Đề tài quy trình sản xuất snack ép đùn

Bột bắp được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất sản phẩm snack. Bắp được sử dụng nhiều vì giá thành thấp và nở tốt ngay cả khi ép đùn với phương thức đơn giản nhất. Bột bắp dùng sản xuất bánh snack là loại bột bắp vàng (yellow corn flour hoặc maize flour), được nghiền từ hạt bắp khô màu vàng.Bột bắp có chứa 25% amylose, hàm lượng protein trong khoảng 610%, ẩm trung bình khoảng 9,5%... kích thước hạt trung bình 5 20µ.Thành phần chính của protein trong bột bắp là zein (protein prolamine). Zein có nhiều loại polypeptide khác nhau khoảng 14 17 loại theo Wilson (1984), và không tạo gluten nên khi làm snack người ta thường trộn với bột mì. Zein khi kết hợp với nước tạo bột nhào dễ đàn hồi và dễ biến đổi.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Trương Vĩnh

SV thực hiện: Lê Văn Hoàn (10139063) Phạm Văn Hoàng(10139071) Phạm Anh Thư (10139234) Lớp: DH10HH

Đề tài: Quy Trình Sản Xuất Snack Ép Đùn

Giới Thiệu

Một trong những xu hướng lựa chọn thực phẩm của những năm gần đây là thực phẩmtiện lợi và tinh tế nhằm tiết kiệm được thời gian cho việc chế biến nhưng vẫn đảm bảo antoàn vệ sinh và yêu cầu về chất lượng và năng lượng Người tiêu dùng trong sự phát triểnnhanh chóng của khoa học kỹ thuật, có nhiều đòi hỏi đa dạng hơn đối với thực phẩm.Một số loại thực phẩm tiện lợi và tinh tế đang rất phát triển như: fast food, thức ăn chếbiến sẵn, thức ăn nơi công cộng… và trong đó phải kể đến snack

Bánh snack không còn là đồ ăn riêng của trẻ con Với hàng trăm loại hương vị khác nhau,snack đã trở thành món ăn không thể thiếu của cả người lớn Do là món ăn nhẹ giữa haibữa chính, snack cung cấp năng lượng khá cao so với những món ăn vặt khác Đặc biệt làsnack được sản xuất theo công nghệ ép đùn thì nguyên liệu được làm chín ở nhiệt độ caotrong một khoảng thời gian rất ngắn chỉ vài giây càng đảm bảo sự thất thoát chất dinhdưỡng ít nhất

I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1 Nguyên liệu chính

Bột bắp

Đặc điểm nguyên liệu:

- Bột bắp được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất sản phẩm snack Bắp được sử

dụng nhiều vì giá thành thấp và nở tốt ngay cả khi ép đùn với phương thức đơngiản nhất

- Bột bắp dùng sản xuất bánh snack là loại bột bắp vàng (yellow corn flour hoặcmaize flour), được nghiền từ hạt bắp khô màu vàng

- Bột bắp có chứa 25% amylose, hàm lượng protein trong khoảng 6-10%, ẩm trungbình khoảng 9,5% kích thước hạt trung bình 5 -20µ

- Thành phần chính của protein trong bột bắp là zein (protein prolamine) Zein cónhiều loại polypeptide khác nhau khoảng 14 - 17 loại theo Wilson (1984), và khôngtạo gluten nên khi làm snack người ta thường trộn với bột mì Zein khi kết hợp vớinước tạo bột nhào dễ đàn hồi và dễ biến đổi

Bảng 2: Thành phần hạt tinh bột bắp theo tài liệu “ Snack food”

2 Trên sàng 30 Mesh- 600µM 15%

3 Trên sàng 40 Mesh- 425µM 70%

4 Trên sàng 40 Mesh- 425µM 15%

7 Số lượng VSV điếm trên dĩa Không lớn hơn 100 000/g

9 Nấm men và mấm mốc Không lớn hơn 2000/g

10 Bacillus cereus Không lớn hơn 100/g

15 Vi sinh vật gây hại Không có

18 Thời hạn bảo quản Dưới điều kiện bảo quản thoáng mát,

chất lượng sàn phẩm không bị ảnhhưởng đến 6 tháng

Kiểm tra nguyên liệu đầu vào: Trước khi cho nguyên liệu nhập kho cần kiểm tra cácthông số chỉ tiêu ghi trên giấy tờ mà đặc biệt là chú trọng về kích thước, màu sắc, mùi

vị của hạt, đảm bảo bột không có côn trùng, mối mọt

2 Nguyên liệu phụ và phụ gia

2.1.Bột mì

Đặc điểm nguyên liệu

Bột mỳ thường được dùng một lượng nhỏ trong sản xuất bánh snack Bột mì có kíchthước hạt khá lớn (20 - 40µm) nên có khả năng phồng nở tốt khi ép đùn Tuy nhiên, hàmlượng protein cao 8 -15% và khả năng hình thành cấu trúc bền chặt của gluten nên gâykhó nở Khi áp lực đủ cao để tạo ra các bong bóng khí thì gluten sẽ cố định cấu trúc vàtạo ra độ chắc, giòn cho sản phẩm ép đùn

