CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH GẠO

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH GẠO

Báo cáo: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH GẠO

I – SƠ LƯỢC VỀ BÁNH GẠO

Bánh gạo: có hàm lượng glucid cao, ít béo, năng lượng thấp hơn so với các loại bánh kẹo khác trên thị trường, thuận tiện trong các cuộc vui chơi pinic giờ giải lao, lễ tết, có thể dùng để ăn kiêng Sản phẩm có hương vị giòn, thơm

Phân loại: theo vị bánh, có thể chia bánh gạo làm hai loại:

- Bánh gạo ngọt: có lớp đường trên bề mặt

- Bánh gạo mặn: như bánh vị bò, vị tôm,… được trộn với gia vị mặn

II – NGUYÊN LIỆU

- Thành phần nguyên liệu chính để sản xuất bánh gạo: Gạo dẻo cao cấp, tinh bột khoai tây, bột bắp, bột sắn, đường tinh luyện, dầu thực vật, muối…Trong đó, hai thành phần quan trọng làm nên bánh gạo là gạo và nước Các chất phụ gia và các nguyên liệu phụ khác được các nhà sản xuất bổ sung nhằm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm

1 Nguyên liệu chính : Gạo

Gạo là một sản phẩm của lúa, tên và nguồn gốc phân loại của lúa:

Họ (Family) : Poaceae/Gramineae (hòa thảo)

Phân họ (Subfamily) : Oryzoideae

Tộc (Tribe) : Oryzeae

Loài (Species) : Oryza Sativar L.

Hình 2.1: Cấu tạo cây lúa Hình 2.2: Cấu tạo hạt thóc

Bảng : Phân loại các tiêu chuẩn hạt gạo

Kích thước Chiều dài

(mm) Cấp độ Hình dạng Tỷ lệ dài/rộng Cấp độ

Dài 6.61-7.50 3 Trung bình 2.1-3.0 3 Trung bình 5.51- 6.60 5 Hơi tròn 1.1- 2.0 5

Tiêu chuẩn Quốc tế hàm lượng amylose như sau:

0 - 2% gạo dẻo

2 – 20% gạo mềm (hàm lượng amylose thấp)

20 – 25% gạo mềm (hàm lượng amylose trung bình)

> 25% gạo cứng (hàm lượng amylose cao)

Chất lượng dinh dưỡng

Nói chung, dinh dưỡng trong ngũ cốc nghèo lysine và threomine Chất lượng protein trong gạo cao nhất bởi nó có lysine cao 3.5 – 4% hơn ngũ cốc

Bảng : Thành phần dinh dưỡng của hạt gạo

Thành phần dinh dưỡng Đơn vị tính Hàm lượng/100g

(Nguồn: Viện nghiên cứu dinh dưỡng thuộc đại học Mahidol, Thái Lan, 1999)

 Tinh bột:

Tinh bột có hai thành phần chính là amylose và amylopectin, tỷ lệ amylose và amylopectin thay đổi tùy theo giống lúa:

o Gạo tẻ: chứa trung bình 19.5% amylose và 81.5% amylopectin

o Gạo nếp: chứa 0.7% amylose và 99.3% amylopectin

 Protein:

Trong gạo, hàm lượng protein chiếm khoảng 6%, gồm 4 loại:

o Glutelin, hay còn có tên riêng là oryzenin, chiếm đa số

o Albumin

o Globulin

o Prolamin (oryzin)

Thành phần protein của lúa gạo có đủ 20 loại acid amin khác nhau, trong đó có 10 loại acid amin không thay thế, do đó nếu xét trên các acid amin không thay thế thì protein gạo có giá trị sinh học cao hơn của bắp và lúa mì Tuy nhiên, lượng protein trong gạo không cao, thấp hơn các loại lương thực khác như lúa mì, bắp

Bảng : Hàm lượng các acid amin trong gạo so với giá trị chuẩn (trứng gà)

(đơn vị: g/16gN) Acid amin Giá trị chuẩn Gạo

Tryptophan 1.4 1.2

(Nguồn: FAO)

 Lipid:

Lượng lipid trong hạt gạo chiếm khoảng 1%, cao hơn hạt lúa mì, nhưng thấp hơn hạt bắp

 Vitamin:

Trong lúa gạo, thành phần vitamin gồm B1, B2, B5, PP, B12, … Thành phần vitamin của lúa gạo chủ yếu là nhóm B, trong đó vitamin B1 chiếm một hàm lượng khá lớn Tuy nhiên hàm lượng vitamin của lúa gạo không nhiều, thấp hơn các loại lương thực khác

 Các thành phần khác:

Trong lúa gạo có những chất dễ bay hơi như NH3, H2S, các acetaldehyde Tuy nhiên, khi bảo quản hạt không tốt, thành phần lipid trong hạt gạo bị phân hủy tạo ra các aldehyde, hexanal, cetone, …, tạo ra những mùi khó chịu

Nguyên liệu được sử dụng phải có nguồn gốc xuất xứ, chứng nhận đạt tiêu chuẩn

an toàn vệ sinh thực phẩm Trước khi đưa vào sản xuất, nguyên liệu được kiểm tra một cách nghiêm ngặt, chỉ những nguyên liệu đạt tiêu chuẩn mới sử dụng

2 Nguyên liệu phụ:

a Nước:

Nước được xem là nguyên liệu trong công nghệ sản xuất nhiều loại thực phẩm Thành phần nước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến tính chất cảm quan và độ bền hóa lý của sản phẩm Hiện nay chúng ta có ba nguồn nước đang đươc khai thác để sản xuất:

- Nguồn nước bề mặt: được lấy từ sông, suối, hồ…Tại Việt Nam và các nước đang phát triển, nước bề mặt hiện nay bị ô nhiễm rất nặng, chủ yếu là do sản xuất công nghiệp và các hoạt động sinh hoạt hằng ngày của con người

- Nguồn nước ngầm: do mưa ngấm vào lòng đất tạo nên Thông thường, nước ngầm có chất lượng tốt và ổn định hơn nước bề mặt tuy nhiên, việc sử dụng thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp làm tăng mức độ ô nhiễm một số nguồn nước ngầm

- Nguồn nước do thành phố cung cấp: ở nước ta nước do thành phố cung cấp đạt tiêu chuẩn nước dùng sinh hoạt hằng ngày Hiện nay, tại một số thành phố thuộc các nước công nghiệp phát triển, nguồn nước do thành phố cung cấp có chất lượng rất tốt

Nước được sử dụng trong sản xuất thực phẩm phải đạt các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, vật lý và vi sinh…

 Chỉ tiêu cảm quan: Độ đục, độ màu, mùi, vị.

 Chỉ tiêu hóa lý: bao gồm các chỉ tiêu hóa lý quan trọng sau.

+ Độ cứng: độ cứng của nước do các muối calcium và magnesium hòa tan trong

nước tạo nên Độ cứng được chia thành ba loại: tạm thời, vĩnh cửu và toàn phần

+ Độ kiềm: do các hydroxyt, các muối kiềm tạo nên

+ Giá trị pH: do nồng độ các ion H+ tự do tạo nên

+ Độ oxy hóa: giá trị này do hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước tạo nên, và

những hợp chất này có khả năng tham gia phản ứng oxy hóa

+ Độ dẫn điện: nước chứa nhiều cation và anion khác nhau nên có tính dẫn điện.

khi hàm lượng các muối hòa tan có khả năng phân ly trong nước càng lớn thì độ dẫn điên của nước sẽ càng cao

 Chỉ tiêu vi sinh: Vi sinh vật luôn được tìm thấy trong các nguồn nước thiên

nhiên, bao gồm cả nhóm vi sinh vật hoại sinh và vi sinh vật gây bệnh cho người, nó

có thể tồn tại ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc sinh bào tử

Bảng : Tiêu chuẩn của nước

STT Chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa Phương pháp thử

(ISO 6595 – 1982)

(ISO 8286 – 1986)

6 Hàm lượng Flo mg/L 0.7 – 1.5 TCVN 6195 – 1996

(ISO 10359/1 – 1992)

(ISO 8288 – 1989)

(ISO 8288-1986)

(ISO 6332-1988)

b Phụ gia:

 Muối:

 Chỉ tiêu hóa học:

o Hàm lượng NaCl: > 97% khối lượng chất khô

o Hàm lượng chất không tan trong nước: < 25% khối lượng chất khô

o Độ ẩm: ≤12%

 Chỉ tiêu cảm quan:

o Tinh thể trắng đều, không có mùi, cỡ hạt: 1 – 15mm, khô ráo

o Vị: dung dịch muối 5% có vị mặn thuần khiết, không có vị lạ

 Đường:

 Chỉ tiêu hóa lý:

o Hàm lượng saccharose  99.8 (% chất khô)

o Độ ẩm  0.05 (% khối lượng)

o Hàm lượng đường khử  0.03 (% khối lượng)

o Hàm lượng tro  0.03 (% khối lượng)

 Chỉ tiêu cảm quan:

