Quá trình nhào bột

Quá trình nhào bột

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

- -

GVHD : Th.S HỒ XUÂN HƯƠNG SVTH :

NGUYỄN MỘNG DUY 10050941 NGUYỄN T THÙY HƯƠNG 10057681

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013

DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN

HỌ TÊN SINH VIÊN MÃ SỐ SINH

VIÊN

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Mục đích Phân loại

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hút nước của bột

Các biến đổi trong quá trình nhào bột

MỤC LỤC

1 Khái niệm bột nhào 1

2 Mục đích nhào bột 1

3 Phân loại bột nhào 1

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hút nước của bột: 2

5 Các biến đổi trong quá trình nhào bột 3

5.1 Cảm quan 3

5.2 Vật lý 3

5.3 Hóa sinh 3

5.4 Hóa học 6

5.5 Hóa lý 7

6 Những yếu tố ảnh hưởng đến bột nhào và quá trình nhào 7

6.1 Nhiệt độ nhào 7

6.2 Cường độ nhào 8

6.3 Thời gian nhào 8

6.4 Các chất hoạt động bề mặt 9

6.5 Chất oxi hóa: 10

6.6 Chất khử 10

7 Yêu cầu của khối bột sau khi nhào 11

8 Xác định chất lượng bột nhào 12

9 Thiết bị nhào bột 15

KẾT LUẬN 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

Bánh là một món ăn điểm tâm có từ lâu đời, bánh được phân thành nhiều loại dựa vào độ

ẩm của bánh, dựa vào các phương pháp tạo hình hay phương pháp làm nở….Với những loại bánh như sandwich, biscuit cùng với bánh cookie là dạng bánh nướng rất thông dụng và tiện lợi, chúng có mùi vị thơm ngon và hấp dẫn Ngoài ra còn có nhiều loại bánh như bánh cake, wafer…đang ngày càng được biết đến nhiều hơn

Hiện nay thì bánh được sản xuất với số lượng khá lớn, mùi vị và hình dạng bánh phong phú hơn Chúng không ngừng được đổi mới về mọi mặt để đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng , chẳng hạn như bổ sung thêm thành phần dinh dưỡng cung cấp cho cơ thể….Để tạo ra những chiếc bánh thơm ngon đòi hỏi nhà sản xuất phải có những nguyên liệu chất lượng cao cùng với công thức làm bánh riêng cho mỗi loại bánh, trong công thức làm bánh thì công đoạn nhào trộn là quan trọng bởi vì công đoạn này quyết định đến chất lượng bột nhào, khả năng trương nở , độ đàn hồi của khung gluten và tất cả những yếu tố này quyết định đến chất lượng bánh

Trong công đoạn nhào trộn bánh ta cần quan tâm đến những ảnh hưởng đến quá trình nhào trộn, biến đổi của bột nhào hay yêu cầu của bột nhào sau khi nhào để phù hợp với từng loại bánh……

Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Hồ Xuân Hương giáo viên giảng dạy môn Công Nghệ Sản Xuất Đường Bánh Kẹo đã tạo điều kiện để chúng em tiếp xúc với đề tài Tìm hiểu về quá trình nhào bột để chúng em có thể hiểu rõ về sự biến đổi hay các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình…để nâng cao kiến thức

1 Khái niệm bột nhào

Bột nhào là hệ pha phân tán của 3 pha: rắn (gluten), lỏng (nước tự do, protide hòa tan, các chất khô hòa tan: muối, đường và chất hòa tan khác), khí (nếu sử dụng trứng)

- Tạo bột nhào với những tính chất cấu trúc, độ ẩm thích hợp để chuẩn bị cho quá trình tạo hình sau này

- Kết hợp thống nhất các thành phần, phân bố đều nguyên liệu

3 Phân loại bột nhào

Dựa vào tính chất, bột nhào được phân chia:

- Hard dough (bột nhào cứng)