 Tiêu chuẩn bột mì

Chỉ tiêu cảm quan: bột mì tốt màu trắng hoặc trắng ngà, mịn, tơi, mùi vị thơm

dịu, dễ chịu, không có mùi vị lạ : đắng; chua; ôi; khét, không có mùi mốc, khôngsâu mọt, không lẫn tạp chất : rác; sắt; đất; cát

Chỉ tiêu lí hóa:

- Độ ẩm không quá 14%

- Độ chua không quá 4 độ ( = số ml NaOH 1N để trung hoà 100g bột )

- Hàm lượng gluten khô không ít hơn 7 - 8%

- Trạng thái gluten ướt : màu trắng đồng nhất, co giãn, đàn hồi như caosu

- Gluten khô vẫn giữ được màu trắng sáng của gluten ướt

- Không được có vi nấm độc và độc tố vi nấm

- Dư lượng hoá chất trừ sâu : nằm trong giới hạn cho phép

Bảng 4 Các chỉ tiêu kiểm tra các loại bột mì theo TCVN 4359-86

hôi, mốc và các mùi lạCho tất cả các loại bột Vị Vị hơi ngọt, vị bình thường của bột,

không có vị chua, đắng, vị lạ

Cho tất cả các loại bột Sâu mọt Không có sâu mọt

 Thành phần hóa học của bột mì (tính theo % khối lượng) và nhiệt lượng(cal/100g)

 Glucid: chiếm 70 – 80% chất khô

 Protid: 8 – 25%.

Protein của bột mì gồm: Albumin, Globulin, Gliadin, Glutenin

Hai nhóm sau chiếm tới 70 – 80% Chính hai nhóm này khi hòa tan vào nước tạothành mạng phân bố đều trong khối bột nhào Mạng này có cấu trúc đàn hồi, có chứcnăng giữ khí tạo cho bánh có độ nở và được gọi là gluten Hàm lượng và chất lượngGluten bột mì phụ thuộc vào giống lúa mì, điều kiện trồng trọt, chế độ sấy hạt, chế độ giacông nước nhiệt, chế độ bảo quản…

 Lipid: 2 – 3%

Lipit chiếm từ 2-3% trong đó 3/4 là chất béo trung tính còn lại là phosphatid,sterin, sắc tố và sinh tố tan trong chất béo Các lipit là những chất hữu cơ kị nước, có cấutrúc khác nhau, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong các dung môi hữu cơ.Trong các lipit của bột mì, ngoài các chất béo trung tính còn phải kể đến các photphorit,sterin, sắc tố….Trong bột các lipit ở trạng thái tự do và trạng thái kết hợp với protit,gluxit Những hợp chất này có ảnh hưởng đến tính chất các gluten, chúng làm cho cácgluten đàn hồi hơn Hàm lượng chung của chất béo trong bột mì vào khoảng 0,1 – 2% tùytheo hạng bột mì

Kiểm tra nguyên liệu đầu vào: Bột mì trước lúc nhập kho kiểm tra các thông số ghitrên giấy tờ và chú trọng tới trạng thái bột, màu sắc, độ ẩm, mùi của bột, và đảm bảobột không có mối mọt, côn trùng

Bảo quản: nguyên liệu được bảo quản trong kho ở nhiệt độ thường, kho phải khôthoáng và sạch sẽ không được ẩm ướt

2.2.Silicon dioxide

Đặc điểm:

Công thức hóa học: SiO2 Công thức cấu tạo:

INS: 551, ML: 15000mg/kg Silicat được tìm thấy nhiều nhất chủ yếu ở cát và thạchanh cũng như trong thành tế bào của tảo cát Silicon đóng một phần quan trọng trong sựphát triển của xương, nếu thiếu sẽ gây ra các bệnh mãn tính về khớp xương.

