Tổng quan về sử dụng chất tạo nổi trong sản xuất thực phẩm

Mở đầuiv1Tổng quan về chất tạo nổi11.1Khái niệm11.2Phân loại11.2.1Ammonium bicarbonate NH4HCO3 (bột khai)11.2.2Muối nổi (baking soda) và bột nổi (baking powder)32Vai trò của chất tạo nổi trong công nghệ sản xuất một số loại bánh nướng72.1Ảnh hưởng đến cấu trúc bánh72.2Độ cứng và độ đàn hồi103Tên & tính chất, ứng dụng của một số sản phẩm chất tạo nổi sử dụng trong bánh nướng tại thị trường Việt Nam hiện nay.123.1Bột khai123.2Muối nở (baking soda), bột nổi (baking powder)123.2.1Muối nở (Baking soda)123.2.2Bột nổi (Baking powder)133.3Cream of tartar (Potassium bitartrate/potassium hydrogen tartrate)14Kết luận15Tài liệu tham khảo16

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHỤ GIA THỰC PHẨM



TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẠO NỔI TRONG

SẢN XUẤT THỰC PHẨM

GVHD: Th.S Nguyễn Phú Đức

SVTH:NHÓM 14

Lớp: 02DHTP2

Thứ 5, Tiết 1-2

Mở đầu iv

1 Tổng quan về chất tạo nổi 1

1.1 Khái niệm 1

1.2 Phân loại 1

1.2.1 Ammonium bicarbonate NH 4 HCO 3 (bột khai) 1

1.2.2 Muối nổi (baking soda) và bột nổi (baking powder) 3

2 Vai trò của chất tạo nổi trong công nghệ sản xuất một số loại bánh nướng 7

2.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc bánh 7

2.2 Độ cứng và độ đàn hồi 10

3 Tên & tính chất, ứng dụng của một số sản phẩm chất tạo nổi sử dụng trong bánh nướng tại thị trường Việt Nam hiện nay 12

3.1 Bột khai 12

3.2 Muối nở (baking soda), bột nổi (baking powder) 12

3.2.1 Muối nở (Baking soda) 12

3.2.2 Bột nổi (Baking powder) 13

3.3 Cream of tartar (Potassium bitartrate/potassium hydrogen tartrate) 14

Kết luận 15

Tài liệu tham khảo 16

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều sản phẩm sử dụng chất tạo nổi (leavening agents) như bánh nướng, bánh mì, bánh quế, giúp bánh mềm và xốp hơn, làm cho chúng ngon và hấp dẫn hơn

Có nhiều loại chất tạo nổi như muối bicarbonat (baking sodium), natri phosphate Vậy chất tạo nổi là gì, tính chất và vai trò của nó như thế nào, được sử dụng trong thực phẩm ra sao, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về nó

1 Tổng quan về chất tạo nổi

1.1 Khái niệm

Chất tạo nổi là nhóm các hợp chất muối vô cơ thực phẩm, chủ yếu được dùng trong sản phẩm bánh nướng Khi ở điều kiện nhiệt độ cao (trong quá trình nướng), chúng phân hủy tạo thành khí CO2 và NH3, là tác nhân tạo cấu trúc nở, xốp cho bánh nướng Hầu hết chúng còn dư lượng trong sản phẩm cuối làm ảnh hưởng đến pH và thậm chí là hương vị

Lưu ý chung khi sử dụng là chất tạo nổi phải được phải bảo đảm chất tạo nổi và các muối acid phải được phân tán/hòa tan đồng đều vào bột nhào trong mọi trường hợp

1.2 Phân loại

Có nhiều phương pháp tạo nổi cho khối bột nhào, như sử dụng các máy trộn bột chuyên dụng hay sử dụng tác nhân sinh học từ enzyme trong vi sinh vật, nhưng khi xét chất tạo nổi trong lĩnh vực phụ gia thực phẩm, ta chỉ xét đến các tác nhân tạo nổi hóa học