+ Trong công thức làm lượng đường và chất béo thấp vì thế bột nhào có tính chất: dai dẻo do mạng gel phát triển

+ Loại bột nhào này rất thích hợp cho bánh cracker (cấu trúc cứng, giòn)

- Soft dough (bột nhào mềm)

+ Trong công thức làm bánh hàm lượng đường, chất béo cao vì thế bột nhào có tính chất: rất mềm; không dai dẻo, đàn hồi Vì đường và chất béo ảnh hưởng đến sự tạo gel cho nên mạng gel không phát triển và gần như không phát triển

+ Loại bột này thích hợp cho các loại bánh như là bánh cookie, bánh bông lan

- Hard weet, semi weet dough (bột nhào đường)

+ Đường và chất béo chiếm giá trị trung bình trong công thức làm bánh vì thế bột nhào có tính chất: không mềm, không cứng Bởi vì mạng gel phát triển ở mức trung bình

+ Thích hợp cho các loại bánh: biscuit mềm, bánh cake (do sử dụng bột nhào đa dạng)

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hút nước của bột:

Quá trình nhào bột thực sự là quá trình bột mì hút nước trương nở tạo ra mạng gel, cấu trúc bột nhào Vì thế chúng ta cần xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến sự hút nước của bột

- Cỡ hạt bột: chính là hạt tinh bột, kích thước hạt tinh bột nhỏ, mịn, tiết diện bề mặt tiếp

xúc với nước càng lớn dẫn đến tốc độ hút nước càng lớn

- Độ ẩm bột: Độ ẩm bột mì thấp thì khả năng hút nước càng cao và ngược lại độ ẩm

càng cao thì khả năng hút nước càng thấp Ẩm bột giảm 1% thì khả năng hút nước tăng 1.6 lần

- Hàm lượng và chất lượng gluten: Trong quá trình nhào, gluten có thể hút nước gấp

200 lần so với chính bản thân chúng Tuy hàm lượng gluten trong bột mì ít nhưng khả năng hút nước cao hơn, vì thế gluten cũng góp phần quyết định quá trình hút nước của bột Đối với bột mì có hàm lượng gluten cao, chất lượng tốt thì khả năng hút nước của bột cao

- Hàm lượng tinh bột: Bột mì có hàm lượng tinh bột cao Khả năng hút nước của tinh

bột ở nhiệt độ nhào 22 - 250C chỉ hút 30% so với khối lượng chính bản thân chúng Hàm lượng tinh bột chiếm khoảng 80 -86% tổng khối lượng bột mì, khả năng hút nước của tinh bột thấp hơn gluten, nhưng do hàm lượng chiếm rất cao cho nên chúng cũng ảnh hưởng đến sự hút nước của bột Nếu hàm lượng tinh bột càng cao thì khả năng hút nước càng càng tăng Khả năng hút nước của tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ Tại nhiệt độ hồ hóa, tinh bột hút nước gấp 3000 lần so với chính bản thân chúng Nhưng ở nhiệt độ thường khả năng hút nước của tinh bột bị hạn chế (chỉ có 30% so với bản thân chúng) [1], [2]

- Nhiệt độ nhào: nhiệt độ môi trường càng cao tốc độ hút nước càng nhanh, nhưng nếu

tăng quá cao tới nhiệt độ biến tính, ảnh hưởng đến khả năng hút nước của bột Khi đó khả năng, tốc độ hút nước giảm đột ngột

- Chât béo, đường, muối, sữa

+ Khi có mặt của các chất rắn: đường, sữa bột, muối sẽ cạnh tranh lấy nước để hòa tan, giảm khả năng hút nước của bột Ái lực giữa đường - nước lớn hơn ái lực của bột

- nước, cho nên đường hút nước trước, làm giảm khả năng hydrat hóa của gluten (sự hydrat hóa bị giảm đi, giảm tốc độ hút nước, khung gluten phát triển không cao) Lượng đường tăng 1% thì khả năng hút nước của bột giảm 0.6%