Màu trắng óng ánh, tinh thể đồng đều, khô, không vón cục, khi hòa tan trong nước có

vị ngọt đặc trưng, không có vị lạ, mùi lạ, dung dịch trong suốt

III – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Nguyên liệu

Định lượng

Ngâm gạo

Đùn, làm mát

Nghiền gạo

Hấp

Cán, tạo hình

Sấy 2

Sấy 1

Ủ phôi Sấy nở

Phun đường

Sấy 3

Phun dầu Sấy 4 Làm nguội

Đóng gói

Phụ liệu

IV – THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1.Định lượng

- Nguyên liệu được định lượng đúng theo công thức phối liệu cho từng mẻ

2.Ngâm gạo

 Làm mềm gạo, giúp cho quá trình xay nghiền diễn ra dễ dàng hơn

 Làm cho gạo hút nước trương nở

 Làm sạch một phần tạp chất bên ngoài

 Hiệu suất thu được cao hơn

 Hydrat hóa các cấu tử dinh dưỡng có trong gạo như: protein, glucid, lipid

 Những biến đổi trong quá trình ngâm:

 Biến đổi vật lý:

- Hạt thay đổi hình dang :

 Do hạt hút nước và tăng thể tích

 Kết quả của sự trương nở các phần tử trong hạt gây ra áp suất trương nở, và chính

do sự trương nở không đều gây ra sức căng nội tại làm hạt biến dạng

 Mức độ trương nở của hạt phụ thuộc vào một số yếu tố Ví dụ: hạt nhỏ hút nước nhiều hơn và trương nhanh hơn; nhiệt độ nước càng cao thì hạt càng trương nở nhanh hơn, các loại gạo khác nhau thì khả năng hút nước khác nhau

- Ảnh hưởng đến cấu trúc hat: hạt bị nứt do độ ẩm tăng Có thể giải thích như sau:

 Hạt gồm phần lớn những hạt tinh bột rất nhỏ và một ít protein, tốc độ hút nước của protein và tinh bột không giồng nhau, sau một thời gian hạt bị ngấm nước

độ trương của tinh bột và protein cũng khác nhau do đó tạo thành những vết nứt

Sản phẩm

 Cấu trúc của hạt có rất nhiều mao quản, càng đi sâu vào trong hạt đường kính mao quản nhỏ dần, do đó khi nước ngấm vào hạt càng sâu càng bị ngăn trở sinh

ra một ứng suất tác động làm cho hạt bị nứt

- Độ ẩm của khối hạt tăng lên

- Nước ngấm vào trong hạt, xảy ra hiện tượng hydrat hóa, làm yếu liên kết trong hạt làm giảm độ bền cơ học của hạt

 Biến đổi hóa học:

- Một số hợp chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hydrat hóa

- Tăng liên kết hydro

 Biến đổi hóa lý:

Nước hòa tan tinh bột, hòa tan protein mạch ngắn, pentosan, tạo áp suất thẩm thấu dẫn đến nước càng dễ đi vào và chất tan sẽ đi từ hạt gạo ra ngoài, nhưng xu hướng nước

đi vào xảy ra dễ dàng hơn Trong quá trình ngâm giá trị các chất dinh dưỡng trong hạt gạo

bị giảm do phần lớn các chất dinh dưỡng nằm ở bên ngoài hạt gạo (như các vitamin nhóm

B tan trong nước sẽ dễ dàng khuếch tán vào trong môi trường nước)

 Biến đổi sinh học:

Nếu ngâm nguyên liệu trong thời gian quá dài thì chất tan trong nguyên liệu sẽ khuếch tán vào nước ngâm làm tăng nguy cơ nhiễm vi sinh vật

 Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt:

 Thành phần nguyên liệu:

Hàm lượng amylopectin cao dẫn đến nguyên liệu hút nhiều nước (do nguyên liệu chứa nhiều cấu trúc vô định hình), do đó thời gian ngâm ngắn

 Lượng nước ngâm:

Nếu ngâm quá nhiều nước sẽ làm mất chất dinh dưỡng có trong hạt, do sự chênh lệch nồng độ giữa môi trường dinh dưỡng bên trong hạt gạo và môi trường nước ngâm dẫn đến nước thẩm thấu vào bên trong hạt, còn chất dinh dưỡng đi theo chiều ngược lại

Nếu ngâm quá ít nước thì quá trình hydrat hóa xảy ra không hoàn toàn, các chất dinh dưỡng khó phân tán vào môi trường nước ngâm

 Thời gian ngâm:

Thời gian ngâm thông thường là 4 – 5giờ trong nước ấm

Nếu ngâm quá lâu thì khả năng tổn thất chất dinh dưỡng cao, dẫn đến tăng nguy cơ nhiễm vi sinh vật Ngoài ra, còn gây hiện tượng thối hạt