Theo tác nhân hóa học, ta có thể chia chất tạo nổi thành hai nhóm:

 Nhóm phân hủy: bao gồm các chất hóa học có gốc amoni thông qua quá trình

phân hủy bởi nhiệt tạo ra khí CO2 và NH3 Bao gồm muối nổi (baking soda) và bột nổi (baking powder)

 Nhóm trung hòa: hỗn hợp các acid và soda tạo ra khí CO2, các sản phẩm muối đơn giản và nước như amonium bicarbonate NH4HCO3 (bột khai)

1.2.1 Ammonium bicarbonate NH 4 HCO 3 (bột khai)

Bột khai dù là một loại chất tạo nổi đã có từ lâu nhưng thường không có sẵn trong các cửa hàng, mặc dù nó có thể được tìm thấy trong một số nhà thuốc, các công ty cung cấp nguyên liệu làm bánh nướng

(NH4)HCO3 là chất tạo nổi vô cùng hữu ích được sử dụng cho bánh quy trong quá trình phân hủy hoàn toàn với nhiệt độ cao để phá vỡ bột tạo thành khí CO2, NH3 và H2O

Nó dễ dàng hòa tan trong nước tạo môi trường kiềm làm cho bột nhào trở nên mềm nhưng nó sử dụng rất ít nước

Mùi đặc trưng của amoniac chỉ chiếm một phần nhỏ, nó bị mất mùi trong vòng 24 giờ khi hòa tan trong nước ở nhiệt độ bình thường

Khi nướng bánh nó phân hủy nhanh ở 60C

Là một cacbonat nó phản ứng dễ dàng với các chất có tính acid khác nhưng độ kiềm tăng Bột khai tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng Nó là dễ bị vón cục ngay cả khi lưu trữ trong điều kiện khô, do đó, được nó cần được sử dụng càng sớm càng tốt sau khi mở

Vai trò: nó thường được sử dụng để hòa tan hoặc phân tán muối trong nước trước khi thêm vào hỗn hợp

Không giống như một số bột làm bánh khác, bột khai không còn sót lại trong sản phẩm, không mùi, vị, màu sắc cũng không Thời gian phản ứng nhanh và trong khi giải phóng khí (kết quả của các chất hóa học dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm) tạo ra một mùi khai đặc trưng, mùi này biến mất khi nướng xong

Tạo xốp mạnh hơn NaHCO3

Không tạo pH kiềm cho sản phẩm

Ứng dụng hiệu quả trong sản xuất bánh cookie và bánh quy giòn

Cơ chế tạo nổi:

NH4HCO3 t°>40°C NH3 + CO2 + H2O

Hiệu quả sử dụng bột khai tốt nhất khi nó phân tán đều trong bột nhào

Thông thường bột khai được hòa tan vào nước ấm sau đó thêm vào khối bột nhào với các loại nước khác

Lưu ý

 Hòa tan trước trong nước trước khi trộn vào hỗn hợp bột nhào

 Do tính hòa tan rất tốt trong nước, bột khai không được sử dụng trong các sản phẩm có độ ẩm > 5%, do NH3 có thể tồn dư trong sản phẩm gây mùi khó chịu (mùi khai) Đây là lý do người ta không dùng bột khai trong bánh bông lan

1.2.2 Muối nổi (baking soda) và bột nổi (baking powder)

1.2.2.1 Muối nổi (baking soda)

Muối nổi (baking soda) là một thành phần kiềm tự nhiên có nguồn gốc từ một loại khoáng gọi là trona Muối nổi phản ứng với các thành phần tự nhiên có tính axit trong bột (bơ, kem chua, nước ép cam quýt) hoặc bột Nó giải phóng hầu hết khí của nó ngay lập tức khi kết hợp với axit và độ ẩm, và nhiều hơn một chút khi bị nung nóng

