Đồ án môn học công nghệ thực phẩm

Bột mì cùng với các nguyên liệu phụ khác được nhào trộn với cường độ mạnhtrong điều kiện chân không, kết hợp các chất oxi hoá nhằm rút ngắn quá trình dấmchín bột nhào.Ở nước Anh, gần 60%

B QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I Lựa chọn qui trình công nghệ.

*Hiện nay nhìn chung trên thế giới có 4 hệ thống sản xuất bánh mì được sử dụngđại trà trong qui mô công nghiệp phục vụ cho hệ thống bán sỉ 4 hệ thống này cóthể được cải biến dưới nhiều hình thức khác nhau để phù hợp với từng điều kiệnsản xuất Tuy nhiên mỗi hệ thống này cũng đều là sự kết hợp của 5 công đoạn.Nghiên cứu từng công đoạn có thể giúp ta phân loại các thuật ngữ cũng như là sosánh của các hệ thống

*Các công đoạn cơ bản:

 Preferment: là thuật ngữ chỉ công đoạn ủ, nơi mà nấm men và nước sẽtương tác với bột mì và đường trước khi chúng được trộn lẫn với lượng còn lạicủa thành phần Mục đích của công đoạn này là hoạt hoá nấm men để tăngkhả năng sinh khí Giai đoạn này cũng sản sinh ra các tiền chất tạo hương vàphát triển khối bột nhào

 Mixing: là công đoạn nhằm tạo ra khối bột nhào đồng nhất bằng cáchtrộn lẫn các thành phần : lúa mì, nấm men, muối, đường…các phụ gia

“Mixing” giúp phát triển mạng gluten để có thể giữ được lượng khí tối đatrong các công đoạn sau như công đoạn lên men và nướng Ở công đoạn nàycũng góp phần hydrate hóa các phần của bột mì và đưa không khí vào trongkhối bột nhào

 Make up: công đoạn này bắt đầu với việc chia khối bột nhào thành từngmẫu có khối lượng đồng nhất Tiếp theo là rounding nhằm loại bỏ phần bềmặt xù xì, dính tạo nên cục bột có bề mặt bóng Tiếp nữa là “intermediateproofing” nhằm giúp cục bột nhào phục hồi lại cấu trúc Cuối cùng là

“moulding” tạo nên hình dáng mẫu bột theo ý muốn

 Proofing: là công đoạn giúp gia tăng thể tích mẫu bột nhào bằng cáchcho phép mạng gluten co giãn, giữ khí và nấm men sản xuất ra khí

 Baking: chuyển mẫu bột nhào vào trong lò nướng tạo ra sản phẩm

*Tóm tắt QTCN của 4 hệ thống sản xuất bánh mì:

Trong khuôn khổ đề tài đồ án này em lựa chọn qui trình sản xuất bánh mì là:Chorleywood Bread Process

I.1 Nguyên tắc của phương pháp.

Bột mì cùng với các nguyên liệu phụ khác được nhào trộn với cường độ mạnhtrong điều kiện chân không, kết hợp các chất oxi hoá nhằm rút ngắn quá trình dấmchín bột nhào.Ở nước Anh, gần 60% bánh mì được sản xuất theo phương phápnày.Sản xuất bánh mì theo phương pháp nhào với cường độ mạnh không có giai đoạnlên men kéo dài

I.2 Đặc điểm kỹ thuật của phương pháp.

 Cường độ nhào trộn rất cao do đó chi phí về năng lượng cho chuẩn bị bộtnhào lớn gấp 5-8 lần nhào thông thường Năng lượng cần cho 1g bột nhào là40J.

- Thời gian và điều kiện nhào:

 Thời gian nhào khoảng 5 phút

 Nhào trộn được tiến hành trong điều kiện áp suất chân không.Aùp suấtchân không trong buồng nhào trộn được điều chỉnh bởi 1 bơm chânkhông, thường khoảng 0.5bar

- Sử dụng axit ascorbic để cải thiện tính chất của khối bột nhào, giúp mạnggluten đàn hồi hơn, khả năng giữ khí tốt hơn nhưng phải kèm theo giai đoạnlên men sơ bộ kéo dài khoảng 10-15 phút.Acid Ascorbic là chất khử hay chấtchống oxyhoá, trong quá trình nhào bột, acid ascorbic bị oxyhoá thànhdehydroascorbic (DHA) dưới tác dụng của O2 và xúc tác của enzym ascorbicoxidase có sẵn trong bột mì.Chính DHA sẽ chuyển nhóm sunfidril thànhdisunfit, làm số liên kết ngang của phân tử protid tăng lên,mạng gluten đànhồi hơn:

-RSH -RS

+O + H2O

-R1SH -R1S

- Nước trộn bột

 Vì cường độ nhào rất cao, nhiệt độ bột nhào tăng khoảng 14-150C so vớinhiệt độ ban đầu, do đó nước trộn bột phải ở nhiệt độ thấp khoảng 15-200C

 Lượng nước dùng nhiều hơn so với thông thường (3,5%)

- Bột có hàm lượng protid không cao lắm vẫn cho bánh tốt

- Diện tích mặt bằng sản xuất giảm

Nhược điểm:

- Cấu tạo thiết bị tương đối phức tạp

- Chi phí năng lượng gấp từ 5-8 lần nhào thông thường

I.4 Phương pháp khắc phục nhược điểm của phương pháp.

Trong đồ án này em chọn phương pháp là sử dụng thành phụ gia là “ADDimprover” khi đó:

- Chất lượng bánh mì có thể đạt được tương đương với QTCN sản xuất cócông đoạn lên men bột đầu

- Chi phí năng lượng giảm xuống đáng kể

- Có thể sử dụng máy nhào trộn bình thường mà không cần ở điều kiện chânkhông cũng như là tốc độ quay nhanh mà vẫn đảm bảo được chất lượngcủa bánh

ADD improver bao gồm:

- L-cysteine-HCl monohydrate 35-40ppm

- Potassium bromate 25ppm

- L-ascorbic acid 50ppm

Chức năng của từng thành phần:

a) L-cysteine-HCl monohydrate là một acid amin có hoạt tính khử cao Khiđược thêm vào bột nhào nó sẽ ngăn cản quá trình kết tụ của các phân tửprotein bằng cách cắt đứt các liên kết –SS- giữa các phân tử protein trongkhối kết tụ do đó làm giảm năng lượng và thời gian nhào trộn đồng thời làmthay đổi độ chặt và cấu trúc khối bột nhào

b) Potassium bromate là phụ gia làm chín bột nhào được phát hiện vào năm

1916 Khi được thêm vào bột nhào nó sẽ giúp cắt giảm thời gian lên men sơbộ

c) L-ascorbic acid Sử dụng axit ascorbic để cải thiện tính chất của khối bộtnhào, giúp mạng gluten đàn hồi hơn, khả năng giữ khí tốt hơn nhưng phảikèm theo giai đoạn lên men sơ bộ kéo dài khoảng 10-15 phút.Acid Ascorbiclà chất khử hay chất chống oxyhoá, trong quá trình nhào bột, acid ascorbic

bị oxyhoá thành dehydroascorbic (DHA) dưới tác dụng của O2 và xúc táccủa enzym ascorbic oxidase có sẵn trong bột mì.Chính DHA sẽ chuyểnnhóm sunfidril thành disunfit, làm số liên kết ngang của phân tử protid tănglên,mạng gluten đàn hồi hơn, tính chất vật lý của khối bột nhào trở nên tốthơn đồng thời độ xốp và thể tích của bánh mì cũng được tăng lên:

-RSH -RS

+O + H2O

-R1SH -R1S

II Thuyết minh qui trình công nghệ.

II.1 Nhào bột.

a.Mục đích:

Chuẩn bị : Phân bố đều các nguyên liệu tạo thành khối bột nhào đồng nhất

Khai thác :Tạo thành mạng gluten có tính đàn hồi và nhớt dẻo, có khả năng giữ

khí

b.Những biến đổi xảy ra trong quá trình nhào trộn:

*Biến đổi hoá lý:

Từ hai pha rắn (bột mì) – lỏng (nguyên phụ liệu ở dạng dung dịch) chuyển thànhmột pha nhão – bột nhào dạng paste

Trong khối bột nhào đồng thời với pha lỏng gồm: nước tự do, protein hoà tan,đường và các chất khác, còn có pha khí được tạo nên do sự tích luỹ các bọt không khíkhi nhào

Ở 25-400C:

Các protit không hòa tan trong nước liên kết với nước trong khi nhào tạo thànhgluten.Protit trong bột nhào trương lên và tăng thể tích lên nhiều lần Sự trương lêncủa hợp chất protit tạo thành bộ khung có cấu tạo xốp, do đó bột nhào có tính chấtđàn hồi và dẻo