Silicon dioxide là một phụ gia được sử dụng trong thực phẩm như là một chất dinhdưỡng và có tác dụng chống vốn cục, chống kết dính Nó đóng vai trò như một tác nhângiúp nguyên liệu lưu thông tốt trong máy ép đùn đối với các sản phẩm có bột

Bảo quản: Sản phẩm được bảo quản ở nơi thoáng mát, sạch sẽ

2.3.Sodium bicacbonat

Đặc điểm:

Công thức hóa học: NaHCO3; khối lượng phân tử: 84,01; tên thương mại: CAS No:144-55-8;

- Tính chất vật lý: sodium bicacbonat là tinh thể màu trắng, không mùi Bị phân hủybởi nhiệt ở nhiệt độ 50oC và tan chảy ở nhiệt độ không xác định Nó tan trong nước ở

20o C với hàm lượng 96g/l Trong nước NaHCO3 thủy phân theo phản ứng cân bằngsau:

dung dịch kiềm nhưng có thể tạo phức hợp với kiềm Nó dễ bị hút ẩm trong không khí.Hòa tan trong nước ổn định dưới 70oC, nếu tăng nhiệt độ sẽ tổng hợp thành disodiumhydrogen phosphate.

Ứng dụng: sodium pyrophosphate có nhiều ứng dụng trong công nghiệp dệt vải,giấy, in và nhuộm Nó cũng có nhiều ứng dụng trong hóa học như là chất phụ gia trongkem đánh răng Còn trong sản xuất bánh snack nó đóng vai trò là chất nhũ hóa và chấtphân tán Nhìn chung không tham gia vào công thức ép đùn mà nó được dùng như làmột tác nhân duy trì sự khô bột và làm cho cấu trúc tế bào không bị phá vỡ trong thờigian trương nở

tử tinh bột dưới nhiệt độ 140oC, 15% ẩm và tốc độ quay 100 rpm Khi có mặt lipid,

hạt tinh bột bắp có cấu trúc không thể hiện một cách hoàn toàn, các hạt tinh bột ép đùnphồng to ra mà không bị đứt gãy Lipid được cho vào trước quá trình ép đùn nhằm tạo

ra mạng lưới kích thước hạt lớn dễ bong ra và hình dạng bên ngoài xốp Hiệu quả củalipid còn phù thuộc vào loại lipid

Hình 1: Lỏi cấu trức của hạt tinh bột bắp ép đùn không có phối trộn với dầu

Hình 2: Lỏi tinh bột bắp ép đùn có phối trộn với dầu

Khi ép đùn tinh bột với các acid béo và monoglycerid, hạt tinh bột trở nêndày hơn do sự giảm kích thước, gia tăng bề dày của thành tế bào và có nhiều hơncác hạt tinh bột qua phần trục ép đùn, hạt tinh bột tròn hơn và kích thước hạt chỉkhác nhau từ 0,2mm đến 1mm

- Thành phần của dầu ăn Marvela: Dầu Canola - dầu Nành – dầu Olein

* Hỗn hợp dầu Palm Olein, dầu đậu nành tinh luyện & dầu Canola

* Giàu chất dinh dưỡng, thích hợp cho mọi đối tượng

* Không có cholesterol, tránh các bệnh nghẽn tắc mạch

- Chỉ tiêu chất lượng dầu: Dầu không chứa chất béo Stran, chỉ số FFA (oleic): 0,1

Max, chỉ số Iod (Wijs): 56-57

Kiểm tra chất lượng đầu vào: Kiểm tra các chỉ tiêu ghi trên giấy tờ và chú ý đến trạngthái của dầu ( độ sánh, độ trong, màu sắc)

Bảo quản: bảo quản nơi khô thoáng, tránh ánh sáng trực tiếp

1 Quy trình công nghệ sản xuất bánh snack bắp

2 Thuyết minh quy trình

2.1.Giai đoạn phối trộn

Mục đích: Phối trộn đồng đều giữa các nguyên liệu, chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình

ép đùn, tạo cho nguyên liệu có các tính chất phù hợp với thiết bị ép đùn và yêu cầu củabán thành phẩm sau quá trình ép đùn

Tiến hành

Bột bắp được cho vào thiết bị thùng quay với tốc độ 60 vòng/ phút sau đó phun dầuvào bột bắp Kế tiếp phun nước vào hỗn hợp trên Mục đích của việc này giúp các hạt bộtđược rời ra và hút nước từ đó tạo được một ẩm độ thích hợp từ 13-15% Quay thùngkhoảng 5 phút trong giai đoạn điều chỉnh ẩm này

Phối trộn tiếp các nguyên liệu phụ như bột mì và phụ gia như silicon dioxide,bicarbonate, sodium pyrophosphate Giữ thùng quay quay tiếp 20 phút cho các nguyênliệu được phối trộn đồng đều với nhau

