Phần B - đồ án
2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 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 dụng đại trà trong qui mô công nghiệp phục vụ cho hệ thống bán sỉ. 4 hệ thống này có thể được cải biến dưới nhiều hình thức khác nhau để phù hợp với từng điều kiện sản 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 so sánh của các hệ thống. *Các công đoạn cơ bản: • Preferment: là thuật ngữ chỉ công đoạn ủ, nơi mà nấm men và nước sẽ tương tác với bột mì và đường trước khi chúng được trộn lẫn với lượng còn lại của thành phần. Mục đích của công đoạn này là hoạt hoá nấm men để tăng khả năng sinh khí. Giai đoạn này cũng sản sinh ra các tiền chất tạo hương và phát triển khối bột nhào. • Mixing: là công đoạn nhằm tạo ra khối bột nhào đồng nhất bằng cách trộn 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 đa trong các công đoạn sau như công đoạn lên men và nướng. ƠÛ công đoạn này cũng góp phần hydrate hóa các phần của bột mì và đưa không khí vào trong khối bột nhào. • Make up: công đoạn này bắt đầu với việc chia khối bột nhào thành từng mẫu có khối lượng đồng nhất. Tiếp theo là rounding nhằm loại bỏ phần bề mặt xù xì, dính tạo nên cục bột có bề mặt bóng. Tiếp nữa là “intermediate proofing” 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 cách cho 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: SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 15 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 16 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 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 mạnh trong điều kiện chân không, kết hợp các chất oxi hoá nhằm rút ngắn quá trình dấm chín bột nhào.ƠÛ nước Anh, gần 60% bánh mì được sản xuất theo phương pháp này.Sản xuất bánh mì theo phương pháp nhào với cường độ mạnh không có giai đoạn lên men kéo dài. SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 17 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM I.2 Đặc điểm kỹ thuật của phương pháp. Cường độ nhào trộn rất cao do đó chi phí về năng lượng cho chuẩn bò bột nhào lớn gấp 5-8 lần nhào thông thường. Năng lượng cần cho 1g bột nhào là 40J. - Thời gian và điều kiện nhào: Thời gian nhào khoảng 5 phút. Nhào trộn được tiến hành trong điều kiện áp suất chân không.p suất chân không trong buồng nhào trộn được điều chỉnh bởi 1 bơm chân không, thường khoảng 0.5bar. - Sử dụng axit ascorbic để cải thiện tính chất của khối bột nhào, giúp mạng gluten đàn hồi hơn, khả năng giữ khí tốt hơn nhưng phải kèm theo giai đoạn lên men sơ bộ kéo dài khoảng 10-15 phút.Acid Ascorbic là chất khử hay chất chống oxyhoá, trong quá trình nhào bột, acid ascorbic bò oxyhoá thành dehydroascorbic (DHA) dưới tác dụng của O 2 và xúc tác của enzym ascorbic oxidase có sẵn trong bột mì.Chính DHA sẽ chuyển nhóm sunfidril thành disunfit, làm số liên kết ngang của phân tử protid tăng lên,mạng gluten đàn hồi hơn: -RSH -RS +O + H 2 O -R 1 SH -R 1 S - Nước trộn bột. Vì cường độ nhào rất cao, nhiệt độ bột nhào tăng khoảng 14-15 0 C so với nhiệt độ ban đầu, do đó nước trộn bột phải ở nhiệt độ thấp khoảng 15-20 0 C. Lượng nước dùng nhiều hơn so với thông thường (3,5%) - Nấm men. Lượng nấm men cần dùng lớn hơn ½-1 lần so với lượng nấm men dùng trong quá trình sản xuất bánh mì thông thường. I.3 Ưu nhược điểm của phương pháp. Ưu điểm: - Rút ngắn chu kì sản xuất.Do nhào với cường độ mạnh kết hợp với tác dụng của acid ascorbic nên rút ngắn thời gian lên men (chỉ còn 1-1,2 giờ) - Nhào bột với cường độ mạnh trong điều kiện chân không làm cho bánh nở đều hơn, xốp hơn, đẹp hơn. - Bột có hàm lượng protid không cao lắm vẫn cho bánh tốt. - Diện tích mặt bằng sản xuất giảm SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 18 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Nhược điểm: - Cấu tạo thiết bò 