Đề tài Cải thiện mức độ hư hỏng trong các sản phẩm bánh mì đông lạnh

I .Cải thiện mức độ hư hỏng trong các sản phẩm bánh mì đông lạnhCampden & Chorleywood Nghiên cứu Thực phẩm Hiệp hội, Chipping Campden, GL55 6LD, Vương quốc Anh fax: +44-1386-842150, e-ma

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

MÔN CHẾ BIẾN BÁNH KẸO

GVHD:Phan Minh Anh Thư

Nhóm:

MỤC LUC.

I Cải thiện mức độ hư hỏng trong các sản phẩm bánh mì đông lạnh 2

II Hư hỏng và sự kết tinh tinh bột trong các sản phẩm bánh 3

III.Các giai đoạn chuyển pha trong sản phẩm bánh 5

IV Sự ổn định của bánh mì trong bảo quản đông lạnh 6

V Sự hư hỏng của bánh trong suốt quá trình bảo quản đông lạnh 7

VI Các thành phần có thể làm giảm hư hỏng 10

VII.Sự ổn định trong bảo quản các sản phẩm hỗn hợp 12

VIII Xu hướng trong tương lai 13

I Cải thiện mức độ hư hỏng trong các sản phẩm bánh mì đông lạnh

Campden & Chorleywood Nghiên cứu Thực phẩm Hiệp hội, Chipping Campden, GL55 6LD, Vương quốc Anh

(fax: +44-1386-842150, e-mail: cauvain @campden.co.uk

Những thay đổi tự nhiên bản chất hóa lý của tinh bột trong thời gian lưu trữ là một yếu tố quan trọng làm mất tính cảm quan của sản phẩm (staling) Tỷ lệ hư hỏng của sản phẩm bánh bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của phòng lưu trữ và khi đông lạnh chiếm tỷ lệ thấp,các yếu tố kiểm soát sự ổn định bảo quản sản phẩm đông lạnh thì rất phức tạp để cải thiện sự ổn định lưu trữ thì có thể, nhưng bị hạn chế bởi sự thay đổi bất lợi của các đặc tính khác của sản phẩm 1998 nhà khoa học Elsevier Ltd đã có những do dự đúng đắn

Ngay sau khi được tuơi nướng , tất cả sản phẩm bánh chuẩn bị trải qua một loạt các thay đổi hóa học và vật lý mà chúng tôi gọi chung là “staling” Bản chất tự nhiên của những thay đổi này phụ thuộc lớn mức độ sản phẩm bánh mì mà chúng ta đang xem xét,

và không phải tất cả các sản phẩm đều chịu sự thay đổi và mất đi chất lượng Một số những thay đổi mà có thể thường gặp phải như là:

- mất giòn, chẳng hạn như sự hấp thu nước của bánh quy hoặc sự di chuyển của nước từ lớp vỏ vào trong ruột của bánh mì

-tăng độ giòn của bánh,như là khi bánh mì và bánh ngọt mất độ ẩm

-tăng độ giòn của bánh mà không mất nước từ sự thoái hóa tinh bột trong sản phẩm

-mất độ săn chắc của bánh, chẳng hạn như khi độ ẩm di chuyển từ lớp kem vào bánh

- mẫu vụn tăng lên, chẳng hạn như khi bánh mì và vỏ bánh mất sự kết dính

- thay đổi (thường mất) mùi vị

Tỷ lệ mà các thay đổi được thể hiện trong sản phẩm bánh phụ thuộc vào nhiều yếu

tố bao gồm cả điều kiện bảo quản, chẳng hạn như nhiệt độ và độ ẩm tương đối và đóng gói

