Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì

Thị trường bột nhào lạnh đông đã phát triển trong những năm gần đây vì nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nướng tiện lợi và chất lượng cao Người tiêu dùng chỉ cần rã đông ủ lên men kết thúc và nướng là có thể thưởng thức đảm bảo tiết kiệm thời gian sức lao động và chi phí thiết bị tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển Tuy nhiên trong quá trình trữ đông cấu trúc bột nhào bị phá vỡ nhiều bởi các tinh thể đá và tỷ lệ nấm men sống sót cũng giảm đáng kể làm giảm độ nở bánh mì Vì vậy việc bổ sung phụ gia để cải thiện những biến đổi trên là rất cần thiết Nghiên cứu nhằm xác định nồng độ tối ưu của các chất cải thiện bao gồm chất nhũ hóa Sorbitan monostearate E491 chất keo Carboxymethyl cellulose CMC enzyme glucose oxidase GOX enzyme lipase khi bổ sung kết hợp với nhau trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông đồng thời khảo sát ảnh hưởng của các chất cải thiện đó đến sự thoái hóa của bánh mì lạnh đông Kết quả nghiên cứu đã tìm ra phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các yếu tố đến mục tiêu như sau Y 332 683 14 2X1 – 14 543X3 – 16 485X12 – 12 14X32 – 15 265X42 – 8 986X2X3 – 15 298X3X4 Bằng phần mềm minitab tìm ra được nồng độ tối ưu của các chất sao cho thể tích bánh mì Y lớn nhất là 0 758 CMC X1 0 924 E491 X2 0 0057 GOX X3 0 0017 Lipase X4 Theo phương trình với điều kiện tối ưu thể tích bánh mì lớn nhất có thể thu được là 340 65ml Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng tốc độ thoái hóa của các mẫu có bổ sung các phụ gia như trên chậm hơn so với mẫu không bổ sung chất phụ gia nhưng sự chênh lệch về tốc độ thoái hóa không quá lớn Tuy nhiên nó vẫn thể hiện sự cải thiện rõ rệt các đặc tính chất lượng của bánh mì nên nhận được sự ưa thích chấp nhận hơn do đó có thời gian bảo quản dài hơn so với mẫu không bổ sung phụ gia

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA NỒNG ĐỘ CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA CẢI THIỆN ĐỘ NỞ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH MÌ LẠNH ĐÔNG VÀ SỰ

TÓM TẮT

Tên đề tài: Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì

Sinh viên thực hiện: Dương Thị Hoài

Số thẻ sinh viên: 107150083 Lớp: 15H2A

Thị trường bột nhào lạnh đông đã phát triển trong những năm gần đây vì nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nướng tiện lợi và chất lượng cao Người tiêu dùng chỉ cần rã đông, ủ lên men kết thúc và nướng là có thể thưởng thức, đảm bảo tiết kiệm thời gian, sức lao động và chi phí thiết bị, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển Tuy nhiên, trong quá trình trữ đông, cấu trúc bột nhào bị phá vỡ nhiều bởi các tinh thể đá và tỷ lệ nấm men sống sót cũng giảm đáng kể làm giảm độ nở bánh mì Vì vậy, việc bổ sung phụ gia để cải thiện những biến đổi trên là rất cần thiết

Nghiên cứu nhằm xác định nồng độ tối ưu của các chất cải thiện bao gồm chất nhũ hóa Sorbitan monostearate (E491), chất keo Carboxymethyl cellulose (CMC), enzyme glucose oxidase (GOX), enzyme lipase khi bổ sung kết hợp với nhau trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông, đồng thời khảo sát ảnh hưởng của các chất cải thiện

đó đến sự thoái hóa của bánh mì lạnh đông

Kết quả nghiên cứu đã tìm ra phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các yếu tố đến mục tiêu như sau:

Y = 332,683 + 14,2X1 – 14,543X3 – 16,485X1 – 12,14X3

– 15,265X4 – 8,986X2X3 – 15,298X3X4

Bằng phần mềm minitab, tìm ra được nồng độ tối ưu của các chất sao cho thể tích bánh mì (Y) lớn nhất là 0,758% CMC(X1); 0,924% E491(X2); 0,0057% GOX(X3); 0,0017% Lipase(X4) Theo phương trình với điều kiện tối ưu, thể tích bánh mì lớn nhất

có thể thu được là 340,65ml

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng tốc độ thoái hóa của các mẫu có bổ sung các phụ gia như trên chậm hơn so với mẫu không bổ sung chất phụ gia, nhưng sự chênh lệch về tốc độ thoái hóa không quá lớn Tuy nhiên nó vẫn thể hiện sự cải thiện rõ rệt các đặc tính chất lượng của bánh mì nên nhận được sự ưa thích, chấp nhận hơn do đó có thời gian bảo quản dài hơn so với mẫu không bổ sung phụ gia

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Dương Thị Hoài Số thẻ sinh viên: 107150083

Lớp: 15H2A Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm

1 Tên đề tài:Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các chất phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì

2 Đề tài thuộc diện: Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quá thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Tự chọn

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

Chương 1: TỔNG QUAN

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): Không

6 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật

LỜI NÓI ĐẦU

Sau một thời gian nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các phụ

gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh

mì.”, được sự hướng dẫn tận tình của thầy Đặng Minh Nhật, cùng với sự giúp đỡ của cô

Hoàng Thị Thu, các thầy cô bộ môn và các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm, em

đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Trước hết cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất đến thầy

Đặng Minh Nhật, thầy đã giúp đỡ em từ việc chọn đề tài cho đến khi hoàn thành đồ án

tốt nghiệp của mình Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy đã luôn định hướng,

góp ý và sửa chữa những chỗ sai, để từ đó giúp em nắm bắt kĩ lưỡng, chi tiết hơn về nội

dung, cũng như các vấn đề liên quan đến đồ án, và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất

Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cô Hoàng Thị Thu, cô đã hướng

dẫn, hỗ trợ và động viên em, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt

nghiệp Nhờ cô mà em được tiếp xúc với môi trường thực hành cùng những trang thiết

bị hiện đại tại trường Cao Đẳng Lương Thực Thực Phẩm Cô luôn nhắc nhở và góp ý

đúng lúc giúp em tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm cho bản thân mình

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm,

các thầy cô ở phòng thí nghiệm và tất cả bạn bè, người thân đã giúp đỡ, tạo mọi điều

kiện thuận lợi, khích lệ và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp

của mình

Cuối cùng cho em xin được cảm ơn các thầy cô trong hội đồng bảo vệ tốt nghiệp

đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của em

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 11 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Dương Thị Hoài

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp này là kết quả của tôi dựa trên sự nghiên cứu, tìm hiểu từ các số liệu thực tế và được thực hiện theo đúng sự chỉ dẫn, định hướng của giáo viên huớng dẫn Mọi tài liệu, thông tin sử dụng trong đồ án đều đuợc trích dẫn đúng từ các nguồn tài liệu nằm trong danh mục tài liệu tham khảo

Người cam đoan

Ký tên

Dương Thị Hoài

MỤC LỤC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

Lời nói đầu i

Cam đoan ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng, hình ảnh v

Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt vii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH MÌ 4

1.1 Tổng quan về nguyên liệu trong công nghệ sản xuất và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng bánh mì 4

1.1.1 Bột mì 4

1.1.2 Nấm men 9

1.1.3 Nước 10

1.1.4 Muối 11

1.1.5 Đường 11

1.1.6 Shortening 11

1.1.7 Trehalose 12

1.2 Công nghệ sản xuất bánh mì 13

1.2.1 Sơ đồ công nghệ 13

1.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 13

1.3 Ảnh hưởng của quá trình lạnh đông đến bột nhào 18

1.3.1 Độ mạnh của bột nhào 18

1.3.2 Cấu trúc của bột nhào 18

1.3.3 Sự sống sót và khả năng sinh khí của nấm men 18

1.3.4 Chất lượng bánh mì sau khi nướng 19

1.3.5 Chất lượng bánh mì khi bảo quản 19

1.4 Các phụ gia cải thiện độ nở của bánh mì 20

1.4.1 Chất nhũ hóa Sorbitan monostearate (E491) 20

1.4.2 Chất keo Carboxymethyl cellulose (CMC) 21

1.4.3 Emzyme lipase 21

1.4.4 Enzyme glucose oxydase (GOX) 22

1.5 Tình hình nghiên cứu 22

1.5.1 Tình hình nghiên cứu nước ngoài 22

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 23

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng, phạm vi, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 24