Muối này tương đối rẻ và dễ đạt được độ tinh khiết cao và có nhiều kích thước khác nhau Có một số phù hợp để nướng, nhưng những hạt thô không thể hòa tan nhanh trong lúc nhào bột và nướng bánh sẽ tạo đốm màu nâu sẫm trên bề mặt bánh

Với độ ẩm thích hợp, soda sẽ phản ứng với bất cứ thành phần có tính axit để giải phóng khí carbon dioxide, phân hủy tạo các muối natri và nước

Trong trường hợp không có một acidulant (acid thực phẩm) khi làm nóng, các bicarbonate sẽ giải phóng một số lượng khí carbon dioxide, còn lại là natri cacbonat Như bột mì trong bánh bích qui, sodium bicarbonate được sử dụng để điều chỉnh độ pH Việc giải phóng CO2 là nguyên nhân tạo nổi, do vậy nên cho soda vào trước khi đem ủ Trong những trường hợp bột soda phải được phân tán đồng đều thông qua sự pha trộn và soda nên được rây bằng một cái rây mịn trước khi sử dụng để loại bỏ hiện tượng vón cục

Dư thừa sodium bicarbonate sẽ làm cho bánh có phản ứng kiềm tạo nhiều mảnh vụn vàng và làm cho bề mặt bánh thay đổi màu sắc kèm theo mùi vị khó chịu Các giá trị

pH cao, đôi khi vượt quá pH = 8, tạo hương vị thơm ngon Thông thường, trong một vài loại bánh quy, mục đích là tạo ra pH 7,0 ± 0,5 và điều này đạt được khi bằng việc sử dụng một số lượng thích hợp natri bicarbonate

Tạo ra khí CO2 trong quá trình nướng Khả năng tạo khí tốt hơn nếu trong môi trường bột nhào có tính acid (hoặc được bổ sung muối acid như MCP-monocalcium phosphate, ACP-Acid calcium phosphate, SAPP- Sodium acid pyrophosphate )

Ngoài vai trò tạo nổi, bột soda còn có vai trò điều chỉnh pH cho sản phẩm

Cơ chế tạo nổi của soda

 Khi không có tác nhân acid

2 NaHCO3 nhiệt cao Na2CO3 + CO2 + H2O

 Phản ứng trên đòi hỏi nhiệt độ cao hơn 120°C để có thể xảy ra hoàn toàn

 Khi có tác nhân acid

2NaHCO3 H+ Na2CO3 + CO2 + H2O

 Phản ứng xảy ra dễ dàng ở nhiệt độ thấp (50 – 60°C)

 Nhiệt độ càng cao, phản ứng xảy ra càng triệt để

Lưu ý

 Sử dụng quá liều lượng sẽ tạo ra độ kiềm cao, tạo ra màu sắc tối, và có thể tạo vị đắng cho sản phẩm

 Soda có thể phản ứng với tác nhân acid để tạo ra CO2 ngay ở giai đoạn trộn bột

 Lượng CO2 này có thể bị mất ở giai đoạn cán, định hình bột

 Thường sử dụng các muối acid SAPP, MCP do đặc tính tác dụng chậm của chúng với soda để làm tăng hiệu quả tạo nổi

 Lượng muối acid phải đủ để trung hòa hết lượng soda nhằm tối ưu hóa hiệu quả tạo nổi và kiểm soát pH

 Soda thường được cho vào bột mì và trộn với bột nhào trong giai đoạn trộn bột cuối cùng

1.2.2.2 Bột nổi (Baking Powder)

Là dạng premix (hỗn hợp pha sẵn) chứa soda (NaHCO3) với tỷ lệ thích hợp các hợp chất muối acid, các phụ gia khác

Có 3 loại bột nổi, được phân loại theo tốc độ phản ứng tạo nổi: nhanh, trung bình, chậm (phụ thuộc vào loại muối acid và các phụ gia khác)