II Hư hỏng và sự kết tinh tinh bột trong các sản phẩm bánh

Nhiều sự liên quan tới sự hư hỏng của sản phẩm nướng thì bị ràng buộc với sự thay đổi trạng thái kết tinh của tinh bột có mặt Những thay đổi trong cấu trúc tinh bột kết tinh trong suốt quá trình lưu trữ thì chúng ta thường xem như là`thoái hóa tinh bột '[1] Trong suốt quá trình nướng tinh bột trong bột nhào bánh mì và bột nhào bánh ngọt trải qua một chuyển đổi được gọi là `hồ hóa '[2] Đây là một quá trình phức tạp nhưng bản chất là chuyển từ trạng thái trật tự sang trạng thái mất trật tự.Trong tinh bột chưa được nướng chín các amylopectin được sắp xếp một cách trật tự và được đặt vào trong mạng lưới không kết tinh của amylose và các thành phần chính khác của tinh bột lúa mì Tinh bột ở trạng thái mất trật tự được tạo ra trong suốt quá trình nướng và dần dần bắt đầu xếp lại thứ tự, hoặc thoái hoá với thời gian lưu trữ và góp phần làm tăng độ giòn cho bánh mì.Nếu chúng ta đun nóng bánh mì cũ, chúng ta có thể một lần nữa làm rối loạn cấu trúc tinh bột và tạo ra một mẫu bánh mì mềm Tuy nhiên, khi chúng ta lưu trữ một vài bánh

mì, chúng ta sẽ thấy được tỷ lệ mẫu vụn tăng lên Từ các tài liệu được cho ở trên, những thay đổi ở những nơi khác thì không bị ràng buộc trực tiếp với những thay đổi cấu trúc tinh bột kết tinh trong các sản phẩm nướng Trong việc xem xét vai trò của nhiệt độ thấp trong quá trình đông lạnh và ảnh hưởng tới mức độ hư hỏng của sản phẩm bánh mì, đầu tiên chúng ta phải xem nhiệt độ có ảnh hưởng như thế nào tới tỷ lệ phân giải tinh bột trước khi chuyển sang xem xét ảnh huởng của đông lạnh, lưu trữ đông lạnh sâu và điều kiện tan băng Ảnh hưởng sâu sắc của nhiệt độ bảo quản đến tỉ lệ hư hỏng của bánh mì đã được biết đến một thời gian Khi nhiệt độ lưu trữ giảm xuống thì tỷ lệ bánh bị thoái hóa tinh bột tăng lên

SP Cauvain / Xu hướng trong Khoa học & Công nghệ 9 Thực phẩm (1998) 56 - 61

Hình 1 Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến mức độ hư hỏng bánh mì

Hiện tượng này đã được Pence và Standridge quan sát và kết luận rằng:

Việc đóng băng và tan giá bánh mì chỉ có tác dụng khi được 24h và nhiệt độ môi trường xung quanh là 200C, trong vòng chưa đầy 24 giờ bánh không bị ảnh hưởng của đóng băng, điều này là do bánh mì đã bị mất đi tỷ lệ gây hư hỏng (40C) hai lần, một lần trong thời gian đóng băng và một lần trong thời gian tan giá.Ảnh hưởng của chu kỳ đóng băng / tan giá sẽ làm cho mức độ hư hỏng bánh mì bị mất đi một cách đáng kể khi qua khoảng nhiệt độ tới hạn Ngược lại với bánh mì tỷ lệ hư hỏng tối đa của các sản phẩm bánh ngọt xảy ra vào khoảng 25oC và tỷ lệ hư hỏng này sẽ giảm khi nhiệt độ giảm xuống

0oC [5]

Bánh ngọt đóng băng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với bánh mì, thường bánh ngọt

<-15C còn bánh mì<-8C Sự trái ngược này là do độ hoà tan nguyên liệu trong bột nhào bánh ngọt cao hơn trong bột nhào bánh mì và chủ yếu là do các loại đường có mặt trong bánh

III.Các giai đoạn chuyển pha trong sản phẩm bánh

Để thực hiện một số mục đích về sự chuyển pha trong sản phẩm bánh mì điều đầu tiên là phải xem xét sự ổn định và chất lượng của bánh mì có hai trạng thái được mô tả là

sự cứng giòn và dẻo dai Cấu trúc tinh thề của nó giống như một chất lỏng siêu lạnh, cửa

sổ kính là một ví dụ rõ ràng về nguyên liệu trong một trạng thái cứng giòn Độ nhớt của kính là rất cao và do đó sự di chuyển của các phân tử bên trong chúng là vô cùng hạn chế kính sẽ chảy cho một thời gian đủ dài, Ví dụ, kính của cửa sổ cũ ở phía dưới dày hơn hơn

ở phía trên mặc dù độ dày ban đầu tại nơi sản xuất có thể đã được thống nhất khi bánh được làm nóng tới nhiệt độ cao với cường độ mạnh độ nhớt của bánh giảm xuống đột ngột và sự di chuyển của các phân tử tăng lên rõ rệt người ta gọi đó là sự chuyển pha Nhiệt độ trên gọi là nhiệt độ chuyển tiếp giữa các pha