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 24

2.1.3 Hóa chất sử dụng 24

2.1.4 Thiết bị nghiên cứu 24

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp tối ưu hóa nồng độ của các phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông 24

2.2.2 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của các phụ gia cải thiện độ nở đến sự thoái hóa của bánh mì lạnh đông 27

2.3 Bố trí thí nghiệm 30

2.3.1 Mô tả thí nghiệm 32

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 34

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Tối ưu hóa nồng độ các phụ gia cải thiện độ nở cho bánh mì làm từ bột nhào sau 1 tháng trữ đông 35

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các chất cải thiện độ nở đến sự thoái hóa bánh mì làm từ bột nhào lạnh đông 41

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

4.1 Kết luận 48

4.2 Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC I

PHỤ LỤC II

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của các loại bột mì 5

Bảng 1.2 Một số tiêu chuẩn đánh giá chất lượng bột mì 9

Bảng 2.1 Khoảng biến thiên các yếu tố thực nghiệm 26

Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm 26

Bảng 2.3 Các nguyên liệu chuẩn bị 32

Bảng 2.4 Nồng độ và khối lượng các chất phụ gia bổ sung 32

Bảng 3.1 Thể tích của bánh mì làm từ bột nhào sau 1 tháng trữ đông có sử dụng chất cải thiện qua các thí nghiệm 35

Bảng 3.2 Giá trị các hệ số b trong phương trình hồi quy, kiểm định T và xác suất p tương ứng 36

Bảng 3.3 Giá trị tối ưu của các yếu tố 41

Bảng 3.4 Sự thoái hóa về thể tích (ml) của các mẫu bánh mì theo thời gian 42

Bảng 3.5 Sự thoái hóa về độ xốp của các mẫu bánh mì theo thời gian 43

Bảng 3.6 Sự thoái hóa về độ ẩm (%) của các mẫu bánh mì theo thời gian 44

Bảng 3.7 Kết quả phân tích cảm quan bánh mì sau 0 ngày bảo quản 45

Bảng 3.8 Kết quả phân tích cảm quan bánh mì sau 1 ngày bảo quản 46

Bảng 3.9 Kết quả phân tích cảm quan bánh mì sau 2 ngày bảo quản 46

Bảng 3.10 Kết quả phân tích cảm quan bánh mì sau 3 ngày bảo quản 46

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Ảnh minh họa lúa mì và bột mì 4

Hình 3.1 Biểu đồ đường mức (contour plot) và biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ CMC(X1) và E491(X2) đến thể tích bánh mì(Y) 37

Hình 3.2 Biểu đồ đường mức (contour plot) và biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ CMC(X1) và GOX(X3) đến thể tích bánh mì(Y) 38

Hình 3.3 Biểu đồ đường mức (contour plot) và biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ CMC(X1) và LP(X4) đến thể tích bánh mì(Y) 38

Hình 3.4 Biểu đồ đường mức (contour plot) và biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ E491(X2) và GOX(X3) đến thể tích bánh mì(Y) 39

Hình 3.5 Biểu đồ đường mức (contour plot) và biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ E491(X2) và LP(X4) đến thể tích bánh mì(Y) 39

Hình 3.6 Biểu đồ đường mức (contour plot) và biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh

hưởng của nồng độ GOX(X3) và LP(X4) đến thể tích bánh mì(Y) 40

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn các điểm tối ưu của các yếu tố 40

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thoái hóa về thể tích của các mẫu bánh mì theo thời gian 42

Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn sự thoái hóa về độ xốp của các mẫu bánh mì theo thời gian 43

Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự thoái hóa về độ ẩm của các mẫu bánh mì theo thời gian 44

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

GOX: Glucose oxidase

MỞ ĐẦU

1 Mục đích thực hiện đề tài

Bánh mì là một trong những sản phẩm thực phẩm được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới, Khoảng 50% dân số trên thế giới dùng bánh mì làm nguồn lương thực chính, trung bình mỗi người tiêu thụ 150-500g bánh mì/ml mỗi ngày

Tuy nhiên, các sản phẩm bánh mì tươi có thời hạn sử dụng tương đối ngắn kể từ khi lưu trữ, một số thay đổi về mặt vật lý và hóa học xảy ra, một quá trình được gọi là hóa cũ Sự tổn thất tính tươi mới xảy ra song song với sự gia tăng độ cứng của lớp vỏ

và giảm mùi hương thơm, dẫn đến mất sự chấp nhận của người tiêu dùng Những vấn

đề bảo quản này, cùng với các quy trình phức tạp liên quan đến chế biến bánh mì thông thường và nhu cầu thị trường ngày càng tăng, đã dẫn đến việc tìm kiếm liên tục các phương pháp hiệu quả để sản xuất các sản phẩm bánh cao cấp, rút ngắn thời gian sản xuất, trong khi ngăn chặn những thay đổi không mong muốn và kéo dài thời hạn sử dụng Vì vậy phương pháp sản xuất bánh mì mới từ bột nhào bảo quản lạnh đông ra đời Những sản phẩm này không yêu cầu nhân công chuyên nghiệp, mọi người có thể làm bánh mì ngay tại nhà mà không cần bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào về không gian và thiết bị sản xuất, các tiệm bánh có thể làm bánh mì vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày

Chất lượng bánh mì được làm từ bột nhào đông lạnh bị ảnh hưởng bởi công thức bột nhào, cũng như các thông số quá trình như thời gian trộn bột, tốc độ cấp đông, thời gian lưu trữ và tốc độ làm rã băng Việc đưa những chất phụ gia vào công thức bánh mì

có thể khắc phục những vấn đề liên quan đến bột nhào đông lạnh này Từ những nghiên cứu đơn lẻ trước chúng tôi đã tìm ra các chất phụ gia cải thiện độ nở cùng với nồng độ của chúng để đạt được thể tích bánh mì lớn là chất nhũ hóa Sorbitan monostearate (E491) 0,75%, chất keo Carboxymethyl cellulose (CMC)0,75%, enzyme glucose oxidase (GOX) 0,01%, enzyme lipase 0,0015% Tuy nhiên khi bổ sung kết hợp các phụ gia trên với nhau thì ảnh hưởng của chúng như thế nào và nồng độ tối ưu là bao nhiêu?

Mục đích của nghiên cứu này chính là tối ưu hóa nồng độ của chất nhũ hóa E491, chất keo CMC, enzyme GOX, enzyme lipase khi bổ sung kết hợp với nhau để đạt độ nở bánh mì lớn nhất, đồng thời nghiên cứu sự ảnh hưởng của các phụ gia nói trên khi kết hợp chúng với nhau đến sự thoái hóa của bánh mì lạnh đông

2 Mục tiêu đề tài

❖ Tìm ra nồng độ tối ưu của các chất phụ gia cải thiện độ nở bao gồm chất nhũ hóa E491, chất keo CMC, enzyme GOX, enzyme lipase trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông

❖ Khảo sát ảnh hưởng của các chất phụ gia nói trên đến sự thoái hóa bánh mì thành phẩm.