Bảng 5: tỉ lệ phối trộn các nguyên liệu

Thành phần nguyên liệu/phụ gia Tỉ lệ

Các biến đổi của nguyên liệu: Các hạt tinh bột trong nguyên liệu sẽ hút ẩm và trương

nở Các nguyên liệu được phối trộn đồng đều với nhau

Yêu cầu: Nguyên liệu đạt ẩm mong muốn và các thành phần phối trộn đồng đều nhau

mà không vón cục

2.2.Ép đùn áp lực cao

Mục đích: Làm chín sản phẩm, tạo cấu trúc phồng nở, giòn xốp cho sản phẩm

Tiến hành: Cho nguyên liệu đã được phối trộn vào phễu chứa liệu của máy ép đùn.Vậnhành máy và điều chỉnh các thông số thích hợp cho nguyên liệu để tạo ra sản phẩm đạtchất lượng mong muốn Điều chỉnh nhiệt độ khoảng 134oC, tốc độ quay của trục viskhoảng 1629 vòng/ phút Hai thông số này không cố định mà thường xuyên thay đổitrong suốt quá trình ép đùn.

Những biến đổi trong giai đoạn ép đùn

o Biến đổi hình thành cấu trúc sản phẩm

Khi nguyên liệu được nhập vào trong thiết bị, dọc theo chiều dài máy có thể trảiqua 3 giai đoạn: giai đoạn phối trộn, giai đoạn nhào trộn và giai đoạn nấu-định hình Mỗigiai đoạn có các biến đổi khác nhau của nguyên liệu, khi thoát ra khỏi thiết bị, nguyênliệu sẽ được định dạng thành sản phẩm cuối

Hình 3: Những giai đoạn biến đổi của nguyên liệu trong máy ép đùn

- Giai đoạn phối trộnĐây là giai đoạn đầu khi nguyên liệu mới nhập vào trong thiết bị Tại vùng nạpnguyên liệu này, đường kính trục vis thường nhỏ hay bước vis thưa, tức là không gianchứa nguyên liệu nhiều Áp lực và nhiệt độ chưa cao nên cấu trúc của nguyên liệu ít có

biến đổi Tuy nhiên, các hạt nguyên liệu lúc này tách rời nhau, có thể làm chảy ra từ từ vàvận tải vào trong buồng ép Không khí được hạn chế vào trong nguyên liệu và hạt nguyênliệu Nguyên liệu vừa vào được nén nhẹ trong khu vực này, không khí bị đuổi ra Nướcbắt đầu đi vào trong hạt nguyên liệu để phát triển cấu trúc, độ nhớt và tăng cường sự traođổi nhiệt.

- Giai đoạn nhào trộn:

Trong giai đoạn này nhiệt độ và áp suất tăng dần, nguyên liệu sẽ tiếp tục được nén.Chất ép đùn bắt đầu mất đi một ít tính chất hạt, các cấu tử nhất là nước được trộn đều,khuyếch tán vào bên trong cấu trúc của nguyên liệu Hình thành liên kết hydro giữa nước

và các phân tử có chứa nhóm háo nước như: protein, amylose, amylose pectin,pentosane… Nguyên liệu trương nở lên, bắt đầu hình thành mạng lưới cấu trúc như bộtnhào, các phân tử dễ tan sẽ khuyếch tán vào trong môi trường lỏng Khối nguyên liệu trởnên đặc hơn

- Giai đoạn nấu - định hình:

Vùng không gian dành cho nguyên liệu rất ít, nguyên liệu bị dồn nén tạo nên ápsuất và nhiệt độ cao Đây là giai đoạn nguyên liệu bị biến đổi một cách sâu sắc nhất.Dưới áp lực cao, các lực tác dụng lên nguyên liệu theo hai hướng ngược nhau có tác dụngphá vỡ cấu trúc hạt tinh bột và xé rách bó sợi protein Mức độ phá hủy này tùy thuộc vào