Mặc dù đông lạnh được coi là phương pháp tốt nhất cho bảo quản dài hạn ở hầu hết các loại thực phẩm, việc hình thành tinh thể băng trong thực phẩm ảnh hưởng tới hai điều quan trọng Trong giai đoạn không đông lạnh (giai đoạn này ít tồn tại trong bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ lưu trữ đông lạnh) các thành phần chất tan tập trung hơn và tất cả nước được chuyển đổi để tăng khối lương khoảng 9% Nhiệt độ chuyển tiếp giữa các pha của một sản phẩm bánh phụ thuộc vào thành phần vật chất, lượng nước và các phân tử trong sản phẩm Các thành phần này đóng vai trò như là một chất hạ thấp nhiệt độ quá trình chuyển pha

Thông thường khái niệm hoạt độ nước được dùng để giải thích sự ồn định của nước trong các sản phẩm thực phẩm như: bánh ngọt… Độ ẩm, hoạt động của nước và nhiệt độ được mô tả bằng cách sử dụng các khái niệm như: cân bằng độ ẩm tương đối (ERH),hoạt độ nước(aw) và hàm lượng nước liên kết có thể được coi như là khía cạnh của động lực nước Cân bằng độ ẩm tương đối có thể được định nghĩa là `tỷ lệ áp suất hơi của sản phẩm và áp suất hơi của nước ở cùng nhiệt độ 'vì vậy đó là một biện pháp đơn

giản để xác định lượng nước trong các tương tác vật lý, hóa học và sinh học trong sản phẩm

Trong nghiên cứu chi tiết của ông Frank về cơ sở cho quá trình sinh lý và sinh hóa

ở nhiệt độ thấp, kết luận rằng mục đích của lưu trữ ổn định nên được chuyển hóa trong thực phẩm,trái ngược với trạng thái cân bằng nhiệt động lực học Trên thực tế điều này có thể đạt được bằng cách khử hoạt động của khuôn sản phẩm

Trong năm 1980 các nhà khoa học thực phẩm đã bắt đầu để nghiên cứu về tầm quan trọng của nhiệt độ chuyển tiếp giữa các pha trong thực phẩm và sử dụng Tg để dự đoán các đặc tính sản phẩm,chất lượng và bảo quản Để bảo quản một sản phẩm trong thời gian dài thì phải được lưu trữ ở dưới nhiệt độ Tg của nó vì trong quá trình làm mát

độ nhớt của nước không đông lạnh tăng như Tg Độ nhớt đóng một vai trò quan trọng trong việc hạn chế sự sắp xếp lai polyme tinh bột và hạn chế sự hư hỏng điều này đã được Levine và Slade nghiên cứu, họ cho rằng rằng thực phẩm có thể đạt được sự ổn định cơ học đông lạnh tập trung phần nước không đông lạnh trong các trạng thái chuyển pha

Đo Tg và các tính chất nhiệt của thực phẩm thường dựa trên một số chỉ tiêu phân tích nhiệt ví dụ như sự khác biệt giữa nhiệt độ (DSC) trong cùng một mẫu thức ăn được làm nóng hoặc làm lạnh với tốc độ có thề kiểm soát được và sự thay đổi về nhiệt độ có thể quan sát tương ứng với những thay đổi trong trạng thái vật liệu tinh thể và bán tinh thể Sự hư hỏng của bánh mì và một số bánh có tính chất gần giống đã được nghiên cứu

kỹ càng và thấy có sự khác biệt về nhiệt độ DSC [12]

Khác biệt giữa các chỉ tiêu phân tích nhiệt cũng có thể được sử dụng để cho thấy những thay đổi trong tính chất nhiệt của các loại thực phẩm bánh mì

IV Sự ổn định của bánh mì trong bảo quản đông lạnh

Sự hiểu biết về nhiệt độ chuyển pha của bánh mì giúp cho việc bảo quản đông lanh sản phẩm bánh tốt hơn tạo điều kiện cho việc quản lý bảo quản đông lạnh có hiệu quả và tối ưu hóa công thức George đã đưa ra những giá trị xem xét về vấn đề chuyển pha như sau:

 Tối ưu hóa tỷ lệ đông lạnh để giảm thiểu nước không đông lạnh trong sản phẩm.