3 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm - Khoa Hóa, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng và phòng thí nghiệm Trung tâm chuyển

giao công nghệ và Nghiên cứu khoa học, Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm

4 Đối tượng nghiên cứu

Bột mì Non Nước do công ty TNHH Interflour Việt Nam sản xuất; Chất nhũ hóa E491, Chất keo CMC, Enzym GOX, Enzyme Lipase mua từ các công ty, nhà máy sản xuất thực phẩm trong nước

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc 2 tâm xoay, với 4 yếu tố ảnh hưởng của Box-Hunter, phương pháp đo chỉ tiêu bánh mì, phương pháp phân tích cảm quan và các phần mềm xử lý số liệu như Excel, Minitab

6 Nội dung bài báo cáo

Gồm 4 chương:

❖ Chương 1: Tổng quan

✓ Tổng quan về bột mì (giới thiệu chung, thành phần hóa học)

✓ Tổng quan về công nghệ sản xuất bánh mì (sơ đồ công nghệ, thuyết minh quy trình)

✓ Ảnh hưởng của quá trình lạnh đông đến bột nhào (độ mạnh của bột nhào, cấu trúc bột nhào, sự sống sót và sinh khí của nấm men, chất lượng bánh mì sau nướng, chất lượng bánh mì khi bảo quản)

✓ Các chất phụ gia cải thiện độ nở (chất nhũ hóa E491, chất keo CMC, enzyme GOX, enzyme Lipase)

✓ Tình hình nghiên cứu về bánh mì lạnh đông trong nước và ngoài nước

❖ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

✓ Đối tượng nghiên cứu

✓ Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

✓ Phương pháp nghiên cứu (bố trí thí nghiệm; phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc 2 tâm xoay, với 4 yếu tố ảnh hưởng của Box-Hunter, phương pháp đo chỉ tiêu bánh mì; phương pháp đánh giá cảm quan)

❖ Chương 3: Kết quả và thảo luận

✓ Kết quả thí nghiệm

✓ Nhận xét, giải thích và kết luận

❖ Chương 4: Kết luận và kiến nghị

✓ Kết luận về kết quả nghiên cứu

✓ Đề xuất hướng nghiên cứu mới

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT BÁNH MÌ

1.1 Tổng quan về nguyên liệu trong công nghệ sản xuất và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng bánh mì

1.1.1 Bột mì

Bột mì là nguyên liệu chính để sản xấu bánh mì, được chế biến từ hạt lúm mì

Hình 1.1 Ảnh minh họa lúa mì và bột mì [1]

mì cứng chứa nhiều protein hơn và thường được gọi là breadflour hoặc là bột mì số 11, loại bột này được sử dụng để nướng các loại bánh cứng và dẻo Bột mì mềm có hàm lượng protein ít hơn, thường được gọi là cake flour/pastry flour hay là bột mì số 8 + Để phân biệt bột mì người ta chủ yếu dựa vào hàm lượng gluten có trong bột mì

- Bột mì thường: hay còn gọi là bột mì đa dụng

Đây là loại bột mì phổ biến nhất và thường được sử dụng nhiều khi làm bánh ngọt tại gia đình Loại bột này không chứa bột nổi Loại bột này có ứng dụng rộng rãi trong nhiều công thức bánh ngọt để tạo sự tiện lợi cho người làm bánh

- Cake flour: Loại bột này có hàm lượng gluten rất thấp, bột rất nhẹ và mịn, màu trắng tinh Cake flour được sử dụng để làm các loại bánh có kết cấu bông xốp, mềm nhẹ

- Bread flour: Loại bột có hàm lượng gluten cao dùng để làm bánh mì Gluten sẽ tương tác với men nở để phát triển tạo nên kết cấu dai và chắc cho bánh mì

- Self- rising flour: Loại bột đã trộn sẵn baking powder (bột nổi) và đôi khi cả muối Bột này có ưu điểm là baking powder được trộn rất đều với bột mì, tuy nhiên ứng dụng của nó lại hạn chế hơn vì 2 lí do: một là mỗi loại bánh khác nhau có yêu cầu lượng baking powder khác nhau, hai là baking powder sẽ giảm tác dụng theo thời gian, vì thế

có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng bánh

- Pastry flour: Loại bột có hàm lượng gluten thấp, nhưng cao hơn cake flour Bột

có màu trắng kem

Ngoài những cách phân loại trên, ở Việt Nam còn có cách phân loại theo đánh số Cách phân loại này dựa vào hàm lượng % protein có trong bột mì Bột mì số 8 (tương đương có 8 gram protein/ 100 gram) , số 11 (11gram protein/ 100g bột mì) [2]

Đường chung Xenlulozo Tro Thượng

là gliadin và glutenin Tỷ lệ gliadin và glutenin trong bột mì là tương đương nhau Chính hai nhóm này khi nhào với nước tạo thành mạng phân bố đều trong khối bột nhào Mạng này vừa dai vừa đàn hồi, có tác dụng giữ khí khi khối bột nhào nở và được gọi là gluten Gluten thu được sau khi rửa bột nhào được gọi là gluten ướt Hàm lượng gluten ướt trong bột mì khoảng 15-35% tùy thuộc vào hàm lượng protein của bột Trong gluten ướt

có chứa 60-70% nước Protein khi kết hợp với nước bằng cách trộn đều hay nhào, sẽ hình thành gluten, một mạng lưới gồm nhiều sợi đan lại với nhau, tạo nên cấu trúc bánh Khung gluten này hình thành được là do các cầu nối disulfua được hình thành trong quá trình nhào trộn Chất lượng gluten được đánh giá bằng các chỉ số vật lí như: màu sắc,

độ đàn hồi, độ dai và độ dãn Bột có gluten chất lượng cao thì đàn hồi tốt, độ dai cao và

độ dãn trung bình, bánh sẽ nở và ngon Trường hợp gluten yếu nghĩa là độ giãn lớn, độ dai thấp, ít đàn hồi thì bột nhào dính, bánh ít nở và bị bè ra

Để tăng chất lượng gluten khi nhào bột có thể bổ sung các chất oxy hóa như: acid ascorbic, kali bromate, peoxid…, ngược lại những chất khử sẽ làm giảm chất lượng gluten

+ Gluxid:

Gluxid ảnh hưởng tới chất lượng của bánh Đường cần thiết cho quá trình lên men

ở giai đoạn đầu khi mà bản thân amilase của nấm men chưa kịp thủy phân tinh bột thành đường maltose

Gluxid trong bột mì gồm có tinh bột, dextrin, xenluloza, hemixenluloza, gluxid keo, các loại đường Tinh bột là gluxid quan trọng nhất của bột, trong bột các hạng cao

có chứa đến 80% Tinh bột của các loại bột khác nhau thì không giống nhau về hình dạng, kích thước, khả năng trương nở và hồ hóa Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột

có ảnh hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào Hạt tinh bột nhỏ và hạt tinh bột lớn sẽ bị đường hóa nhanh hơn trong quá trình sản xuất bánh mì Trong các hạt tinh bột, ngoài tinh bột ra còn có một lượng rất nhỏ acid photphoric, acid silisic, acid béo và các chất khác

Tinh bột khi nướng bánh bị hồ hóa một phần và hút nước, lượng nước này do protein bị biến tính ở nhiệt độ cao sinh ra, vì vậy ruột bánh khô và đàn hồi

Dextrin và pentozan có ảnh hưởng xấu tới chất lượng bánh vì dextrin không hút nước nên nếu nhiều dextrin ruột bánh ướt và ít đàn hồi, còn pentozan dễ keo hóa làm tăng độ nhớt và độ dính của bột nhào

Cellulose và hemicellose cơ thể người không tiêu hóa được nên trong bột càng ít càng tốt, hàm lượng hai chất này trong bột mì hảo hạng và loại I ít hơn trong loại II và loại thô Đường trong bột có chứa một hàm lượng không lớn lắm Trong bột có chứa 0,1-0,25% glucoza và fructoza và gần 0,1-0,5% mantoza Hàm lượng saccharose trong

bột vào khoảng 0,2-0,6% Hàm lượng chung các loại đường phụ thuộc vào hạng bột và chất lượng hạt Đường trong bột có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh, đường được sinh ra trong thời gian 1,5-2 giờ đầu tiên của quá trình lên men Hàm lượng đường chung trong bột mì trắng vào khoảng 1,8-4%

+ Các enzyme:

Đặc biệt là enzyme protease và amylase Trong quá trình sản xuất bánh mì protease có ý nghĩa quan trọng Protease phân giải cấu trúc bậc 3 của phân tử protit, làm cho gluten bị vụn nát dẫn đến tính chất vật lí của gluten xấu đi và làm giảm khả năng liên kết với nước Do đó ảnh hưởng xấu đến tính chất bột nhào Các chất khử có tác dụng tăng cường hoạt động của protease còn các chất oxy hóa và muối ăn có tác dụng kìm hãm hoạt động của protease Chất oxy hóa sẽ chuyển liên kết (-SH) thành liên kết (-S-S), còn chất khử có tác dụng ngược lại làm giảm mối liên kết (-S-S)

