剪的紙張卻是一樣大小，在倒入麵糊後，後者會使四周的紙張留下太多，以至入爐烘烤時，多餘的紙張邊緣立刻捲起遮住四個角落，難怪無法烤熟。
烘焙會面臨各種直接和間接的難題，熟悉學理，充實經驗，加上隨機應變，才能通過"火的焠煉"。
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