Tinh bột trong bột mì chiếm khoảng 70% khối lượng, ở nhiệt độ bột nhào từ

250 đến 400C, Tinh bột cũng hấp thụ đến 30% nước nhờ hoạt tính của các nhóm háonước

Theo lý thuyết trương nở của các phân tử keo thì tác dụng tương hỗ của keo háonước với nước gồm hai pha liên kết chặt chẽ với nhau

Pha thứ nhất:

Liên kết hydro hình thành giữa nước và các nhóm háo nước tạo ra vỏ solvat baoquanh chất háo nước.Liên kết hydro của nước với nhóm háo nước xảy ra trên bề mặtvà cả bên trong hạt keo (misen)

Pha thứ nhất của sự trương nở là quá trình tỏa nhiệt và không kèm theo sự tăng thểtích quá lớn của hạt keo, vì lượng nước liên kết không nhiều, chỉ khoảng 30%

Pha thứ hai:

Xảy ra nhờ hiện tượng khuếch tán phân tử nước vào trong hạt keo Do trong hạt keocó những phần tử hoà tan có phân tử lượng thấp nên đã tạo ra sự chênh lệch áp suấtthẩm thấu giữa trong và ngoài hạt keo, cho phép nước lọt vào bên trong.Sự khuếchtán của nước dẫn đến sự tăng thể tích hạt keo Pha thứ 2 của sự trương nở xảy rakhông tỏa nhiệt, làm tăng thể tích của các hạt keo rất lớn, vì lượng nước liên kết vớiprotit theo cách này là 200%

Bảng 5 : Sự phân phối nước trong khối bột nhào (%)

Thành phần Hàm lượngTinh bột 45.5

Pentosans 23.4

*Biến đổi hóa sinh:

Dưới tác dụng của các enzyme Proteaza, Amylaza và Lipaza có sẵn trong bột mìnguyên liệu,các hợp chất protein, tinh bột, lipid sẽ bị thủy phân thành những hợp chấtđơn giản hơn

Enzym proteaza thủy phân làm mất cấu trúc bậc ba của phân tử protein, do đólàm giảm khả năng liên kết với nước của protein, ảnh hưởng bất lợi rõ rệt đến tínhchất của bột nhào.Các chất khử có tác dụng tăng cường hoạt động của proteaza còncác chất oxyhoá có tác dụng kìm hãm.Trong quá trình nhào, do có sự xâm nhập củaoxy không khí nên làm giảm đáng kể ảnh hưởng của proteaza

Enzym amylaza có ảnh hưởng ở mức độ ít hơn.Còn enzym lipaza thủy phân lipidcó tác dụng làm tăng độ acid của khối bột nhào

*Biến đổi vật lý:

Trong quá trình nhào, do năng lượng cơ học chuyển thành năng lượng nhiệt nênnhiệt độ khối bột có tăng lên Nhưng nếu tốc độ cánh máy nhào khoảng 25-40vòng/phút thì nhiệt độ tăng không đáng kể.Trường hợp nhào với cường độ mạnh thìnhiệt độ khối bột tăng lên từ 14-150C

*Biến đổi sinh học:

Sự tổng hợp, trao đổi chất của nấm men để tạo các thành phần cần thiết cho khốibột nhào như CO2, một số sản phẩm phụ của quá trình lên men góp phần tạo mùi vịcho khối bột nhào

c.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bột nhào:

 Aûnh hưởng của nguyên liệu:

Bột mì

Hàm lượng và chất lượng gluten của bột mì có ảnh hưởng lớn đến tính chất của bộtnhào và chất lượng của sản phẩm Chất lượng Gluten càng tốt thì độ trương nở, dai,đàn hồi của khối bột nhào càng cao.

Lực nở của bột mì: khả năng của bột mì tạo thành gluten hoặc tạo thành bột nhàovới những tính chất xác định được gọi là lực nở của bột mì Lực nở của bột mì do hệprotit – proteaza quyết định Bột mì “mạnh” có chứa nhiều protit, hút nước nhiều vàtạo thành bột nhào có tính đàn hồi, dễ gia công cơ học Trong bột nhào từ bột mìmạnh, enzym thủy phân protit hoạt động rất chậm Bánh mì sản xuất từ bột mì mạnhsẽ có tính thể tích lớn, hình dáng đúng yêu cầu, xốp đều