+ Chất béo lỏng làm giảm khả năng và tốc độ hút nước của bột (tạo màng mỏng ngăn cản sự hút nước của bột, tinh bột)

+ Chất béo rắn ít ảnh hưởng đến sự hút nước của bột

+ Sữa, trứng: tăng hàm ẩm của bột, tăng tốc độ hút nước của bột [3]

5 Các biến đổi trong quá trình nhào bột

- Màu sắc: màu không giống như ban đầu trước khi nhào bột, là tập hợp tất cả các màu

có trong khối nguyên liệu Như là màu vàng của trứng, bơ; màu trắng của sữa;

- Mùi vị: tập hợp các mùi vị của các hợp phần có trong bột nhào

5.2 Vật lý

- Thể tích giảm: Khi bột ở dạng rời rạc thì không khí chui vào những phần tử rời rạc đó,

giữa các phân tử rời rạc có các lỗ trống Khi nhào bột lỗ trống không còn nữa, vì thế thể tích khối bột giảm Nhưng trong quá trình nhào bột, các chất hút nước trương nở, không khí lọt vào trong khối bột làm cũng làm tăng 1 phần thể tích khối bột

- Khối lượng riêng: thể tích khối bột giảm xuống đồng nghĩa với việc khối lượng riêng

tăng lên (D = m/V) Đối với bánh làm nở bằng phương pháp sinh học: khối lượng riêng không tuân theo quy luật mặt dù thể tích khối bột tăng

- Sự hòa tan: Nếu trong quá trình đánh kem các phần tử ban đầu: muối, đường,… chưa

hòa tan hết thì công đoạn nhào này sẽ hòa tan hoàn toàn các phần tử đó

5.3 Hóa sinh

Biến đổi

- Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel

- Khi protein biến tính thì các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch peptit bị giãn ra, cá nhóm kị nước ẩn ở phía trong bây giờ xuất hiện ra ngoài Các mạch polypeptit đã bị duỗi ra (trong điều kiện gia công nhất định) trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết với nhau mà mỗi vị trí tiếp xúc là một nút, phần còn lại hình thành mạng lưới không gian ba chiều vô định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phân tán (H2O)

- Khi có sự sắp xếp lại cấu trúc, trật tự sắp xếp bị đảo lộn để hình thành liên kết mới: protein-protein, protein-nước Cấu trúc mạng gel là những phân tử proein nằm ở nút mạng nhốt các phân tử nước bên trong, cho nên lực tương tác giữa protein - protein cân bằng với lực tương tác protein - nước

- Các nút mạng lưới có thể được tạo thành do tương tác giữa các nhóm kị nước Khi nhóm này gần nhau tương tác với nhau hình thành ra liên kết hydrophop (kị nước hay

ưa béo), các phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra và chúng có khuynh hướng tụ lại Tương tác ưa béo thường được ổn định và tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm cho các mạch polypeptit sít lại gần nhau hơn, khiến cho khối gel trở nên cứng hơn

- Các nút lưới có thể được tạo thành do các liên kết hydro giữa các nhóm peptit với nhau Liên kết hydro là liên kết yếu, tạo ra một độ linh động nào đó giữa các phân tử,

do đó làm gel có được độ dẻo nhất định Các nút lưới có thể do các liên kết tĩnh điện, liên kết disulphua,

- Trong bột mì chỉ có gluten tạo nên mạng gel Tinh bột chiếm hàm lượng cao nhưng không đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bánh Tinh bột không có khả năng tạo gel trong điều kiện nhào bột, tinh bột chỉ tạo gel khi hồ hóa, để nguội và có độ nhớt thích hợp Tại công đoạn nhào bột không có quá trình gia nhiệt cho nên không xảy ra quá trình hồ hóa và cũng không có sự tạo gel của tinh bột (chỉ hỗ trợ cấu trúc bột nhào) Tuy nhiên khi nhào bột, tinh bột hút nước trương nở, làm tăng độ nhớt bột nhào, góp phần kết dính, bột nhào đồng nhất, tạo hình dễ dàng Các phân tử có thể đính lên khung gluten (mạng gel do protein hình thành), góp phần đồng tạo gel gluten