 Điều chỉnh nhiệt độ bảo quản đông lạnh nằm dưới Tg để kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm

 Tạo hình dạng sản phẩm phù hợp để tăng Tg để nhiệt độ tủ đông thực tế

Tg trong sản phẩm bánh mì cao cho phép tăng hiệu quả bảo quản đông lạnh, và kiểm soát nhằm đảm bảo các sản phẩm đi qua càng nhanh càng tốt Điều này đòi hỏi quá trình đông lạnh và tan rã phải xảy ra một cách nhanh chóng, nhưng trong thực tế nó bị giới hạn bởi các điều kiện bất lợi tới chất lượng thực phẩm

Không phải tất cả các sản phẩm bánh mì đông lạnh đều thành công, ngay cả khi điều kiện đông lạnh và tan băng đã được tối ưu hóa Điều này đặc biệt đúng đối với cái gọi là `bánh mì giòn’ (ví dụ như bánh mì que) biểu hiện rõ ở chất lượng của việc tách vỏ

từ phần thân của sản phẩm bánh quy trình này gọi là bóc vỏ Trong lớp vỏ bánh mì có một sự khác biệt về độ ẩm giữa lớp vỏ và ruột bánh mì giống như đông lạnh và tan băng,

nở ra và co lại ở các mức khác nhau Điều này đặt vấn đề về cấu trúc của sản phẩm và kết quả cuối cùng sau những áp lực khác nhau tác dụng lên bánh về sự tách vỏ Vấn đề có thể được giải quyết bằng cách tăng độ ẩm để nó trở nên mềm và dẻo, nhưng sau đó tính chất của nó sẽ được thay đổi và sản phẩm này không được chấp như một sản phẩm cứng và giòn

Vấn đề tương tự của `tách vỏ 'cũng có thể được nhìn thấy trong một lớp của sản phẩm bánh mì được gọi là `phần nướng’ Điều này một lần nữa xảy ra bởi vì có sự tồn tại khác biệt giữa độ ẩm trên bề mặt và bên trong bánh, mặc dù sự mất màu và độ ẩm không xảy ra cho đến lần nướng thứ hai

V Sự hư hỏng của bánh trong suốt quá trình bảo quản đông lạnh

Việc giữ chất lượng và tính chất ruột bánh của bánh đông lạnh có ảnh hưởng bởi bản chất và mức độ tương tác giữa các thành phần chính, và giữa các thành phần trong bánh ngọt tổng hợp trong quá trình đông lạnh và bảo quản Các nguồn chính của sự hư hỏng và những vấn đề sẽ được thể hiện có thể tóm tắt như sau:

 Quá trình hư hỏng do tái kết tinh tinh bột tương tự như mô tả ở trên cho bánh mì

 Độ ẩm thay đổi và phân phối lại trong ruột bánh mì là nguyên nhân làm mềm bánh mì

 Cấu trúc ruột bánh mì thay đổi hình thành và tăng trưởng tinh thể trong bảo quản

Các thành phần chính của bánh là bột (khoảng 75% tinh bột), đường, nước và trong nhiều trường hợp có chất béo Các thành phần chính của ruột bánh mì là tinh bột

mì, đó là một phần polymer tinh thể Cả đường và nước đều góp phần hình thành cấu trúc

và ảnh hưởng đến tinh bột trong quá trình nướng và bảo quản

Tác giả và cộng sự nói rằng độ giòn của vỏ bánh > 0oC bao gồm hai quy trình riêng biệt: tác dụng làm giòn bánh do truyền ẩm từ ruột bánh mì đến lớp vỏ, và làm giòn nhờ vỏ bánh kết hợp với tinh bột kết tinh trong quá trình bảo quản Phân tích tốc độ của hai quy trình cho thấy rằng chúng có nhiệt độ khác nhau Điều này có nghĩa là giảm nhiệt

độ lưu trữ tăng tốc độ hư hỏng do tái kết tinh tinh bột nhưng giảm những gì liên quan đến

sự thoát hơi nước trong sản phẩm

Pateras đã chỉ ra rằng tỷ lệ đóng băng cao có ảnh hưởng quan trọng trong việc duy trì độ đàn hồi và giữ nguyên ruột của bánh tan giá và làm chậm lại sự thay đổi độ ẩm Hiệu quả của việc đông lạnh ban đầu có liên quan chủ yếu đến sự hình thành tinh thể đá,

