Việc bổ sung các loại phụ gia vào các loại mì tƣơi nhằm mục đích cải thiện chất lƣợng cũng nhƣ kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm. Với các loại mì có bổ sung các nguyên liệu giàu chất xơ, việc bổ sung có tác dụng ổn định cấu trúc là vô cùng cần thiết. Bài nghiên cứu này trung nghiên cứu về ảnh hƣởng của thành phần muối kansui và sodium tripolyphosphate (STPP) đƣợc bổ sung đến tính chất hóa lý bột nhào và chất lƣợng của mì tƣơi cà rốt.
Kansui
Muối kiềm đƣợc ngƣời Quảng Đông sử dụng làm nguồn nguyên liệu trong quá trình chế biến mì muối kiềm. Muối kiềm (kansui) đƣợc sử dụng cho các loại mì khác nhau có thể ở dạng lỏng hoặc rắn. Hầu hết các loại mì muối kiềm sử dụng Na2CO3, K2CO3, NaOH hoặc hỗn hợp của Na2CO3 và K2CO3, Na2CO3 và NaHCO3, Na2CO3 và NaOH. Các tỷ lệ muối có thể thay đổi nhƣng độ pH của các dung dịch này nằm trong phạm vi 8,5-12 (Hou.G, 2001).
Muối kiềm đƣợc sử dụng trong sản xuất mì có nguồn gốc từ Quảng Châu và Phúc Kiến của phía nam Trung Quốc. Thời tiết ở khu vực này nóng và ẩm nhất trong năm. Mục đích ban đầu của việc sử dụng muối kiềm trong công thức chế biến là để kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm bằng cách ức chế nấm mốc phát triển (Bin Xiao Fu, 2008). Muối kiềm đƣợc sử dụng phổ biến nhất ngày nay là Na2CO3 hoặc K2CO3 hoặc hỗn hợp của cả hai muối. Các muối kiềm khác, nhƣ polyphosphate, thƣờng đƣợc sử dụng trong sản xuất mì ăn liền (Bin Xiao Fu, 2008).
Việc bổ sung muối kiềm giúp cho mì có giá trị pH dao động từ khoảng 9-11, tùy thuộc vào lƣợng muối sử dụng và cƣờng độ ion hóa của chúng (Miskelly, 1996). Mì muối kiềm có hƣơng thơm và hƣơng vị đặc trƣng, màu vàng và cấu trúc đàn hồi. Dung dịch kiềm tác động đến hƣơng vị của mì bằng cách tách flavone khỏi các polysacaride, cho phép màu vàng của mì đƣợc biểu hiện rõ hơn. Ở độ pH cao, thậm chí cao đến pH=12,
15
kansui có thể ức chế hoạt động của enzyme (Hou.G, 2001). Ngày nay, muối kiềm đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất mì nhƣ một chất cải thiện cấu trúc cũng nhƣ chất lƣợng sản phẩm mặc dù chỉ sử dụng với tỷ lệ nhỏ (Bin Xiao Fu, 2008).
Bên cạnh việc tác động đến hƣơng vị và màu sắc, việc bổ sung kansui vào công thức chế biến có tác động đến cấu trúc khi độ pH của bột tăng lên. Khi sử dụng hydroxide hoặc cacbonate, màu vàng sẽ trở nên đậm màu bột nhào. Kansui làm cho bột nhào trở nên cứng hơn. Ngoài ra, bột nhào có chứa NaOH tiếp tục tăng độ cứng trong 24 giờ, cho thấy ảnh hƣởng của pH có thể phụ thuộc vào thời gian (Hou.G, 2001).
Ở Đông Nam Á xuất hiện khá nhiều loại mì muối kiềm, phổ biến nhƣ mì tƣơi, mì luộc, mì hấp với trứng và mì ăn liền. Mì ăn liền có chứa muối kiềm ở nồng độ thấp (0,1- 0,3% cacbonate) nhằm mục đích cải thiện chất lƣợng sản phẩm hoặc ở nồng độ cao (0,5- 1% carbonate) để sản phẩm cuối cùng thể hiện rõ tính kiềm (Bin Xiao Fu, 2008).
Tỷ lệ bổ sung muối kiềm phụ thuộc vào từng loại mì. Cụ thể, liều lƣợng tối ƣu là 1- 1,5% đối với mì muối kiềm tƣơi và 0,3-0,5% đối với mì muối kiềm hấp (Bin Xiao Fu, 2008). Hàm lƣợng natri hydroxide thƣờng là 0,3-1% đối với các mì muối kiềm đƣợc đun sôi một phần. Sự tƣơng tác giữa bột và kiềm là nguyên nhân chính dẫn đến các biến đổi nhƣ, tăng cƣờng kết cấu bột, giảm thời gian phát triển bột và ổn định bột, cải thiện cả độ cứng và độ dai của mì (Shin SY, 1993). Bên cạnh đó, nó còn có tác dụng ức chế hoạt động của enzyme và góp phần làm cho mì có màu vàng tƣơi, mùi vị và hƣơng thơm đặc trƣng (Moss HJ, 1986).
Sodium tripolyphosphate (STPP)
Theo tiêu chuẩn quốc gia về phụ gia thực phẩm tại Trung Quốc, 14 phosphate đã đƣợc phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm, trong đó, natri tripolyphosphate (STPP), natri hexametaphosphate (SHMP), natri pyrophosphate (SPP) và natri dihydrogenphosphate (SDHP) là các loại muối phosphate đƣợc sử dụng phổ biến. Các muối này có độ pH 6,7- 7,3, nó thƣờng đƣợc thêm vào với hàm lƣợng là 0,1-0,2% trọng lƣợng bột. STPP nói riêng và các loại muối phosphate nói chung đƣợc thêm vào mì nhằm mục đích tăng tốc độ kết dính gluten cải thiện tính đàn hồi của mì, tính linh hoạt, kết cấu và tính nhai, tạo điều kiện cho hồ hóa tinh bột trong quá trình nấu, cho phép giữ nƣớc trong mì và làm giảm tổn thất khi nấu. Các loại muối phosphate thƣờng đƣợc sử dụng trong chế biến thực phẩm ngũ cốc truyền thống của Trung Quốc (Hou.G, 2001).
16
Khả năng giữ ẩm của muối phosphate góp phần vào quá trình hydrate hóa và sự căng của gluten protein. Do đó cải thiện mạng lƣới gluten, ổn định bột nhào và độ nhớt đàn hồi của bột mì. Bên cạnh đó, phosphate cung cấp độ pH ổn định và ngăn chặn quá trình oxy hóa xảy ra trong bột, giúp cho mì giữ đƣợc màu sắc vốn có của nó. Ngoài ra, phosphate cũng có thể tăng cƣờng sự tƣơng tác giữa protein và tinh bột, điều này không chỉ dẫn đến bột nhào có tính nhớt dẻo tốt mà còn ngăn chặn sự rò rỉ tinh bột trong quá trình nấu (Zhou Y và Hou GG, 2012). Hơn nữa, mì từ bột mì nguyên cám có màu sắc sáng hơn khi kết hợp với disodium phosphate, trisodium phosphate hoặc STPP. Việc sử dụng STPP và SHMP cũng có tác dụng làm giảm tổn thất khi nấu mì (Wang và cộng sự, 2018).
Wang và cộng sự (2018) khi phân tích cấu trúc của mì nấu chín đã kết luận rằng thêm muối phosphate làm giảm đáng kể độ cứng, trong khi đó, độ co dãn, độ đàn hồi và độ kết dính giảm nhẹ. Cấu trúc vi mô của mì từ bột mì nguyên cám cho thấy sự kết nối chặt chẽ của mạng lƣới protein và các hạt tinh bột là do sự hiện diện của phosphate vô cơ. Kết quả nghiên cứu của Wang cũng cho thấy rằng phosphate vô cơ thể hiện tác dụng đáng kể trong việc tăng cƣờng chất lƣợng của mì lúa mì. STPP là một trong bốn loại phosphate vô cơ thể hiện một cách hiệu quả nhất trong việc cải thiện chất lƣợng của mì từ bột mì nguyên cám (Wang và cộng sự, 2018).
Các phụ gia khác
NaCl
Natri clorua là thành phần quan trọng trong chế biến mì. Việc bổ sung natri clorua ở mức 2-3% trong mì châu Á có thể cải thiện kết cấu của mì bằng cách củng cố và thắt chặt mạng gluten để tăng độ nhớt đàn hồi (Hou.G, 2001). Natri clorua giúp tăng tốc độ hấp thụ nƣớc trong khi nấu bằng cách tăng tính thấm nƣớc, góp phần làm tăng thời gian phát triển bột. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng lƣợng natri clorua bổ sung tối ƣu là khoảng 2% (Wu J và cộng sự, 2006), liều lƣợng mà tất cả các đặc tính chất lƣợng của mì nhƣ cấu trúc, độ sáng, tính chất nấu và mùi vị đều đƣợc cải thiện đáng kể (Kubomura K, 1998). Ví dụ, với liều lƣợng bổ sung là 2%, muối xuất hiện làm tăng thời gian trộn bột, cấu trúc bên trong của bột sẽ mềm và đồng đều hơn so với mẫu bột không có muối (Hou.G, 2001).
Natri clorua có mặt trong công thức chế biến giúp ngăn ngừa hiện tƣợng đứt sợi trong quá trình sấy khô, ngăn chặn acid lactic và sự lên men rƣợu. Nó phát huy tác dụng với gluten protein bằng cách giảm độ hòa tan của gluten dẫn đến sự nén và loại trừ lipid
17
không phân cực từ bên trong của gluten. Nồng độ muối có thể ảnh hƣởng đến tính chất lƣu biến của bột. Tuy nhiên, những ảnh hƣởng nhƣ vậy phụ thuộc vào độ pH, ví dụ ở độ pH thấp hơn, có thể có sự giảm đáng kể khả năng trƣơng nở của bột (Richard W. Hartel, 2015).
Esters
Ester hoạt động nhƣ chất làm đặc và chất nhũ hóa, đƣợc sử dụng rộng rãi trong các công thức chế biến mì. Nhiều nghiên cứu đã báo cáo rằng propylene glycol alginate (PGA) có thể đƣợc sử dụng để cải thiện chất lƣợng mì. Độ hấp thụ nƣớc, độ nhớt đàn hồi của bột nhào, độ cứng và độ đàn hồi của mì đƣợc cải thiện đáng kể khi bổ sung PGA, lƣợng bổ sung tối ƣu của nó là 0,3% (Wang và cộng sự, 2018). Liu và cộng sự (2016) đã nghiên cứu ảnh hƣởng của một lƣợng nhỏ PGA đƣợc thêm vào công thức đến chất lƣợng mì. Kết quả cho thấy PGA đƣợc sử dụng trong mì có thể cải thiện hiệu quả chất lƣợng mì và khi hàm lƣợng PGA nằm trong khoảng 0,2 đến 0,3%, độ cứng và chewiness của mì đƣợc tăng lên đáng kể. Trong khi đó, lƣợng hao hụt chất khô giảm, mì có độ dai, mịn và hƣơng vị tốt nhất.
Hydrocolloid
Các loại gum, bao gồm một số polysaccharide hòa tan trong nƣớc với các cấu trúc hóa học khác nhau, cung cấp các tính chất chức năng đa dạng nhƣ tạo gel, làm dày, ổn định, tạo bọt, nhũ hóa,...(Rosell CM và cộng sự, 2007). Dựa trên các nghiên cứu trƣớc đây, việc tác động đến tác động đến tính chất bột nhào và chất lƣợng mì tƣơi phụ thuộc vào tính chất, nguồn gốc, kích thƣớc hạt, cấu trúc phân tử và hàm lƣợng của các loại gum đƣợc thêm vào công thức chế biến (Collar C và cộng sự, 1999). Alginate, k-carrageenan, xanthan, guar gum, pectin, và một số loại tinh bột biến tính đƣợc sử dụng rộng rãi trong các công thức chế biến các loại thực phẩm ngũ cốc truyền thống của Trung Quốc, đặc biệt là mì và bánh mì. Các chức năng của các hydrocolloid này là cải thiện cấu trúc thực phẩm, tăng khả năng giữ nƣớc, kéo dài thời hạn sử dụng,...(Rojas JA, 1999).
Alpha amylase
Shi Y và cộng sự (2013) đã báo cáo rằng việc bổ sung α-amylase có tác động đến các tính chất nấu của mì là thời gian nấu ngắn hơn và sự hấp thụ nƣớc thấp hơn. Hàm lƣợng bổ sung của α-amylase có liên quan tiêu cực đến giá trị L và a của mì tƣơi, trong khi liên quan tích cực đến giá trị b. Các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng tỷ lệ amylose-amylopectin sẽ
18
thay đổi khi bổ sung α-amylase, dẫn đến sự thay đổi chất lƣợng của mì tƣơi. Nghiên cứu đƣợc thực hiện bởi He Y và cộng sự (2017) cho thấy thời gian phát triển của mì tƣơi giảm do sự kết hợp của α-amylase, và α-amylase cũng góp phần vào việc tăng cƣờng kết cấu và tính chất của mì tƣơi.
19
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu nghiên cứu
2.1.1. Bột mì
Bột mì sử dụng phải đạt chỉ tiêu chất lƣợng theo tiêu chuẩn của Việt Nam (TCVN 4359 : 2008). Bột mì đƣợc sử dụng trong nghiên cứu này là bột mì đa dụng Bakers’Choice số 11, đƣợc sản xuất bởi công ty Interflour Việt Nam.
Hình 2.1. Bột mì Bakers' Choice số 11
Thông tin về giá trị dinh dƣỡng của bột mì Bakers’Choice số 11 đƣợc thể hiện ở bảng 2.1.
Bảng 2.1. Giá trị dinh dưỡng của bột mì Bakers'choice số 11
Thông tin dinh dƣỡng Hàm lƣợng trong 100g bột mì Chất béo (%) ≤ 3
Carbohydrate (%) ≥ 60 Protein (%) ≥ 9.5 Năng lƣợng 300 – 450 kcal
20
2.1.2. Cà rốt
Cà rốt đƣợc mua tại chợ Bắc Ninh, quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh. Cà rốt đƣợc mang đi rửa sạch, gọt vỏ và cắt thành miếng mỏng. Cà rốt sau khi cắt đƣợc mang đi chần trong khoảng 8 phút. Sau đó cà rốt đƣợc sấy khô bằng máy sấy đối lƣu ở 70oC trong 300 phút. Cà rốt sau sấy sẽ đƣợc xay nhuyễn bằng máy xay và rây qua lỗ có kích thƣớc 150 mesh để tạo thành bột. Bột cà rốt đƣợc đựng trong túi zip, chắn sáng và bảo quản ở nhiệt độ phòng.
Hình 2.2. Cà rốt sau sấy và bột cà rốt
2.1.3. Muối 2.1.3.1. Kansui
Muối kansui đƣợc tạo thành từ hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 với tỷ lệ là tƣơng ứng là 65% và 35%.
Na2CO3 và K2CO3 đều đƣợc mua tại công ty TNHH Bách Khoa, chuyên cung cấp hóa chất tinh khiết, môi trƣờng vi sinh, dụng cụ phòng thí nghiệm và thiết bị đo lƣờng.
21
Hình 2.3. Muối Na2CO3
Hình 2.4. Muối K2CO3
2.1.3.2. STPP
Muối STPP đƣợc mua công ty Hóa Nam, chuyên cung cấp các loại hóa chất, dụng cụ thủy tinh, cung cấp thiết bị khoa học.
22
2.2. Phƣơng pháp
2.2.1. Quy trình chế biến bột cà rốt
Sơ đồ 2.1. Quy trình chế biến bột cà rốt
Thuyết minh quy trình
Chần
Cà rốt mua từ chợ Bắc Ninh, đƣợc rửa sạch, gọt vỏ, cắt miếng mỏng. Cà rốt đƣợc chần ở 700C trong 8 phút.
Sấy, nghiền
Cà rốt đã chần đƣợc sấy ở 70oC. Nó đƣợc làm khô cho đến khi hoạt độ nƣớc dƣới 0,34, độ ẩm dƣới 12%. Sau đó, cà rốt khô đƣợc nghiền mịn. Và rây qua rây có kích thƣớc 150 mesh. Cà rốt Rửa sạch, cắt khúc Chần Sấy Xay Bột cà rốt
23
2.2.2. Quy trình chế biến mì tƣơi cà rốt có bổ sung muối kiềm
Sơ đồ 2.2. Quy trình chế biến mì tươi bổ sung bột cà rốt và muối
Chuẩn bị nguyên liệu
Cân định lƣợng các thành phần nguyên liệu nhƣ bảng 2.2.