Enzym thủy phân tinh bột là ∝-và β- amylase Amilaza thủy phân tinh bột giúp cho bột nhào lên men nhanh và tăng chất lượng bánh vì lượng đường trong bánh không

đủ cho quá trình lên men Trong điều kiện thích hợp có thể thủy phân đến 95% tinh bột

Ý nghĩa trong sản xuất bánh mì của hai loại amylase này rất khác nhau Tác dụng đường hóa của β – amilaza xúc tiến sự lên men bột nhào và làm chất lượng sản phẩm tốt hơn,

vì nó phân hủy tinh bột thành maltoza, còn ∝ amylase phân hủy tinh bột thành dextrin,

mà dextrin liên kết với nước kém nên làm cho ruột bánh bị ướt, do đó làm giảm chất lượng của bánh Trạng thái hệ protein-proteaza đặc trưng cho độ mạnh hay khả năng giữ khí của bột còn trạng thái hệ gluxit-amilaza đặc trưng cho khả năng sinh đường và tạo khí CO2 Bột mì sản xuất từ hạt đã nảy mầm lại có chất lượng thấp đối với công nghệ sản xuất bánh mì Vì bột nảy mầm có hàm lượng glutation cao hơn, trong thành phần tripeptit glutation có sistein và acid amin chứa nhóm (-SH) có tác dụng tăng hoạt độ thủy phân protein [3]

+ Các vitamin:

Bột mì cung cấp các vitamin như B1, B2 Trong thực tế hàm lượng các vitamin trong bánh mì thấp hơn so với bột mì (các vitamin bị tổn thất trong quá trình lên men,

nướng…)

Ngoài ra trong bột mì còn có các fecmen khác cũng có ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì như lipaza, lipoxydaza Lipaza có tác dụng làm tăng độ axit của bôt mì Lipoxidaza có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của gluten và tính chất vật lí của bột nhào [2]

❖ Tính chất của bột lúa mì

+ Khả năng tạo khí: thể hiện ở lượng khí CO2 do bột bạt thải ra Khả năng tạo khí của bột còn phụ thuộc vào hàm lượng đường của bột, hoạt tính của enzyme amylase và tinh bột

+ Khả năng giữ khí: thể hiện ở lượng khí trong bột đạt được sản xuất từ loại bột

đó và lượng CO2 thải ra trong quá trình ủ bột Khả năng giữ khí của bột còn phụ thuộc vào tính chất vào tính chất lí hóa của bột hạt, phụ thuộc vào số lượng, chất lượng gluten + Khả năng hút nước: là lượng nước có thể hấp thụ tính theo phần trăm trong bột bạt Khả năng này phụ thuộc vào tính hút nước của protein và độ mịn của bột Bột càng mịn thì khả năng giữ nước càng thấp

+ Độ thô: bột càng mịn thì quá trình lên men phân hủy tinh bột và protein càng dễ dàng, do đó khả năng tạo khí cao hơn khả năng giữ khí

+ Bột có sức nở tốt: Nếu bột tốt thì độ đàn hồi của gluten tốt, bánh nở đều, xốp và giữ được tính chất hóa lí lâu dài Bột tốt còn có khả năng tạo hình và hút nước cao Nếu bột kém thì tính chất của gluten không bền, dễ bị phân hủy, hoạt tính protease mạnh, dùng loại bột kém đó để nhào bột thì dễ bị chảy xệ xuống, nghĩa là khả năng tạo hình, tạo khí và hút nước kém

+ Màu sắc và khả năng sẫm màu của bột: thể hiện ở ruột bánh, hiện tượng đó là do lượng acid amin tyrodin bị tách ra tyrodinaza tạo thành màu nâu sẫm của chất melanin, mặc dù bột vốn có màu trắng gọi là hiện tượng chuyển màu [4]

❖ Đánh giá chất lượng bột mì:

Chất lượng bột mì được đánh giá theo tiêu chuẩn nhà nước (TCVN 4359:2008)

Bảng 1.2 Một số tiêu chuẩn đánh giá chất lượng bột mì [5]

1 Màu sắc Trắng ngà hay trắng đặc trưng của bột mì tự nhiên

2 Mùi Mùi tự nhiên của bột mì, không có mùi lạ

4 Tạp chất vô cơ Không có sạn

Nấm men là loại nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất bánh mì Nấm men

dùng sản xuất bánh mì thuộc loại nấm men lên men rượu, thuộc họ Saccaromyces cerevisiae [6]

Trong bột nhào, nấm men phát triển ở điều kiện yếm khí gây ra quá trình lên men rượu của đường theo sơ đồ sau:

C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH + Q

Nấm men có 3 chức năng trong hệ thống bột nhào: sinh khí CO2 làm nở bột nhào

và nguyên nhân làm cho ruột bánh có cấu tạo xốp, tác động cấu trúc mạng gluten giúp phát triển khối bột nhào, cung cấp chất tạo hương và vị là những sản phẩm phụ của quá trình lên men

Lượng nấm men sử dụng chiếm khoảng 3% so với khối lượng bột Liều lượng sử dụng nấm men có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh khí Hơn nữa, liều lượng sử dụng nấm men còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian lên men Thời gian lên men càng dài thì liều lượng nấm men sử dụng càng thấp Khi nhiệt độ tăng, tốc độ sinh khí sẽ tăng theo cho đến khi nhiệt độ đạt 40oC Trên 40°C, nấm men sẽ chết dần vì nhiệt cao Vấn đề chính yếu của bột nhào lạnh đông là sự thực hiện của các tế bào nấm men

Vì vậy cần sử dụng liều lượng nấm men cao từ 4-6% so với trọng lượng bột để bù đắp lại những tổn thất của nấm men sống trong suốt quá trình làm lạnh đông, bảo quản lạnh đông và rã đông Với liều lượng nấm men cao hơn (6-8%) sẽ gây ảnh hưởng xấu đế mùi

vị của sản phẩm bánh nướng từ bột nhào lạnh đông [7]

❖ Phân loại nấm men dùng trong sản xuất bánh mì

Theo đặc tính sử dụng:

+ Men lạt: men dùng cho sản xuất bánh mì lạt (hàm lượng đường thấp) Những chủng men này chỉ sống và phát triển trong môi trường có nồng độ đường thấp (nhỏ hơn 20%)

+ Men ngọt: men dùng cho sản xuất bánh mì ngọt (hàm lượng đường cao)

Những chủng men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường cao (cao hơn 20%)

Theo dạng thu nhận:

+Dạng nấm men lỏng: Nấm men lỏng có ưu điểm là dễ sử dụng và hoạt lực làm

nở bánh cao Tuy nhiên, nấm men lỏng cũng có nhược điểm rất lớn là khó bảo quản, thời gian sử dụng chỉ nằm trong khoảng 24h sau khi sản xuất Vì thế, việc sử dụng và sản xuất thường được tổ chức như một phân xưởng riêng trong cơ sở sản xuất bánh mì mang tính chất tự cung tự cấp mà không mang tính thương phẩm bán trên thị trường Nấm men lỏng thu được sau khi lên men hiếu khí kết thúc Người ta thu nhận dịch lên men có chứa sinh khối nấm men đang phát triển này để sản xuất bánh mì

+ Dạng nấm men nhão (dạng paste)

Là khối nấm men thu được sau khi ly tâm nấm men lỏng Nấm men paste thường

có hoạt lực làm nở bánh kém hơn nấm men lỏng do quá trình ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều tế bào nấm men bị chết Nếu bảo quản 4-7°C thì sử dụng khoảng 10 ngày Như vậy, kéo dài thời gian sử dụng và thuận lợi trong vận chuyển

+ Dạng nấm men khô

Nấm men khô được sản xuất từ nấm men paste Sấy nấm men paste ở nhiệt độ

<40°C hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa Nấm men khô thường có lực nở không cao nhưng có ưu điểm rất lớn là thời gian sử dụng rất lâu và dễ dàng vận chuyển

1.1.3 Nước

Nước kết hợp bột mì và các nguyên liệu khác tạo thành khối bột nhào, hòa tan các thành phần muối, đường, protein…ngoài ra, nước còn làm chặt mạng gluten do sự hiện

diện của một số muối khoáng trong nước [7]

Nước dùng trộn với bột nhào là nước uống thông thường, không màu trong suốt, không chứa H2S, NH3 hoặc acid chứa nitơ, không chứa vi sinh vật gây bệnh, đạt chuẩn

về độ sạch theo TCVN

Độ cứng của nước có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất thực phẩm, muối trong nước cứng làm cho gluten chặt lại nhưng gây vị không ngon Lượng nước cứng quy định không quá 7-9mg đương lượng trong 1 lít [2]

Bột mì có chứa khoảng 40% lượng nước Trong quá trình làm bánh mì, độ đặc phụ thuộc vào lượng nước sử dụng Lượng nước cần thiết phụ thuộc vào chất lượng bột và loại bánh mì Nước cần thiết cho quá trình tạo thành mạng gluten và cho độ đặc của bột

Nó cũng là dung môi hoặc môi trường cho các chất như đường và enzyme cho quá trình lên men Nước cần thiết cho quá trình tạo hình và hồ hóa tinh bột, giúp cho việc tiêu hóa

dễ dàng Hàm lượng nước có ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ lên men Ngoài ra, lượng nước có mặt sẽ ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của sản phẩm cuối cùng và nó được sử dụng một cách có hiệu quả trong nhiều loại sản phẩm [8]

1.1.4 Muối

Trung bình, lượng muối sử dụng khoảng 1,5-2% so với trọng lượng bột Chức năng chính của muối trong các sản phẩm bánh nướng lên men là tạo hương vị Muối còn có một số chức năng kỹ thuật, chẳng hạn như để tăng độ ổn định, độ cứng và khả năng giữ khí lên men của bột nhào Muối có ảnh hưởng đặc biệt lên quá trình lên men: nồng độ muối càng cao, tốc độ lên men càng giảm Đây là chức năng quan trọng của muối trong quá trình làm bánh mì Nếu bột nhào không có muối, nấm men sẽ lên men vượt mức dẫn tới quá nhiều khí sinh ra, bột nhào chua và cấu trúc xấu Muối ngăn cản và kiểm soát tốc độ lên men bằng cách làm giảm tốc độ sinh khí Do nó làm tăng áp suất thẩm thấu và hoạt động của các ion Na+ và Cl- ở các màng của tế bào nấm men Ngoải ra,

muối còn có tác động làm mạnh mạng lưới gluten trong quá trình lên men [2]

1.1.5 Đường

Cho đường vào bột nhào thì bánh có vị ngon hơn, độ calo tăng thêm Đường cũng

có ảnh hưởng đến màu sắc của vỏ bánh, trong quá trình nướng bánh, ở nhiệt độ cao đường bị phân hủy thành các chất có màu xám, do đó tùy theo nhiệt độ và thời gian nướng mà bánh có màu vàng nâu hoặc xám đen

Ngoài ra, đường còn ảnh hưởng đến độ dai của bột nhào và quá trình lên men của bột nhào Đường làm cho bột nhào bị chảy và giảm lượng nước liên kết trong bột nhào Nếu cho một lượng đường nhỏ vào bột nhào thì tốc độ của quá trình lên men sẽ tăng lên

và nếu cho quá nhiều đường thì quá trình lên men và ủ bột nhào bị ức chế [2] Đường là nguồn năng lượng chủ yếu mà nấm men sử dụng để chuyển thành cacbon dioxit trong quá trình lên men Lượng đường trung bình từ 3%-6% dựa trên khối lượng bột mì Nồng

độ đường được chọn dựa trên loại sản phẩm và đặc tính vỏ mong muốn Thực tế là trong các bột nhào lạnh đông, nồng độ đường thường cao hơn khoảng 8%-10% bởi vì đặc tính hút ẩm của đường sẽ làm tăng lượng nước được hấp thụ, do đó lượng nước giải phóng

ra sẽ ít hơn và có thể giảm thiệt hại về nấm men trước công đoạn nướng bánh cuối cùng [9]

1.1.6 Shortening

Shortening có tác dụng làm bột nhào mềm, tơi, tăng giá trị dinh dưỡng, tạo mùi vị cho bánh, ngoài ra còn giúp cho sản phẩm tăng độ xốp, đồng thời không bị khô trong quá trình bảouản

Shortening giúp cải thiện tính chất của ruột bánh mì và thể tích bột nhào, cấu trúc bánh ngắn hơn và mềm hơn Bột nhào chứa shortening vẫn tiếp tục giãn nở khi nướng trong một thời gian lâu hơn Vì vậy, thể tích của sản phẩm bánh nướng sẽ lớn hơn khi thêm shortening Việc thêm shotening với liều lượng 1-2% so với trọng lượng bột là đủ

để cải thiện chất lượng bột nhào lạnh đông và bánh mì thành phẩm [7]

Là một cacbohydrate lưu trữ chính trong nấm men Saccharomyces cerevisae,

được tìm thấy để bảo vệ nấm men khỏi bị mất nước, đóng băng, tự phân nhằm cải thiện khả năng sống sót của nấm men và sản xuất khí CO2 Tái cấu trúc mạng gluten, làm ổn định nhiệt và bảo tồn cấu trúc tế bào của bột nhào lạnh đông [10]

Cơ chế hoạt động của trehalose dựa trên khả năng hấp thụ nước của nó, đó là do các nhóm hydroxyl của nó tạo ra các đặc tính ưa nước Hơn nữa, giảm độ khuếch tán của nước làm giảm điểm đóng băng và bảo vệ màng nấm men khỏi bị hư hại do đóng băng, mất nước thẩm thấu và biến tính [8]

1.2 Công nghệ sản xuất bánh mì

1.2.1 Sơ đồ công nghệ [2], [6], [11]

1.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

a) Chuẩn bị nguyên liệu

Hỗn hợp nguyên liệu gồm: bột mì, muối, men, shortening, đường, phụ gia và nước được định lượng theo công thức cho trước để chuẩn bị cho công đoạn nhào bột

Phân chia bán thành phẩm Lên men sơ bộ

Bánh mì

cầu của giai đoạn nhào bột là phải trộn đều các nguyên liệu, tạo điều kiện cho protein của bột mì kết hợp với nước để tạo mạng gluten ướt

Nhào bột là khâu rất quan trọng có ảnh hưởng rõ rệt đến các khâu tiếp theo của quá trình kĩ thuật và chất lượng bánh mì Khi đánh người ta thu được một chất đồng nhất gồm bột nước và nấm men, muối và các thành phần khác Khối đồng nhất này có cấu trúc và các tính chất vật lí xác định Sau khi lên men người ta có thể tiến hành chia, vê Trong khối bột này đã xảy ra những khác nhau về vật lí học, hóa sinh học…Các hợp chất protit giữ vai trò quan trọng trong việc tạo thành bột nhào Protein của bột mì có khả năng liên kết với một lượng nước lớn gấp hai lần trọng lượng của nó, trong đó khoảng 75% là nước thẩm thấu Sự trương nở của hợp chất protein tạo thành bộ khung

có cấu tạo xốp, do đó bột nhào có tính đàn hồi và dẻo

c) Lên men sơ bộ

Sau khi nhào bột được để nghỉ khoảng 5 phút để ổn định lại mạng lưới gluten trước khi cân và chia bột, bước đầu tạo điều kiện cho nấm men phát triển

d) Phân chia bán thành phẩm

Khối bột nhào được chia ra thành từng mẫu có khối lượng theo quy định đối với từng loại

Sau khi chia cấu trúc bột nhào bị phá vỡ, phải tiến hành vê lại (thường là vê tròn)

để ổn định cấu trúc, nếu vê tốt bánh sẽ nở đều và giữ được hình dạng theo yêu cầu Sau khi chia và vê tròn xong, cục bột được để yên khoảng 5-10 phút nhằm phục hồi khung gluten và tính chất vật lý của bột nhào Thời gian này gọi là thời gian lên men

