kỹ thuật nhào trộn trong công nghệ thực phẩm

 - Tạo nên khối bột nhào có độ đồng nhất, độ dai, độ đàn hồi cao do protein hút nước trương lên tạo thành mạng gluten kết dính các hạt tinh bột với nhau  - Phân phối nước, gia vị và ph

 - Tạo nên khối bột nhào có độ đồng nhất, độ dai, độ đàn hồi cao do protein hút nước trương lên tạo thành mạng

gluten kết dính các hạt tinh bột với nhau

 - Phân phối nước, gia vị và phụ gia đồng đều trong khối bột nhào nhằm tăng chất lượng sản phẩm và tăng giá trị cảm quan

 Bột sau khi trộn phải dẻo, dai

 Bề mặt tơi xốp

 Đạt độ đồng đều, không vón cục lớn

 Không quá khô hoặc quá ướt

 Khi nắm bột trên tay, buông ra bột không bị rời rạc

 Bột có độ dẻo mềm nhưng không dính tay

 Bột có màu vàng, vàng nhạt hay trắng ngà tùy theo mục đích sản xuất

100µm

 Pha thứ nhất của sự trương nở là quá trình tỏa nhiệt và

không kèm theo sự tăng thể tích quá lớn của hạt keo, vì lượng nước liên kết không nhiều, chỉ khoảng 30%

 Áp suất thẩm thấu cho phép nước lọt vào bên trong hạt

keo

 Pha thứ 2 của sự trương nở xảy ra không tỏa nhiệt, làm

tăng thể tích của các hạt keo rất lớn, vì lượng nước liên kết với protit theo cách này là 200%

 Từ hai pha rắn (bột mì + tinh bột) – lỏng ( nguyên phụ liệu ở dạng dung dịch) chuyển thành một pha nhão – bột nhào dạng paste

 Trong khối bột nhào đồng thời với pha lỏng gồm: nước tự do,

protein hòa tan, đường và các chất khác còn có pha khí được tạo nên do sự tích lũy các bọt không khí khi nhào

 Thành phần pha lỏng trong khối bột nhào (%)

 - Protein hút nước tạo trạng thái dẻo, hạt tinh bột trương nở.

 - Những cấu tử rời rạc liên kết với nhau tạo khối đồng nhất, khối lượng riêng, độ nhớt hỗn hợp thay đổi

 Vai trò chính trong việc tạo ra bột nhào là gliadins và glutenins Khi nhào bột mì nếu đủ lượng nước thì gliadins và glutenins sẽ hấp thụ nước và tương tác với nhau và với các thành phần khác trong khối bột nhào tạo ra những sợi chỉ mỏng và màng mỏng

dính các hạt tinh bột thấm nước lại với nhau tạo thành hệ keo

 Các phần phân tử thấp của gluten dễ dàng chịu tác dụng phân tán của nước và một phần peptit hoá kết quả tạo ra áp suất thẩm thấu bên trong gluten, áp suất này làm cho nước khuếch tán vào trong gluten, sự khuếch tán đó có kèm theo sự tăng thể tích

 Tinh bột gồm có hai phần : amylose và amylopectin Amylose có bên trong hạt tinh bột, còn amylopectin ở vỏ ngoài Amylose có trong lượng phân tử thấp (80 000), còn amylopectin có trong

lượng phân tử lớn (115 000)

 Như vậy hạt tinh bột như một mạng thẩm thấu, bên trong có phần phân tử thấp hòa tan, đó là amylose, nó gây ra áp suất thẩm thấu

dư và sự thâm nhập nước vào trong mạng

 Thực nghiệm chỉ rõ ràng sự hydrat hóa tinh bột trong các điều

kiện nhiệt độ khác nhau phụ thuộc vào trạng thái của gluten và tinh bột

 Ở trong khoảng nhiệt độ từ 250C-400C thì sự hydrat hóa xảy ra yếu

do có sự hydrat hóa gluten Sự hydrat hóa tinh bột trong khoảng nhiệt độ nói trên hầu như không thay đổi

 Tiếp tục tăng nhiệt độ nói trên hầu như không thay đổi Tiếp tục tăng nhiệt độ đến 60o thì tăng sự hydrat hóa bột do hydrat hóa tinh bột tăng khá lớn trong khi sự hydrat hóa gluten tiếp tục giảm

 Như vậy sự trương nở của bột ở nhiệt độ thấp (25-400C) phần lớn là nhờ sự trương nở thẩm thấu của gluten còn ở nhiệt độ cao hơn