Sử dụng tiện lợi cho các mục đích phi công nghiệp (chế biến tại nhà, cơ sở nhỏ) Hầu hết bột nở trên thị trường hiện nay là phản ứng đôi, điều này có nghĩa là phản ứng của nó xảy ra trong hai giai đoạn, sử dụng hai loại axit khác nhau Một acid phản ứng rất nhanh và khi kết hợp với một chất lỏng, giúp thông khí Acid thứ hai hoạt động chậm

hơn, và bắt đầu giải phóng carbon dioxide khi đun nóng Hai phản ứng này là một lợi thế

vì nhiều lý do Nó mang lại cho các thợ làm bánh linh hoạt hơn, các hạng mục như nướng bánh quy bột có thể được thực hiện trước, sau đó làm lạnh trước khi được nướng, và vẫn còn có một số hóa chất còn lại thời gian nướng

Lưu ý

 Thường dùng kết hợp NaHCO3 & NH4HCO3 với một tỷ lệ thích hợp

 Sử dụng hỗn hợp trên kết hợp với các muối acid một cách riêng rẽ

1.2.2.3 Các muối acid

Qua các thông tin nêu trên về baking soda và baking powder, ta thấy các tác nhân acid có vai trò quan trọng trong quá trình tạo nổi, nó giúp giải phóng CO2 từ soda và điều khiển quá trình phản ứng này

Mục đích của sự kết hợp của hóa chất là để tạo các bọt khí carbon dioxide trước khi nướng hoặc khi khối bột nhào nóng lên trong lò nướng Những bọt khí hình thành từ trong thực phẩm và tạo thành nhanh chóng khi khí được làm nóng và áp suất hơi nước tăng lên trong thời gian nướng Do đó, điều quan trọng là các bọt khí phải rất nhiều và rất mịn để bánh có kết cấu tốt

Công nghệ này đã được phát triển để sử dụng các hợp chất khác có giá rẻ hơn hoặc chậm phản ứng hơn để các khí carbon dioxide được giải phóng ở suốt quá trình nướng thay vì chỉ trong máy trộn Hầu hết các muối acid phổ biến là các muối phosphate, nhưng chúng có bất lợi là để lại dư lượng phosphate tạo hương vị không mong muốn Tỉ

lệ cân bằng chính xác giữa các acidulant và soda phụ thuộc vào công thức và thường là một vấn đề của một số thử nghiệm và lỗi điều khiển bởi hương vị hoặc đo pH bánh bích quy

Bảng sau cho thấy một danh sách các muối axit phổ biến với số lượng cơ bản cần thiết để trung hòa một phần của sodium bicarbonate và tốc độ tương đối của các phản ứng trong bột vì nó là hỗn hợp và đun nóng trong lò nướng

Muối Acid Công thức hóa học Tốc độ

phản ứng

Tỉ lệ cần thiết trung hòa NaHCO3

1 Monocalcium orthophosphate

monohydrate

“Acid calcium phosphate”

“Mono calcium phosphate”

“ACP”

Ca(H2PO4)2.H2O Nhanh 1.25

2 Potassium bitartrate

“Potassium acid tartrate”

“Cream of tartar”

KHC4H4O6 Trung bình 2.25

3 Sodium acid pyrophosphate

“Puron”

“SAPP”

Na2H2P2O7 Trung bình 1.33

4 Sodium acid

aluminium-phosphate hydrate NaH14Al3(PO4)8.4H2O Chậm 1.00

5 Gluconodeltalactone

ACP được sử dụng là muối acid phổ biến nhất được sử dụng cho bánh quy nhưng

vì những phản ứng chậm hơn của SAPP nên hiện nay ít nhiều đã được thay thế bằng ACP Axit natri nhôm phosphat là muối thường được sử dụng ở Mỹ giúp bột tự nở, bởi vì

nó chống phản ứng với natri bicarbonate khi trộn với bột ở độ ẩm 14%

Gluconodeltalactone (GDL) không phải là một muối acid nhưng khi tan trong nước nó từ từ thay đổi acid gluconic sau đó phản ứng với natri bicarbonate để giải phóng carbon dioxide Nó có lợi thế là không có dư vị Adipic acid có thể hữu ích, mặc dù nó hiếm khi được sử dụng hiện nay, vì nó chỉ hơi hòa tan trong nước lạnh nhưng hòa tan nhiều trong nước nóng