ổn định sơ bộ Trường hợp bánh cơ giới hoặc thủ công thì không cần thời gian này vì

do thao tác chậm nên đã đủ thời gian để phục hồi tính chất cục bộ của bột

e) Tạo hình

Sau khi lên men ổn định sơ bộ, cục bột được vê và tạo hình theo ý muốn Đới với sản xuất bánh mì thường (không lạnh đông), sau khi tạo hình xong thì tiến hành lên men kết thúc Đối với sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông thì sau khi tạo hình tiến hành cấp đông

f) Bảo quản lạnh đông

Sau khi vê xong, bột nhào bảo quản lạnh đông ở nhiệt độ thấp hơn -18oC, yêu cầu nhiệt độ phòng bảo quản lạnh đông không được dao động nhiều

g) Rã đông

Sau thời gian bảo quản lạnh đông nhất định, trước khi đưa bột nhào đi nướng, khối bột sẽ được rã đông để đưa về nhiệt độ môi trường, tạo điều kiện cho nấm men hoạt động trở lại

h) Lên men ổn định kết thúc

Lên men ổn định kết thúc là bước kỹ thuật quan trọng có ảnh hưởng quyết định tới chất lượng bánh, vì nhờ giai đoạn này mà bánh nở to và có hình dáng thể tích theo yêu cầu Trong lúc này quá trình lên men tiếp tục sinh ra khí CO2 đã mất đi khi chia và vê bột theo phản ứng:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

Ngoài quá trình lên men rượu còn có các quá trình lên men lactic và các quá trình lên men phụ khác, tạo ra các sản phẩm phụ như: acid acetic, acid oxalic, acid malic… Nhiệt độ lên men kết thúc khoảng 30-400C, độ ẩm không khí khoảng 75-85% Nếu

độ ẩm thấp thì vỏ cục bột bị khô, khi nướng vỏ sẽ bị rạn nứt, còn nếu độ ẩm quá cao thì cục bột sẽ ướt và dính Thời gian lên men ổn định kết thúc khoảng 20-120 phút tùy thuộc vào khối lượng cục bột, công thức sản xuất, điều kiện lên men và một số nguyên nhân khác Nếu cục bột nhỏ, độ ẩm thấp, công thức có nhiều đường và chất béo thì thời gian lên men kéo dài Trường hợp bột mì có chất lượng xấu, độ ẩm không khí cao thì thời gian lên men ngắn

❖ Những biến đổi vật lí và keo hóa trong bột nhào khi lên men:

+ Các chất keo trong bột nhào trương nở mạnh, hợp chất protein cũng trương nở Trong những điều kiện thuận lợi như độ axit trong bột nhào tăng lên và có sự tích tụ rượu thì độ hút nước của các chất keo cũng tăng lên

+ Khi lên men bột nhào cấu tạo của bộ khung gluten bị biến đổi Bột nhào nở do quá trình lên men rượu sinh ra khí cacbonic làm vỏ gluten bọc các túi khí đó phồng lên Khi chia bột nhào thì các túi khí bị phá vở, bột nhào trở nên chắc hơn Khi lên men kết thúc thì các túi lại được tạo thành và khí được giữ trong bột nhào cho đến khi nướng

Có thể nói trong quá trình lên men, tinh bột và protit bị biến đổi khá nhiều Lượng các chất hòa tan trong bột nhòa tăng lên khi lên men Nhiệt độ của bột nhào tăng lên 1-2°C

so với nhiệt độ sau khi nhào ( đó là do đường bị phân hủy và tinh bột và protit hấp thụ nước tỏa nhiệt) Khối lượng bột nhào sau quá trình lên men giảm khoảng 2-3%

i) Nướng bánh

Tác dụng của giai đoạn nướng là làm cho bánh chín nở, có hình dạng thích hợp,

có hương thơm và màu sắc đẹp Đồng thời nướng bánh có tác dụng làm giảm thủy phần, diệt men và các vi sinh vật khác, tạo điều kiện cho quá trình vận chuyển và bảo quản sau này được dễ dàng

- Giai đoạn 1: Bánh được đưa vào phòng nướng có nhiệt độ 100-120°C với độ ẩm

không khí trong phòng là 60-70% Đây là vùng nướng ẩm Thời gian bánh nằm trong vùng này khooảng 2-4 phút Ở vùng này do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt bánh

và không khí trong phòng nên bề mặt bánh xuất hiện hiện tượng ngưng tụ ẩm, trên bề mặt bánh tạo thành hồ tinh bột và vỏ bánh nhẵn bóng, lớp bề mặt này có tác dụng giữ

CO2 làm tăng thể tích bánh

- Giai đoạn 2: nướng ở nhiệt độ 280-300°C, bánh nướng trong vùng khô, ở vùng

này bánh được làm nóng rất nhanh và kết thúc quá trình tăng thể tích của giai đoạn 1 Ở giai đoạn này có tác dụng làm chín bánh, vỏ bánh tiếp tục được hình thành và ngày càng bền chắc hơn, phản ứng caramen và melanoidin xảy ra làm bánh có màu vàng đẹp và hương thơm Quá trình nướng ở giai đoạn 2 này kết thúc khi trung tâm ruột bánh đạt nhiệt độ 50-60°C

- Giai đoạn 3: Bánh được nướng ở nhiệt độ 180-190oC, ở giai đoạn này các phản ứng caramen và melanoidin ở bề mặt bánh tiếp tục xảy ra, hương thơm cũng được hình thành Hơi nước và khí CO2 tiếp tục thoát ra và nhiệt độ của trung tâm ruột bánh được tăng dần lên 95-97oC

Chế độ nướng bánh được đặc trưng bởi 3 thông số chính: độ ẩm tương đối của hỗn hợp không khí và hơi trong buồng nướng, nhiệt độ của các vùng trong buồng nướng và thời gian nướng

Độ ẩm tương đối của không khí trong buồng nướng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bánh Mục đích của khâu làm ẩm là tạo cho hơi nước ngưng tụ trên bề mặt bánh khi bánh vừa được đưa vào lò Nếu đảm bảo đủ ẩm thì tinh bột dễ hồ hóa đồng thời hòa tan dextrin làm bề mặt bánh phẳng và bóng láng Mặt khác, nhờ có ẩm mà mặt bánh dai, chậm khô do đó giữ được khí và hơi làm cho bánh nở to hơn Làm ẩm còn có tác dụng đốt nóng nhanh hơn, vỏ bánh mỏng không bị cháy, ruột bánh chín đều và nhanh do đó rút ngắn được thời gian nướng Nếu nướng bánh trong môi trường không đủ ẩm thì bánh

nở ít, vỏ bánh nứt và màu sắc không vàng đều, có chỗ còn trắng, có chỗ cháy Đặc biệt

vỏ bánh dày và cứng ngăn cản nhiệt xâm nhập vào ruột bánh

Nhiệt độ và thời gian nướng trước hết phụ thuộc vào khối lượng mỗi bánh Bánh nhỏ thì nhiệt độ buồng nướng cao và thời gian nướng ngắn Bánh to phải hạ nhiệt độ xuống và kéo dài thời gian nướng, nếu nhiệt độ cao thì vỏ bánh bị cháy mà ruột bánh sống

❖ Sự biến đổi về độ ẩm của cục bột nhào trong khi nướng

Khi làm nóng cục bột nhào trong lò nướng, nhiệt độ và độ ẩm ở các lớp khác nhau của cục bột có sự thay đổi không giống nhau Sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm cua cục bột nhào khi nướng được đặc trưng bằng ba trạng thái của 3 lớp trong cục bột nhào: lớp bề mặt, lớp sát vỏ và lớp trung tâm

Nhiệt độ của lớp bề mặt cục bột nhào khi cho vào lò là 30°C, thấp hơn rất nhiều so với nhiệt độ của buồng nướng (220°C) Trong những phút đầu tiên của quá trình nướng, trên bề mặt cục bột nhào có hơi nước ngưng tụ, và độ ẩm của lớp bề mặt cục bột nhào tăng lên