Khả năng sinh đường và tạo khí của bột mì: đường là chất cần thiết để tạo thànhCO2 làm nở bột nhào trong quá trình lên men Lượng đường có trong bản thân bột mìchỉ khoảng 2 – 3% không đủ để làm ra bánh mì có chất lượng bình thường, lượngđường sinh ra thêm trong bột mì là do khả năng đường hóa tinh bột của enzymAmylaza trong quá trình chuyển thành bột nhào Khả năng tạo khí của bột được đặctrưng bằng lượng CO2 thoát ra trong một thời gian nhất định và ứng với một lượng bộtnhào nhất định Khả năng tạo khí phụ thuộc vào hàm lượng đường và khả năng sinhđường của bột

Độ mịn của bột cũng ảnh hưởng đến tính chất của bột nhào: bột càng thô khảnăng hút nước càng thấp; bột mì càng mịn thì quá trình thủy phân tinh bột và proteincàng dễ, khả năng tạo khí cao, tuy nhiên khả năng giữ khí giảm

Tỉ lệ lấy bột càng cao thì khả năng hút nước của khối bột càng tăng, do tăngcác thành phần có khả năng giữ nước trong khối bột như Pentosan, Cellulose…(tỉ lệlấy bột hay hạng của bột là tỉ lệ % giữa khối lượng bột lấy từ lõi và lớp sát vỏ của hạtlúa mì trên khối lượng của toàn hạt)

Bảng 6: Khả năng hút nước và tỉ lệ lấy bột Loại bộtTỉ lệ lấy bộtKhả năng hút nướcBột mì mùa đông75

85 9650,0 54,0 62,84Bột mì mềm mùa xuân75

85 9660,24 64,0 66,0Bột mì cứng mùa xuân75

85 9670,42

Bảng7 : Aûnh hưởng của đường đến gluten ướt

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 (Gluten ướt là gluten thu được sau khi rửa cục bột nhào cho tinh bộttrôi đi và lau khô.Trong Gluten ướt chứa khoảng 60-70% nước)

Chất béo:

- Làm tăng tính dẻo của khối bột nhào

- Tạo 1 lớp màng bao bên ngoài, tăng khả năng giữ khí, nước, làm bột nhào xốp

- Giảm tính đàn hồi của gluten do làm giảm liên kết giữa các phân tử protein

Muối:

-Làm chặt mạng gluten do làm tăng số liên kết ion trong mạng gluten

-Giảm hoạt tính của enzym thuỷ phân protein, khung gluten ít bị cắt đứt hơn

-Hàm lượng gluten giảm do muối ăn cạnh tranh nước với protein

 Nhiệt độ nhào trộn:

Trong thời gian chuẩn bị bột nhào, lượng gluten ướt và khả năng giữ nước tăngđến giới hạn nhất định theo thời gian và cường độ nhào Giới hạn này đạt nhanh nhất

ở 40o C vì ở nhiệt độ này gluten trương nở triệt để nhất

Để kiểm soát nhiệt độ của bột nhào trong quá trình nhào bột cần biết rõ cácthông số sau:

- Nhiệt độ mong muốn của khối bột

- Nhiệt độ thích hợp của nước nhào bột, lượng nước sử dụng

- Nhiệt độ của phòng nhào bột

- Nhiệt độ của bột đem nhào

Thông thường nhiệt độ nhào bột vào khoảng 30 C.Giảm nhiệt độ nhào thì Gluten trởnên chặt hơn, tăng nhiệt độ nhào thì gluten nở nhanh nhưng khả năng giữ khí kém đivà bánh nở ít hơn.

Hiện nay một số nhà máy có trang bị thiết bị nhào trộn với hệ thống nước làmnguội, tuần hoàn hoặc dùng các chất làm lạnh đi xuyên qua nhanh những khúc quanhgiữa các vách của các bồn nhào bột

 Thời gian nhào bột:

Thời gian yêu cầu để phát triển mạng gluten phụ thuộc vào loại bột (độ dai củabột), vào tốc độ của thiết bị Nói chung protein bột mì càng bền tốc độ nhào càng cao,thời gian nhào bột càng ngắn

Thường mỗi mẻ nhào kéo dài khoảng 4-9 phút trong máy nhào tốc độ chậm.Trong thời gian đó bột hoàn toàn được trộn lẫn với nước và bột nhào trở thành dính.Độ dính này giảm xuống khi nhào đến một thời gian xác định Đó là do protit và cácchất khác có trong bột đã liên kết với nước và lượng tự do trong bột nhào giảm xuống