- Enzyme thủy phân tinh bột, protein, lipit tạo thành các phân tử đơn giản

- {Sự lên men rượu: t0opt = 25 − 350C, pH = 4 – 6

Sự lên men lactic bởi vi khuẩn lactic  khối bột tích tụ rượu, CO2 Khi nhào bột làm nở bằng phương pháp sinh học: Thể tích khối bột tăng lên, khối lượng riêng của bột nhào không theo quy luật

Quá trình tạo gel

 Cấu trúc mạng gel (khung gluten)

+ Cấu trúc bậc cao bị phá hủy

+ Mạch polypeptit giãn dài

+ Nhóm kị nước lộ ra ngoài

+ Sắp xếp lại cấu trúc

Liên kết protein –protein > liên kết protein – nước => protein đông tụ (sự tập hợp không có trật tự của các phân tử protein, tạo thành khối lớn và thô) và ngược lại khi protein-nước > protein-protein thì protein hòa tan Quá trình hình thành gel khi liên kết giữa protein – protein = protein – nước Trong mạng gel liên kết –S-S- làm mạnh hơn cho cấu trúc khung gluten, liên kết hydro là liên kết kém bền nhưng số lượng liên kết nhiều Glutenin và gliadin mạch dài liên kết với nhau bằng liên kết disulphua

 Các giai đoạn tạo gel

+ Hút nước, trương nở (hydrat hóa): protein hấp thụ các phân tử nước các phần có cực

 tạo lớp nước dày bao quanh ngoài phân tử  trương nở

+ Biến tính và giãn mạch (liên kết bậc cao bị phá vỡ): các cấu trúc bậc 3, 4, phần vô định hình bị phân hủy  liên kết giữa các phân tử bị đứt  cấu trúc bậc 2 bị phã vỡ

+ Tương tác trật tự giữa các protein: các nhóm bên của acid amin trước ẩn bên trong, bây giờ lộ ra ngoài Các mạch polypeptit bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau hình thành mạng lưới không gian 3 chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc của mạch là 1 nút Các phần còn lại hình thành mạng lưới không gian vô định hình, rắn, trong đó chứa đầy pha phân tán là nước

+ Tập hợp các phân tử protein: định hướng  tập hợp  hình thành các liên kết mới (liên kết –S-S-, hydro, tĩnh điện, tương tác protein – protein, protein – nước, …)

Sự hình thành bột nhào

+ Glutein hấp thụ nước

+ Biến tính

+ Tạo gel

+ Bẫy các phân tử nước vào bên trong mạng gel

+ Nhũng tiểu phần gluten ban đầu hình thành những màng mỏng bao quanh các hạt tinh bột và những hợp phần khác

 Vai trò mạng gel

+ Tính dễ kéo dãn: có thể thay đổi hình dạng thông qua quá trình sản xuất

+ Tính không thấm khí: giữ khí tạo ra, trương nở được

+Tính đàn hồi: khối bột có khả năng trương nở, giữ khí  hình thành cấu trúc xốp cho sản phẩm

+ Khả năng giữ nước cao: sản phẩm có độ mềm sau khi nướng

5.4 Hóa học

- Quá trình nhào bột đã tạo những liên kết hóa học mới (do quá trình hình thành mạng gluten)

+ Liên kết kị nước protein – protein

+ Liên kết ưa nước protein – nước giữa các nhóm có cực của protein

+ Liên kết hydro giữa các peptit với nhau

+ Tương tác giữa các nhóm ưa béo

và dễ chảy

- Thường thì loại bột "mạnh" cần phải có thời gian nhào trộn dài để bột nhào thu được

có tính cố kết cao Với loại bột "yếu", nếu cường độ và thời gian nhào trộn quá mức nào đó, sẽ làm phá hủy nút cầu disulphua (nhất là khi không có không khí) và bột sẽ chảy

