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Nella farina, la glutenina e la gliadina sono le proteine chiave. Quando viene aggiunta l'acqua, si fondono nel glutine, conferendo all'impasto la sua elasticità. L'impasto rafforza questi legami e il calore nel forno fa sì che il glutine si solidifichi, formando l'impalcatura che tiene insieme la pagnotta.
Lievitanti come lievito, bicarbonato di sodio e lievito creano la struttura ariosa che amiamo. Il bicarbonato di sodio reagisce con i componenti acidi per emettere CO₂, mentre il lievito in polvere rilascia CO₂ due volte:la prima volta dopo l'idratazione e l'altra alla temperatura di cottura. Il lievito fermenta gli amidi, producendo zuccheri, alcol e CO₂ che sollevano l'impasto.
Ad alte temperature, proteine e zuccheri si riorganizzano, formando molecole complesse a forma di anello che dorano la crosta. Questi prodotti Maillard offrono aromi tostati e saporiti e un sapore più intenso, creando l'esperienza sensoriale che contraddistingue il pane fresco.
La caramellizzazione inizia intorno ai 180°C (356°F). Il calore scompone gli zuccheri, rilasciando acqua che forma vapore e innesca la formazione di composti aromatici come diacetile (caramella al burro), esteri e lattoni (simile al rum), furano (nocciola) e maltolo (tostato).
