Микробиологические и биохимические процессы. В первые минуты выпечки спиртовое брожение внутри теста ускоряется и при 35°С достигает максимума. В дальнейшем брожение затухает и при 50°С прекращается, так как дрожжевые клетки отмирают, а при 60°С приостанавливается жизнедеятельность кислотообразующих бактерий. В результате остаточной деятельности микрофлоры во время выпечки в тесте — хлебе увеличивается содержание спирта, диоксида углерода и кислот, что повышает объем хлеба и улучшает его вкус. Кроме того, в первые минуты выпечки происходит тепловое расширение воздуха и газов внутри теста, что существенно влияет на увеличение объема теста.

Биохимические процессы связаны с изменением состояния крахмала и белков, и при температуре 70 — 80°С они прекращаются. Крахмал при выпечке клейстеризуется и энергично разлагается, причем его гидролиз в ржаном тесте идет интенсивнее, чем в пшеничном. Поэтому в ржаном хлебе содержание водорастворимых веществ (декстринов и Сахаров) значительно выше, чем в пшеничном. Белки при выпечке также расщепляются с образованием промежуточных продуктов. От глубины и интенсивности расщепления крахмала и белков зависят цвет корки пшеничного хлеба, его вкус и аромат. Это связано с тем, что образовавшиеся сахара вступают в окислительно-восстановительное взаимодействие с продуктами разложения белков и получаются темноокрашенные вещества — меланоидины и ароматические соединения. Цвет ржаного хлеба обусловлен в основном содержанием других соединений — меланинов, образующихся в хлебе при участии некоторых аминокислот и ферментов.