- Hạt tinh bột trương nở do hút nước, chất rắn hòa tan, hydrate hóa gluten tạo mạng gluten [4]

6 Những yếu tố ảnh hưởng đến bột nhào và quá trình nhào

6.1 Nhiệt độ nhào

- Trong quá trình nhào trộn thì nhiệt độ tăng lên do quá trình ma sát khi bột tiếp xúc với thành thiết bị,hoặc nhiệt độ từ sự hydrat hóa bột, đồng thời nhiệt độ cũng chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ của các thành phần, kích thước và loại thiết bị trộn, quá trình trộn (thời gian và tốc độ), nhiệt độ phòng

- Nhiệt độ nhào ảnh hưởng đến vận tốc, khả năng hút nước của protein và tinh bột, ảnh hưởng đến sự hình thành các liên kết trong mạng gel đồng thời cũng ảnh hưởng đến thành phần đồng tạo gel của protein bột mì

- Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, khả năng hút nước và vận tốc hút nước của tinh bột tăng dựa trên tính chất cấu trúc của hạt tinh bột Nó bao gồm 2 cấu tử là amiloza và amilopectin, amiloza dễ hòa tan trong nước ấm tạo nên dung dịch có độ nhớt không cao còn amilopectin chỉ hòa tan khi đun nóng và tạo nên dung dịch có độ nhớt cao hơn, amilopectin hấp thụ càng nhiều nước khi nhiệt độ tăng

- Đồng thời nhiệt độ cao protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel Có sự hình thành các liên kết mới trong mạng gel này, nhiệt độ tăng làm cho các mạch polypeptit sít lại với nhau,các tương tác ưa béo được tăng cường và ổn định, khiến cho khối gel trở nên cứng hơn Các nút liên kết trong mạng gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tích điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị, liên kết disulfua giữa glutelin và gliadin Liên kết hydro là liên kết yếu, tạo ra độ linh động giữa các phân tử với nhau nên làm cho mạng gel có độ dẻo nhất định, nhưng khi tăng nhiệt độ các liên kết hydro bị đứt dẫn đến gluten trương nở nhanh nhưng vụn nát , khả năng giữ khí kém

- Gluten trương nở triệt để nhất ở 40oC, khi nhiệt độ tăng trên 55 – 70oC tinh bột sẽ bị

hồ hóa hút nước trương nở mạnh, khi đó độ nhớt của huyền phù tinh bột tăng mạnh vì

các hạt trương phồng kết dính vào nhau, nếu nhiệt độ tiếp tục tăng có thể gây ra nổ vỡ hạt tinh bột, thủy phân từng phần và hòa tan phần nào các phân tử cấu thành của tinh bột, kèm theo giảm độ nhớt của dung dịch, khi dung dịch rất đậm đặc hay nhiệt độ được giảm xuống sẽ hình thành mạng gel đồng tạo gel gluten

- Ngược lại khi nhiệt độ thấp sẽ làm giảm vận tốc hút nước trương nở của tinh bột nhưng liên kết hidro được tăng cường và củng cố, khung gluten chặt hơn

- Vì vậy để kiểm soát được nhiệt độ giảm ảnh hưởng của nó lên quá trình nhào bột ta có thể thêm đá vào bột, sử dụng nước lạnh, thiết bị trộn hệ thống làm lạnh (chủ yếu là máy trộn ngang) hay sử dụng một dung dịch muối bão hòa có thể được làm lạnh xuống dưới 0oC thay vì dùng muối hạt, hạ nhiệt độ các thành phần

cố kết cao

- Với loại bột yếu thì cần cường độ thấp vì khi cường độ nhào cao cộng với thời gian nhào trộn quá lâu sẽ phá hủy các cầu nối disulfua (nhất là khi có không khí) , bột nhào

sẽ bị chảy

6.3 Thời gian nhào

- Đây là một yếu tố cần được kiểm soát, thời gian nhào ảnh hưởng đến cấu trúc mạng gel cũng như sự trương nở của các hạt tinh bột