Ở nhiệt độ thấp 25 – 40 0 C

 Các protit của gluten có trong bột mì khoảng 10 – 20% ở nhiệt độ bột nhào gần 300C chúng hấp thụ một lượng nước không lớn do tác dụng tương hỗ giữa các nhóm háo nước – của protit với nước và khuếch tán một lượng nước lớn vào bên trong protit nhờ sự có mặt của áp suất thẩm thấu dư trong protit

 Tinh bột có trong bột mì khoảng 70% cũng ở nhiệt độ bột nhào nói trên, nó hấp thụ đến 30% nước nhờ hoạt tính của các nhóm háo nước

 Vì tinh bột chiếm một lượng lớn nhất trong bột nên lượng nước liên kết với tinh bột và gluten gần bằng nhau

 Trong thời gian nhào các hạt keo của protit gluten tiếp xúc chặt chẽ với nhau tạo nên một mạng lưới protit hay tạo liên kết với các hạt tinh bột trương nở yếu, ngoài ra trong mạng lưới protit còn có các chất không hòa tan khác

Ở nhiệt độ thấp 25 – 40 0 C

 Sự phân phối nước trong khối bột nhào (%)

Thành phần Hàm lượng nước

liên kết

Sự phân bố nước trong khối bột nhào

 Mạng gluten hình thành trong quá trình nhào trộn

 Mạng gluten hình thành trong quá trình nhào trộn

Ở nhiệt độ cao > 60 o C

 Sự trương nở của bột phần lớn là nhờ sự liên kết thẩm thấu của dung môi với tinh bột

 Công thức trộn bột nhào là bảng qui định liều lượng nguyên liệu chính và phụ, các chỉ số cần thiết như : độ ẩm, độ axit của bột nhào, nhiệt độ và thời gian trộn cùng với các điều kiện

công nghệ khác

 Công thức trộn bột nhào do phòng kĩ thuật thiết lập trên cơ sở các mẫu sản phẩm thử nghiệm và chất lượng của nguyên liệu

 Khi xác định công thức xong phải tính lượng nguyên liệu (bột, muối, nước,…) để đưa vào nhào

 Lượng bột của một lần nhào phụ thuộc vào dung tích thùng chứa bột nhào

 Theo viện nghiên cứu và tư vấn của Nhật (JCI) và UNIDO thì công thức mì ăn liền tính cho 1 gói 85g như sau:

 Dưới tác dụng của các hệ enzyme amylase, protease, lipase sẽ làm thủy phân tinh bột, protein, và lipit thành các phần tử đơn giản hơn

 Hàm lượng và chất lượng gluten của bột có ảnh hưởng lớn đến tính chất bột nhào và chất lượng sản phẩm

 Độ ẩm bột càng thấp thì khả năng hút nước càng cao

Tính chất bột mì Gluten

“mạnh” Gluten “yếu” “trung bình”Gluten

 Bột càng thô khả năng hút nước càng thấp vì diện tích bề mặt riêng của nó bé nên lượng nước liên kết với bột thấp.

 Bột thô có tốc độ trương nở protit chậm hơn bột mịn

 Để thu được bột nhào làm từ bột thô với yêu cầu thích hợp ta cần tăng độ ẩm hoặc giảm lượng đường

 Khả năng hút nước và tỉ lệ lấy bột

Loại bột Tỉ lệ lấy bột Khả năng hút nước

8596

50,054,062,84Bột mì mềm mùa xuân 75

8596

60,2464,066,0Bột mì cứng mùa xuân 75

8596

70,4273,5378,0

 Khả năng hút nước và tỉ lệ lấy bột

 Đường có ảnh hưởng đến tính chất lý học của bột nhào Đường làm cho bột nhào trở nên mềm nhớt

 Đường làm giảm sự trương nở protit, tùy theo nồng độ của

đường mà tốc độ trương nở của protit khác nhau

 Kích thước của tinh thể đường có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

 Aûnh hưởng của lượng đường đến lượng gluten ướt trong bột nhào

Độ mạnh gluten

ướt 0 Lượng gluten ướt saccharose (%)10 20 30 40

39,036,032,328,5

38,135,131,827,8

37,534,031,327,1

35,032,830,025,3

 Aûnh hưởng của lượng đường đến lượng gluten ướt trong bột nhào

Hàm lượng gluten giảm khi tăng lượng đường saccaroza.