2 Vai trò của chất tạo nổi trong công nghệ sản xuất một số loại bánh nướng 2.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc bánh

Gluten là yếu tố quan trọng, đóng vai trò chính trong việc hình thành cấu trúc cho bánh, nhưng chỉ riêng gluten thì chưa đủ Đúng hơn thì gluten chỉ là điều kiện cần Gluten giúp tạo ra các “lỗ” và “khe” trong bột bánh, và trong các lỗ này đều có hơi khí tạo ra từ các phản ứng có tham gia của chất tạo nổi Khi nướng, các hơi khí này nở phồng

to, đồng thời Gluten gặp nhiệt cao sẽ cứng lại, tạo ra chiếc bánh nở phồng xốp

Có thể cùng một loại bánh nướng nhưng lại có các công thức sử dụng chất tạo nổi khác nhau tùy và công thức đặc trưng của mỗi nhãn hiệu

So sánh các thành phần dinh dưỡng trong bánh nướng bơ

Sodium acid pyrophotphate

Sodium Aluminum Phosphate tăng thành phần natri giảm, lượng canxi không thay đổi Cal-rise giảm 35% natri, lượng canxi đến 10%

So sánh các thành phần dinh dưỡng trong bánh quy

Sodium acid pyrophotphate (SAAP)

SALP/MCP pha trộn tăng canxi đến 6%, giảm 18% natri

Cal-rise giảm 24% natri, tăng canxi đến 10%

So sánh các thành phần dinh dưỡng trong bánh bông lan

Sodium acid pyrophotphate (SAAP)

SALP giảm 21% natri, không tăng canxi

Cal-rise giảm 27% natri, tăng canxi tới 10%

Hình ảnh tương ứng với các công thức bánh bông lan khác nhau

Khi sử dụng các thành phần khác nhau thì việc tạo ra sản phẩm cũng khác nhau

 Nếu dùng chất tạo nổi là SALP và CAL-RISE thì sản phẩm bánh bông lan sẽ nở xốp, mịn và đàn hồi hơn so với các sản phẩm khi sử dụng chất khác vì lượng CO2 sinh ra

đủ cho bánh căng phồng tối đa

 Thậm chí khi sử dụng MCP-M nó còn dẫn đến tình trạng gây nứt gãy cấu trúc của bánh vì lượng CO2 sản sinh ra quá nhiều làm bánh trương phồng quá cỡ và các cấu trúc mạng Guten bị phá hủy

Vì vậy, để nhà sản xuất chọn được chất tạo nổi cho sản phẩm của mình, cần lưu ý đặc tính của loại sản phẩm Điều này sẽ giúp ước lượng được kích thước tối đa mà khối bánh có thể đạt tới Qua đó tránh được tình trạng bánh bị vỡ (do CO2 quá nhiều) hay chưa căng phồng tối đa

2.2 Độ cứng và độ đàn hồi

Mặt khác, mỗi sản phẩm bánh có yêu cầu về độ cứng và độ đàn hồi khác nhau

Các dữ liệu sau đây cho thấy tác dụng mỗi axit tạo nổi có độ cứng và đàn hồi khác nhau

Nói chung là bánh sử dụng SALP là mềm nhất và khả năng đàn hồi tốt nhất.