ưu tiên làm đông nhanh các tinh thể đá nhỏ và đông lạnh các tinh thể lớn hơn Tinh thể đá lớn là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản bánh đông lạnh, kể từ khi các tinh thể đá tăng về kích thước trong quá trình bảo quản nó làm suy yếu ruột bánh bằng cách phá vỡ cấu trúc nội bộ và gây tổn hại kết cấu của sản phẩm rã đông Tốc độ đông lạnh cũng kiểm soát lượng nước không đóng băng trong sản phẩm Ở tốc độ đông lạnh cao, có sự gia tăng tạo mầm tinh thể đá Điều này có ảnh hưởng đáng kể đến Tg của sản phẩm

Nguyên nhân chính gây hư hỏng sản phẩm khi bảo quản đông lạnh là do lượng nước không đóng băng trong sản phẩm Giai đoạn tan giá làm thay đổi các tính chất như

pH, độ nhớt và điểm đông lạnh Do đó, đông lạnh có hai tác động đối lập nhau về tốc độ

phản ứng: hạ thấp nhiệt độ sẽ làm giảm tốc độ phản ứng, đông lạnh tập trung đôi khi sẽ làm tăng tốc độ phản ứng Nếu tiếp tục hạ thấp nhiệt độ, độ nhớt của nước sẽ tăng, chẳng hạn như đường, bị ức chế đáng kể dưới Tg do nước tạo nên một độ nhớt siêu bền Để bánh đông lạnh nhiệt độ Tg của polymer đông tập trung một cách tối đa (chủ yếu là tinh bột) sự phân tán điều chỉnh quá trình hư hỏng trong tủ đông lạnh Pateras quan sát trong suốt nghiên cứu của mình rằng ở nhiệt độ lưu trữ đông lạnh thấp hơn, tỷ lệ ruột bánh đông cứng do hư hỏng đã được giảm đáng kể Điều này là do tính ổn định của thực phẩm đông lạnh được điều khiển bởi sự khác biệt nhiệt độ giữa nhiệt độ tủ đông lạnh và nhiệt độ Tg của hệ thống Có một mối tương quan giữa nhiệt độ Tg và tính

ổn định của nhiệt độ đông lạnh Điều này có nghĩa là bánh có thể được lưu trữ trong một thời gian rất dài trong tủ đông lạnh miễn là chúng được giữ liên tục dưới nhiệt độ Tg của chúng

Trong bánh sự hiểu biết về sự ảnh hưởng của nhiệt độ Tg đến các loại đường là rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng rất lớn đến tính ổn định đông lạnh Trong thời gian đường đóng băng và các chất tan khối lượng phân tử thấp khác ảnh hưởng đến nhiệt độ

Tg của hệ thống bánh bằng cách làm giảm nhiệt độ đóng băng của dung dịch nước, cao hơn nồng độ của một loại đường được đưa vào trong các sản phẩm, thấp hơn nhiệt độ Tg Mặt khác tại nhiệt độ lưu trữ điển hình môi trường, nồng độ đường tăng làm tăng nhiệt độ

hồ hóa của tinh bột và cũng làm tăng nhiệt độ Tg của tinh bột hồ hóa, hạn chế độ linh động của chuỗi polymer tinh bột và ức chế hư hỏng thông qua tái kết tinh Nếu đây là trường hợp chúng ta có thể thấy rằng các nguyên tắc về sự ổn định lưu trữ đông lạnh khác với lưu trữ môi trường vì ảnh hưởng của đường (hoặc bất kỳ chất tan khối lượng phân tử thấp khác) thêm vào đó nhiệt độ Tg là tương phản cho các sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ > 0oC đến những sản phẩm được lưu trữ tại nhiệt độ < 0oC

VI Các thành phần có thể làm giảm hư hỏng

Từ việc xem xét các tác động của đường vào bánh ở nhiệt độ Tg chúng ta có thể bắt đầu thấy cơ sở cho một chiến lược kiểm soát thông qua tái định dạng lại, cụ thể là chúng ta có thể thao tác với mức độ đường thêm vào (sucrose) hoặc điều chỉnh các loại