Nếu không ngâm trong thời gian quá ngắn thì sự trương nở xảy ra không triệt để, hạt không mềm, quá trình hydrat hóa xảy ra không hoàn toàn

 Nhiệt độ ngâm:

Nếu nhiệt độ ngâm cao thì thời gian ngâm ngắn, nhưng quá trình hồ hóa sẽ xảy ra gây khó khăn cho quá trình nghiền, do đó quá trình này không cần thiết sử dụng nhiệt độ cao Nếu ngâm trong nước ở nhiệt độ phòng thì thời gian ngâm khoảng 12 giờ, khoảng thời gian này đủ để vi sinh vật phát triển, xuất hiện quá trình lên men, tạo vị chua cho sản phẩm

Nếu ngâm trong nước ở nhiệt độ 48 – 520C thì thời gian ngâm rút ngắn xuống còn 4 –

5 giờ, đồng thời hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

Khi ngâm gạo đến một thời điểm nhất định thì lượng nước ngấm vào gạo đạt mức bão hòa, nếu tiếp tục ngâm thì độ ẩm và độ tổn thất chất khô của gạo sẽ không đổi

 Thiết bị:

Quá trình ngâm được thực hiện trong những thùng chứa

Các thùng ngâm được làm bằng thép không rỉ, thùng có dạng hình trụ, đáy côn, và thường được sắp xếp thành một dãy khoảng 20 thùng hoặc hơn Nước được dẫn từ dưới vào, còn gạo được nhập liệu từ trên xuống

Nhiệt độ thích hợp cho quá trình ngâm là 48 – 520C

Dung dịch hóa chất được luân chuyển liên tục bằng hệ thống bơm hoàn lưu đi qua các dãy thùng chứa, và sự luân chuyển này tạo nên sự khuấy trộn cần thiết cho hỗn hợp

Hình : Thiết bị ngâm gạo

3.Nghiền gạo

 Phá vỡ cấu trúc tế bào của gạo và lớp màng tế bào, giải phóng các thành phần trong gạo

 Giúp đồng nhất khối hạt hình thành dạng khối bột mới

 Yêu cầu: độ mịn của khối bột gạo phải tương đối đồng nhất, không có sự chênh

lệch quá lớn về kích thước của bột gạo sao khi nghiền

 Phương pháp thực hiện:

-Máy nghiền trục: nghiền thành bột nhỏ

- Độ ẩm bột sau nghiền: 30 – 32%

- Ba loại lực cùng tác dụng lên vật liệu: lực nén, lực va đập và lực ma sát Diện tích

bề mặt riêng tăng lên, tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi tăng lên, đặc biệt là trong quá trình nghiền có sinh nhiệt

 Các biến đổi trong quá trình nghiền: Sự tăng nhiệt độ dẫn đến các biến đổi:

+ Làm giảm giá trị cảm quan về mùi của sản phẩm Nếu sản phẩm có tính chất hút

ẩm thì sau khi nghiền, tốc độ hút ẩm sẽ tăng lên, làm độ ẩm của sản phẩm tăng lên có thể dẫn đến hiện tượng nguyên liệu bị vón cục và dính vào thiết bị

+ Xuất hiện một số biến đổi về cấu trúc (thường liên quan đến sự biến đổi pha)

+ Một số phản ứng hóa học sẽ diễn ra, ảnh hưởng đến quá trình nghiền cũng như tính chất của sản phẩm

Trong quá trình nghiền, khi cần hạn chế hiện tượng tăng nhiệt độ, trong thiết bị nghiền cần phải được thiết kế bộ phận giải nhiệt để tránh hiện tượng tăng nhiệt

4.Hấp

Bột gao cùng với một số nguyên liệu khác: tinh bột khoai tây, bột sắn, bột bắp, … được đưa vào nồi áp suất hơi để hấp chín khối bột

 Mục đích: hồ hóa tinh bột, biến tính protein, làm chín khối bột.

 Yêu cầu:

- Toàn bộ khối bột phải được tiếp xúc với hơi nước một cách đồng đều, nhiệt độ hơi phải như như nhau ở các phần của khối bột

- Khối bột phải được làm chín đồng đều Về mặt cảm quan, khi chín khối bột trong hơn, mềm mại và có tính đàn hồi, không ướt mặt dưới và không dính bết

Các biến đổi:

- Vật lí:

Nhiệt độ khối bột tăng cao

Khối bột bị hồ hóa toàn bộ

- Hóa sinh: tinh bột bị thủy phân một phần được tác dụng của nhiệt, một số vitamin bị

phá hủy

- Vi sinh: tiêu diệt các vi sinh vật có trong bột.