độ lớn của lực cắt do trục vis tác dụng lên nguyên liệu Nhiệt độ tăng cao làm tăngchuyển động nhiệt của các phân tử Các chuyển động nhiệt hỗn loạn này có khuynhhướng phá vỡ cấu trúc bậc ba làm biến tính protein, hạt tinh bột bị hồ hóa và có thể bị cắtngắn mạch hay thậm chí phá vỡ cấu trúc phân tử làm cho khối nguyên liệu thay đổi từtrạng thái chảy rời thành trạng thái chảy dẻo Ở trạng thái này, các phân tử linh động hơn,

có khuynh hướng duỗi mạch, liên kết hydro giữa các phân tử hình thành tạo thành khungmạng cho sản phẩm sau này Các phân tử khí và hơi nước được phân bố đều giữa cáckhung mạng chính là mầm khí để tạo độ xốp cuối cho sản phẩm Ở giai đoạn này CO2

sinh ra từ việc phân hủy của bicacbonat cũng đóng vai trò là mầm khí

- Kết thúc giai đoạn nấu:

Nguyên liệu có dạng khối dẻo hay lỏng và chịu áp lực rất cao Nhiệt độ bên trongdịch bột lỏng lúc này ở nhiệt độ khoảng 134-1400C, áp suất 40 - 50 áp suất khí quyển.Dòng lỏng chảy đi qua lổ khuôn dưới áp lực giảm đột ngột, các phân tử có kích thướcnhỏ như khí, nước, chất mùi có năng lượng cao được giải phóng sẽ chuyển động rấtnhanh hỗn loạn theo mọi hướng, các bong bóng khí được tạo ra và giản nở bên trong dịch

để hình thành bọt và nở ra cho đến khi vách tế bào đạt đến giới hạn nở của thành tế bào

và đứt gãy giải phóng khí Các phân tử khí và hơi sẽ phá vỡ cấu trúc mạng và định hình

Yếu tố ảnh hưởng đến việc nở ra của hạt tinh bột ở độ ẩm thấp này là sức chịu của thành

tế bào và áp suất khí Sau khi khí của tế bào giải phóng, sự nở ra xảy ra ở một nhiệt độtức thời làm giảm độ nhớt, tăng sự bay hơi nước đến 6 - 7% ẩm Cấu trúc cơ bản củasnack được hình thành Những nguyên liệu khác được phân tán bên trong tinh bột Khichuỗi mạch tinh bột bị cắt đứt và nhiệt giảm làm cho nguyên liệu biến đổi cấu trúc trởnên giòn Điều này khác với nguyên liệu ở nhiệt độ 40-60oC và ẩm 5-8%

Bột nhào được hình thành từ nguyên liệu nhờ hạt tinh bột bị tan chảy ra để lộ ra cấutrúc bên trong Sự hình thành bột nhào của tinh bột được thể hiện như hình bên dưới

Hình 4: Thể hiện sự hình thành bột nhào của tinh bột

Khi nguyên liệu tan chảy (Hình 4 - B) chúng sẽ hydrate hóa và hình thành khối bộtnhão, có thể dễ dàng được phối trộn và cắt xén dưới tác dụng của trục vis để hình thành

bột nhào ở dạng chuỗi mạch tinh bột hydrate hóa D, E, F Quá trình này có thể tiến hành

ở nhiệt độ thấp cho những tinh bột đã hồ hóa hoặc ở nhiệt độ cao cho các tinh bột chưađược hồ hóa Sau đó, tinh bột sẽ phá vở cấu trúc thành dòng chảy lỏng bên trong hệ thống

ép đùn

Sự nở ra của bột nhào là do sự bốc hơi nước bên trong cấu trúc Điều này đòi hỏicần có một điều kiện đầy đủ để làm cho nước bay hơi trong bột nhào Nước bên trong bộtnhào được gia nhiệt trên điểm sôi của nước mà không có sự thoát hơi nước xảy ra chođến khi nước sôi đến điểm sôi trong nguyên liệu Thiết bị có thể giữ cho nước trong bộtnhào được đun đến nhiệt độ 140oC mà không bị thất thoát Khi nguyên liệu lỏng đượcđẩy đến lỗ ra của trục ép, do có sự chênh lệch áp suất rất lớn giữa bên trong trục ép vàbên ngoài không khí Nước bay hơi rất nhanh chỉ trong một phần nhỏ giây hình thành cácbong bong khắp khối bột nhào Điều này làm nở khá lớn bột nhào

Hình 5: thể hiện sự phát triển của bong bóng khí và sự ổn định bọt khí, bọt nước tại

lỗ khuôn.

Những biến đổi của các thành phần khác: Ngoài protein và tinh bột có vai trò

tạo khung mạng, các chất khác cũng sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm cuối.Các chất xơ phân tử lớn như xenlulose và ligin khá bền hầu như không bị thay đổi

về kích thước Các phân tử này liên kết với khung mạng sẽ làm giảm độ nở xốp Tuynhiên, các chất xơ hòa tan như hemicelluloses và pectin có thể bị cắt mạch, giảm khối