Nhiệt độ của lớp bề mặt cục bột nhào tăng lên trong thời gian đầu của quá trình nướng, nhiệt độ này tăng lên đến khoảng 100°C Ở lớp bề mặt đó nước bắt đầu bay hơi mạnh, và lớp ngoài của cục bột nhào trở nên cứng, tạo thành vỏ bánh không có nước Sau khi mất nước, nhiệt độ của vỏ bánh tăng lên đến 160-180°C rồi dừng lại vì nhiệt độ của lớp sát vỏ không đươc quá 100°C Độ ẩm của môi trường trong buồng nướng càng lớn và nhiệt độ của buồng nướng càng thấp thì vỏ bánh càng được tạo thành chậm Lượng nước trong vỏ bánh một phần chuyển vào môi trường buồng nướng, một phần chuyển vào phía trong ruột bánh

❖ Quá trình vi sinh và hóa sinh xảy ra khi nướng bánh:

Trong những phút đầu tiên quá trình nướng, hoạt động của nấm men và vi khuẩn lên men axit được tăng cường, còn sau đó thì giảm dần và đình chỉ hẳn Quá trình lên men rượu đạt cực đại khi bột nhào được làm nóng đến 35°C, khi nhiệt tăng lên đến 45°𝐶 thì sự tạo khí giảm xuống rõ rệt, còn khi nhiệt độ đạt đến 50°𝐶 thì thực tế các quá trình

vi sinh vật đều ngừng Do hoạt động của vi sinh vật mà trong những phút đầu tiên của quá trình nướng bánh, hàm lượng rượu, CO2 và axit tăng lên đôi chút, làm cho thể tích của bánh tăng lên, mùi vị của bánh được cải thiện Trong thời gian nướng, sự thủy phân tinh bột bằng men và phần nào sự thủy phân tinh bột bằng axit đã xảy ra trong cục bột nhào Trong quá trình lên men bột nhào và lên men kết thúc, tinh bột được thủy phân rất

ít, sự hồ hóa tinh bột khi làm nóng bột nhào làm tăng cường hoạt động của men thủy phân tinh bột Nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của β-amilaza là 62-64°𝐶 và của ∝- amilaza là 71-75°𝐶 Nhiệt độ làm ngừng hoạt động của β-amilaza là 82-84°𝐶 và của ∝- amilaza là 97-98°𝐶 Trong quá trình nướng bánh thì gần 70 hợp chất gây hương vị được tạo thành, phần lớn thuộc các nhóm cacbonyl và este phức tạp, rượu và các axit hữu cơ Ngoài ra phản ứng tạo thành các melanoiddin và các chất thơm xảy ra ở vỏ bánh vì ở đó nhiệt độ cao hơn

❖ Quá trình keo xảy ra trong quá trình nướng

Quá trình keo xảy ra chủ yếu là sự hồ hóa tinh bột và sự đông tụ protit Các quá trình này có ý nghĩa lớn hơn cả bởi vì nó làm bột nhào trở thành bánh ăn được ở 40°𝐶 thì các hạt tinh bột đã bắt đầu trương nở Nếu làm nóng hơn nữa thì các hạt tinh bột bị

vỡ ra và nước thấm vào bên trong hạt tinh bột, phá hủy hạt tinh bột, còn amylaza thì chuyển vào dung dịch và amylopectin tạo thành keo dính Tinh bột đã hồ hóa liên kết với nước tự do trong bột nhào và liên kết với nước do protit biến tính nhả ra Lượng nước tự do trong bánh giảm đi rõ rệt, do đó ruột bánh khô và đàn hồi Quá trình biến tính của protein do tác dụng nhiệt xảy ra trong khoảng nhiệt độ 50-70°𝐶 Khi bị đông

tụ, protit nhả nước ra và chặt lại, mất tính đàn hồi Protit bị biến tính tạo thành bộ khung

cho bánh mì, cố định hình dáng của bánh mì

❖ Sự thay đổi thể tích của bánh mì

Thể tích của bánh mì thành phẩm lớn hơn thể tích của cục bột nhào trước khi đưa vào buồng nướng 10-30% Sự tăng thể tích làm cho bánh có đủ độ xốp cần thiết, hoàn thiện mặt ngoài của bánh và nâng cao tiêu hóa Thể tích của bánh tăng nhanh nhất là những phút đầu của quá trình lên men rượu trong cục bột nhào, khi mà lượng CO2 đã thoát ra

Khi lớp vỏ cứng được tạo thành, bao phủ lấy bề mặt của bánh thì quá trình tăng thể tích bánh sẽ chấm dứt Thể tích của bánh phụ thuộc vào vận tốc tạo vỏ, nghĩa là phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong buồng nướng

❖ Sự thay đổi khối lượng cục bột nhào

Sự giảm khối lượng là do ẩm tách ra trong quá trình tạo vỏ bánh Một phần rất nhỏ còn do sự tách rượu, CO2, các axit bay hơi và do sự cháy của các chất ở vỏ bánh khi nướng [12]

1.3 Ảnh hưởng của quá trình lạnh đông đến bột nhào

1.3.1 Độ mạnh của bột nhào

Bột nhào khi bảo quản lạnh đông thì sự liên kết mạng lưới gluten bị yếu đi do sự tái kết tinh, lớn lên của các tinh thể đá và tái phân phối nước do thay đổi liên kết giữa nước với các thành phần của bột nhào dẫn đến bột nhào bị suy yếu Sự giảm độ mạnh của bột nhào còn bị ảnh hưởng của các yếu tố khác như: sự sản sinh một số chất thải từ nấm men trong quá trình bảo quản lạnh đông, ví dụ như glutathione làm yếu bột nhào

vì bẻ gãy cầu liên kết disulfide giữa các protein gluten, đây là một yếu tố quan trọng quyết định tính chất lưu biến của gluten [7]

1.3.2 Cấu trúc của bột nhào

Mạng lưới gluten bị gãy vỡ, gián đoạn do các hạt tinh bột bị đóng băng thành tinh thể đá làm cho gluten không giữ được khí CO2, dẫn đến thời gian lên men bánh mì kéo dài, thể tích bánh mì giảm

Những hạt tinh bột cũng bị hư hỏng bởi sự hình thành của những tinh thể đá lớn trong quá trình tái kết tinh Nước có thể bị giải thoát ra từ mạng gluten bởi những hạt tinh bột này [7]

Sự tái phân phối nước, sự kết tinh lại của những tinh thể đá, sự gia tăng số lượng nước tự do cũng ảnh hưởng đến cấu trúc gluten và gây ra hiện tượng polyme hóa gluten, làm giảm khả năng giữ khí CO2 trong quá trình lên men, thể hiện qua thể tích bánh mì nhỏ lại và thời gian lên men kéo dài [7]

1.3.3 Sự sống sót và khả năng sinh khí của nấm men

Quá trình bảo quản lạnh đông gây ra sự tổn thất đáng kể số lượng tế bào nấm men

sống vì dưới áp suất thẩm thấu khi bảo quản lạnh đông, nồng độ các chất hữu cơ tăng

lên do nước đóng băng dẫn đến sự tự phân của các tế bào nấm men

Khả năng tạo khí CO2 và các chất tạo hương vị của nấm men trong quá trình lên men bột nhào phụ thuộc vào chủng nấm men, số lượng tế bào nấm men, hoạt tính của nấm men và lượng đường có thể lên men [13]

1.3.4 Chất lượng bánh mì sau khi nướng

Đặc tính chất lượng của bánh mì như chiều cao và khối lượng bị ảnh hưởng mạnh bởi lượng chất lỏng thoát ra trong quá trình rã đông bột nhào lạnh đông Lượng chất lỏng thoát ra từ bột tăng lên theo chu kì đóng băng và tan băng và tỉ lệ nghịch với thông

số chất lượng của bánh mì, điều này được giải thích bởi sự giảm khả năng kết hợp với nước của bột nhào khi làm lạnh đông và tiếp theo là rã đông Hậu quả của hiện tượng này làm cho chất lượng của bánh mì từ bột nhào lạnh đông sẽ kém hơn bánh mì không lạnh đông Ngoài ra, khả năng giữ nước của bột nhào giảm đi dẫn đến tăng lượng dịch lỏng trong bột nhào được giải thích là do sự thoái hóa của arabinoxylan, một polysaccharide được tạo thành bởi enzyme xylanase nội sinh [7]