051015202530354045

Chất lượng gluten

 Aûnh hưởng của lượng đường đến khả năng hút nước của bột

Khả năng hút nước của bột giảm khi tăng lượng đường saccaroza.

4437

3836

2030

5038

3237

2634

2034

5037

3235

2634

2032

 Qua các công trình nghiên cứu ảnh hưởng của mono và

disaccarit đến các tính chất hút nước của trong bột người ta kết luận rằng disacarit có khả năng khử nước lớn nhất

 Mật tinh bột, đường chuyển hóa và mật ong : làm cho sản

phẩm thêm mềm, tơi và tăng tính háo nước

 Đường chuyển hóa làm cho bánh có màu vàng tươi, vì có sự phân hủy monosaccarit dưới tác dụng của nhiệt độ cao

 Mật tinh bột chỉ dùng với hàm lượng không quá 2%, nếu lớn hơn thì bột nhào sẽ quá nhớt và dính

 Khi tăng lượng chất béo thì bột nhào sẽ tơi, dẻo; nếu giảm thì bột nhào kém dẻo.

 Màng tạo ra trên bề mặt – protit làm chậm sự thấm nước vào bên trong protit

 Chất béo cho vào bột nhào sẽ tạo một màng mỏng có tác

dụng bao trùm và bôi trơn, các hạt bột, do đó đó giữ được

lượng không khí trong bột nhào sản phẩm xốp

 Chất béo làm giảm tính đàn hồi của gluten vì trên bề mặt các misen có hấp phụ một màng mỏng chất béo yếu liên kết

giữa các misen với nhau

 Ảûnh hưởng của chất béo tốt hay xấu đến chất lượng sản phẩm còn tùy thuộc vào độ phân tán của chúng trong bột nhào

 Trong sản phẩm của sữa có chất béo đã nhũ hoá dễ hấp phụ vào khung gluten

 Sữa làm hàm lượng gluten tăng lên vì trong sữa có protit

 Nhưng nếu quá 30% sữa thì chất lượng gluten và độ ẩm của bột nhào giảm xuống

 Lòng trắng trứng là chất tạo bọt rất tốt, nên bột nhào tơi Nếu lượng trứng khá lớn thì không cần dùng đến thuốc nở hóa học,

vì lòng trắng trứng có đủ khả năng làm sản phẩm xốp

 Lecithin trong lòng đỏ có khả năng nhũ hóa chất béo

 Tinh bột làm cho bột nhào dẻo, sản phẩm ướt và tơi tốt

 Trong quá trình gia nhiệt cao, nó tạo ra trên bề mặt sản phẩm chất dextrin, ở trạng thái thiếu nước dextrin làm cho bề mặt sản phẩm bóng

 Giảm hàm lượng gluten và độ ẩm của nó.

 Khi thêm muối ăn vào bột nhào, muối sẽ phân ly thành các ion

 Các ion làm tăng hằng số điện môi của nước

 Làm giảm độ dày và điện tích của lớp ion kép bao quanh các phân tử protein  Các phân tử protein sẽ tiến đến gần nhau hình thành các tương tác ưa nước và kỵ nước  tạo nên những phân tử protein có khối lượng phân tử lớn làm tăng độ chặt của mạng gluten

Thành phần Điện tích (+), mVAmper Điện tích (-), mVAmper

 Nước: Chất lượng và nhiệt độ của nước sẽ ảnh hưởng tới quá

trình nhào

 Nước cứng hay có độ acid cao,

 Nước nhiễm phèn hay nhiễm sắt sẽ đều có tác động đến bột nhào

 Khi xác định tỉ lệ giữa nguyên liệu và nước trong lúc nhào cần tính đến khả năng hút nước của bột, khả năng này thay đổi do nhiều yếu tố khác nhau

công tiếp: dính, tốn năng lương sấy, nướng khô…

 Nhiệt độ ảnh hưởng tới trương nở và tính chất vật lý của bột nhào Giới hạn này đạt nhanh nhất ở 40oC Vì ở nhiệt độ này gluten

trương nở triệt để nhất Để đạt tới nhiệt độ thích hợp cho bột nhào ta cần chú ý hàng loạt yếu tố có ảnh hưởng tới nhiệt độ

 Gồm nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu và nhiệt độ sinh ra do ma sát hay do các phản ứng hoá học, do quá trình hoà tan…

 Trong đó

 Q1:Nhiệt do nguyên liệu đưa vào

 Q2:Nhiệt hoá hợp với nước

 Q3: Nhiệt sinh ra do ma sát

 Q4: nhiệt lượng do phản ứng hóa học xảy ra trong bột nhào

Nhiệt do nguyên liệu đưa vào.