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 “ADD improver” khi đó: - Chất lượng bánh mì có thể đạt được tương đương với QTCN sản xuất có công 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 chân không cũng như là tốc độ quay nhanh mà vẫn đảm bảo được chất lượng của 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. Khi được thêm vào bột nhào nó sẽ ngăn cản quá trình kết tụ của các phân tử protein bằng cách cắt đứt các liên kết –SS- giữa các phân tử protein trong khối kết tụ do đó làm giảm năng lượng và thời gian nhào trộn đồng thời làm thay 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 sơ bộ. c) L-ascorbic acid. Sử dụng axit ascorbic để cải thiện tính chất của khối bột nhào, giúp mạng gluten đàn hồi hơn, khả năng giữ khí tốt hơn nhưng phải kèm theo giai đoạn lên men sơ bộ kéo dài khoảng 10-15 phút.Acid Ascorbic là chất khử hay chất chống oxyhoá, trong quá trình nhào bột, acid ascorbic bò oxyhoá thành dehydroascorbic (DHA) dưới tác dụng của O 2 và xúc tác của enzym ascorbic oxidase có sẵn trong bột mì.Chính DHA sẽ chuyển nhóm sunfidril thành disunfit, làm số liên kết ngang của phân tử protid tăng lên,mạng gluten đàn hồi hơn, tính chất vật lý của khối bột nhào trở nên tốt hơn đồng thời độ xốp và thể tích của bánh mì cũng được tăng lên: -RSH -RS +O + H 2 O SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 19 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -R 1 SH -R 1 S II. Thuyết minh qui trình công nghệ. II.1 Nhào bột. SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 20 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM a.Mục đích: Chuẩn bò : 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 dòch) chuyển thành một 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 khí khi nhào. ƠÛ 25-40 0 C: Các protit không hòa tan trong nước liên kết với nước trong khi nhào tạo thành gluten.Protit trong bột nhào trương lên và tăng thể tích lên nhiều lần. Sự trương lên của hợp chất protit tạo thành bộ khung có cấu tạo xốp, do đó bột nhào có tính chất đàn hồi và dẻo. Tinh bột trong bột mì chiếm khoảng 70% khối lượng, ở nhiệt độ bột nhào từ 25 0 đến 40 0 C, Tinh bột cũng hấp thụ đến 30% nước nhờ hoạt tính của các nhóm háo nước. 60 0 C: Sự trương nở của khối bột phần lớn là nhờ sự liên kết của nước với tinh bột. Vai trò chính trong việc tạo ra bột nhào là gliadins và glutenins. Khi nhào trộn bột mì, nếu đủ lượng nước thì gliadins và glutenins sẽ hấp thụ nước, 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. Theo lý thuyết trương nở của các phân tử keo thì tác dụng tương hỗ của keo háo nước 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 bao quanh chất háo nước.Liên kết hydro của nước với nhóm háo nước xảy ra trên bề mặt và cả bên trong hạt keo (misen). 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%. Pha thứ hai: Xảy ra nhờ hiện tượng khuếch tán phân tử nước vào trong hạt keo. Do trong hạt keo có những phần tử hoà tan có phân tử lượng thấp nên đã tạo ra sự chênh lệch áp suất SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 21 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM thẩm thấu giữa trong và ngoài hạt keo, cho phép nước lọt vào bên trong.Sự khuếch tán của nước dẫn đến sự tăng thể tích 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% Bảng 5 : Sự phân phối nước trong khối bột nhào (%) Thành phần Hàm lượng Tinh bột 45.5 Protein 31.2 Pentosans 23.4 *Biến đổi hóa sinh: Dưới tác dụng của các enzyme Proteaza, Amylaza và Lipaza có sẵn trong bột mì nguyên liệu,các hợp chất protein, tinh bột, lipid sẽ bò thủy phân thành những hợp chất đơn giản hơn. Enzym proteaza thủy phân làm mất cấu trúc bậc ba của phân tử protein, do đó làm giảm khả năng liên kết với nước của protein, ảnh hưởng bất lợi rõ rệt đến tính chất của bột nhào.Các chất khử có tác dụng tăng cường hoạt động của proteaza còn các chất