- Trong thời gian nhào phải tạo điều kiện để các nguyên liệu dạng tinh thể hòa tan hoàn toàn, các quá trình keo xảy ra hoàn toàn để tạo ra bột nhào có các tính chất hóa lý, cấu trúc như mong muốn

- Thời gian quá nhanh làm tinh bột và protein không đủ thời gian để hút nước trương nở tối đa, mạng gel chưa được hình thành

- Thời gian lâu làm cho nhiệt độ nhào tăng lên do quá trình ma sát dẫn đến biến tính protein, từ đó làm cho protein bị dãn mạch và tập hợp lại theo một trật tự tạo mạng gel, đồng thời tinh bột hút nước trương nở mạnh Tuy nhiên nếu thời gian quá lâu nhiệt độ tăng cao sẽ làm phá vỡ các liên kết hydro, liên kết disulfua làm cho khung gluten bị lỏng lẻo, khối bột bị chảy

- Khi nhào, bột hoàn toàn được trộn lẫn với nước và bột nhào trở nên dính, độ dính này

sẽ giảm xuống khi nhào đến một thời gian nhất định, đó là do protein và các chất khác trong bột đã liên kết với nước và lượng nước tự do trong bột nhào giảm xuống

- Tăng thời gian nhào trộn sẽ làm mềm khối bột nhào, làm giảm cả độ nhớt và tính đàn hồi, khi ta nhào quá mức một vài liên kết giữa nước và các thành phần khác bị phá vỡ, dẫn tới tăng hàm lượng nước tự do

- Thời gian nhào bị ảnh hưởng bởi tốc độ của máy trộn, thiết kế máy trộn, kích thước bột liên quan đến công suất máy trộn, nhiệt độ nhào (hiệu quả của hệ thống làm mát), chất lượng của bột mì hay sự hấp thụ nước của bột (kích thước hạt), lượng chất béo (chất béo sẽ làm tăng thời gian nhào)…

- Thời gian nhào phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau :

 Loại bột nhào: Bột nhào dai cần thời gian nhào trộn lâu hơn bột nhào xốp

 Hàm lượng gluten trong bột nhào: Khi hàm lượng gluten tăng thì thời gian nhào của bột nhào giảm

 Nhiệt độ của hỗn hợp nguyên liệu: Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp nguyên liệu cũng có ảnh hưởng đến thời gian nhào do nhiệt độ có ảnh hưởng đến sự trương

nở protein của bột Khi nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp nguyên liệu tăng thì thời gian nhào giảm

 Độ ẩm bột nhào: Độ ẩm lớn thì gluten trương nở nhanh, do đó nếu tăng độ ẩm bột nhào khi các điều kiện khác giống nhau thì thời gian nhào được rút ngắn lại

 Cường độ khuấy trộn: Tăng số vòng của cánh khuấy trong máy nhào thì thời gian nhào sẽ rút ngắn lại

6.4 Các chất hoạt động bề mặt

- Các chất hoạt động bề mặt tác dụng như những chất trung gian giữa vùng kỵ nước của protein và môi trường háo nước do đó gây phá hủy các liên kết kỵ nước nên làm giãn mạch protein

- Những chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực sẽ tự định hướng để hai cực ưa nước và kị nước của chúng ứng với hai phía của bề mặt liên pha tạo thành các bọt đơn phân tử có tác dụng làm dính các phân tử vật chất, giảm sức căng bề mặt ở giới hạn phân chia giữa 2 pha làm bền hệ nhũ tương và cải thiện tính chất bột nhào

- Trong bột nhào, nhóm chất này tạo thành hợp chất hấp phụ của protein và tinh bột, do

đó làm tăng khả năng hút nước của gluten, làm gluten đàn hồi hơn