Báo cáo thí nghiệm công nghệ thực phẩm 1- Bài 1 Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì

Cấu tạo gồm lớp tế bào thành dày, thành tế bào cấu tạo từ xenluloza, bên trong tế bào là các hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ và dịch bào mủ – trong dịch bào có tannin, sắc tố, độc tố, c

Bài 1: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ

I TỔNG QUAN VỀ KHOAI MÌ:

I.1 Nguồn gốc lịch sử:

Sắn thuộc: Giới (regnum): Plantae

Ngành (divisio): Magnoliophyta Lớp (class): Magnoliopsida

Bộ (ordo): Malpighiales

Họ (familia): Euphorbiaceae Phân họ (subfamilia): Crotonoideae Tông (tribus): Manihoteae

Chi (genus): Manihot Loài (species): M esculenta

Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh (Crantz, 1976)

và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Trung tâm phát sinh cây

sắn được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Brasil thuộc lưu vực sông Amazon,

nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965)

Trung tâm phân hóa phụ có thể tại Mexico và vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ

Bằng chứng về nguồn gốc sắn trồng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại

2.700 năm trước Công nguyên, di vật thể hiện củ sắn ở cùng ven biển Peru khoảng

2000 năm trước Công nguyên, những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở

phía Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm trước Công nguyên, những hạt tinh

bột trong phân hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm

200 trước Công nguyên (Rogers 1963, 1965)

Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế kỷ 16

Tài liệu nói tới sắn ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558 Ở châu Á,

sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 (P.G Rajendran et al, 1995) và Sri

Lanka đầu thế kỷ 18 (W.M.S.M Bandara và M

Sikurajapathy, 1992) Sau đó, sắn được trồng ở

Trung Quốc, Myanma và các nước châu Á khác ở

cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U

Thun Than 1992) Cây sắn đựơc du nhập vào Việt

Nam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm Văn Biên,

Hoàng Kim, 1991) Hiện chưa có tài liệu chắc chắn

về nơi trồng và năm trồng đầu tiên

Ở nước ta sắn được trồng khắp nơi từ Nam tới Bắc, nhiều nhất là ở vùng

trung du miền núi Hiện nay sắn là moat trong những loại màu quan trọng trong cơ

Năm Diện tích (ha) Sản lượng (tấn)

I.2 Phân loại sắn:

Có nhiều loại khác nhau về màu sắc, thân cây, lá, vỏ, thịt củ… Tuy nhiên

trong công nghệ sản xuất tinh boat người ta phân thành hai loại: sắn đắng và sắn

ngọt Hai loại này khác nhau về hàm lượng tinh bột và lượng độc tố Nhiều tinh

boat thi hiệu quả kinh tế trong sản xuất cao và nhiều độc tố thì quy trình công nghệ

phức tạp

Sắn đắng còn gọi là sắn dù Cây thấp (không cao quá 1.2 m), ít bị đổ khi gió

to Năng suất cao, củ mâp, nhiều tinh bột, nhiều mủ và hàm lượng axit xianhydric

cao Ăn tươi dễ bị ngộ độc, chủ yếu để sản xuất tinh boat và sắn lát Đặc điểm của

cây sắn dù là đốt ngắn, thân cây khi con màu xanh nhạt Cuống lá chỗ nối tiếp thân

và cây màu đỏ thẫm, kế đó màu trắng nhạt rồi lại hồng dần Màu vỏ gỗ củ nâu sẫm,

vỏ cùi và thịt sắn điều trắng

Sắn ngọt bao gồm tất cả các loại mà hàm lượng axit xianhydric thấp như: sắn

vàng, sắn đỏ, sắn trắng…

Sắn vàng hay còn gọi là sắn nghệ Khi non thân cây màu xanh thẫm, cuống

lá màu đỏ, có sọc nhạt, vỏ gỗ của củ màu nâu, vỏi cùi màu trắng, thịt củ màu vàng

nhạt, khi luột màu vàng rõ rệt hơn

Sắn đỏ thân cây cao, khi non màu xanh thẫm, cuống và gân lá màu đỏ thẫm

Củ dài to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày, màu hơi đỏ, thịt sắn trắng

Sắn trắng thân cây cao, khi non màu xanh nhạt, cuống lá đỏ Củ ngắn mà

map, vỏ gỗ màu sám nhạt, thịt và vỏ cùi màu trắng

Sắn ngọt có hàm lượng tinh bột thấp, ít độc tố, ăn tươi không ngộ độc, dễ chế

biến

I.3 Cấu tạo củ sắn:

Củ sắn thường vuột hai đầu Kích thước củ tuỳ thuộc chất đất và điều kiện

trồng mà dao đông trong khoảng: dài 0.1 – 1.1 m đường kính 2 – 8 cm

+ Vỏ gỗ: Chiếm 0.5-3% khối lượng củ, có màu trắng, vàng hoặc nâu Vỏ gỗ

cấu tạo từ cellulose và hemicellulose, hầu như không có tinh bột Nó có tác dụng

bảo vệ củ khỏi bị ảnh hưởng cơ học và hóa học của ngoại cảnh

+ Vỏ cùi (vỏ thịt): dày hơn vỏ gỗ nhiều, chiếm khoảng 20% trọng lượng củ

Cấu tạo gồm lớp tế bào thành dày, thành tế bào cấu tạo từ xenluloza, bên trong tế

bào là các hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ và dịch bào (mủ) – trong dịch bào có

tannin, sắc tố, độc tố, các enzyme… Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 – 8%) nên trong

chế biến nếu tách đi thì tổn that, không tách thì khó khăn trong chế biến vì nhiều

chất trong thành phẩn mủ ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột

+ Thịt sắn: là thành phần chủ yếu của củ sắn, thành phần bao gồm cellulose

và pentosan ở vỏ tế bào, hạt tinh bột và nguyên sinh chất bên trong tế bào, gluxit

hoà tan và nhiều chất vi lượng khác

Những tế bào ở lớp ngoài thịt sắn chứa nhiều tinh bột, càng sâu vào trong

hàm lượng tinh bột giảm dần Ngoài lớp tế bào nhu mô còn có chứa các tế bào

thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ xenluloza nên cứng như gỗ – gọi là xơ

Loại tế bào này nhiều ở đầu cuống, sắn lưu niên và những củ biến dạng trong qua

trình phát triển Sắn lưu 2 năm thì có một lớp xơ, sắn lưu 3 năm có hai lớp xơ Theo

lượng lớp xơ mà biết sắn lưu bao nhiêu năm

+ Lõi: ở trung tâm, dọc suốt từ cuống tới chuôi củ, chiếm 0.3-1% khối lượng

toàn củ Càng sát cuống, lõi càng lớn và nhỏ dần về phía chuôi củ Lõi cấu tạo chủ

yếu từ cellulose vào hemicellulose

Sắn có lõi lớn và nhiều xơ thì hiệu suất và năng suất của máy xát giảm vì xơ

cứng, phần thì xơ kẹt vào răng máy hạn chế khả năng phá vỡ tế bào giải phóng tinh

bột Mặt khác, xơ nhiều thì răng máy xát chóng mòn

Ngoài ra còn có các bộ

phận khác: cuống, rễ Các

phần này cấu tạo chủ yếu là

xenluloza cho nên sắn cuống

dài và nhiều rễ thì tỷ lệ tinh

bột thấp và chế biến khó khăn

Thành phần hĩa học của

củ sắn dao động trong khoảng

khá rộng tuỳ thuộc vào loại

giống, điều kiện phát triển của

cây và thời gian thu hoạch

Bảng 1: Thành phần hóa học của củ sắn

Hàm lượng tinh bột của sắn cũng phụ thuộc nhiều yếu tố như các yếu tố ảnh

hưởng đến các thành phần nói chung, trong đó mức độ già có ý nghĩa rất lớn Đối

với giống sắn một năm thì vụ chế biến có thể bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc từ

tháng 4 năm sau, nhưng đào vào tháng 12 và tháng 1 thì hàm lượng tinh bột cao

nhất Tháng 9, tháng 10 củ ít tinh bột, hàm lượng nước cao, lượng chất hoà tan

nhiều, như vậy nếu chế biến sắn non không những tỷ lệ thành phẩm thấp mà còn

khó bảo quản tươi Sang tháng 2, tháng 3 lượng tinh bột trong củ lại giảm vì moat

phần phân huỷ thành đường để nuôi mần non trong khi cây chưa có khả năng

quang hợp

Đường trong sắn chủ yếu là glucoza và moat lượng mantoza, sacaroza Sắn

càng già thì hàm lượng đường càng giảm Trong chế biến đường hoà an trong nước

thải ra theo nước dịch

Ngoài ra, trong sắn còn có độc tố, tannin, sắc tố và hệ enzyme phức tạp

Những chất này gay khó khăn cho chế biến và nếu qui trình không thích hợp sẽ cho

sản phẩm có chất lượng kém

I.4 Đánh giá chất lượng sắn:

Hiện nay chưa có quy định chung về chất lượng sắn đưa vào để sản xuất tinh

bột nhưng ở từng xí nghiệp có qui định riêng về chỉ số chất lượng như: hàm lượng

tinh bột từ 14 – 15% Củ nhỏ ngắn (chiều dài 10 cm, đường kính củ chỗ lớn nhất

dưới 1.5cm) không quá 4% Củ dập nát, gãy vụn không quá 3% Lượng đất và tạp

chất tối đa 1,5 – 2%, không có củ thối Củ có dấu vết chảy nhựa không quá 5%

Nếu chế biến ngay trong vòng 3 ngày trở lại thì cuộng sắn ngắn, nếu bảo quản dự

trữlâu hơn thì can để cuộng dài

Thành phần %

Tinh bột 21.45 Protein 1.12

Cellulose 1.10 Đường 5.13 Tro 0.54

Khi thu nhận sắn vào nhà máy trước hết cần kiểm tra đánh giá chất lượng sắn

để quyết định xem lô sắn can chế biến ngay hay bảo quản lại

Hàm lượng tinh bột được xác định nhanh bằng phương pháp can tỷ trọng (trong

nước) là căn cứ để xác định giá thu mua nguyên liệu

I.5 Bảo quản sắn tươi:

So với khoai tây và khoai lang thì sắn tươi khó bảo quản hơn nhiều vì ngoài

những quá trình sinh lý, hoá và sinh bệnh như khoai, còn có bệnh chảy nhựa Vì

khó bảo quản nên các nước trồng nhiều sắn kể cả Mỹ cũng đào đến đâu chế biến

đến đó Tuy nhiên khống chế điều kiện thích hợp cũng có thể bảo quản được 1 -2

tháng

Sau thu hoạch, củ vẫn còn diễn ra những biến đổi về sinh hoá nhưng rõ ràng

quá trình phát triển bình thường đã bị phá vỡ nên hệ enzyme trong củ hoạt động

mạnh, quá trình hô hấp trao đổ chất cũng mạnh dần nên mất nước và sức đề kháng

của củ giảm Củ sắn bắt đầu chảy nhựa, rồi nhiễm bệnh thối, trọng lượng giảm do

mất nước và do tổn that chất khô Với những củ nguyên vein quá trình hư hỏng

diễn ra chậm hơn so với những củ bị gãy hay tróc

Để bảo quản cần tạo điều kiện càng giống với điều kiện khi chưa đào thì

càng bảo quản được lâu Tuy nhiên, từ 3 tháng trở đi, kể cả củ chưa đào điều có

những biến đổi trong nội tại củ như: mọc thêm rễ, phát triễn thêm những trế bào

mới trong rễ

Để giữ cho gần giống với điều kiện chưa đào tốt nhất là bảo quản lấp đất, cát

hoặc để trong hầm có điều kiện thông thoáng Không nên chặt củ khỏi gốc, hoặc

nếu chặt thì chặt củ sát gốc để cuộng dài rồi đắp thành đống chỗ khô ráo, sau đó

phủ cát hoặc đất dày khoảng 15 – 25 cm Chỉ nên bảo củ nguyên vein

Trong sản xuất tinh boat có thể bảo quản bằng cách ngâm sâu trong nước, cứ

vài ngày thay nướlaano một lần Với phương pháp này cho phép dự trữ được một

vài tháng

I.6 Về giá trị dinh dưỡng:

Sắn chủ yếu là một thức ăn cung cấp năng lượng, 100gram ắn khô cho 348

kcal xấp xỉ với ngũ cốc

• Trong sắn, tinh bột là thành phần có ý nghĩa hơn cả ( amylose: 15-25%,

amylospectin: 75-85 %) Tinh bột sắn có một số tính chất thuận lợi cho chế biến

thực phẩm như:

• Tinh bột khoai mì không có mùi nên không ảnh hưởng đến mùi vị đặc trưng

của thực phẩm, ta có thể dùng chúng kết hợp với các thành phần có mùi khác

• Tinh bột khoai mì trong nước sau khi gia nhiệt sẽ tạo thành sản phẩm dạng

paste trong suốt nên không ảnh hưởng đến màu của thực phẩm

• Tỷ lệ amylopectin: hàm lượng amylopectin trong tinh bột khoai mì cao nên

gel tinh bột có độ nhớt, độ dính cao và khả năng gel bị thoái hóa thấp

Protid của sắn vừa ít về số lượng vừa thiếu cân đối về chất lượng Protid của

sắn nghèo lysin, tryptophan, các acid amine và lưu huỳnh Ngoài ra, tổng lượng

acid amine cần thiết của sắn thấp hơn nhiều so với ngũ cốc và các thức ăn cơ bản

khác

Bảng 2: Thành phần acid amine của củ sắn ( trong 100g protid)

Lysine 3,0 Methionine 1,3 Tryptophan 0,3 Phenylalanin 3,3 Threonine 2,3 Valine 2,1 Leucine 3,1 Isoleucine 2,0 Arginine 4,0 Histidine 1,3

Sắn nghèo vitamin, tỷ lệ Ca/P gần như ở khoai lang Các loại bột, nhất là bột

lọc lại càng ít protein và muối khoáng do mất mát trong quá trình chế biến

Ngoài các thành phần hóa học trên, trong cây sắn còn có một chất gay ngộ

độc là manihotoxin Đây là một loại glucosidecos khả năng gây độc, nhân dân ta

thường gọi là say sắn bởi vì khi gặp men tiêu hóa, acid gặp nước thì glucoside sẽ bị

thủy phân và tgiar phóng ra acid xyandehydrich (HCN) có khả năng gây ngộ độc

II Giới thiệu về tinh bột khoai mì:

Trong thiên nhiên, tinh bột có rất nhiều và tồn

tại dưới dạng hydrat carbon hữu cơ tự nhiên Nó có

trong rễ, nhánh và hạt của cây xanh Là một loại thức

ăn nuôi dưỡng, tinh bột cung cấp năng lượng cho cây

xanh trong lúc chúng ngủ yên hoặc nảy mầm Tinh

với động vật và con người Chính vì thế, nó có vai trò quyết định trong đời sống

chúng ta Các thống kê ngày nay cho thấy tinh bột có hơn bốn ngàn ứng dụng

Các loại tinh bột chính có mặt trên thị trường hiện nay gồm có: tinh bột

khoai mì, tinh bột khoai tây, bột bắp và bột mì So sánh những loại tinh bột này, ta

thấy rằng thành phần và tính chất của tinh bột khoai mì gần với tinh bột khoai tây

hơn và tốt hơn bột bắp và bột mì Tuy nhiên, về mặt giá thành, tinh bột khoai tây

cao hơn nhiều so với tinh bột khoai mì Với các ưu thế hấp dẫn về mặt tính chất và

giá thành, nhu cầu dùng tinh bột khoai mì dường như đang tăng lên ở mọi nơi trên

thế giới Ðồng thời, một định hướng chung cho việc giữ gìn sức khỏe đã góp phần

tạo ra sự quan tâm và ưa chuộng những loại thực phẩm không chứa GMO

II.1 Những ứng dụng của tinh bột khoai mì trong tinh bôt thực phẩm và ngành

công nghiệp khác:

¾ Chất độn: làm tăng độ đặc trong súp và trái đóng hộp, kem và dược phẩm

¾ Chất kết nối: làm quánh các sản phẩm, giúp thực phẩm không bị khô khi nấu,

như xúc xích, thịt hộp

¾ Chất ổn định: sử dụng khả năng giữ nước cao, như trong kem, bột nở, ngành

dệt - hồ chì để giảm đứt trên khung dệt (tinh bột biến đổi) Tinh bột dùng cho giai

đoạn in làm đặc chất nhuộm và giữ màu Tinh bột dùng cho giai đoạn thành phẩm

sẽ tăng độ cứng và trọng lượng (tinh bột thường hoặc tinh bột oxi hóa)

¾ Chất làm đặc: sử dụng đặc tính bột nhão, như trong súp, thức ăn cho trẻ em,

nước chấm, nước dùng

¾ Làm giấy:

+ Tăng cường độ chắc, tăng sức chống nếp gấp

+ Làm tăng bề mặt và độ bền, dùng cho giấy gợn sóng, giấy ép và giấy bìa cứng

+ Chất kết nối trong công nghiệp

+ Giấy cứng làm trần nhà

+ Giấy thạch cao

¾ Thức ăn (thủy sản, gia súc)

¾ Những công dụng khác trong công nghiệp

+ Sản xuất bao plastic tự hoại

+ Sản xuất vỏ xe…

II.2 Giới thiệu về tinh bột biến đổi

Tinh bột được dùng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Những ứng

dụng khác nhau đòi hỏi những đặc tính khác nhau của tinh bột Tuy nhiên, do sự

cải tiến công nghệ sản xuất và sự phát triển liên tục các sản phẩm mới nên khách

hàng cũng đòi hỏi những nhu cầu nghiêm ngặt hơn về đặc tính của tinh bột và sự

thích hợp của từng loại Các đặc tính của tinh bột không phải lúc nào cũng ứng

dụng được trong các quy trình chế biến Do đó việc biến đổi những đặc tính của

tinh bột để cải thiện chức năng và thích hợp của nó trong các ứng dụng là một việc

hết sức cần thiết

Công nghệ biến đổi được thực hiện theo phương pháp hóa học, vật lý,

chuyển đổi enzym thông qua việc tách, tái tạo, oxy hóa hoặc thay thế hóa học trong

hạt nhỏ nhằm thay đổi đặc tính tinh bột để có những ứng dụng thiết thực hơn

Tinh bột biến đổi có những ứng dụng thực tế trong ngành dệt, bột giấy và

giấy, thực phẩm, thức ăn gia súc, lò đúc, vật dụng bằng kim loại hoặc thuỷ tinh,

dược phẩm và khoan dầu…

¾ Tinh bột biến đổi Acetyl hóa

¾ Tinh bột oxy hóa

¾ Tinh bột kép Acetyl Phosphate

¾ Tinh bột liên kết ngang

¾ Tinh bột Axít loãng

¾ Tinh bột Cationic

¾ Những loại tinh bột biến đổi khác…

II.3 Một số tính chất chức năng của tinh bột:

¾ Tính chất nhớt – dẻo của hồ tinh bột

Phân tử tinh bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với

nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều phân tử nước hơn khiến cho

dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn Tính chất này càng thể

hiện mạnh mẽ hơn ở những tinh bột loại nếp

¾ Khả năng tạo gel và thoái hóa của tinh bột

Khi để nguội hồ tinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại

một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng 3 chiều Để tạo được

gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ dung dịch đậm đặc vừa phải, phải được

hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguộ ở trạng

thái yên tĩnh Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia

Khi gel tinh bột để một thời gian dài thì chúng sẽ có lại và một lượng dịch

thể sẽ tách ra Quá trình thoái hóa gồm 3 giai đoạn:

+ Đầu tiên các mạch được uốn thẳng lại

+ Vỏ hydrat bị mất và các mạch được định hướng lại

+ Các cầu hydro tạo thành giữa các nhóm OH của các phân tử tinh bột khác nhau

Do các phân tử amylose có mạch thẳng nên định hướng với nhau dễ dàng và

tự do hơn các phân tử amylopectin, vì thế hiện tượng thoái hóa gần như chỉ có liên

quan với các phân tử amylose

¾ Khả năng tạo màng:

Tinh bột có khả năng tạo màng là do amylose và amylopectin dàn phẳng ra,

sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua

phân tử nước

¾ Khả năng tạo sợi:

Phương pháp tạo sợi như sau:

Cho dịch tinh bột qua một bản có dục lỗ với đường kính lỗ thích hợp (lớn

hơn 1mm) Khi đùn qua các lỗ này, chúng sẽ tự định hướng theo chều dòng chảy

chiều của dòng chảy Các phân tử

tinh bột có xu hướng kéo căng ra và

tự sắp xếp song song với nhau theo

phương của trọng lực

Các sợi đã hình thành vừa ra

khỏi khuôn kéo còn ướt được nhúng

ngay vào một bể đựng nước nóng để

định hình nhờ tác dụng của nhiệt

Các phân tử đã được định hướng

trong từng sợi sẽ tương tác với nhau

và với nước bằng cầu hydro để hình

thành sợi miến

III TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM:

III.1 Sơ đồ quy trình

III.2 Giải thích quy trình công nghệ:

a) Cân: mỗi nhóm cân khoảng 1kg khoai mì

b) Ngâm - rửa:

 Mục đích: Nguyên liệu được đem ngâm nhằm làm bở đất cát bám vào

nguyên liệu sau đó rửa sạch để tách hết đất, cát, rác và một phần vỏ Ngoài ra,

ngâm còn nhằm mục địch tách bớt một lượng chất hòa tan trong nguyên liệu

 Tiến hành: Thời gian ngâm có thể từ 4-8 giờ tuỳ mức độ nhiễm bẩn của

nguyên liệu Để hạn chế hoạt động của vi sinh vật đồng thời làm tăng độ tan của

một số chất màu cần tạo môi trường kiềm, khi ngâm hay rửa có thể dùng vôi

0,15% Trong điều kiện phòng thí nghiệm, ta không ngâm mà chỉ rửa nguyên liệu

với nước thường

Nếu rửa không sạch thì các tạp chất sẽ làm mòn răng máy xay, xát, nghiền,

làm tăng độ tro và độ màu của bột

 Thiết bị: Trong công nghiệp, khoai sau khi ngâm được cắt khúc rồi mới được

vận chuyển bằng máng thủy lực đến máy rửa Do ma sát giữa nguyên liệu với

nước, nguyên liệu với nguyên liệu và nguyên liệu với các chi tiết máy mà tạp chất

được tách ra Tạp chất nhẹ nổi lên trên và ra theo nước thải, còn tạp chất nặng lắng

xuống và định kỳ được tháo ra Nếu rửa bằng máy guồng thì tất cả các loại tạp chất

đều lọt qua lưới ở phía cuối máy cùng với nước thoát ra ngoài

c) Gọt vỏ lụa và vỏ thịt

Khi gọt vỏ cần chú ý luôn để khoai ngập trong nước để tránh quá trình oxy

hóa làm đen bề mặt, ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm

Chú ý gọt bỏ luôn cả các vị trí bị đen, sâu

Trong công nghiệp ta bỏ qua công đoạn này

d) Cắt nhỏ, xay nhuyễn

 Mục đích: Để giảm thời gian xay, ta có thể cắt nhỏ củ khoai thành nhiều lát

mỏng rồi mới đem xay Trong công nghiệp, công đoạn cắt khúc được thực hiện

trước khi rửa khoai

Xay nghiền nguyên liệu nhằm phá vỡ tế bào để tách lấy tinh bột Quá trình

phá vỡ càng triệt để thì hiệu suất lấy tinh bột càng cao

 Tiến hành: Khi cắt chú ý luôn để khoai ngập trong nước Ta xay khoai trong

máy xay sinh tố, tỉ lệ khoai:nước = 1:6 Lượng nước sử dụng không được ít quá vì

trong quá trình xay sẽ có ma sát làm gia tăng nhiệt độ, nếu nước ít quá thì nhiệt độ

sẽ tăng lên làm tinh bột bị hồ hóa Nhưng lượng nước sử dụng cũng không được

quá nhiều vì sẽ làm loãng, thời gian lắng sẽ dài

 Thiết bị: Với quy mô lớn, người ta thường dùng máy mài – xát và máy

nghiền hai thớt đá, có thể có thêm máy xay để nâng cao hiệu quả

e) Rây

 Mục đích: Tách bã thô và bã mịn (do quy mô phòng thí nghiệm nên ta không

chia ra hai giai đoạn tách bã thô và bã mịn)