Cách thực hiện: khối bột được hấp trong nồi áp suất hơi ( hấp ở áp suất cao)

- Hấp ở áp suất cao đòi hỏi thời gian ngắn hơn

- Áp suất càng cao thời gian hấp càng giảm, những biến đổi cấu trúc cơ học và các quá trình sinh hóa xảy ra càng sâu sắc nhưng đồng thời gạo thành phẩm bị sẫm màu và vitamin bị phá hủy, vì vậy không nên dùng áp suất quá cao

- Thời gian hấp: 7 – 8 phút

 Thiết bị: nồi áp suất hơi

5.Đùn:

 Mục đích:

- Làm cho khối bột trắng hơn do trong quá trình đùn nhiệt độ tăng cao, làm cho

- Tạo kết cấu chặt chẽ và ẩm được phân phố đồng đều hơn

- Tạo mầm khí

- Phối trộn đều nguyên liệu sau khi hấp

Để tăng độ kết dính của tinh bột với màng gluten làm cho khối bột dai và đàn hồi cần phải đùn nhiều lần ( thường 3 lần)

6 Cán, cắt

 Mục đích:

+ Tạo phôi bánh có kích thước, hình dạng phù hợp và khối lượng nhất định

+ Đảm bảo cho quá trình chế biến được diễn ra một cách thuận lợi, quá trình truyền nhiệt, truyền khối được đồng đều hơn do khối bột lớn hình thù không xác định ảnh hưởng xấu đến quá trình truyền nhiệt, truyền ẩm, quá trình hình thành vỏ…Do đó không thể tiến hành nướng hoặc sấy tiếp theo

 Biến đổi của nguyên liệu:

- Chủ yếu là tác dụng cơ lý lên nguyên liệu, biến đổi trong quá trình tạo hình thường không nhiều , chủ yếu biến đổi về vật lý

- Tỷ trọng của sản phẩm sau quá trình tạo hình sẽ tăng

- Vì chỉ là quá trình cơ lý đơn thuần cho nên quá trình tạo hình không dẫn đến những biến đổi sâu sắc tính chất của nguyên liệu

 Yêu cầu:

- Yêu cầu người sử dụng: hình dạng đa dạng, hấp dẫn người sử dụng, lượng sản phẩm phù hợp khả năng sử dụng của người tiêu dùng, tiện lợi trong quá trình sử dụng

- Yêu cầu về công nghệ: hình dạng, kích thước sản phẩm phải đảm bảo sao cho việc thực hiện các quá trình tiếp theo sau tạo hình được dễ dàng

- Yêu cầu về thiết bị: đảm bảo quá trình gia công tạo hình được dễ dàng ( sản phẩm

có hình dạng quá phức tạp, nhiều chi tiết và góc cạnh khiến quá trình tạo hình bằng thiết

bị khó thực hiện)

- Yêu cầu về quá trình vận chuyển, bảo quản và phân phối: độ bền cơ học của sản phẩm

 Phương pháp thực hiện:

- Quá trình cán cắt bắt đầu từ máy tạo tấm, hệ thống cán mỏng, máy cắt, cuối cùng đến máy để đặt các bán thành phẩm lên băng tải của máy sấy

- Máy tạo tấm chức năng định dạng và định cỡ khối bột thành tấm phẳng có bề dày xác định và trải đều hết chiều ngang của thiết bị

- Sau khi qua máy tạo tấm, lá bột lần lượt qua hệ thống cán mỏng để giảm bề dày lá bột một cách từ từ đến độ mỏng theo yêu cầu sản phẩm

- Tại các máy ép, chiều rộng khe hở giữa hai trục sẽ giảm dần để làm tăng lực ép vào tấm bột

- Miếng bột từ máy tạo tấm đến máy cắt sẽ được làm cho mỏng đi nên nó sẽ dài ra hơn Vì vậy mỗi trục cán định hình và băng chuyền tiếp theo phải chay nhanh hơn trục cán định hình và băng chuyền trước đó

- Sau khi qua hệ trục cán, lá bột chạy trên băng tải trung gian để “ nghỉ ngơi” và “hồi phục” lại các cấu trúc đã bị biến đổi trong quá trình cán

- Lá bột sau đó sẽ qua máy cắt, có dạng trục quay

- Các miếng bột sẽ tách ra để đến băng tải của buồng sấy

- Giữa các miếng bột bánh được cắt ra là một mạng lưới bột không dùng tới được gọi

là miếng bột rìa Để tiết kiệm, các miếng thừa này được nâng lên và đưa trở lại máy tạo