Nhiệt độ bảo quản bột lạnh đông cũng ảnh hưởng đến sự xuống cấp của chất lượng bánh mì, điều này liên quan đến sự dịch chuyển nước trong quá trình bảo quản từ gluten

đã hydrate hóa sang pha đá Trong quá trình nướng, gluten không được tái hydrate hóa

và lượng nước thừa có thể chuyển sang tinh bột, gây ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì [7]

Những điều kiện bảo quản như: thời gian bảo quản, sự sắp xếp sản phẩm khi bảo quản trong tủ đông, loại tủ đông, nhiệt độ bảo quản, sự dao động nhiệt độ khi bảo quản, chu kỳ làm lạnh - xả đông, tính thấm và mức độ nguyên vẹn của bao bì, môi trường không khí, ánh sáng đều ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì từ bột nhào lạnh đông [7]

1.3.5 Chất lượng bánh mì khi bảo quản

Bánh mì được làm từ bột nhào lạnh đông sẽ ảnh hưởng bất lợi đến tính chất và cấu trúc bánh mì khi lão hóa Sự lão hóa của các sản phẩm bánh liên quan đến sự gia tăng

độ cứng của ruột bánh, sự tổn thất hương vị, độ giòn của bánh Tổn thất về độ ẩm và sự thoái hóa của tinh bột dẫn đến tăng độ cứng của ruột bánh mì [14]

Bột nhào có tính dẻo và một phần nước tự do hoạt động như một chất làm dẻo, trong quá trình nướng nước bị thoát ra và một phần nước còn lại liên kết với các polyme trong bánh Tuy nhiên, trong quá trình hóa cũ, có sự hình thành cầu hydro giữa mạng protein và những hạt tinh bột gián đoạn thông qua sự thay thế của các phân tử nước trung gian Những phân tử nước này sau đó phân tán ra các vùng lân cận, dẫn đễn sự tái phân bố lại nước Vì vậy, sự di chuyển của các phân tử nước đóng góp vào sự tái kết tinh lại của amylopectin và sự hình thành cầu hydro giữa gluten tinh bột, dẫn đến sự hóa

cũ của bánh mì [14]

Bánh mì có thời gian sử dụng rất ngắn, sau khi nướng nó nhanh chóng bị giảm độ tươi do một số biến đổi vật lí và hóa học Quá trình thoái hóa thực tế bắt đầu từ khi làm nguội, thậm chí trước khi tinh bột bị hóa cứng Thoái hóa bánh mì chủ yếu liên quan đến độ cứng của ruột Trong quá trình lưu trữ ruột bánh ngày càng trở nên cứng hơn, khô hơn, vụn hơn và da bánh thì ngày càng mềm và dai hơn Thoái hóa bánh mì là một loạt quá trình phức tạp và có liên quan với nhau, trong đó thường được mô tả bởi 2 quá trình là:

+ Mất cân bằng ẩm giữa ruột bánh và lớp vỏ Theo thời gian xảy ra sự dịch chuyển

ẩm từ ruột ra lớp vỏ làm ruột bánh khô cứng lại không còn mềm mại nữa Trong suốt quá trình cất giữ bánh mì, hàm lượng độ ẩm của vỏ tăng lên là do sự dịch chuyển ẩm từ ruột ra vỏ bánh Với hàm lượng độ ẩm ban đầu chỉ khoảng 12%, vỏ đã hấp thụ nước từ ruột bên trong, làm cho độ ẩm tăng lên 45% trong khi hàm lượng ẩm của ruột bánh giảm đáng kể [15]

+ Xảy ra sự thoái hóa của tinh bột, mạng tinh bột chuyển một phần từ dạng vô định hình sang dạng kết tinh Đó chính là hiện tượng tinh bột đã hồ hóa bị mất nước và tái kết tinh Bản chất của hiện tượng này chính là sự biến đổi về cấu trúc và mất ẩm của hạt tinh bột trong thời gian bảo quản Hạt tinh bột vốn có cấu trúc tinh thể, được cấu tạo nên

từ hai tiểu phần amyloza và amylopectin Khi chế biến nhiệt sẽ hút nước, trưởng nở và tạo gel nhưng trong thời gian bảo quản nó có xu hướng nhã nước để tái kết tinh Quá trình dịch chuyển và biến đổi trạng thái liên kết- tự do của nước trong các cấu tử tinh bột là hai yếu tố quan trọng nhất kiểm soát sự biến đổi về cấu trúc Sự thoái hóa tinh bột làm thay đổi kết cấu trong cấu trúc thực phẩm và những thay đổi quan trọng nhất là hồ hóa và thoái hóa

1.4 Các phụ gia cải thiện độ nở của bánh mì

1.4.1 Chất nhũ hóa Sorbitan monostearate (E491)

Chất nhũ hóa (chất hoạt động bề mặt) được sử dụng trong công nghiệp làm bánh như chất chống thoái hoá, chất làm mềm,…Trong quá trình làm bánh mì, thiệt hại về cấu trúc bột nhào thường được ghi nhận và nó ảnh hưởng đến hiệu suất làm bánh mì Những hư hại này thường là do sự kết tinh của những tinh thể đá trong bột nhào lạnh đông, làm phá hỏng mạng gluten trong quá trình cất giữ đông lạnh Những chất hoạt động bề mặt ngăn cản quá trình thoái hóa và làm tăng thể tích bánh và độ mềm mại Chất hoạt động bề mặt tương tác với phân tử tinh bột, cụ thể là amylose va amylopectin

Ngoài ra giảm lượng nước di chuyển từ gluten sang tinh bột

Sorbitan monostearate là một ester của sorbitol và axit stearic Đầu sorbitol của phân tử hòa tan trong nước Đầu axit stearic hòa tan trong chất béo Những tính chất

này làm cho phân tử này rất tốt trong việc tạo ra nhũ tương của dầu và nước Sorbitan monostearate được sử dụng như một chất nhũ hóa trong hỗn hợp bánh, kem, bánh nướng, bánh pudding [16].

Trong sản xuất bánh mì, E491 được bổ sung để tăng độ nở, cải thiện cấu trúc và tăng thời gian bảo quản E491 có thể hình thành khu phức hợp với protein và tinh bột

và có thể hình thành không hòa tan khu phức hợp với amylose tinh bột để ngăn chặn sự kết tinh lại sau khi làm mát để ngăn chặn sự lão hóa của tinh bột thoái hóa, làm bánh mì

và các loại thục phẩm khác vẫn còn tươi và mềm mại một thời gian dài [17]

1.4.2 Chất keo Carboxymethyl cellulose (CMC)

Chất keo là những polymer thực phẩm khi tan trong nước tạo thành dung dịch keo

có tính nhớt Chúng chứa nhiều nhóm hydroxyl tạo liên kết hydro với nước, làm giảm

sự hình thành tinh thể đá trong tế bào nếm men, bảo vệ các vi sinh vật và protein không

bị phá vỡ [7]

Carboxymethyl cellulose ( CMC ) hoặc cellulose gum là một dẫn xuất

cellulose với các nhóm carboxymethyl (-CH 2 -COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của monome glucopyranose tạo nên xương sống cellulose Nó hòa tan nhanh chóng trong nước lạnh và chủ yếu được sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không tạo gel Các dung dịch CMC có xu hướng vừa nhớt vừa ổn định, nhưng độ nhớt sẽ giảm trong quá trình gia nhiệt [18].

Nó hoạt động như một chất làm đặc, chất kết dính, chất ổn định, keo bảo vệ, tác nhân đình chỉ, tác nhân keo và chất kiểm soát dòng chảy Điều này làm cho nó phù hợp

để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp

Ứng dụng phổ biến thực phẩm [19]:

• Làm dày, tạo đặc cho sản phẩm

• Cải thiện cấu trúc sản phẩm

• Tạo cảm giác ngon miệng

• Tăng khả năng giữ nước

Lipase là một enzyme xúc tác phản ứng thủy phân triacylglycerol tạo thành các glyceril và các acid béo tương ứng nhờ hoạt động của nó trên bề mặt phân pha dầu -