Độ nhớt, dẻo, đàn hồi của bột nhào giảm xuống đến một thời gian nhất định.Nhào càng lâu, khả năng giữ nước của gluten sẽ giảm vì protein bị biến tính dưới tácdụng cơ học Vì vậy trong quá trình nhào phải xác định thời gian dừng thích hợp

 Cường độ nhào:

Cường độ nhào có ảnh hưởng đến tính chất vật lý và sự lên men sau này củabột nhào: nếu tăng cường độ nhào thì độ dính và độ đàn hồi của bột nhào giảmxuống, nhưng tốc độ lên men của bột nhào lại tăng lên Nhào với cường độ mạnh sẽrút ngắn thời gian lên men của bột nhào trước khi chia Chất lượng của sản phẩmđược tăng lên rõ rệt Thể tích của bánh tăng lên khoảng 10-20%, ruột bánh mịn hơnvà có nhiều lỗ nhỏ hơn Nhào với cường độ mạnh có tác dụng làm giảm tổn thấtđường khi lên men mà bề ngoài của bánh, màu sắc của bánh được cải thiện rõ rệt.Dùng máy nhào tốc độ nhanh sẽ làm tăng cường độ nhào

 Yêu cầu của bột nhào:

- Bột sau khi trộn phải dẻo, dai

- Bề mặt khối bột phải tơi, xốp

- Khối bột phải không vón cục

- Khối bột không được quá khô hoặc quá ướt

- Bột cần có độ dẻo, mềm nhưng không dính tay

- Bột có màu vàng, vàng nhạt hay trắng ngà tuỳ mục đích sản xuất Bộtkhông được có màu, mùi, vị lạ

d.Thiết bị nhào trộn

Các thiết bị nhào bột là thiết bị có một bồn chứa có cánh khuấy đảo trộn bột Bồnchứa có thể nằm ngang hoặc thẳng đứng Cánh khuấy có nhiều hình dạng khác nhau.Tùy theo hình dạng cánh khuấy mà có quỹ đạo nhào trộn khác nhau.

Bảng8 : Điều kiện nhào trộn đối với một số loại máy trộn

Loại máy nhào Tốc độ(rpm) Thời giannhào (phút) Chênh lệch nhiệtđộ

(oC)Máy nhào tốc độâ nhanh 60 – 75 20 2

Máy nhào tăng cường 120 – 180 10 5

Máy nhào tốc độ cao 4501440

2900

3 – 510,75

7914

e.Cách nhận biết bột nhào đạt yêu cầu:

Lấy một ít bột nhào ra khỏi máy, trải giữa các ngón tay Nếu bột nhào đã đạt yêucầu, nó sẽ không bị dính vào ngón tay Có thể kéo miếng bột thành dạng một tờ giấy,mỏng, trong suốt và có thể nhìn xuyên qua

Không hình thành mạng gluten Có hình thành mạng gluten

Hình 8: Kiểm tra bột nhào

II.2 Chia bột nhào.

a.Mục đích công nghệ:

 Hoàn thiện: tạo hình bán thành phẩm

Nguyên tắc: Bột nhào được chia nhỏ ra thành từng cục theo trọng lượng khác nhau

tùy loại bánh.Sai số cho phép khi chia là 1-1.5%.Trong khi chia phải tính đến các tổnthất về trọng lượng:

Sự giảm trọng lượng trong khi nướng

Sự giảm trọng lượng sau khi nướng

b.Biến đổi chủ yếu:

Biến đổi vật lý: khối lượng, thể tích cục bột giảm

Biến đổi sinh học: diện tích tiếp xúc với không khí nhiều hơn nên dễ bị nhiễm

vi sinh vật

II.3 Vê bột nhào.

a.Mục đích công nghệ: hoàn thiện: làm cho cấu trúc của bột nhào trở nên tốt hơn và

ruột bánh xốp đều hơn

b.Các biến đổi chủ yếu:

Biến đổi hóa lý: cấu trúc bột nhào ổn định hơn và ruột bánh xốp đều hơn II.4 Lên men ổn định sơ bộ:

Cục bột nhào sau khi đã lăn vê thì được để yên trong khoảng thời gian nhất định, đólà giai đoạn lên men ổn định

a.Mục đích công nghệ: Hoàn thiện bán thành phẩm : cục bột nhào sẽ khôi phục lại

cấu trúc do lăn vê làm cho thay đổi

b.Biến đổi chủ yếu: