Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và độ ngọt kẹo sữa

Theo như kết quả nghiêncứu thì khi tăng tỉ lệ sữa cô đặc và bột mì thì cấu trúc của kẹo cứng dần và ngược lạivới mạch nha thì càng tăng hàm lượng nha thì cấu trúc kẹo càng mềm tuy nhiên

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

*************************

NGUYỄN THỊ THUỲ DUYÊN

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

CẤU TRÚC VÀ ĐỘ NGỌT KẸO SỮA

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 10/2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

*************************

NGUYỄN THỊ THUỲ DUYÊN

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

CẤU TRÚC VÀ ĐỘ NGỌT KẸO SỮA

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC

VÀ ĐỘ NGỌT KẸO SỮA

NGUYỄN THỊ THUỲ DUYÊN

Hội đồng chấm luận văn:

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên là Nguyễn Thị Thuỳ Duyên sinh ngày 28 tháng 10 năm 1988 tại thị

xã Long Khánh, tỉnh Đồng Nai Tốt nghiệp PTTH tại Trường Trung học phổ thôngLong Khánh, tỉnh Đồng Nai năm 2006 Tốt nghiệp Đại học ngành Công nghệ Thựcphẩm hệ chính quy tại Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Quá trình công tác: từ năm 2012 đến nay công tác tại trường Đại học Côngnghệ Đồng Nai, chức danh: giảng viên

Tháng 10 năm 2012 theo học Cao học ngành Công nghệ thực phẩm tạitrường Đại học Nông Lâm, Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ liên lạc: Trường Đại học Công nghệ Đồng Nai, khu phố 4, PhườngTrảng Dài, Biên Hòa, Đồng Nai

Điện thoại: 0969 920 630

Email: nguyenthithuyduyen@dntu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêutrong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trìnhnào khác

Học viên

Nguyễn Thị Thuỳ Duyên

LỜI CẢM ƠN

Luận văn khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và độ ngọt kẹo sữa

là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu tại Khoa Công Nghệ Thực Phẩm,Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến quí thầy cô giáo

đã tham gia giảng dạy lớp cao học khoá 2012 chuyên ngành Công nghệ thực phẩm

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Phó Giáo Sư Tiến SĩPhan Tại Huân đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Mặc dù bản thân đã rất cố gắng, nhưng chắc chắn luận văn không tránh khỏinhững thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp bổ sung của quí thầycô

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015

Học viênNguyễn Thị Thuỳ Duyên

TÓM TẮT

Luận văn nghiên cứu “khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và độngọt kẹo sữa” được thực hiện tại Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại HọcNông Lâm Tp Hồ Chí Minh và Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại HọcCông Nghệ Đồng Nai trong thời gian từ ngày 01/ 02/ 2015 đến ngày 01/ 09/ 2015.Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá được tác động của nguyên liệu đến cấu trúccủa sản phẩm, tạo ra sản phẩm kẹo sữa mới có độ cứng tương tự với sản phẩm kẹoĐồng Nai của công ty Sữa Đồng Nai trên thị trường và cải thiện được độ ngọt củasản phẩm Các yếu tố khảo sát trong nghiên cứu được thực hiện với: tỉ lệ sữa bổsung từ 70 - 80 %, tỉ lệ mạch nha từ 2 - 6 %, tỉ lệ bột từ 16 - 26 % Chỉ tiêu theo dõi

là cấu trúc (độ cứng kẹo) và độ ngọt của sản phẩm Tối ưu hoá công thức phối trộnkẹo sữa được tiến hành với 3 yếu tố tỉ lệ sữa, tỉ lệ mạch nha, tỉ lệ bột được bố trítheo phương pháp phối trộn với sự hỗ trợ của phần mềm Design expert, phiên bản9.0.2 Đánh giá mức độ ưa thích của hội đồng chuyên gia công ty Sữa Đồng Nai về

độ ngọt và cấu trúc được xử lý thông qua phần mềm Minitab 16 Mẫu kẹo sau đóđược gửi đi kiểm tra độ cứng bằng máy đo cấu trúc Instron Thông qua đánh giácảm quan mức độ ưa thích sản phẩm mới với hai sản phẩm kẹo khác đang hiện hànhtrên thị trường để đánh giá tính khả thi của sản phẩm khi đưa ra thị trường

Nghiên cứu đạt được những kết quả như sau: Tỉ lệ sữa bổ sung vào kẹo là70.62 %, tỉ lệ mạch nha là 4.62 %, tỉ lệ bột mì là 19.76 % Theo như kết quả nghiêncứu thì khi tăng tỉ lệ sữa cô đặc và bột mì thì cấu trúc của kẹo cứng dần và ngược lạivới mạch nha thì càng tăng hàm lượng nha thì cấu trúc kẹo càng mềm tuy nhiên nha

có ảnh hưởng không đáng kể đến độ cứng của sản phẩm, khi so sánh sự tương tácgiữa các yếu tố với nhau như sữa – nha, nha – bột mì và bột mì – sữa thì ta nhậnthấy có sự ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng Từ đó có thể cho thấy được là trong quátrình nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và độ cứng của kẹo sữa do haiyếu tố chính là sữa cô đặc và bột mì

Đối với độ ngọt thì sản phẩm thử nghiệm có độ ngọt được hội đồng chuyêngia của công ty Sữa Đồng Nai ưa thích hơn so với hai sản phẩm kẹo có thương hiệutrên thị trường là kẹo Đồng Nai và Ba Vì Đây là một bước tiến quan trọng cho sảnphẩm của đề tài nghiên cứu này.

This thesis with the title “Investigating the influence factors on the structureand the sweetness of milk candy” was performed at Faculty of Food Technology -Nong Lam University, Ho Chi Minh City and Faculty of Food - Dong NaiTechnology University from 1st February 2015 to 1st September 2015

The objectives of this research are to assess the impact of the raw material onthe structure of milk candy, and to create a new kind of milk candy products inwhich having a hardness similar to the candy of Dong Nai Milk Company Besides,this research also aims to improve the sweetness of product The factors in thisresearch were implemented as follows: fraction of milk from 70 % to 80 %, fraction

of glucose syrup of 2 % to 6 % and the faction of wheat flour from 16 % to 26 %.The respond is the hardness of candy and preferred level of experts board fromDong Nai Milk Company for products Optimisation blended formula of milk candywith three elements, namely milk, glucose syrup and wheat flour fraction Thesefraction arranged in mixing method with the assistance of Expert Design software,version 9.0.2 The prefer level of experts board from Dong Nai Milk Company onsweetness and texture is handled by software Minitab 16 After that, the productswere delivered to test firmness, these indicators were measured by Instroninstrument Then the products were investigated degree preferred of experts tocompare with two other products in the market

The research achieved the following results: the fraction of added milk was70.62 %, glucose syrup was 4.62 %, and flour was 19.76 % According to theoutcome of this research, when the fraction of condensed milk and flour increased,the structure of candy will be harder, and when the percentage of glucose syrupincreased, the structure of candy will be softer However, these factors unworthyinfluence regardless of the hardness of the product Comparing the interactionbetween the elements together such as milk - glucose syrup, glucose syrup - wheatand flour - milk, we realized that they contained a significant influence on the

hardness As a result, there are two main factors impact on the structure and thehardness of the milk candy are condensed milk and flour.

For the test of sweetness, the experts board of Dong Nai Milk Companypreferred this test product more than two candy product from Dong Nai and Ba Vi.This is an important step forward for this research

MỤC LỤC

TRANG

Trang tựa i

Lý lịch cá nhân ii

Lời cam đoan iii

Lời cảm ơn iv

Tóm tắt v

Abstract vii

Mục lục ix

Danh sách các chữ viết tắt xii

Danh sách các bảng xiii

Danh sách các hình xiv

MỞ ĐẦU 1

Mục đích của đề tài 2

Ý nghĩa của đề tài 2

Ý nghĩa khoa học 2

Ý nghĩa thực tiễn 2

Những tính mới của đề tài 2

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Kẹo và công nghệ sản xuất kẹo 3

1.1.1 Lịch sử phát triển 3

1.1.2 Phân loại kẹo 3

1.2 Nguyên liệu 6

1.2.1 Sữa đặc có đường 6

1.2.1.1 Định nghĩa và thành phần hoá học trong sữa đặc có đường 6

1.2.1.2 Các thành phần trong sữa ảnh hưởng đến chất lượng kẹo 7

1.2.2 Mạch nha 10

1.2.2.2 Các loại mạch nha 11

1.2.2.3 Thành phần của mạch nha 12

1.2.2.4 Vai trò của mạch nha trong công nghệ sản xuất kẹo 13

1.2.3 Bột mì 16

1.2.3.1 Thành phần của bột mì 16

1.2.3.2 Phân loại bột mì 17

1.2.3.3 Khả năng tạo gel của tinh bột 18

1.2.3.4 Một số thành phần trong công nghệ sản xuất kẹo ảnh hưởng đến tinh bột 19

1.2.3.5 Ứng dụng của bột mì trong công nghệ sản xuất kẹo 21

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 23

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 23

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 23

Chương 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nguyên liệu 25

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 25

2.1.2 Nguyên liệu sản xuất kẹo 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 26

2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 26

2.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 27

2.2.3 Thí nghiệm 28

2.2.3.1 Thí nghiệm 1a: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ sữa đến cấu trúc và độ ngọt của kẹo 28

2.2.3.2 Thí nghiệm 1b: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mạch nha đến cấu trúc và độ ngọt của kẹo 29

2.2.3.3 Thí nghiệm 1c: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bột mì đến cấu trúc và độ ngọt của kẹo 30

2.2.3.4 Thí nghiệm 2: Tối ưu hóa tỉ lệ sữa, mạch nha, bột mì sử dụng 31

2.2.4 Phương pháp phân tích 33

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 33

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Ảnh hưởng của một số thành phần nguyên liệu đến cấu trúc và độ ngọt của kẹo

sữa 34

3.1.1 Thí nghiệm 1a: Ảnh hưởng của tỉ lệ sữa đến cấu trúc và độ ngọt của kẹo 34

3.1.2 Thí nghiệm 1b: Ảnh hưởng của tỉ lệ mạch nha đến cấu trúc của kẹo 39

3.1.3 Thí nghiệm 1c: Ảnh hưởng của tỉ lệ bột mì đến cấu trúc và độ ngọt của kẹo 42 3.1.4 Thí nghiệm 2: Tối ưu hóa tỉ lệ sữa, mạch nha, bột mì sử dụng 45

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 51

Kết luận 51

Đề nghị 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

PHỤ LỤC 59

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Khoảng nhiệt độ nấu, hàm ẩm, tỷ lệ đường của sản phẩm kẹo 5

Bảng 1.2 Thành phần các chất có trong sữa cô đặc có đường 7

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng mạch nha 11

Bảng 1.4 Thành phần các loại đường của mạch nha được thuỷ phân bởi tác nhân acid 13

Bảng 1.5 Nhiệt độ hồ hoá của một số tinh bột tự nhiên 18

Bảng 1.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu lên tính chất của tinh bột 21

Bảng 2.1 Các mức mã hoá giá trị các yếu tố khảo sát 32

Bảng 3.1 Điểm thị hiếu khảo sát mức độ ưa thích của các mẫu theo tỷ lệ sữa trong sản phẩm 37

Bảng 3.2 Điểm thị hiếu khảo sát mức độ ưa thích của các mẫu theo tỷ lệ sữa trong sản phẩm và mẫu kẹo Đồng Nai 37

Bảng 3.3 Điểm thị hiếu khảo sát mức độ ưa thích về độ ngọt và cấu trúc của các mẫu theo tỉ lệ mạch nha trong sản phẩm 41

Bảng 3.4 Điểm thị hiếu khảo sát mức độ ưa thích về độ ngọt của các mẫu theo tỉ lệ mạch nha trong sản phẩm và sản phẩm mẫu kẹo Đồng Nai 41

Bảng 3.5 Điểm thị hiếu về độ ngọt và cấu trúc của các mẫu theo tỉ lệ bột mì trong sản phẩm 44

Bảng 3.6 Điểm thị hiếu về độ ngọt và cấu trúc của các mẫu theo tỉ lệ bột mì trong sản phẩm và sản phẩm kẹo Đồng Nai 44

Bảng 3.7 Mức khảo sát của 3 yếu tố 46

Bảng 3.8 Độ cứng của khối kẹo theo tỉ lệ của 3 thành phần chủ yếu 46

Bảng 3.9 Công thức phối trộn tối ưu đối với cấu trúc kẹo 49

Bảng 3.10 Điểm thị hiếu khảo sát mức độ ưa thích về độ ngọt và cấu trúc của các sản phẩm 49

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Tính chất và một số chức năng của mạch nha 14 Hình 1.2 Tỷ lệ đường và mạch nha trong một số loại kẹo 16 Hình 1.3 Cấu trúc amylose và amylopectin của tinh bột 19 Hình 1.4 Ảnh hưởng của sự tăng nồng độ của dung dịch đường lên nhiệt độ

gel hoá của tinh bột 20

Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu và bố trí thí nghiệm 26 Hình 3.1 Kết quả của sự thay đổi hàm lượng sữa ảnh hưởng đến độ cứng của

MỞ ĐẦU

Ngày nay, các sản phẩm thực phẩm song song với việc đảm bảo về nhu cầudinh dưỡng thì chất lượng cảm quan cũng rất được chú trọng Đây cũng chính là đặcđiểm chung của các sản phẩm thực phẩm Khi công nghệ làm bánh kẹo phát triểnmạnh, người ta biết cho thêm vào các thành phần khác để tạo ra nhiều chủng loạibánh kẹo phong phú và đa dạng Một trong những thành phần quan trọng trong lĩnhvực bánh kẹo hiện nay đó là sữa Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm cógiá trị dinh dưỡng cao nhất Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cầnthiết và cơ thể có thể dễ dàng hấp thụ Ngoài các thành phần chính là protein,lactoza, lipit, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzyme, cácnguyên tố vi lượng không thể thay thế Protein của sữa rất đặc biệt, các axit amintrong sữa có đầy đủ cả về chất lượng lẫn số lượng Cơ thể người sử dụng proteinsữa để tạo thành hemoglobin dễ dàng hơn bất cứ protein của thực phẩm nào khác

Độ tiêu hoá của protein sữa 96 – 98 % Sữa còn chứa chất béo với một nửa số nănglượng là dạng chất béo không bão hòa rất tốt cho sức khoẻ con người (Pereira,2013) Các loại kẹo từ sữa bắt đầu xuất hiện khi trẻ em thích ăn kẹo hơn là uốngsữa, và cũng vì vậy mà người ta quan tâm đến các loại kẹo sữa có hàm lượng sữacao để cung cấp nhiều hơn các dưỡng chất trong sữa Các loại kẹo sữa khác nhauthường có cấu trúc, trạng thái, màu sắc, hương thơm và tính cảm vị khác nhau.Những kết cấu cùng hương sắc ấy được tạo ra, trong những điều kiện gia công nhấtđịnh, nhờ sự tương tác hài hòa giữa của các thành phần nguyên liệu trong thựcphẩm Tuy nhiên, không phải tất cả các nguyên liệu đó đều có vai trò giống nhau

Có nguyên liệu tham gia vào việc tạo cấu trúc như tạo hình dáng, độ cứng, độ xốp,

độ đàn hồi, độ nhớt Lại có những nguyên liệu chịu trách nhiệm tạo màu sắc, mùi vị

và tính chất cảm quan, nghĩa là tạo ra chất lượng thực phẩm

Để hiểu rõ hơn tác động của một số thành phần nguyên liệu ảnh hưởng đếncấu trúc của sản phẩm đồng thời giảm độ ngọt và tối ưu hoá công thức kẹo sữa , tôitiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và độngọt của kẹo sữa”.

Những tính mới của đề tài

Nghiên cứu ảnh hưởng của sữa, mạch nha, bột mì đến cấu trúc và độ ngọt củakẹo sữa Kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở tham khảo cho các quy trình sản xuấtkẹo sữa tương tự

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Kẹo và công nghệ sản xuất kẹo

1.1.1 Lịch sử phát triển

Nghệ thuật làm bánh kẹo đã ra đời cách đây rất lâu, theo những nguồn sửliệu Ai Cập cổ đại thì nghệ thuật làm bánh kẹo đã tồn tại cách đây khoảng 3500năm Lúc đó người ta làm bánh kẹo dựa trên thành phần nguyên liệu chính là mậtong hoặc dùng nước mía thô cho bốc hơi (Bùi Đức Hợi, 1975)

Đến thế kỉ XVI, ngành sản xuất đường ra đời tại Ba Tư đặt nền tảng chongành bánh kẹo sau này Sau đó ngành đường mía tiếp tục phát triển và lan rộngtrên toàn thế giới và ngành bánh kẹo bắt đầu phát triển từ đó nhưng chỉ ở qui mônhỏ và không đa dạng về chủng loại

Khi ngành sản xuất đường mía bắt đầu đi vào lĩnh vực thương mại thì côngnghệ làm bánh kẹo bắt đầu phát triển mạnh, người ta biết cho thêm vào bánh kẹocác thành phần khác để tạo ra nhiều chủng loại bánh kẹo phong phú và đa dạng

Cùng với sự phát triển của xã hội, mức sống của con người ngày càng nângcao và nhu cầu về bánh kẹo ngày một tăng Bánh kẹo không chỉ được làm ở qui môgia đình mà còn ở qui mô công nghiệp và dần giữ một vị trí quan trọng trong nềncông nghiệp thế giới

1.1.2 Phân loại kẹo

Công nghệ bánh kẹo thông thường được chia thành ba loại: công nghệ sảnxuất bánh, công nghệ sản xuất chocolate, công nghệ sản xuất kẹo Trong đó côngnghệ sản xuất bánh bao gồm sản phẩm làm từ bột và trải qua quá trình nướng Côngnghệ sản xuất chocolate bao gồm sản phẩm có thành phần từ chocolate Công nghệsản xuất kẹo bao gồm những sản phẩm còn lại (Edwards, 2003)

Công nghệ sản xuất kẹo có thể được chia thành hai loại chính: không kếttinh bao gồm brittle, caramel, toffee, taffy, licorice, jellies và gums Kết tinh baogồm fondant, cream, fudge, nougat, mashmallow (Boutin, 2000).

Brittle: độ ẩm từ 2 % hoặc thấp hơn là một dạng kẹo cứng mà thành phầngồm có sucrose và mạch nha, đôi khi được bổ sung thêm đậu phộng hoặc là hạnhnhân (Boutin, 2000)

Caramel: độ ẩm từ 10 - 12 % ngoài thành phần sucrose, mạch nha, còn cósữa (sữa cô đặc có đường hay sữa cô đặc) và chất béo (bơ và dầu thực vật) Sảnphẩm có cấu trúc mềm tại nhiệt độ thường Phản ứng maillard được hình thành dophản ứng giữa đường khử và protein sữa Chính nhờ phản ứng này mà tạo ra màusắc và mùi vị cho sản phẩm (Boutin, 2000)

Toffee: là loại kẹo mềm được định nghĩa một cách đơn giản là caramel nấu ởnhiệt độ cao Trong sản phẩm này phản ứng mailard xảy ra dưới mức độ cao hơn sovới caramel (Boutin, 2000)

Tuffy: thường bị nhầm lẫn với toffee Taffy có hàm lượng mạch nha cao hơn

so với toffee, hàm lượng sữa và chất béo chiếm rất ít (Boutin, 2000)

Licorice: cam thảo được chiết xuất từ rễ của Glycyrrhiza Thông thường bột

sẽ chiếm khoảng 33 % sản phẩm, đường (sucrose, mạch nha) chiếm khoảng 50 %,licorice 3 - 6 %, và nước 17 - 18 % Một lượng nhỏ gelatin cũng được sử dụng(Boutin, 2000)

Jellies và gums: cấu trúc có thể mềm hoặc là cứng, thành phần bao gồmsucrose và mạch nha Để hình thành nên cấu trúc gel cho sản phẩm thì tinh bột,gelatin, agar, gum arabic, pectin có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với nhau.Gum arabic có thể được sử dụng lên đến 40 %, pectin khoảng từ 1,5 - 4 %, tinh bộtkhoảng từ 7 - 14 % (Boutin, 2000)

Fondant và cream: cả hai loại này đều có thành phần tương tự nhau tuy nhiêncấu trúc sẽ khác nhau Fondant có cấu trúc cứng hơn và cream có cấu trúc mềmhơn Lượng mạch nha sử dụng trong fondant từ 0 - 40 %, phụ thuộc vào tính chấtmong muốn của sản phẩm cuối cùng Sucrose sẽ được hoà vào trong nước cùng với

mạch nha và nấu tại nhiệt độ 116 – 119 0C Sau khi nấu sôi hỗn hợp sẽ được làmlạnh tại 37,8 0C để tạo trạng thái quá bão hoà Điều này sẽ giúp cho việc hình thànhhạt kết tinh nhỏ Độ ẩm cuối của fondant vào khoảng 12 - 13 % Khác với fondant,cream bao gồm bơ có hàm lượng từ 5 - 20 % Hàm lượng bơ cao giúp cho sản phẩmmềm hơn và hạn sử dụng ngắn hơn so với fondant (Boutin, 2000).

Fudge: là sản phẩm trung gian giữa caramel và cream Thành phần bao gồmsucrose, mạch nha, sữa và chất béo Trong đó, hàm lượng đường và sữa trong fudgecao hơn so với toffee Ngoài ra có thể bổ sung thêm trứng, muối… Các thành phầnnhư sữa, chất béo, sucrose, mạch nha và nấu tại nhiệt độ khoảng 114 0C Khi sự kếttinh đầu tiên xuất hiện, kẹo sẽ được di chuyển ra khỏi thiết bị nấu (Boutin, 2000)

Nougat: hàm ẩm đạt từ 5 - 10 %, bao gồm các thành phần như sucrose, mạch nha,mật ong, lòng trắng trứng gà và hạt như hạnh nhân Quá trình sản xuất nougat bao gồmhai bước: đầu tiên là chuẩn bị frappé và bước hai là nấu syrup (Boutin, 2000)

Mashmallow: cũng tương tự như nougat nhưng có hàm ẩm cao hơn, thường

là từ 15 - 20 % và không chứa chất béo Gelatin là tác nhân tạo gel chính, đôi khialbumen trứng cũng được sử dụng (Boutin, 2000)

Bảng 1.1 Khoảng nhiệt độ nấu, hàm ẩm, tỷ lệ đường của sản phẩm kẹo

Loại kẹo Nhiệt độ nấu

( 0 F)

Hàm ẩm cuối (%)

Thành phần đường (%) Thành phần khác Sucrose

Đường nghịch chuyển

Mạch nha

Thành phần

Tỷ lệ (%)

Bảng 1.1 chỉ ra rằng hàm lượng sữa, chất béo và tinh bột, bột có hàm lượng

Kẹo cứng: độ ẩm từ 2,0 - 3,0 % cấu trúc cứng, giòn, là sản phẩm của quátrình nấu dung dịch đường với mạch nha Dựa vào cấu tạo có thể chia kẹo cứngthành hai nhóm chính là kẹo cứng có nhân và kẹo cứng không có nhân

Kẹo dẻo : độ ẩm từ 10 - 12 % có cấu trúc dẻo, mềm, hơi dai

1.2 Nguyên liệu

1.2.1 Sữa đặc có đường

1.2.1.1 Định nghĩa và thành phần hoá học trong sữa đặc có đường

Theo TCVN 5539:2002 : “sữa đặc có đường (Sweetened condensed milk) làsản phẩm sữa cô đặc được chế biến từ sữa tươi và đường kính hoặc từ sữa bột, chấtbéo sữa (kể cả dầu thực vật) và đường kính” Sữa bò bao gồm khoảng 13 % chấtkhô bao gồm chất béo, lactose, protein, và muối hữu cơ và vô cơ (Mulvihill, 1992).Đối với sữa cô đặc có thể bổ sung thêm đường để tạo thành sữa cô đặc có đường, làmột thành phần thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo (Martin,2004) Sữa thông thường bao gồm khoảng 3,5 g protein tổng trên 100 ml và proteinthường chia làm 2 loại chính dựa vào khả năng hoà tan tại pH 4.6 và nhiệt độ nhỏhơn 80 0C (Fox và Mulvihill, 1982) Casein bao gồm 4 loại: αs1-, αs2-, β-,κ, Thànhphần không phải casein bao gồm β-lactoglobulin, α-lactalbumin, proteo-pepton,imunoglobulin, lactotransferrin, và nhiều loại enzyme (Swaisgood, 1992)

Thành phần của sữa đặc có đường được quy định bởi Codex và luật của từngquốc gia Thông thường đường sucrose được bổ sung vào sữa, tuy nhiên việc kếthợp đường sucrose với các loại đường khác cũng được ứng dụng, nồng độ đườngthường nằm trong khoảng giá trị nhỏ nhất mà tại đó vẫn đảm bảo được chất lượng

của sản phẩm và giá trị lớn nhất mà tại đó vẫn chưa có sự kết tinh đường xảy ra(Nieuwenhuijse, 2011)

Bảng 1.2 Thành phần các chất có trong sữa cô đặc có đường

Sữa cô đặc có đường

1.2.1.2 Các thành phần trong sữa ảnh hưởng đến chất lượng kẹo

Loại chất khô trong sữa nguyên liệu là đặc điểm cơ bản mà tạo ra sự khácbiệt tính chất của các sản phẩm khác nhau trong công nghệ sản xuất (Pyrz ,1976;Guelfi, 1988) Nó ảnh hưởng đến cấu trúc, mùi vị và màu sắc của sản phẩm(Heathcock, 1985; Gilmore, 1988) Hàm lượng chất khô trong kẹo cao hơn thì sảnphẩm thường cứng hơn (Lees và Jackson, 1975; Gilmore, 1988) Loại sữa thườngđược thêm vào trong công thức là sữa cô đặc có đường nguyên kem hoặc sữa gầy,bột whey sấy khô đôi khi cũng được sử dụng (Gilmore, 1988) Sữa sau khi thuhoạch có thể được sử dụng để sản xuất bánh kẹo nhưng thời gian nấu sôi lâu hơn,điều này có thể tăng hàm lượng đường nghịch chuyển và giảm chất lượng thời gianlưu trữ do rất dễ bị biến chất, hư hỏng dưới tác dụng của vi sinh vật và quá trình oxyhoá (Gilmore, 1988) Cho nên việc sử dụng sữa tươi vào kẹo bị hạn chế(Nieuwenhuijse, 2011) Do đó, sữa cô đặc có đường thường được sử dụng trongcông nghệ sản xuất bánh kẹo hơn là sữa tươi Sữa cô đặc có đường được xem là sảnphẩm từ công nghệ bảo quản sữa lâu đời nhất Nó được sản xuất bằng cách tách bớtnước ra khỏi sữa dưới tác dụng của nhiệt độ cao và bổ sung thêm đường (Martin,2004)

Protein trong sữa cô đặc góp phần quan trọng trong quá trình nhũ hoá chấtbéo và giữ cấu trúc cho sản phẩm (Jackson, 1990) Hoạt tính bề mặt của protein sữađóng vai trò trong sự ổn định của nhũ tương sữa Trong hệ nhũ tương, vai trò của

protein là hình thành màng phân cách và ổn định hệ chống lại sự đông tụ (Kinsella,1985) Cấu trúc của kẹo như kẹo caramel bị ảnh hưởng bởi số lượng và thành phầncủa protein sữa (Gilmore, 1988) Hai protein chính trong sữa là casein và wheyprotein hoạt động dưới những điều kiện khác nhau trong quy trình sản xuất kẹo.Whey protein tương tác với protein casein, hỗn hợp này liên kết với pha béo trongcaramel Whey protein bị biến tính dưới nhiệt độ cao trong khi đó casein thì ít bịảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn Tại nhiệt độ trên 75 0C whey protein bị biến tính và kếthợp với casein (Singh và creamer, 1992) Quá trình xử lý nhiệt sữa ảnh hưởng đếnmức độ biến tính của whey protein mà điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượngcủa sản phẩm (deWit, 1989) Sự tương tác của hai protein này ảnh hưởng đến cấutrúc, tính kỵ nước bề mặt và sự hấp thụ nước của kẹo Cấu trúc bị ảnh hưởng bởi cả

sự tương tác của hai protein này cũng như sự phân phối nước trong kẹo Caramel làmột ví dụ của sản phẩm kẹo mà trong đó protein sữa đóng vai trò quan trọng trongđiều khiển tính chất cấu trúc (Lees và Jackson, 1975; Mulvihill, 1992) Cấu trúc kẹosữa caramel bị tác động bởi nhiệt độ nấu kẹo, hàm lượng đường và protein Nhiệt

độ nấu càng cao thì độ cứng của kẹo càng cao nhưng hàm lượng đường càng cao thìcàng làm giảm độ cứng của kẹo Sự có mặt của protein làm tăng độ cứng của kẹotuy nhiên điều này còn phụ thuộc loại protein, nồng độ và mức độ biến tính củaprotein Khi phân tích cấu trúc vi lượng của sản phẩm kẹo sữa mềm caramel thì cáccầu béo thì được bao bọc bởi các phân tử protein xung quanh (Chandrani, 1997)

Protein bị biến tính kết hợp với thành phần khác thông qua tương tác liên kếtkhông phải cộng hoá trị và liên kết cộng hoá trị Các liên kết không phải cộng hoátrị như là tương tác kị nước, liên kết hydro, liên kết ion, tương tác lưỡng cực, liênkết tĩnh điện và liên kết Vander Waals Tương tác cộng hoá trị chính trong proteinsữa là cầu nối disulfide (Kinsella, 1982; Kinsella, 1984) Tương tác giữa protein vớinước và protein với protein thì quan trọng trong việc xác định chức năng củaprotein sữa trong thực phẩm vì những tương tác này ảnh hưởng nhiều đến các tínhchất như khả năng hấp thụ ẩm, khả năng phân tán, độ nhớt, và khả năng hoà tan(Kinsella, 1981; Damodaran và Kinsella, 1982) Trong quá trình hydrat hoá, protein

tương tác với nước qua các nối peptide hoặc các gốc R ở mạch bên nhờ liên kếthydro Lượng nước liên kết với protein phụ thuộc vào thành phần amino acid, tính

kỵ nước của bề mặt, pH, muối, nhiệt độ và nồng độ (Kinsella, 1984) Nói chung khảnăng giữ nước của protein giảm khi nhiệt độ tăng do là giảm các liên kết hydro Sựbiến tính và tập hợp protein khi đun nóng làm giảm bề mặt phân tử protein và cácnhóm phân cực có khả năng cố định nước Tuy nhiên, đối với một số ngoại lệ, khiđun nóng trong nước protein có cấu trúc chặt chẽ cao, sự phân ly và duỗi ra cácphân tử có thể làm lộ ra trên bề mặt các liên kết peptide và mạch ngoại phân cực màtrước đó bị che dấu, kết quả là làm tăng khả năng cố định nước Sự hấp thụ và giữnước có ảnh hưởng đến tính chất và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm nhưbánh mì, kẹo, thịt…( Kinsella, 1981; Damodaran và Kinsella, 1982)

Sự hiện diện của chất béo đóng góp rất lớn vào cấu trúc của sản phẩm, tínhnhai được, màu sắc và mùi vị của caramel Hàm lượng chất béo thấp có khuynhhướng tạo ra sản phẩm có tính dính và khó khăn trong việc nhai kẹo trong khi đónếu sản phẩm có hàm lượng chất béo cao mà không bổ sung thêm chất nhũ hoá sẽtạo ra hiện tượng phân tách lớp dầu trên bề mặt sản phẩm kẹo (DuRoss, 1987) Chấtbéo trong sữa không bị ảnh hưởng ở nhiệt độ dưới 100 0C Sự kết tụ các hạt béo xảy

ra ở nhiệt độ cao Sự phân tách chất béo bị giảm nếu sữa bị gia nhiệt cao hơn 75 0C.Chất nhũ hoá làm tăng khả năng phân tán chất béo do đó làm cho màu sắc của sảnphẩm sáng hơn và giữ lại mùi sữa nhiều hơn Chất nhũ hoá lecithin thường được sửdụng vì chi phí tương đối rẻ trong công nghệ sản xuất kẹo (Lees và Jackson, 1975)

Hàm lượng đường trong quá trình sản xuất sữa cô đặc được tính dựa trên tỷ

lệ sucrose / (sucrose + nước) là 62,5 % hoặc là cao hơn trong dung dịch Do đó, đãlàm giảm đi hoạt độ của nước (aw) của sản phẩm, giúp hạn chế sự phát triển của visinh vật gây hư hỏng Thông thường hạn sử dụng của sản phẩm là 12 tuần nếu lưutrữ trong điều kiện mát lạnh, khô thoáng Mặt khác, khi hàm lượng chất khô cao trởnên quá bão hoà, sẽ tạo ra những tinh thể đường và làm cho sản phẩm có cấu trúc bị

“cát” Do đó, trong công nghệ chế biến mầm tinh thể lactose được thêm vào trong

quá trình cô đặc để chủ động điều khiển mức độ kết tinh đường và kích thước củatinh thể lactose dưới 30 µm (Jackson, 1990).

Phản ứng hoá nâu maillard trong quá trình nấu sẽ tạo ra màu và mùi cho sảnphẩm Trong suốt quá trình xử lý nhiệt, một vài chuỗi amino acid, như là nhóm ε-amino của lysin trở nên hoạt động Chuỗi này kết hợp với carbohydrate hoặc phầncòn lại của protein hoặc một protein khác Phản ứng hoá nâu được biết đến như làphản ứng Mailard xảy ra khi sữa được đun nóng tại nhiệt độ trên 100 0C là kết quảcủa một chuỗi phản ứng Nó bao gồm phản ứng giữa nhóm aldehyde của lactose

và nhóm ε-amino của lysine (Singh và Creamer, 1992) Tốc độ phản ứng Mailarddiễn ra chậm tại nhiệt độ thấp (40 0C) nhưng nhanh chóng nếu tăng nhiệt độ vượtquá 95 0C Nhiệt độ càng cao, sự phát triển của mùi càng nhiều và màu sắc càngtối

Ứng dụng

Sữa đặc có đường được sử dụng để nấu các món ăn hoặc để thêm vào chè, càphê Nó còn được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm ví dụ như là thành phần đểsản xuất kẹo, hoặc là chocolate Chất béo, sữa, và đường thường được sử dụng chonhững ứng dụng này, hàm lượng sẽ dựa vào thị hiếu của người tiêu dùng và nhu cầuthị trường Nếu hàm lượng đường quá thấp một trong những nguyên nhân dẫn đếnhàm lượng chất khô hoà tan thấp sẽ gây ra các mối nguy về vi sinh, sản phẩm có thểđược giữ trong điều kiện lạnh nhưng chỉ trong một thời gian giới hạn(Nieuwenhuijse, 2011)

1.2.2 Mạch nha

Mạch nha là một dung dịch cô đặc của đường D-glucose và maltose cũngnhư các polyme khác của D-glucose được thu từ sự thuỷ phân tinh bột có DE từ 20trở lên Chỉ số DE là chỉ số đặc trưng cho khả năng khử của các sản phẩm thuỷ phân

từ tinh bột, liên quan đến các đầu khử Chỉ số này được mô tả bằng số gam đườngkhử quy thành D-glucose trên 100 gam chất khô của sản phẩm (Boutin, 2000) Cácloại tinh bột dùng để sản xuất mạch nha là tinh bột bắp, tinh bột khoai tây hay lúamạch mà trong đó tinh bột bắp được dùng phổ biến hơn cả (Jackson, 1990)

Mạch nha cũng là một nguyên liệu quan trọng để làm kẹo Nó là sản phẩmtrung gian của quá trình thuỷ phân tinh bột bằng acid, hoặc enzyme Mạch nha dùnglàm kẹo là dung dịch không màu (hoặc hơi vàng), trong suốt, sánh và có vị ngọtthanh Thành phần chủ yếu của mạch nha là glucose, maltose, dextrin, fructose Tuỳtheo mức độ thuỷ phân tinh bột mà hàm lượng của bốn thành phần này có khácnhau và từ đó cũng quyết định tính chất và giá trị sử dụng của mạch nha (Jackson,1990).

Chỉ tiêu chất lượng mạch nha dùng trong sản xuất kẹo

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng mạch nha

< 100 CFU/g

50 – 100 ICUMSA0,1 – 0,5 %

< 20 ppm

 0,5 %(Nguồn: Chỉ tiêu mạch nha của nhà máy đường Biên Hòa)

1.2.2.2 Các loại mạch nha (Erickson, 2006)

Corn syrup (glucose syrup): là dung dịch lỏng các saccharide được cô đặc từtinh bột được thuỷ phân với DE từ 20 trở lên

Dried corn syrup: là dung dịch mạch nha đã cô đặc, sản phẩm là dạng bột.Dextrose monohydrate: là D-glucose tinh khiết được kết tinh bao gồm mộtphân tử nước kết tinh trên một phân tử của D-glucose

Dextrose anhydrous: là D-glucose tinh khiết được kết tinh mà không có phân

tử nước

Maltosedextrin: là dung dịch lỏng các saccharide được cô đặc từ tinh bộtđược thuỷ phân hoặc sản phẩm sấy khô từ dung dịch này, với chỉ số DE nhỏ hơn 20

High fructose corn syrup: là dung dịch lỏng các saccharide được cô đặc từtinh bột được thuỷ phân mà dextrose được đồng phân tạo thành fructose Nó baogồm ít nhất 42 % fructose trên hàm lượng chất khô.

Mạch nha cũng có thể được phân làm 2 nhóm: ngọt và không ngọt Nhómngọt có DE cao bao gồm nhiều maltose, fructose, glucose nên kẹo dễ hút ẩm Nhómkhông ngọt có DE thấp, nghĩa là hàm lượng dextrin cao nên kẹo có tính keo, truyềnnhiệt kém

1.2.2.3 Thành phần của mạch nha

Glucose

Glucose là đường khử trong mạch nha tồn tại dưới dạng vô định hình.Glucose ít hút ẩm nhưng sau khi gia nhiệt thì khả năng hút ẩm tăng lên đặc biệt làkhi nó đạt tới nhiệt độ tới hạn (135 0C) Thông thường hàm lượng glucose trongmạch nha là 25 - 30 %

Dextrin

Dextrin thuộc loại oligosaccharide, không có tính ngọt, có khối lượng phân

tử lớn nên dextrin có độ nhớt cao và tính dính Trong mạch nha hàm lượng dextrinthường vào khoảng 35 - 40 %

Frutose:

Khi thuỷ phân tinh bột không trực tiếp tạo ra fructose chỉ trong điều kiệnnhất định một phần glucose chuyển thành fructose, do đó hàm lượng fructose khônglớn Trong môi trường acid, saccharose rất dễ bị thuỷ phân sau đó chuyển đổi thànhfructose Fructose dễ tan trong nước có tính hút ẩm cực mạnh, khi độ ẩm không khí

trên 45 % fructose đã hút ẩm Do đó sự có mặt của fructose sẽ làm tăng khả năngchảy của kẹo.

Bảng 1.4 Thành phần các loại đường của mạch nha được thuỷ phân bởi tác nhân

1.2.2.4 Vai trò của mạch nha trong công nghệ sản xuất kẹo

Khi chọn mạch nha để làm kẹo thường xét hai mặt: một là, với một lượngmạch nha thích hợp có thể làm chậm hoặc làm dừng hẳn tốc độ hồi đường của kẹotrong quá trình chế biến và lưu chuyển; hai là, mạch nha có thành phần khác nhau

sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến cấu trúc sản phẩm Loại và lượng mạch nha được sửdụng trong công thức rất quan trọng Mạch nha được sử dụng trong hầu hết các sảnphẩm kẹo vì các nguyên nhân sau: tăng độ ngọt, tăng độ nhớt, tạo hình, và ngănchặn sự kết tinh, là dung dịch trung gian có thể hoà tan một số thành phần khác.Mạch nha có chỉ số DE cao thì có độ nhớt thấp hơn và hàm lượng đường khử caohơn so với mạch nha có chỉ số DE thấp (Zallie, 2000; McDonal, 1984) Đường khửnhư là dextrose và fructose có thể ngăn cản sự kết tinh của sucrose, điều chỉnh hàmlượng ẩm và cấu trúc sản phẩm kẹo cuối cùng thông qua việc thay đổi độ ẩm tươngđối của kẹo Việc sử dụng nha có DE khác nhau sẽ ảnh hưởng đến độ nhớt, màu sắc

và độ cứng của kẹo Trong nha có chứa lượng glucose cao, kẹo có khuynh hướngchảy càng nhiều; lượng dextrin càng cao làm cho kẹo trở nên cứng hơn và dai hơn;maltose syrup làm cho kẹo caramel có màu sáng hơn và bề mặt kẹo bóng láng hơn

Do đó, cần giám sát mức độ chuyển hoá đường nghịch chuyển xảy ra trong suốt quátrình nấu kẹo để đảm bảo chất lượng sản phẩm (Zallie, 2000)

Kích thước tinh thể và sự phân bố thích hợp tinh thể đường trong các sảnphẩm kẹo như toffee có cấu trúc hạt, và caramel có thể được sản xuất nhờ sử dụngnha thích hợp (McDonal, 1984) Hay việc bổ sung mạch nha trong sản xuất kẹofondant để giảm tốc độ tăng trưởng tinh thể và kích thước tinh thể trong sản phẩmcuối cùng Có được tính chất này là do tác động của chuỗi polymer dài lên độ nhớtcủa dung dịch do đó làm giảm tốc độ chuyển khối và do sự hấp thụ của glucose lênmạng tinh thể sucrose (Bamberger và ctv, 1980)

Hình 1.1 Tính chất và một số chức năng của mạch nha

(Nguồn: Boutin, 2000)Trong sản xuất kẹo, nha được sử dụng rất rộng rãi, không những dùng làmchất chống kết tinh, mà còn là chất độn thích hợp đối với hầu hết các loại kẹo Vìmạch nha là sản phẩm trung gian, nên với các điều kiện khác nhau về nguyên liệutinh bột, acid, mức độ thuỷ phân, v.v đều có thể làm cho thành phần mạch nha saikhác Mạch nha thường dễ bị lên men tạo ra vị chua và mùi rượu Để tránh tìnhtrạng này thường cô đặc mạch nha đến nồng độ chất khô khoảng 80 %, nếu đạtnồng độ chất khô cao hơn thì rất khó cô đặc đồng thời cũng khó sử dụng khi lấy

mạch nha ra khỏi bao bì Các kinh nghiệm trong thực tế cho thấy nếu hàm lượngchất khô thấp hơn 75 % khối lượng thì chắc chắn nấm mốc và nấm men sẽ pháttriển và gây hư hỏng, còn ngược lại hàm lượng chất khô cao hơn 75 % thì điều đórất khó xảy ra Nồng độ saccharose bão hoà trong nước ở 20 0C là 67,1 % khốilượng Bởi vậy, nếu chỉ dùng saccharose thì không thể thu được sản phẩm có hàmlượng chất khô cao trên 75 % để đề phòng các hư hỏng như đề cập ở trên Do đó,việc sử dụng mạch nha để tạo dung dịch ổn định không bị kết tinh và có hàm lượngchất khô đạt yêu cầu là điều cần thiết trong quá trình sản xuất Đồng thời, đối vớiviệc sản xuất các sản phẩm bánh kẹo có hàm lượng chất khô 97 % thì thường xuấthiện hiện tượng “lại đường” Tuy nhiên vấn đề này có thể được giải quyết nhờ sửdụng mạch nha

Theo Kitt (1993), Hofberger (2009) mạch nha được sử dụng phổ biến nhấttrong công nghệ sản xuất kẹo là mạch nha có chỉ số DE 42 Tác giả công bố rằngmạch nha có DE thấp hơn sẽ làm cho kẹo khó nhai (Steiner và cộng sự, 2003;Hofberger, 2009) do độ nhớt của dung dịch tăng vì lượng phân tử có kích thước lớncao hơn (Steiner và cộng sự, 2003; Cakebread, 1970; McMaster và cộng sự, 1987).Hay theo Bamberger và ctv, mạch nha với DE thấp (DE 37 hoặc DE 42) có hiệuquả hơn trong việc giảm tăng trưởng tinh thể sucrose so với DE cao hơn (62DE).Điều này là do sự khác biệt về hàm lượng các oligosaccharide chuỗi dài trong nha.Trong một nghiên cứu khác của Nguyễn Thị Xuân Đài trong năm 2006 về việc bổsung mạch nha vào kẹo hạt điều thì tác giả đã công bố rằng: sử dụng mạch nha DE

35 giúp kẹo hạt điều ít hút ẩm hơn trong 50 ngày bảo quản so với mạch nha DE 42

và DE 50, từ đó dẫn đến độ cứng của kẹo trong quá trình bảo quản khi sử dụngmạch nha DE 35 cũng ít biến đổi hơn các loại mạch nha còn lại

Hình 1.2 Tỷ lệ đường và mạch nha trong một số loại kẹo

(Nguồn: Edwards, 2003)

1.2.3 Bột mì

Bột mì hay bột lúa mì là một sản phẩm của quá trình xay lúa mì và được sửdụng làm nguyên liệu chủ yếu cho sản xuất bánh mì Bột mì loại này được sản xuấtnhiều hơn so với các loại bột khác Nó là sản phẩm được chế biến từ hạt lúa mì hoặccác loại ngũ cốc bằng quá trình xay nghiền Trong quá trình này vỏ cám và phôiđược tách ra và phần còn lại của hạt lúa mì (nội nhũ) được nghiền nhỏ tới độ mịnthích hợp (ra thành phẩm là bột mì)

1.2.3.1 Thành phần của bột mì

Thành phần của bột mì bao gồm: tinh bột khoảng 70 %, protein khoảng 11,5 %,

độ ẩm trong bột khoảng chừng 14 %, chất tro khoảng 0,4 %, đường 1 %, chất béo 1 %

và chất khác khoảng 2,1 % Hàm lượng protid trong các loại bột mì không giống

nhau Hàm lượng protid tăng dần từ bột hạng cao đến bột hạng thấp (Lakshmi,1990).

Trong thành phần của bột mì hàm lượng tinh bột chiếm đa số Tinh bộtkhông phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau:amilose, amilopectin (Lê Ngọc Tú và ctv, 1994) Trong lúa mì hàm lượng amilosechiếm khoảng 25 % (Zallie, 2000) Do amylose mạch thẳng nên khả năng tạo màng

và sợi với độ bền và mềm dẻo cao (Lê Ngọc Tú và ctv, 1994) Amylopectin là mộtpolymer lớn hơn so với amylose, nó chỉ hoà tan trong nước khi đun nóng và tạo nêndung dịch có độ nhớt cao (Zallie, 2000) Tinh bột là một nguyên liệu đóng vai tròquan trọng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo được sử dụng với các mục đích sau:tạo gel, làm dày, ổn định cấu trúc hoặc tạo hình cho sản phẩm

Hoặc được chia theo (Agricultural network information center, 1979):

Bột mì đa năng (all - purpose flour): là loại bột mì được phối trộn với một hàmlượng protein thấp hơn so với bột bánh mì, dao động từ 9 % và 12 % Tùy thuộcvào thương hiệu hoặc các khu vực nơi mà nó được mua, nó có thể được bao gồm

lúa mì cứng hay mềm, nhưng thường là một sự pha trộn của cả hai, và có thể từ hàmlượng protein thấp đến cao vừa phải Nó như là một nguyên liệu thay thế rẻ tiền đểlàm kẹo.

Bột mì làm bánh (cake flour): loại bột có hàm lượng protein thấp hơn so vớibột đa năng Thường được sử dụng cho các loại kẹo có kết cấu bông xốp, mềm, nhẹ.Bột mỳ đã trộn sẵn với bột nở và muối (self - rising flour): ưu điểm là tiện hơn

vì không cần trộn thêm bột nở, nhược điểm là bột trộn sẵn và để lâu thì có thể tácdụng của bột nở sẽ kém hơn, thêm nữa là mỗi công thức kẹo có thể sẽ yêu cầulượng bột nở khác nhau, cho nên không thể dùng cho mọi công thức

1.2.3.3 Khả năng tạo gel của tinh bột

Khi hoà tan tinh bột vào trong nước thì có sự tăng thể tích hạt do sự hấp thụnước làm hạt tinh bột trương phồng lên Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nởtinh bột Trên 55 - 70 0C, các hạt tinh bột sẽ trương phồng do hấp thụ nước vào cácnhóm hydroxyl phân cực Khi đó, độ nhớt của dung dịch sẽ tăng mạnh Kéo dài thờigian xử lý nhiệt, có thể gây nổ vỡ hạt tinh bột, thuỷ phân từng phần, và hoà tan phầnnào các phần tử cấu thành của hạt tinh bột, kèm theo sự giảm độ nhớt của dungdịch Như vậy, nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển tinh bột từ trạng thái ban đầu thànhdung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hoá Trong đó, nhiệt độ hồ hoá của lúa mì khoảng

59 – 62 0C (Lê Ngọc Tú và ctv, 1994)

Bảng 1.5 Nhiệt độ hồ hoá của một số tinh bột tự nhiên

chuyển tinh bột thành trạng thái hoà tan và sau đó được làm nguội ở trạng thái yêntĩnh Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp cácmạch polyglucozid hoặc gián tiếp thông qua các phân tử nước (Lê Ngọc Tú và ctv,1994).

Hình 1.3 Cấu trúc amylose và amylopectin của tinh bột

Đường: Đường thông thường sẽ được hoà vào trong nước, sau đó phối trộn

với hỗn hợp và làm tăng nhiệt độ gel hoá của tinh bột Hình 2.5 chỉ ra rằng, ảnhhưởng của đường đến sự gel hoá của tinh bột càng rõ hơn khi tăng hàm lượng

đường đến 60 % Sự có mặt của hàm lượng đường cao trong dung dịch có thể lànguyên nhân làm giảm sự trương nở tinh bột Việc ngăn chặn sự trương nở của tinhbột sẽ làm giảm lượng amylose hoà tan, bằng cách ấy sẽ làm giảm độ cứng của geltinh bột Nhiệt độ, thời gian và lượng nước nấu phải thích hợp để có thể tạo gel tinhbột trong công nghệ sản xuất bánh kẹo Các loại đường khác nhau sẽ ảnh hưởngkhác nhau lên sự gel hoá của tinh bột Trong tất cả các loại đường thông thườngđược sử dụng trong công nghệ sản xuất kẹo thì sucrose có khuynh hướng ảnh hưởngđến sự gel hoá và sự hình thành gel của tinh bột cao nhất, fructose có khuynh hướngảnh hưởng thấp nhất (Zallie, 2000).

Nhiệt độ gel hoá 0C 6 % tinh bột

% Đường

Hình 1.4 Ảnh hưởng của sự tăng nồng độ của dung dịch đường lên nhiệt độ gel

hoá của tinh bột

(Nguồn: Zallie, 2000)

Chất béo: Một thành phần khác thường được sử dụng trong công nghệ sản

xuất kẹo cũng ảnh hưởng đến tính chất của tinh bột đó là chất béo Chất béo và chấtnhũ hoá có thể ảnh hưởng đến cấu trúc, độ nhớt và hạn sử dụng của kẹo Thôngthường, triglyceride thì không thể kết hợp được với tinh bột Các chất hoạt động bềmặt mà thường được sử dụng để nhũ hoá chất béo có thể kết hợp được với tinh bột,thay đổi độ nhớt và khả năng tạo gel của tinh bột, chất nhũ hoá như là lecithin vàglycerol monostearate có thể liên kết với amylose và làm tăng độ nhớt của hỗn hợp(Zallie, 2000) Chất béo cũng làm tăng nhiệt độ hồ hoá của tinh bột vì có xu hướng

bao phủ quanh hạt bột, ngăn cản sự xâm nhập của nước cũng như sự hydrate hoá vàtrương nở (Atwell, 1998).

pH: ảnh hưởng đến nhiệt độ phá vỡ và trương nở của tinh bột Như tinh bột

biến tính nhẹ bằng liên kết ngang khi được nấu ở pH trung tính trong những điềukiện thích hợp sẽ cho một kết cấu đặc, tơi xốp Nếu cùng loại bột này được nấu thấphơn 3.5 sẽ tạo ra kết cấu ít tơi xốp hơn và độ nhớt thấp hơn

Trong thực phẩm có acid, chẳng hạn như nhân kẹo cherry pie, việc chọn lựatinh bột phù hợp là rất quan trọng Nếu chọn không đúng, nhân kẹo sẽ có độ nhớtthấp và dễ chảy lỏng, không đạt yêu cầu (Atwell, 1998)

Thời gian và nhiệt độ: Nếu tinh bột không được nấu ở điều kiện nhiệt độ và

thời gian không phù hợp, mức độ trương nở sẽ không đạt yêu cầu, tinh bột cũngkhông tạo ra được tính chất mong muốn Ta có thể thấy rõ những điều đó như sau(Atwell, 1998):

Bảng 1.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu lên tính chất của tinh bột

Tinh bột biến tính bằng cách tạo liên kết ngang

1.2.3.5 Ứng dụng của bột mì trong công nghệ sản xuất kẹo

Trong công nghệ sản xuất kẹo, tinh bột hầu hết được sử dụng để tạo cấu trúccho sản phẩm do đó độ nhớt và độ dẻo là một trong các tính chất quan trọng củatinh bột có ảnh hưởng đến chất lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm(James, 2000) Phân tử tinh bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kếtđược với nhau là cho phân tử tinh bột tập hợp lại đồ sộ hơn, giữ nước nhiều hơnkhiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo, độ nhớt cao, do đó phân tử khó dichuyển hơn (Lê Ngọc Tú và ctv, 1994) Tinh bột thường được sử dụng như là tácnhân tạo gel trong kẹo jelly và kẹo gum cứng Hai loại kẹo này khác nhau về độcứng của kẹo Đặc tính của kẹo jelly mềm là cấu trúc mềm, dễ nhai, đàn hồi Cấu

trúc này được quyết định bởi lượng tinh bột cũng như là thành phần của đườngđược sử dụng trong công thức Thông thường, tinh bột bắp hoặc tinh bột bắp kếthợp với tinh bột có hàm lượng amylose cao được sử dụng với mức độ khoảng từ 9 -

14 % hàm lượng chất khô Tinh bột là thành phần tiên quyết để hình thành mạnggel tạo cấu trúc cho kẹo, do đó nó quyết định đến thời gian nấu kẹo và cả hạn sửdụng cho sản phẩm Không giống như kẹo jelly mềm, kẹo gum cứng có cấu trúccứng Loại kẹo này thường sử dụng tinh bột có hàm lượng cao hơn so với kẹo mềm(20 - 30 % hàm lượng chất khô) và có độ nhớt thấp hơn so với kẹo jelly mềm(Zallie, 2000)

Một ví dụ cho sản phẩm kẹo mà thành phần có chứa bột mì và tinh bột đó làlicorice Ngoài thành phần trên kẹo còn chứa đường và mạch nha Tinh bột đóng vaitrò quan trọng trong quá trình tạo cấu trúc cho sản phẩm (Zallie, 2000) Cấu trúccủa kẹo licorice có thể thay đổi từ mềm đến cứng, cấu trúc này phụ thuộc vào tínhchất của thành phần nguyên liệu và phương pháp chế biến (Jackson,1990)

Bột mì sử dụng trong licorice là một nguyên liệu làm giảm giá thành cũngnhư là tác nhân tạo gel cho sản phẩm Bột mì có hàm lượng gluten thấp được ưachuộng trong công nghệ sản xuất kẹo và có một số tính chất sau (Jackson,1990):

Chất béo Tối đa 1.5 %Protein Tối đa 8 - 10 %Carbohydrate 67 - 75 %

Chất xơ 0.5 – 1.0 % (Nguồn: Jackson,1990)

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Năm 2006, tác giả Nguyễn Thị Xuân Đài, Đống Thị Anh Đào đã tiến hànhkhảo sát hàm lượng mạch nha đến độ ngọt của kẹo hạt điều Kết quả cho thấy loạimạch nha với các giá trị DE khác nhau sẽ làm ảnh hưởng đến độ ngọt của kẹo, cụthể là mạch nha có DE càng thấp thì càng ít ngọt và ngược lại Trong nghiên cứu

này, tác giả khuyến cáo sử dụng tỉ lệ mạch nha DE 35 so với đường là 50 %, tỉ lệmạch nhà DE 42 là 40 % và tỉ lệ mạch nha DE 50 là 30 % Khi dùng mạch nha DE

35 thì độ cứng của sản phẩm ít giảm nhất và độ ẩm ít tăng nhất trong 50 ngày bảoquản so với hai loại mạch nha DE 42 và DE 50

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Bamberger và ctv vào năm 1995 đã khảo sát ảnh hưởng của mạch nha đếncấu trúc tinh thể đường trong kẹo và đưa ra kết luận mạch nha giúp giảm kích thướctinh thể đường và khả năng lớn lên của mầm tinh thể Hiệu ứng này là do (1) ảnhhưởng của polyme chuỗi dài vào độ nhớt, mà sẽ làm giảm tỷ lệ truyền khối, và (2)

sự hấp thụ của các đơn vị glucose vào mạng tinh thể sucrose Họ cũng đưa ra kếtluận rằng mạch nha có DE thấp hơn (DE 37 hoặc 42) là có hiệu quả hơn trong việcgiảm sự lớn lên của mầm tinh sucrose hơn là mạch nha có DE cao hơn (DE 62), vàđiều này là do sự khác biệt về hàm lượng của các chuỗi oligosaccharides Nếu bổsung vào kẹo lượng mạch nha DE chỉ 5 % hoặc 10 % thì không đủ để hạn chế sựxuất hiện của các tinh thể đường saccharose tạo thành, khi thêm từ 20 % mạch nha

DE 35 thì hầu như không có sự xuất hiện của tinh thể đường saccharose

Năm 1997, Chandrani A đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của protein vàchế độ nấu kẹo đến cấu trúc kẹo sữa mềm caramel Kết quả nghiên cứu này chothấy cấu trúc kẹo bị tác động bởi nhiệt độ nấu kẹo, hàm lượng đường và protein.Nhiệt độ nấu càng cao thì độ cứng của kẹo càng cao Sự có mặt của protein làmtăng độ cứng của kẹo tuy nhiên mức độ phụ thuộc loại protein, nồng độ và mức độbiến tính của protein Khi phân tích cấu trúc vi lượng của sản phẩm kẹo sữa mềmcaramel thì đường saccharose và lactose ở trạng thái vô định hình - trạng tháigương chứ không có mặt của các tinh thể đường, các cầu béo thì được bao bọc bởicác phân tử protein xung quanh

Kakuda vào năm 1997, đã đánh giá vai trò của protein sữa lên sự thay đổicấu trúc của kẹo caramel đã được khảo sát trong nghiên cứu này Ảnh hưởng của ápsuất đồng hoá, nhiệt độ nấu, thời gian nấu, hàm lượng sữa/protein lên sự thay đổiprotein sữa Từ đó đánh giá ảnh hưởng của protein sữa lên cấu trúc của protein