Bảng 2.2. Thành phần nguyên liệu Mẫu Thành phần (g) Bột mì Bột cà rốt Nƣớc Kansui STPP Mẫu 1 92 8 45 0 0 Mẫu 2 92 8 45 1 0 Mẫu 3 92 8 45 0 0,2 Bột mì Rây Nhào trộn Cán bột Cắt thành sợi Bột cà rốt Muối kiềm Nƣớc Mì tƣơi bổ sung bột cà rốt và muối
24
Muối kansui và STPP đƣợc bổ sung với tỷ lệ tƣơng ứng là 1% và 0,2% trên tổng khối lƣợng bột. Đây là các tỷ lệ đƣợc cho phép sử dụng và đƣợc nhiều nhà nghiên cứu nhƣ Bin Xiao Fu (2008), Hou.G (2001), Wang và cộng sự (2018) sử dụng.
Thuyết minh quy trình
Rây
Mục đích: Loại bỏ các tạp chất trong bột.
Cách thực hiện: Dùng rây có kích thƣớc lỗ 212 milimicron (N70).
Nhào trộn
Mục đích: Trộn bột với nƣớc thành một khối bột nhào, hòa tan muối, đồng thời phân tán chúng đều khắp trong bột nhào, làm cho bột nhào trở thành một khối đồng nhất. Tạo mạng lƣới gluten liên kết các hạt tinh bột đã trƣơng nở, làm tăng độ dai, độ đàn hồi của khối bột nhào.
Cách thực hiện: Cho bột vào thau đựng bột, hòa tan muối vào nƣớc rồi trộn với hỗn hợp bột khô đã chuẩn bị. Nhào bột thành một khối bột nhào đồng nhất.
Các biến đổi trong quá trình nhào bột Vật lý
- Độ ẩm khối bột tăng, tỷ trọng do đó cũng tăng.
- Nhiệt độ tăng do gia nhiệt, ma sát.
Hóa lý
- Trạng thái lỏng của nƣớc và trạng thái rắn của bột kết hợp với nhau tạo dạng paste.
- Protein hút nƣớc tạo trạng thái dẻo, hạt tinh bột trƣơng nở.
- Các liên kết disulfua đƣợc hình thành tạo mạng gluten.
Yêu cầu của khối bột sau khi nhào
- Đạt độ đồng đều cao, không vón cục lớn, bột không rời rạc, dính tay, bột mềm dẻo.
25
Cán bột
Mục đích: Tạo ra những lá bột, chuẩn bị cho giai đoạn cắt sợi tiếp theo. Đồng thời giảm lƣợng không khí lẫn vào khối bột, giúp tăng độ dai và độ đồng nhất cho sản phẩm.
Cách thực hiện: Cán bột cho đến khi thu đƣợc lá bột đều, trơn láng, độ dày đồng đều và không rách mép.
Các biến đối Vật lí
- Độ ẩm giảm, tỷ trọng do đó cũng giảm.
- Nhiệt độ tăng do ma sát.
- Độ xốp giảm do không khí bị đuổi bớt.
- Hình dạng của khối bột thay đổi từ dạng khối sang dạng tấm mỏng.
Hóa học
- Protein bị biến tính do lực cơ học.
- Một số liên kết hóa học bị phá vỡ do sự kéo và sự thoát khí.
- Năng lƣợng sinh ra do lực ép sẽ làm các đại phân tử liên kết lại với nhau, giảm khoảng trống giữa các phân tử.
- Phản ứng oxi hóa chất béo, chất màu,…
Yêu cầu sau khi cán
- Bề mặt bột mịn, láng, độ dày, màu sắc đồng đều.
- Lá bột mỏng, mềm, xốp, không rách, không bị lốm đốm (do có lẫn bột khô vào). - Không có lỗ xốp.
- Lá bột dai và đàn hồi để khi cắt không bị biến dạng. - Độ dày của lá bột cuối cùng bằng độ dày của sợi mì.