 Tiến hành: Đổ khối hỗn hợp khoai, nước sau khi xay qua hệ thống 3 rây có

số hiệu mặt rây lần lượt là N=0,45mm, N=0,30mm, N=0,20mm (rây có số hiệu lớn

đặt trên), thu phần sữa tinh bột qua rây cho vào xô lớn

Lấy phần bã ở rây trên cùng (gồm xơ, các mảnh vụn và tinh bột còn chưa

tách hết) đem đi hòa nước và xay lại, sau đó lại cho qua hệ thống 3 rây lần nữa

Phần dung dịch qua rây được đổ chung vào sữa tinh bột đợt đầu trong xô lớn

 Thiết bị: Trong công nghiệp chia làm 2 giai đoạn: tách bã thô và bã mịn

Để tách bã thô thường dùng máy rây chải Sữa bột thô sau khi nghiền đưa lên rây

có lỗ 0,7mm để tách tinh bột tự do Phần lọt qua hai rây này được đưa qua ly tâm

để tách dịch bào, phần không lọt qua rây được đem đi nghiền lần thứ hai hoặc đem

ra bể bã, gọi là bã thô

Để tách bã mịn thường dùng một hệ nhiều máy rây với số hiệu mặt rây lớn

dần: N=0,38mm, N=0,52mm và N=0,55mm Không nên cho qua máy rây

N=0,55mm ngay từ đầu vì mặt rây quá dày, hiệu suất tách tinh bột sẽ thấp Để hiệu

suất rây cao thì phải xối nước liên tục khi rây

f) Lắng

 Mục đích: tách dịch bào ra khỏi tinh bột và tách thu lấy tinh bột thuần khiết

(dưới dạng tinh bột ướt)

Thành phần dịch bào có nhiều chất nhưng đáng chú ý nhất là polyphenol và

hệ enzyme polyphenoloxydase Khi tế bào củ bị phá vỡ thì dưới tác dụng của hệ

enzyme polyphenoloxydase, các hợp chất polyphenol khi tiếp xúc với oxy sẽ bị oxy

hóa tạo thành chất màu làm tinh bột giảm màu trắng Do đó quá trình này cần tiến

hành càng nhanh càng tốt

Đối với khoai tây, sau khi nghiền có thể tách dịch bào ngay, nhưng đối với

khoai mì, dong riềng và khoai lang thì do có nhiều xơ nên phải tách bã thô trước rồi

mới tách dịch bào

 Tiến hành: Sữa tinh bột thu được thường có nồng độ 3oBx Ta tiến hành lắng

tinh bột trong xô lớn (trong công nghiệp dùng bể lắng, máng lắng hoặc ly tâm vắt):

Sau khi trộn hai đợt sữa tinh bột, thêm nước sạch vào gần đầy xô, khuấy mạnh để

nước hòa tan dịch bào rồi để yên Đến khi tinh bột đã lắng gần hết xuống đáy thành

một lớp thì ta gạn bỏ phần nước phía trên đi, thêm nước mới sạch vào, khuấy mạnh

và để yên Thực hiện tương tự như vậy thêm 1 lần nữa (lắng 3 lần), sau đó ta thu

tinh bột ướt cho vào khay inox, trải đều chúng thành lớp mỏng để dễ dàng cho quá

trình sấy

 Thiết bị: Với quy mô lớn, ta có thể dùng bể lắng, máng lắng hay máy ly tâm

Tốt nhất là dùng máy ly tâm vì dùng máng lắng hay bể lắng thì thời gian kéo dài,

tách dịch bào không triệt để và mức độ cơ giới thấp

Để tách dịch bào triệt để thì phải ly tâm ít nhất 2 lần và cuối cùng là rửa tinh bột

Sau mỗi lần li tâm, dịch tinh bột được pha loãng tới nồng độ 27oBx rồi đưa qua rây

để tách bã mịn Sữa tinh bột lọt qua rây lại được pha loãng đến 3oBx rồi vào máy

ly tâm

Trong công nghệ sản xuất hiện đại còn cho chất chống oxy hóa như acid

sulfurơ hoặc natri bisulfit để giữ tinh bột có độ trắng cao

Như vậy tóm lại trong công nghiệp ta có thể thực hiện theo các bước sau:

Nguyên liệu đã nghiền Æ tách bã thô Æ tách dịch bào bằng lắng hay ly tâm

Æ tách bã mịn Æ tách dịch bào lần 2 bằng lắng hay ly tâm Æ tách bã mịn (có thể

chỉ tách bã mịn 1 lần)Æ tách tinh bột bằng lắng hay ly tâm

g) Sấy

 Mục đích: Giảm độ ẩm tinh bột xuống đến độ ẩm bảo quản được

Độ ẩm tinh bột ra khỏi ly tâm khoảng 38-40%, nếu dùng phương pháp lắng thì độ

ẩm có thể cao hơn Ta có thể bảo quản lâu tinh bột bằng cách sấy khô hay ngâm

trong nước, định kỳ gạn nước bên trên và thay nước sạch vào (phương pháp này

không nên áp dụng cho tinh bột dong riềng vì dễ bị vi sinh vật gây chua, thối)

 Tiến hành: Ban đầu sấy ở nhiệt độ 50oC để giảm hàm ẩm, tránh hồ hóa tinh

bột Khi hàm ẩm còn 20% thì nâng nhiệt lên 800C và sấy cho đến khi đạt độ ẩm

¾ Lượng tinh bôt thu được là: 150 g

¾ Màu trắng nhưng chưa sáng như mong muốn do trong quá trình chế biến thời

gian ngâm chưa đảm bảo để loại bỏ tạp chất, các thành phần chất hoà tan, sắc tố…

trong nguyên liệu Tuy nhiên sản phẩm không có vết đen do quá trình sơ chế kỹ,

loại bỏ các củ hư, và do sử dụng Na2SO3 đã hỗ trợ thêm một phần trong quá trình

hống lại sự oxy hoá của polyphenol trong quá trình ngâm

¾ Tuy nhiên hiệu suất thu được thấp do:

+ Hao hụt trong quá trình: bột bán trên máy xay, ray,…

+ Quá trình nghiềm chưa đảm bảo phá vỡ tế bào để giải phóng hạt tinh bột –đây là

khâu quan trọng nhất trong quá trình sản xuất tinh bột

+Mặc khác, trong tiến trình thí nghiệm chỉ sử dụng cách lắng mà không sử dụng

kết hợp các phương pháp khác như phương pháp rửa tách tinh boat tự do, ly tâm,…

nên lượng tinh boat that thoát lớn

+ Thời gian lắng chưa đảm bảo để thu được lượng tinh bột cao nhất

¾ Ưu điểm của phương pháp thí nghiệm: dễ thực hiện, không đòi hỏi kỹ thuật

cao, dụng cụ dơn giản

¾ Nhược điểm của phương pháp thí nghiệm

Do sử sụng phương pháp lắng nên quá trình tách dịch bào diễn ra không triệt

để, thời gian lắng kéo dài

Tách dịch bào sớm tinh bột sẽ trắng đồng thời ít tạo bọt sẽ dễ dàng cho

những khâu gia công tiếp theo, mặt khác tinh bột thành phẩm giữ nguyên được tính

chất hóa lý tự nhiên của nó

Nếu tinh bột tiếp xúc với nước quá lâu sẽ xảy ra các biến đổi hóa sinh dưới

sự xúc tác của enzyme polyphenoloxydase Các biến đổi đó không chỉ ảnh hưởng

tới chất lượng sản phẩm mà còn gây khó khăn cho các quá trình chế biến tiếp theo

như bọt nhiều, tạo lớp chất nhờn, thậm chí làm rỉ các thiết bị bằng kim loại (như

khay đựng bột) ⇒ phải thường xuyên vệ sinh thiết bị hoặc sử dụng vật liệu chế tạo

là thép không gỉ

¾ Đề xuất hướng cải tiến công nghệ

− Có thể sử dụng phương pháp lắng nhưng nên bổ sung các hóa chất với nồng

độ thích hợp:

• H2SO4 được thêm vào ở nồng độ thấp giúp giữ màu trắng của tinh bột

• Al2(SO4)3 làm giảm độ nhớt, tăng hiệu quả quá trình lắng (Ví dụ nếu

thêm vào 0,1g/l sữa tinh bột 2oBx giảm được 50% độ dính)

• SO2 (H2SO3) ức chế hoạt động của vi khuẩn và enzyme Ngoài ra nó cũng

là một tác nhân để làm trắng tinh bột SO2 được sục vào nước tinh khiết rồi mới cho

vào

• Clorine và các hợp chất của nó cũng có tác dụng tẩy trắng và giảm độ

nhớt rất tốt

− Tốt hơn nên sử dụng phương pháp ly tâm để rút ngắn thời gian và tăng khả

năng tách cũng như độ đồng đều của sản phẩm:

• Phần dung dịch lọt qua rây sau khi tách bã thô được đưa vào thiết bị li

tâm để tách dịch bào Để tách triệt để được dịch bào phải tiến hành li tâm ít nhất 2

lần

• Sau mỗi lần ly tâm, dịch tinh bột được pha loãng tới nồng độ 27oBx rồi

đưa qua rây để tách bã mịn Sữa tinh bột lọt qua rây được đưa vào máy ly tâm tách

dịch một lần nữa Nồng độ sữa tinh bột vào máy ly tâm khoảng 3oBx Nước dịch ra

khỏi máy ly tâm được đưa đi lắng tiếp tục để thu tinh bột loại hai

− Ta không thể sử dụng máy ly tâm trong phòng thí nghiệm để tiến hành ly

tâm tách dịch bào vì máy ly tâm này chỉ thích hợp để tách các hạt tinh bột lớn như

tinh bột khoai tây Còn đối với các hạt tinh bột nhỏ như tinh bột khoai mì thì sẽ xảy

ra sự thất thoát lớn do tinh bột đi ra ngoài cùng với nước

Bài 2: CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH BISCUIT

I.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CHÍNH

1) Bột mì:

- Bột mì là được làm từ hạt lúa mì bằng cách loại lớp vỏ ngồi và phơi, sau đĩ

nghiền tinh

- Bột mì là thành phần chính trong hầu hết các loại bánh biscuit

- Chất lượng bột mì được đánh giá theo TCVN 18957–76 hoặc TCVN 1874:1995

Trong đĩ, bột mì được đánh giá về các chỉ tiêu sau:

+ Độ ẩm: thơng qua phương pháp sấy

+ Độ mịn: thơng qua việc sàng trên rây điện vận tốc 180 - 200 vịng/phút với

+ kích thước rây d = 125mm

+ Màu sắc, mùi vị: dùng phương pháp cảm quan

+ Độ nhiễm cơn trùng: sàng trên rây và quan sát

+ Tạp chất sắt: dùng nam châm để tách và đánh giá

+ Khối lượng, chất lượng gluten ướt: cân, kiểm tra màu, độ căng, độ đàn hồi

+ Độ chua: sử dụng phương pháp trung hịa

+ Hàm lượng tro: bằng cách tiến hành vơ cơ hố mẫu

+ Đặc tính hút nước, độ chắc, đặc tính lưu biến của bột mì xác định theo

phương pháp đồ thị farinograph

 Các chỉ tiêu chất lượng bột mì dùng trong sản xuất bánh biscuit:

1 Màu sắc Trắng ngà hay trắng đặc trưng của bột mì tự nhiên

2 Mùi Mùi tự nhiên của bột mì, không có mùi lạ

3 Vị Không có chua, đắng hay vị lạ

4 Tạp chất vô cơ Không có sạn

5 Sâu mọt Không có

9 Hàm lượng tro 0,4 ÷ 0,75%

10 Độ chua ≤ 3,5ml NaOH / 100g

11 Tạp chất Fe ≤ 30mg / kg

2) Đường

- Đường saccharose cĩ vai trị rất quan trọng trong việc tạo vị và tạo cấu trúc cho

hầu hết các loại bánh biscuit

- Đường saccharose rất phổ biến trong tự nhiên, cĩ nhiều trong mía, củ cải đường

hay trái thốt nốt, tồn tại dưới dạng tinh thể đơi khi cũng cĩ thể tồn tại dưới dạng vơ

- Tính chất của saccharose:

+ Trong mơi trường axit và nhiệt độ cao rất dễ bị phân hủy cho ra glucose và

fructose (tức xảy ra hiện tượng nghịch đảo đường)

+ Thơng thường ít hút ẩm nhưng khi đun nĩng ở nhiệt độ cao (khoảng

130oC) thì lại cĩ khả năng hút ẩm mạnh và đến 160oC thì bắt đầu cho phản ứmg

caramen hĩa

- Tan tốt trong nước (độ hịa tan ở 25oC là 2,04 kg/kg nước) và độ tan tăng theo

nhiệt độ

- Độ ngọt trong dung dịch phụ thuộc vào sự cĩ mặt của các chất khác và điều kiện

mơi trường như độ pH, độ nhớt, và hàm lượng NaCl…

3) Trứng

- Trứng dùng trong bánh biscuit nhằm:

+ Ngồi giá trị về dinh dưỡng (vì cĩ hàm lượng protein và chất béo cao, các

vitamin A, B2, B1, D), lịng đỏ cịn cĩ tác dụng tạo nhũ tương cho sản phẩm (do

trong lịng đỏ cịn cĩ 10% lecithin) Ngồi ra các protid và lipid tồn tại ở dạng

lipoprotein cịn cĩ tác dụng làm bền hệ nhũ tương

+ Lịng trắng cĩ giá trị tạo bọt cho khối bột nhào

- Do khĩ khăn trong việc bảo quản, người ta rất ít khi sử dụng trứng tươi mà

thường sử dụng trứng dưới dạng lạnh đơng hoặc là dạng bột sấy phun để sản xuất

bánh biscuit

Bảng 1.3: Chỉ tiêu chất lượng của trứng tươi

STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Không có mùi lạ Sạch, không móp méo, không vỡ

< 5

5 Lòng trắng Không vỡ khi đổ vào chén

Màu tươi, đặc sền sệt

4) Chất béo

 Trong sản xuất bánh, ngồi việc làm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan cho

sản phẩm, chất béo cịn đĩng vai trị quan trọng về mặt cơng nghệ là tạo bột nhào

dẻo và tơi, giúp bánh tăng độ xốp

 Khi sản xuất bánh biscuit, ta cĩ thể sử dụng nhiều chất béo thực vật và động

vật khác nhau Và yêu cầu bắt buộc là các chất béo phải được tinh luyện và khử

mùi trước khi dùng

 Các chất béo thường được sử dụng trong sản xuất bánh biscuit gồm

shortening, bơ, margarine

Bảng 1.2: Chỉ tiêu shortening và bơ dùng trong sản xuất

(TCVN 6048:1995)

Bơ (TCVN 7400:2004)

Vàng đặc trưng Mùi vị đặc trưng Mềm, đồng nhất Không có tạp chất

Hoá học – Độ ẩm, %

–Hàm lượng lipid,

 Thường sử dụng ở dạng hỗn hợp của NaHCO3 và (NH4)2CO3 Tuy nhiên,

người ta thường hạn chế sử dụng (NH4)2CO3 vì nĩ tạo khí NH3 lớn (khoảng 82%)

gây mùi khai và làm giảm giá trị cảm quan của bánh

 Tác dụng của bột nở là nhờ tác dụng của nhiệt, bột nở sẽ bị phân hủy sinh ra

khí tạo thành những lỗ hổng trong bánh làm cho bánh xốp, giịn, tăng giá trị cảm

quan

 Yêu cầu kỹ thuật của bột nở trong sản xuất bánh biscuit cho theo bảng 1.5

STT Các chỉ tiêu Yêu cầu

1

2 Cảm quan Độ tinh khiết Hạt mịn, đồng nhất, màu trắng không lẫn tạp chất 85 – 90

6) Muối ăn:

- Ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật và enzym trong khối bột nhào

- Ảnh hưởng đến khả năng hút và giữ nước của gluten

- Tăng độ dai của khối bột nhào trước khi qua máy cán, cắt

Bảng 1.4: Chỉ tiêu chất lượng muối ăn trong sản xuất

% ) Các tạp chất hỗn hợp khác:

I.2 TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM BÁNH BISCUIT

a) Giới thiệu:

Biscuit (bánh bích quy) là một loại sản phẩm bắt nguồn từ châu Âu

Ngày nay,bánh biscuit được sản xuất từ các nguyên liệu chủ yếu làø bột mì, đường,

chất béo, trứng

b) Phân loại

Bánh biscuit cĩ thể được phân loại theo rất nhiều khĩa phân loại khác nhau

z Dựa vào cấu trúc, độ cứng, hình dạng…

z Dựa vào thành phần nguyên liệu cĩ ảnh hưởng chính

z Dựa vào cấu trúc bột nhào và phương pháp tạo hình…

z Đặc điểm nguyên liệu: trên cơ bản bột mì có hàm lượng gluten cao, chất

lượng tốt; chất béo và muối

z Đặc điểm bột nhào: khung gluten phát triển tối đa (hard dough): dai, đàn hồi

- Cream craacker (Anh)

- Dạng truyền thống: hình vuông, kích thước 50x50x4mm, 3-3.5gam, rắc

đường trên bề mặt

z Đặc điểm nguyên liệu: hàm lượng đường và chất béo rất cao

z Đặc điểm bột nhào: sự tạo khung gluten bị hạn chế một cách tối đa: bột rất

mềm do khung gluten gần như không phát triển

z Đặc điểm nguyên liệu: hàm lượng đường và chất béo cao hơn cracker

z Đặc điểm bột nhào: khung gluten phát triển (hard weet, semi weet dough):

bột ít dai, đàn hồi hơn cracker Cấu trúc cơ bản: mạng prot liên tục bao bọc

quanh các hạt tinh bột và chất béo

z Tạo hình: cán và cắt

z Cấu trúc sản phẩm: giòn, cứng

Biscuit mềm

z Đặc điểm nguyên liệu: hàm lượng đường và chất béo cao hơn biscuit cứng

z Đặc điểm bột nhào: sự tạo khung gluten bị hạn chế do hàm lượng đường và

chất béo cao (short dough): bột rất ít dai và đàn hồi Cấu trúc cơ bản gồm

hỗn hợp tinh bột, prot và đường, chất béo dạng hạt lớn để gắng các hạt tinh

bột với nhau, xen vào đó là các bọt khí

z Tạo hình: Đúc

z Cấu trúc sản phẩm: giòn, xốp

c) Chỉ tiêu chất lượng bánh biscuit

Chỉ tiêu cảm quan

Chỉ tiêu Yêu cầu

Màu sắc Có màu đặc trưng theo tên gọi, không có vết cháy đen

Hình dạng Theo đúng khuôn đúc, không cong, vênh, méo

Kích thước Đồng đều, đường kính trung bình 44.7 -45 cm

Bánh vỏ Kem Hàm lượng đường

tổng,%

17-21 43-47

d) Quy trình cơng nghệ:

2 Các biến đổi:

2.1 Nhào trộn

2.1.1 Mục đích

− Tạo nên khối bột nhào đồng nhất về cấu trúc, màu sắc và sự phân bố

− Đạt được các yêu cầu về công nghệ:

• Bánh cán, cắt: bột nhào phải dẻo, đàn hồi, không gãy, không dính, không vỡ

và có độ dày đồng nhất

• Bánh ép khuôn: bột nhào phải tơi xốp, không dính trục, cố định được hình

dạng, sắc nét

• Bánh ép qua lỗ: bột nhào phải liên tục chảy được nhưng cũng phải định hình

được

Trong bài thí nghiệm này, ta sẽ tiến hành làm bánh biscuit ép qua lỗ

2.1.2 Cách tiến hành

− Bột mì trước khi đem nhào được rây trước để tách tạp chất, sau đó trộn đều

với bột nổi và muối

− Đánh nổi trứng gà bằng máy đánh trứng Sau đó, cho đường vào để hòa tan

Rồi cho bơ và dầu vào, tạo một dịch nhũ tương

− Đổ dịch nhũ tương vào đống bột nhào Tiến hành nhào trộn trong máy trộn

đứng

− Thời gian nhào: 3 - 5 phút

2.1.3 Các biến đổi

™ Biến đổi vật lý

− Từ hỗn hợp các thành phần nguyên liệu ban đầu với các pha khác nhau

chuyển thành một pha nhão – bột nhào dạng paste, đồng nhất không tách rời,

dẻo, có độ xốp nhất định

− Trong khối bột nhào, đồng thời với pha lỏng gồm: nước tự do, protein hòa

tan, đường và các chất khác, còn có pha khí được tạo nên do sự tích lũy các bọt

không khí khi nhào

− Lúc đầu, khi mới nhào, bột tương đối dính do lượng nước tự do nhiều, khi

các nguyên liệu liên kết chặt chẽ với nhau thì độ dính giảm, đồng thời thể tích

của khối bột cũng giảm Nhưng sau một thời gian nhào, có sự thâm nhập và tích

lũy khí trong khối bột nhào, nên thể tích khối bột tăng

− Trong quá trình nhào trộn, do hóa hợp với nước, do ma sát và do các phản

ứng hóa học xảy ra trong bột nhào mà nhiệt độ của khối bột nhào sẽ tăng,

nhưng không đáng kể

− Ngoài ra còn có sự thẩm thấu của các hợp chất màu, mùi, vị từ các nguyên

liệu phụ như sữa, trứng… và các phụ gia vào trong khối bột

™ Biến đổi hóa lý

− Protein hút nước tạo trạng thái dẻo, hạt tinh bột trương nở

− Những cấu tử rời rạc liên kết với nhau tạo khối đồng nhất, khối lượng

riêng, độ nhớt hỗn hợp thay đổi

− Vai trò chính trong việc tạo ra bột nhào là gliadins và glutenins Khi nhào

bột mì nếu đủ lượng nước thì gliadins và glutenins sẽ hấp thụ nước và 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

−

− Các phần phân tử thấp của gluten dễ dàng chịu tác dụng phân tán của nước

và một phần peptit hoá kết quả tạo ra áp suất thẩm thấu bên trong gluten, áp

suất này làm cho nước khuếch tán vào trong gluten, sự khuếch tán đó có kèm

theo sự tăng thể tích

− Tinh bột gồm có hai phần : amylose và amylopectin Amylose có bên trong

hạt tinh bột, còn amylopectin ở vỏ ngoài Amylose có trong lượng phân tử thấp

(80.000), còn amylopectin có trong lượng phân tử lớn (115.000) Như vậy hạt

tinh bột như một mạng thẩm thấu, bên trong có phần phân tử thấp hòa tan, đó là

amylose, nó gây ra áp suất thẩm thấu dư và sự thâm nhập nước vào trong mạng

− Thực nghiệm chỉ rõ ràng sự hydrat hóa tinh bột trong các điều kiện nhiệt độ

khác nhau phụ thuộc vào trạng thái của gluten và tinh bột

• Ở trong khoảng nhiệt độ từ 25oC-40oC thì sự hydrat hóa xảy ra yếu do có sự

hydrat hóa gluten Sự hydrat hóa tinh bột trong khoảng nhiệt độ nói trên hầu như

không thay đổi

• Tiếp tục tăng nhiệt độ nói trên hầu như không thay đổi Tiếp tục tăng nhiệt

độ đến 60o thì tăng sự hydrat hóa bột do hydrat hóa tinh bột tăng khá lớn trong

khi sự hydrat hóa gluten tiếp tục giảm

− Như vậy sự trương nở của bột ở nhiệt độ thấp (25-40oC) phần lớn là nhờ sự

trương nở thẩm thấu của gluten còn ở nhiệt độ cao hơn (60oC) là nhờ sự liên kết

thẩm thấu của dung môi với tinh bột

− Ở nhiệt độ thấp 25 – 40oC:

• Các protit của gluten có trong bột mì khoảng 10 – 20% ở nhiệt độ bột nhào

gần 30oC chúng hấp thụ một lượng nước không lớn do tác dụng tương hỗ giữa

các nhóm háo nước – của protit với nước và khuếch tán một lượng nước lớn vào

bên trong protit nhờ sự có mặt của áp suất thẩm thấu dư trong protit

• Tinh bột có trong bột mì khoảng 70% cũng ở nhiệt độ bột nhào nói trên, nó

hấp thụ đến 30% nước nhờ hoạt tính của các nhóm háo nước

• Vì tinh bột chiếm một lượng lớn nhất trong bột nên lượng nước liên kết với

tinh bột và gluten gần bằng nhau

• Trong thời gian nhào các hạt keo của protit gluten tiếp xúc chặt chẽ với

nhau tạo nên một mạng lưới protit hay tạo liên kết với các hạt tinh bột trương nở

yếu, ngoài ra trong mạng lưới protit còn có các chất không hòa tan khác

− Ở nhiệt độ cao > 60oC : Sự trương nở của bột phần lớn là nhờ sự liên kết

thẩm thấu của dung môi với tinh bột

− Có sự hấp thụ của chất béo lên bề mặt các misen, làm liên kết giữa các

misen với nhau giảm, từ đó giảm tính đàn hồi của gluten, nhưng tăng độ xốp cho

khối bột nhào Trong quá trình nhào cũng diễn ra quá trình nhũ hóa giữa dầu và

nước

− Muối ăn phân ly thành các ion Các ion làm tăng hằng số điện môi của

nước, làm giảm độ dày và điện tích của lớp ion kép bao quanh các protein Làm

cho các phân tử protein đến gần nhau hơn, hình thành các tương tác ưa nước và

kỵ nước Tạo nên những phân tử protein có khối lượng phân tử lớn, tăng độ chặt

của khung gluten

− Có sự hoà tan của nguyên liệu đường

− Các chất mùi được protein hấp phụ và cố định qua liên kết đồng hóa trị,

liên kết tĩnh điện và lực vanderwalls

™ Biến đổi hóa học

− Không đáng kể do nhiệt độ nhào trộn không cao Có thể có sự oxy hóa chất

béo dưới tác dụng của oxy, sự biến tính của protein dưới tác động cơ học Nếu

có sử dụng thuốc nở như NaHCO3, NH4HCO3, (NH4)2CO3 … thì có thể xảy ra các

phản ứng hóa học tạo độ xốp cho sản phẩm

− Tạo nên những liên kết hoá học mới do trong quá trình hình thành mạng

lưới gluten các gliadin, glutenin sẽ kiên kết với nhau bằng liên kết hidro, bằng

cầu disulfua và bằng tương tác ưa béo

™ Biến đổi hóa sinh

− Dưới tác dụng của enzyme protease và amylase có trong nguyên liệu thì

protein và tinh bột có thể bị thủy phân Tuy nhiên do nhiệt độ và điều kiện

không thích hợp cho các enzyme hoạt động, nên các phản ứng hóa sinh cũng

diễn ra không đáng kể

− Tùy vào mục đích của mình mà có thể tạo điều kiện tối ưu cho các enzyme

hoạt động, lúc đó biến đổi về hóa sinh sẽ diễn ra đáng kể

™ Biến đổi cảm quan

− Chủ yếu là sự thay đổi trạng thái của nguyên liệu Ngoài ra có sự thay đổi

về mùi vị và màu sắc

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng

a) Ảnh hưởng của nguyên liệu

™ Bột mì

− Protein và gluten:

• Hàm lượng và chất lượng gluten của bột có ảnh hưởng lớn đến tính chất bột

nhào và chất lượng sản phẩm Nếu dùng bột có gluten chất lượng mạnh

• hoặc hàm lượng gluten cao, bánh sau khi nướng sẽ quá nở hoặc co rút, biến

dạng bề mặt

• Cả số lượng và chất lượng của protein đều ảnh hưởng đến sự hút nước

Hàm lượng protein càng cao thì khả năng hút nước càng cao Protein trong bột

mì (gliadin và glutenin) sẽ hút nước tạo nên khung gluten cho bột nhào

− Glucid:

• Tinh bột: Hạt nhỏ thì khó hợp với nước do có nhiều chất béo và hàm lượng

amylose thấp Còn hạt lớn thì dễ hợp nước hơn, do đó nhiệt độ cần thiết để nhào

trộn sẽ thấp hơn

• Dextrin: Dextrin ít liên kết với nước do đó khi bột nhào có hàm lượng cao

các dextrin thì bánh sẽ ướt và kém đàn hồi

• Pentozan: Càng nhiều pentozan thì bột càng hút được nhiều nước, do đó khi

nhào ta cảm thấy nhớt, đặc

− Độ ẩm: Độ ẩm của bột càng thấp thì khả năng hút nước của bột càng cao

− Độ mịn: Bột càng thô thì khả năng hút nước càng thấp vì diện tích bề mặt

riêng của nó bé nên lượng nước liên kết với bột thấp Bột thô có tốc độ trương

nở protit chậm hơn so với bột mịn Do đó, để thu được bột nhào làm từ bột thô

với yêu cầu thích hợp ta cần tăng độ ẩm hoặc giảm lượng đường

− Tỷ lệ lấy bột: Tỷ lệ lấy bột sẽ ảnh hưởng tới khả năng hút nước Khi tăng

tỷ lệ lấy bột thì khả năng hút nước tăng vì lượng cám (pentozan, xơ) tăng làm

tăng khả năng giữ nước Vì bánh biscuit có hàm ẩm sản phẩm thấp, cho nên yêu

cầu quá trình nhào bột không hút nước nhiều Vì thế để sản xuất bánh biscuit ta

nên chọn loại bột có chất lượng cao, nghĩa là tỷ lệ lấy bột thấp, khoảng 70 –

80%

™ Đường

− Đường ảnh hưởng tới tính chất lý học của bột nhào Đường làm cho bột

nhào trở nên mềm nhớt

• Trong phân tử đường có nhiều nhóm _OH, đồng thời xét về mặt kích thước,

đường lại có kích thước nhỏ hơn nhiều so với bột, cho nên đường rất háo nước

Khi cho đường vào bột, đường sẽ hút nước, làm cho khả năng hút nước của bột

cũng như của gluten giảm Vì thế, lượng nước liên kết với bột nhào giảm, còn

lượng nước tự do có trong bột nhào ở dạng dung dịch đường tăng Do đó, nếu có

nhiều đường, bột nhào sẽ bị nhão, dễ dính vào trục cán, vào khuôn Càng nhiều

đường thì bột càng chảy

• Độ hút ẩm của đường càng lớn thì bột nhào càng nhão Các loại đường

khác nhau có khả năng hút nước khác nhau Do đó, thành phần các loại đường

có trong bột nhào cũng gây ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng bột nhào

− Đường làm giảm sự trương nở của protit, tùy theo nồng độ đường mà tốc độ

trương nở của protid khác nhau: Vì đường có khả năng hút nước nên khi lượng

đường bổ sung càng lớn, hàm lượng gluten ướt có trong bột nhào càng giảm

− Lượng đường gây ảnh hưởng của đến khả năng hút nước của bột: Khả năng

hút nước của bột giảm khi tăng lượng đường saccarose Khi tăng lượng đường

lên 1% thì khả năng hút nước của bột giảm 0,6%

− Đường giúp phân phối đồng đều nước trong bột nhào

− Đường làm tăng nhiệt độ gelatin hóa tinh bột, nhưng đồng thời cũng làm

cho quá trình gelatin hóa diễn ra dễ dàng hơn

− Kích thước của tinh thể đường: sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

• Đối với bột nhào bánh biscuit xốp, nên dùng đường có kích thước tinh thể

bé Nếu kích thước tinh thể lớn sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bánh vì đường còn

đọng lại trên bề mặt bánh

• Đối với bột nhào bánh biscuit dai có thể dùng đường có kích thước tinh thể

lớn hơn, vì trong bột nhào dai lượng nước dùng nhiều hơn, nhiệt độ cao hơn và

thời gian nhào lâu hơn, do đó có đủ điều kiện để hòa tan đường hoàn toàn

™ Chất béo

− Tăng hàm lượng chất béo sẽ làm giảm năng lượng nhào trộn

− Giúp bột nhào tơi và dẻo: hàm lượng chất béo càng cao thì bột nhào càng

tơi và dẻo, có nghĩa là có sự giảm sự kết dính trong cấu trúc bánh biscuit

− Hàm lượng chất béo càng lớn, bánh biscuit thu được sau khi nướng càng bở

− Chất béo có tác dụng như là một chất bôi trơn Khi có mặt với số lượng lớn,

tác dụng bôi trơn của nó rất rõ ràng và vì thế ta cần rất ít nước để tạo nên một

cấu trúc đặc và mềm

− Làm chậm sự thấm nước vào bên trong protit: vì khi cho chất béo vào trong

bột nhào, chất béo sẽ tạo màng trên bề mặt protit và do đó sẽ cản trở quá trình

khuếch tán của nước vào trong protit

− Giúp cho sản phẩm xốp: vì chất béo có trong bột nhào sẽ tạo một màng

mỏng có tác dụng bao trùm và bôi trơn các hạt bột, nhờ đó giữ được lượng

không khí trong bột nhào Nhờ có chất béo, các lỗ khí sẽ mịn và đồng nhất hơn

− Làm giảm tính đàn hồi của gluten: vì nó tạo ra một màng mỏng trên bề mặt

các micell, từ đó làm yếu liên kết giữa các micell với nhau Sự co lại của bột

nhào do đó sẽ ít hơn

− Tùy thuộc vào mức độ phân tán của chất béo trong bột nhào, nó có thể ảnh

hưởng tốt hay xấu đến chất lượng sản phẩm Để phân tán chất béo vào trong bột

nhào, phương pháp tốt nhất là dùng chất nhũ hóa Có thể dùng các chất nhũ hóa

như mono, diglycerid, lecithin Phân tử các chất nhũ hóa có đầu phân cực và đầu

không phân cực Do đó chất nhũ hóa có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt

giữa hai pha (pha nước và pha béo), làm cho các chất phân bố vào nhau đồng

đều hơn Trong số các chất nhũ hóa, lecithin có tác dụng làm cho sự nhũ hóa

bền vững và độ phân tán của chất béo cao Các chất nhũ hóa sẽ có tác dụng

giảm độ nhớt và tăng độ dẻo của bột nhào

™ Trứng

− Giúp bột nhào tơi xốp: vì lòng trắng trứng là chất tạo bọt rất tốt Nếu lượng

trứng khá lớn thì thì không cần dùng đến thuốc nở hóa học

− Giúp tăng khả năng nhũ hóa của bột nhào: Ngoài giá trị về dinh dưỡng, trong

lòng đỏ còn có 10% lecithin là một chất tạo nhũ tương có tác dụng tạo hệ nhũ

tương cho sản phẩm Ngoài ra các protid và lipid tồn tại ở dạng lipoprotein còn

có tác dụng làm bền hệ nhũ tương

™ Tinh bột

− Làm cho bột nhào dẻo, làm cho sản phẩm ướt và tơi xốp

− Làm cho bề mặt sản phẩm bóng: vì khi gia nhiệt, nhiệt độ cao biến đổi tinh

bột, tạo ra hợp chất dextrine trên bề mặt sản phẩm Ở trạng thái thiếu nước,

dextrine làm cho bề mặt sản phẩm bóng

™ Muối ăn

− Khi thêm muối ăn vào bột nhào, nó sẽ được phân ly, tạo các ion:

• Các ion làm tăng hằng số điện môi của nước

• Các ion cũng làm giảm độ dày và điện tích của lớp ion kép bao quanh các

phân tử protein, làm cho các phân tử protein tiến đến gần nhau giúp hình thành

các liên kết ưa nước và kỵ nước, tạo nên các phân tử protein có khối lượng phân

tử lớn hơn làm tăng độ chặt của mạng gluten

− Muối ăn làm giảm hàm lượng nhưng lại làm tăng chất lượng gluten:

• Do muối ăn có khả năng hút nước, nên khi có mặt muối ăn, khả năng hút

nước của bột sẽ kém hơn Vì thế, hàm lượng gluten giảm

• Tuy nhiên, nhờ có mặt các ion Na+ nên sẽ tạo ra liên kết ion giữa các chuỗi

protein, làm cho khung gluten chặt hơn Như vậy, muối ăn giúp làm tăng chất

lượng gluten

• Muối ăn ức chế enzym protease, giúp gluten hình thành tốt hơn Vì vậy,

muối ăn được dùng nhiều trong bánh cracker để làm tăng độ dai của bánh

• Ngoài ra, α - amilase cũng có thể bị ức chế bởi muối

• nhiệt độ khoảng 60oC

b) Ảnh hưởng của chế độ nhào

™ Độ ẩm của bột nhào

Nước là một thành phần quan trọng trong việc hình thành bột nhào: nó rất cần

thiết cho việc hòa tan các thành phần khác, cho việc hydrat hóa protein và

cacbonhydrate và cho việc phát triển mạng gluten Nước có một vai trò phức tạp

bởi vì nó quyết định trạng thái cấu tạo của polymer sinh học, ảnh hưởng đến

mối quan hệ giữa các thành phần khác nhau trong bột nhào và góp phần vào

cấu trúc của khối bột

nhào Nó cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của

bột nhào

− Độ ẩm quá cao sẽ có ảnh hưởng xấu đến các giai đoạn gia công tiếp:

• Dễ dính khuôn trong tạo hình, làm cho năng suất của thiết bị tạo hình giảm đi

rõ rệt

• Trong quá trình nướng, độ ẩm cao thì quá trình nướng kéo dài, lượng hơi và

khí tạo ra nhiều làm thay đổi cấu trúc của bánh Độ ẩm cao thì cường độ trao

đổi nhiệt cao, dễ dàng tạo nên các phản ứng gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng

sản phẩm

• Trong trường hợp độ ẩm quá cao, bột nhào có thể không đưa vào các khâu

sản xuất tiếp theo mà phải được nhào lại

− Độ ẩm thấp khó khăn trong khâu tạo hình

− Độ ẩm ảnh hưởng đến chất lượng bột nhào:

• Hàm lượng nước càng nhiều sẽ làm tăng tính chảy lỏng và tính dính của bột

nhào

• Nước góp phần vào việc làm giảm tính đàn hồi của bột nhào

™ Nhiệt độ bột nhào

− Nhiệt độ ảnh hưởng tới trương nở và tính chất vật lý của bột nhào Giới hạn

này đạt nhanh nhất ở 40oC Vì ở nhiệt độ này gluten trương nở triệt để nhất

− Nhiệt độ ảnh hưởng tới độ đàn hồi và độ nhớt: Tính chất lưu biến của bột

nhào chịu ảnh hưởng chính bởi thành phần protein Bình thường các chuỗi

polymer liên kết với nhau bằng các liên kết hydro và tương tác kỵ nước Việc

tăng nhiệt độ nhào sẽ làm tăng số liên kết ngang giữa các chuỗi polymer gluten

và thời gian tồn tại của chúng Như vậy việc tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tính chất

đàn hồi của bột nhào