Bánh MCP là ít mềm và ít đàn hồi nhất

Bánh SAPP nằm giữa các bánh SALP và bánh MCP

SAPP # 4 mặc dù nhẹ nhàng nhất nhưng cũng là mong manh, dễ vỡ nhất

Ví dụ: Bánh AFC

Trong sản phẩm bánh mặn AFC, có sự kết hợp của nhiều loại chất tạo nổi, do mỗi loại chất tạo nổi chỉ được sử dụng ở một ngưỡng cho phép nên không đáp ứng đủ yêu cầu sản xuất: E450i (Na2H2P2O7), E500ii (NahCO3), E53ii (NH4HCO3)

3 Tên & tính chất, ứng dụng của một số sản phẩm chất tạo nổi sử dụng trong bánh nướng tại thị trường Việt Nam hiện nay.

3.1 Bột khai

Có thành phần là NH4HCO3 (Ammonium bicarbonate)

Bột khai chỉ được sử dụng trong các món chiên do nhiệt của dầu, mỡ cao có khả năng làm bốc hơi hầu hết các thành phần của bột khai, tránh được mùi khó ngửi khi ăn và

an toàn với sức khỏe

Được dùng làm chất tạo độ giòn và xốp nở trong quẩy, bánh tiêu, …

3.2 Muối nở (baking soda), bột nổi (baking powder)

3.2.1 Muối nở (Baking soda)

Tính chất

Là tên gọi khác của hợp chất sodium bicarbonate

Thành phần hóa học là NaHCO3

Khi gặp nhiệt độ nóng hay tác dụng với chất có tính acid sẽ giải phóng ra khí CO2

(carbon dioxide hay khí cacbonic)

Có kết cấu hạt nhỏ, mịn và có màu rất trắng

An toàn với con người và thân thiện với môi trường, giá thành rẻ và công dụng đa năng Baking soda cũng rất hiệu quả khi được dùng để chế biến các món thịt hầm hay gân, cơ bắp động vật (do khí cacbonic khi được giải phóng đã ngấm vào và làm mềm các loại thực phẩm)

Ngoài sử dụng trực tiếp cho con người, soda còn được dùng lau chùi dụng cụ nhà bếp, tẩy rửa các khu vực cần vệ sinh nhờ tính năng mài mòn, tác dụng với một số chất (đóng cặn), rắc vào các khu vực xung quanh nhà để chống một số loại côn trùng

Baking soda dùng trong thực phẩm là loại tinh khiết, có thể mua ở hiệu thuốc (tên

là thuốc muối hay natri bicacbonat), nơi bán những dụng cụ làm bánh với những hãng uy tín Không nên mua soda ở nơi cửa hàng hóa chất để sử dụng trong nấu nướng vì không

an toàn (không tinh khiết, chứa nhiều tạp chất) và không rõ nguồn gốc

Ứng dụng

Tạo xốp cho nhiều loại bánh như cookies, muffin, biscuits,…

3.2.2 Bột nổi (Baking powder)

Tính chất

Là chất gây nở, đồng thời cũng là hóa chất

Thành phần của baking powder gồm: ¼ là sodium bicarbonate (soda) là chất tạo bọt, khí và các muối acid (khô): monocalcium phosphate, sodium acid pyrophosphate, sodium aluminum phosphate, sodium aluminum sulfate

Đây là các muối acid chính được dùng để sản xuất baking powder Chúng có thời gian phản ứng khác nhau khi tác dụng với soda nhằm mục đích duy trì quá trình nở trong thời gian làm chín bánh để đạt được kết cấu tốt nhất

Baking powder có chứa cả hai loại acid phản ứng nhanh và phản ứng chậm Trong

đó, loại phản ứng nhanh sẽ nhanh chóng tác dụng với baking soda khi được trộn trong hỗn hợp ướt ở nhiệt độ phòng, còn loại phản ứng chậm sẽ chỉ phát huy tác dụng ở nhiệt

độ cao, từ khoảng 50C trở lên, như trong lò nướng bánh Với việc giúp bánh nở thêm một lần nữa khi ở trong lò, loại bột nở này sẽ đảm bảo tốt hơn chất lượng của chiếc bánh thành phẩm