oxyhoá có tác dụng kìm hãm.Trong quá trình nhào, do có sự xâm nhập của oxy 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 lipid có 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 nên nhiệt độ khối bột có tăng lên. Nhưng nếu tốc độ cánh máy nhào khoảng 25-40 vòng/phút thì nhiệt độ tăng không đáng kể.Trường hợp nhào với cường độ mạnh thì nhiệt độ khối bột tăng lên từ 14-15 0 C. *Biến đổi sinh học: SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 22 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Sự tổng hợp, trao đổi chất của nấm men để tạo các thành phần cần thiết cho khối bột nhào như CO 2 , một số sản phẩm phụ của quá trình lên men góp phần tạo mùi vò cho khối bột nhào. c.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bột nhào: nh hưởng của nguyên liệu: • Bột mì Hàm lượng và chất lượng gluten của bột mì có ảnh hưởng lớn đến tính chất của bột nhào 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 nhào với những tính chất xác đònh được gọi là lực nở của bột mì. Lực nở của bột mì do hệ protit – proteaza quyết đònh. Bột mì “mạnh” có chứa nhiều protit, hút nước nhiều và tạo thành bột nhào có tính đàn hồi, dễ gia công cơ học. Trong bột nhào từ bột mì mạnh, enzym thủy phân protit hoạt động rất chậm. Bánh mì sản xuất từ bột mì mạnh sẽ 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 thành CO 2 làm nở bột nhào trong quá trình lên men. Lượng đường có trong bản thân bột mì chỉ khoảng 2 – 3% không đủ để làm ra bánh mì có chất lượng bình thường, lượng đường sinh ra thêm trong bột mì là do khả năng đường hóa tinh bột của enzym Amylaza trong quá trình chuyển thành bột nhào. Khả năng tạo khí của bột được đặc trưng bằng lượng CO 2 thoát ra trong một thời gian nhất đònh và ứng với một lượng bột nhào nhất đònh. Khả năng tạo khí phụ thuộc vào hàm lượng đường và khả năng sinh đường của bột. Độ mòn của bột cũng ảnh hưởng đến tính chất của bột nhào: bột càng thô khả năng hút nước càng thấp; bột mì càng mòn thì quá trình thủy phân tinh bột và protein càng 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 tăng các thành phần có khả năng giữ nước trong khối bột như Pentosan, Cellulose…(tỉ lệ lấy bột hay hạng của bột là tỉ lệ % giữa khối lượng bột lấy từ lõi và lớp sát vỏ của hạt lúa mì trên khối lượng của toàn hạt) SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 23 2 0 0 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM • Đường - Làm tăng độ mềm nhớt của khối bột nhào do phân tử đường có kích thước nhỏ, dễ tan vào nước khiến khối bột trở nên linh động hơn. - Làm giảm khả năng trương nở Protein, do đó làm giảm hàm lượng gluten ướt do đường hút nước, cạnh tranh nước của protein. Bảng7 : nh hưởng của đường đến gluten ướt Độ mạnh gluten ướt Lượng gluten ướt saccharose (%) 0 10 20 30 40 Mạnh Trung bình Yếu Rất yếu 41,1 36,7 32,6 28,7 39,0 36,0 32,3 28,5 38,1 35,1 31,8 27,8 37,5 34,0 31,3 27,1 35,0 32,8 30,0 25,3 (Gluten ướt là gluten thu được sau khi rửa cục bột nhào cho tinh bột trôi 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: SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 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 73,53 78,0 24 [...]... b nh phẳng và b ng láng Mặt b nh dai, chậm khô do đó giữ được khí hơi làm cho b nh nở to Đốt nóng b nh nhanh hơn, vỏ b nh mỏng không b cháy, ruột b nh chín đều và nhanh, do đó rút ngắn được thời gian nướng Nếu nướng b nh trong môi trường không đủ ẩm thì b nh nở ra ít, vỏ b nh nứt và màu sắc không vàng đều , đặc biệt vỏ b nh dày và cứng ngăn cản nhiệt xâm nhập vào ruột b nh b Điều kiện công nghệ: Để... nướng b nh Các chất thuộc nhóm cacbonyl xuất hiện do phản ứng maillard giữa đường khử và các nhóm amin, đồng thời còn do phản ứng caramen Phản ứng tạo thành các chất gây hương vò xảy ra ở vỏ b nh, sau đó các chất này khuếch tán và ruột b nh và một phần < /b> thoát ra môi trường xung quanh B ng 9 : Nồng độ các chất gây hương vò trong các loại b nh mì Tên chất B nh mì trắng B nh mì đen B nh mì làm từ b t B nh... ruột b nh vào khoảng 5 0-6 0oC Đốt nóng b nh trong giai đoạn này chủ yếu do b c xạ -Vùng III (vùng nhiệt độ trung b nh): Nhiệt độ của không khí giảm xuống 18 0-2 20oC, nhiệt độ vỏ b nh đạt 15 0-1 70oC và ruột b nh 8 5-9 0OC Thời ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 35 2007 gian b nh ở giai đoạn này chiếm tới 4 0-6 0% thời gian nướng Đốt nóng ở vùng này do truyền nhiệt b c xạ và trực tiếp -Vùng... b t mì trắng (nướng trên khay) B nh mì làm từ 500 35 – 40 240 – 230 b t mì trắng (nướng trong hộp) B nh mì làm từ 100 40 – 50 240 – 220 b t mì trắng (nướng trên khay) B nh mì làm từ 1500 55 – 65 250 - 200 b t mì đen có trộn lẫn b t mì trắng (nướng trên khay) B nh mì đen 1500 60 – 70 260 – 200 (nướng trên khay) B nh lúa mạch 3000 14 – 16giờ 180 - 100 đen) • Chế độ nướng b nh Trong lò nướng cần đảm b o... nướng b nh của mỗi loại b nh được đặc trưng b ng 3 thông số: độ ẩm tương đối của hỗn hợp không khí và hơi trong buồng nướng, nhiệt độ các vùng trong buồng nướng và thời gian nướng • Sự làm ẩm b mặt khi nướng a Mục đích của khâu làm ẩm: Làm cho hơi nước ngưng tụ trên b mặt b nh khi b nh vừa được đưa vào lò Nếu đảm b o đủ ẩm thì tinh b ït dễ hồ hóa, đồng thời hòa tan dextrin làm b nh phẳng và b ng láng... nướng b nh như sau: -Vùng I (vùng làm ẩm): độ ẩm tương đối của hỗn hợp không khí và hơi vùng này khoảng 6 0-8 0%, nhiệt độ 10 0-1 30oC và thời gian b nh ở vùng này khoảng 1-5 phút, nhiệt độ của khay hoặc sàn để nướng b nh 18 0-2 00 oC Đốt nóng b nh chủ yếu là do truyền nhiệt trực tiếp -Vùng II (vùng nhiệt độ cao): không khí trong vùng này khô, nhiệt độ của lò khoảng 28 0-2 90oC B mặt b nh nóng tới 10 0-1 10oC... tâm của b nh mì được làm nóng đến nhiệt độ 9 5-9 7oC Tinh b t đã hồ hóa liên kết với nước tự do trong b nh giảm đi rõ rệt, do đó ruột b nh khô và đàn hồi Nếu tinh b t b mất tính háo nước thì ruột b nh sẽ trở nên dính b) Quá trình biến tính Protid Quá trình biến tính Protid do tác dụng của nhiệt xảy ra trong khoảng nhiẹât o độ 5 0-7 0 C Khi b đông tụ protid nhả nước ra và mất tính đàn hồi Protid b biến... đạt 11 0-1 30 oC và độ ẩm đạt 6 0-8 0%, thời gian b nh trong vùng làm ẩm khoảng 2-5 phút Buồng nướng được làm ẩm b ng hơi nước do các ống dẫn hơi vào Hơi nước trong ống dẫn hơi có áp suất dư khoảng 0. 2-0 .7at Theo lý thuyết, cứ 1 tấn b nh cần 3 0-4 0kg hơi nhưng thực tế sản xuất cần tới 20 0-3 00kg hơi vì khoảng 8 0-9 0% b tổn thát do thông gió • Nhiệt độ và thời gian nướng b nh Nhiệt độ và thời gian nướng b nh... tạo b n trong của lò nướng dạng tunnel II.8 Làm nguội a.Mục đích công nghệ : chuẩn b cho quá trình bao gói b nh sau khi nướng b Các biến đổi chính: SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 36 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM SVTH: NGUYỄN CHÍNH THẠNH 37 2007 Biến đổi vật lý: nhiệt độ giảm Biến đổi hoá lý: độ ẩm của b nh tăng Các biến đổi khác không đáng kể Thiết b : B ng chuyền làm nguội (cooling conveyor) Các b ng... β-amylaza và - amylaza được duy trì khá lâu Trong khoảng nhiệt độ 5 0-6 0oC α-amylaza hoạt động mạnh nhất, tấn công các hạt tinh b t trước khi sự hồ hóa tinh b t xảy ra ở nhiệt độ 5 5- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 2007 90oC Ở nhiệt độ 6 7-7 9oC , số hạt tinh b t b phá hủy tăng mạnh nhất 70oC, hoạt động của α-amylaza giảm dần Trong khoảng nhiệt độ 6 0-7 0oC, β-amylaza sẽ phân hủy các hạt tinh b t b . đảm b o được chất lượng của b nh. ADD improver bao gồm: - L-cysteine-HCl monohydrate 3 5-4 0ppm - Potassium bromate 25ppm - L-ascorbic. tinh b ït dễ hồ hóa, đồng thời hòa tan dextrin làm b nh phẳng và b ng láng. Mặt b nh dai, chậm khô do đó giữ được khí hơi làm cho b nh nở to. Đốt nóng b nh