Q1 = P1 t1 C1 + P2 t2 C2 + … + PntnCn

 P1 ,P2 ,…Pn –Trọng lượng của mỗi dạng nguyên liệu, kg

 C1, C2 ,… Cn – Nhiệt dung riêng của nguyên liệu

 t1 , t2 ,… tn – Nhiệt độ của nguyên liệu cho vào máy nhào

Nhiệt sinh ra do quá trình hoá hợp với nước Q2

 Nhiệt lượng hòa tan saccharose là 3,85 Kcal/kg

 Hòa tan muối 1,73 Kcal/kg

 Sự phụ thuộc của nhiệt thủy hóa Kcal/kg bột mì vào độ ẩm

Độ ẩm Nhiệt thủy hóa Độ ẩm Nhiệt thủy hóa

1,72,94,25,6

18,316,012,610,0

8,19,010,011,6

7,65,93,73,2

Nhiệt lượng do ma sát Q3

 Biến cơ năng thành nhiệt năng vì có sự cọ sát của bột nhào vào thành máy và vào các cánh khuấy

 Phụ thuộc vào cấu tạo của thiết bị và cách vận hành thiết bị :

 Hình dạng cánh khuấy

 Khoảng cách giữa cánh khuấy và thành thiết bị

 Tỷ lệ bột trong thiết bị

 Vận tốc khuấy

 Thành phần và kích thước hạt nguyên liệu

 Độ ẩm bột nhào

Cần làm thí nghiệm cho từng thiết bị

để xác định lượng nhiệt này

Nhiệt lượng do phản ứng hóa học Q4

 Nhiệt lượng do trung hòa bicacbonat natri là 118 Kcal/kg

 Nhiệt lượng do trung hòa bicacbonat amoni là 350 Kcal/kg

 Do sự chênh lệch của nhiệt độ bột nhào và môi trường xung quanh

 Q5 đạt tới 22 Kcal/1m2 Khi nhiệt độ chênh lệch giữa nhiệt độ

 Nhào bột nhằm phân bổ đều các thành phần nguyên liệu để thu đựơc khối bột nhào đồng nhất

 Trong thời gian nhào phải tạo điều kiện để các nguyên liệu dạng tinh thể hòa tan hoàn toàn và các quá trình keo xảy ra bình thường đưa đến tạo ra bột nhào có các tính chất lý học nhất định

 Thời gian nhào kết thúc khi khối bột nhào đạt các yêu cầu về sự đồng đều và khả năng tạo mạng gluten

 Nhào càng lâu thì khả năng giữ nước của gluten sẽ giảm, vì protit bị biến tính dưới tác dụng cơ học

Thời gian nhào phụ thuộc chính vào các yếu tố sau

 Loại bột nhào cho sản phẩm gì?

 Hàm lượng gluten trong bột

 Nhiệt độ của hỗn hợp nguyên liệu

 Độ ẩm bột nhào

 Cấu tạo của cánh khuấy

 Cường độ khuấy trộn

Ảnh hưởng của hàm lượng gluten đến tốc độ tạo thành bột nhào

Loại bột % gluten

trong bột Độ ẩm bột nhào % Thời gian nhào, min Nhiệt độ nhào oCBột cao cấp 24,4

29,944,4

23,0624,7225,17

402520

34,032,031,0Bột loại I 20,2

32,241,0

22,7522,7525,6

453030

40,535,037,0

Khi hàm lượng gluten tăng thì thời gian nhào của bột nhào giảm.

 Nếu hàm lượng gluten thấp thì đòi hỏi thời gian nhào nhiều hơn để gluten trương nở hoàn toàn Nếu hàm lượng gluten trung

bình thì thời gian tạo thành bột nhào bé hơn, vì sự trương nở

của gluten đã đủ mức để tạo thành bột nhào

 Độ ẩm bột nhào có ảnh hưởng đến tốc độ tạo thành bột nhào Nếu tăng độ ẩm bột nhào khi các điều kiện khác giống nhau thì thời gian nhào rút ngắn lại

 Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp nguyên liệu cũng có ảnh hưởng đến thời gian nhào (nhiệt độ có ảnh hưởng đến sự trương nở protit của bột)

 Cường độ khuấy trộn: tăng số vòng của các khuấy trong máy