II/ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH GẤU THEO PHƢƠNG PHÁP CÁN CẮT
6. Nƣớng
6.2 Các biến đổi trong quá trình nƣớng bánh
a. Biến đổi vật lý
Nhiệt độ
Nhiệt độ bánh thay đổi không ngừng trong quá trình nướng do sự trao đổi nhiệt của bánh sống với bề mặt đốt nóng của lò và không khí trong lò nướng.
Lớp bánh ở bề mặt bột nhào có sự thay đổi nhiệt độ nhanh nhất. Ban đầu, nhiệt độ ở bề mặt bánh có thể đạt tới 100oC, trong khi đó lớp bên trong chỉ đạt tới 70o
C. Nhiệt độ của bề mặt tăng dần nhưng cường độ yếu đi, ở cuối giai đoạn nướng nhiệt độ đạt tới 170 – 180oC. nhiệt độ của lớp bên trong cùng tăng, đến cuối giai đoạn nướng đạt tới 106 – 108o
C.
Như vậy trong suốt quá trình nướng trong bánh sống sẽ hình thành một trường nhiệt độ. Gradient nhiệt độ giữa trung tâm và lớp ngoài tăng nhanh ở giai đoạn đầu, sau đó giảm dần và tiến tới thời kỳ không đổi.
Độ ẩm khối lượng
Song song với sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình nướng còn xảy ra sự thay đổi độ ẩm. Nguyên nhân gây ra sự di chuyển độ ẩm bên trong bánh sống và sự trao đổi ẩm giữa bột nhào và không khí buồng nướng là đốt nóng bánh sống. Khi nướng độ ẩm của bánh giảm vì có sự bốc hơi nước từ bánh. Nếu nhiệt độ quá cao thì ẩm không kịp di chuyển từ trong ra ngoài và ẩm trên bề mặt bốc hơi rất nhanh làm bánh bị khét cháy trên bề mặt trong khi trong ruột vẫn còn sống.
Sự mất nước của bánh trong quá trình nướng xảy ra không đều, được đặc trưng bởi ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: đặc trưng tốc độ bốc hơi tăng dần
Khi mới cho sản phẩm vào lò nhiệt độ của sản phẩm còn thấp (30-40 độ) hơi nước ngưng tụ ngay trên bề mặt của sản phẩm.Ngay sau đó nhiệt độ bên ngoài tăng nhanh, gradient nhiệt độ giữa lớp ngoài và trong tăng, làm cho ẩm chuyển động từ bên ngoài vào trong dưới dạng hơi.Hàm ẩm ở trung tâm tăng lên từ 1-1.5%. Hiện tượng di chuyển ẩm từ ngoài vào trong do sự chênh lệch nhiệt độ được gọi là sự dẫn nhiệt ẩm.Trong quá trình nướng các lớp trên bề mặt bột nhào bị mất nước tạo nên sự chênh lệch ẩm giữa lớp bên ngoài và lớp bên trong (gradient ẩm), cho nên ẩm từ các lớp bên trong cũng chuyển ra phía ngoài. Nhưng ở giai đoạn đầu khi gradient nhiệt độ còn cao, dòng ẩm từ ngoài vào lớn hơn dòng ẩm từ trong ra khoảng 1.7 lần, do đó hàm ẩm ở trung tâm vẫn tăng lên. Hai dòng ẩm này dần tiến tới cân băng khi gradient nhiệt độ giảm dần và gradient ẩm tăng lên.
Ở giai đoạn 2, sự bốc hơi nước đạt tới mức cực đại. Vùng bốc hơi đi dần dần vào bên trong bánh do nhiệt độ ở các lớp này cũng đã tăng cao.
Giai đoạn 3: Tốc độ bốc hơi giảm xuống, rồi sau đó không đổi.
Sự bốc hơi ẩm ở các lớp bên trong bánh với tốc độ giảm dần, ẩm chuyển từ lớp bên trong ra lớp ngoài với tốc độ chậm do lượng ẩm tự do trong sản phẩm đã hết chỉ còn ẩm dưới dạng liên kết khó bay hơi.
Khối lượng sản phẩm giảm đi đáng kể do mất nước. Lượng ẩm ban đầu của vật liệu luôn cao (khoảng 20-30%) sau khi nướng còn khoảng 10%.
Thể tích
Có sự thay đổi thể tích là do tác dụng của các khí (CO2)được tạo ra khi phân huỷ thuốc nở ở nhiệt độ nướng. Khi nhiệt độ bánh tăng thì áp suất và thể tích của các khí tăng lên, dẫn đến kích thước các lỗ hỗng trong bánh tăng và làm cho thể tích bánh tăng.
Biến đổi trạng thái cấu trúc
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, trạng thái của sản phẩm biến đổi đáng kể. Đó là sự tạo thành cấu trúc mao-xốp và sự tạo thành vỏ. Protein và tinh bột đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành cấu trúc mao xốp. Ở nhiệt độ 50-700C protein đông tụ giải phóng nước còn tinh bột thì bị hồ hóa một phần. Protein mất nước và tinh bột bị hồ hóa tạo thành khung xốp mà trên bề mặt có hấp phụ một lớp mỡ mỏng.
Lớp vỏ được hình thành khi đốt nóng vật liệu có dạng mao-xốp –keo-ẩm do sự trao đổi ion giữa môi trường và sản phẩm nướng. Khi cường độ bay hơi ẩm trên bề mặt xảy ra mạnh mẽ va tinh bột lớp ngoài đã bị hồ hóa phần nào, sự chuyển ẩm đến bề mặt sẽ không đủ bù đắp lượng ẩm mất đi, bề mặt sẽ khô dần và tạo thành lớp vỏ cứng. Khi đã khô, nhiệt độ lớp ngoài tăng dần, làm cháy sém sản phẩm tại đó.
Sự tạo thành lớp vỏ cứng sẽ hạn chế sự tăng thể tích và quá trình tạo hơi ẩm khi nướng.Vỏ được tạo thành sớm hay muộn có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nếu vỏ tạo thành quá sớm sẽ cản trở quá trình truyền nhiệt làm cho sản phẩm không chín đều hoặc hơi ẩm CO2 khó thoát hơn làm cho sản phẩm bị vỡ, nứt…Do vậy điều chỉnh chế độ nướng thích hợp, chất lượng, trạng thái sản phẩm sẽ tốt hơn.
b. Biến đổi hoá học
- Tinh bột: Hàm lượng tinh bột giảm vì một phần bị thuỷ phân trong quá trình nướng bánh tạo ra các dextrin và đường. Trong quá trình nướng, tinh bột bị hồ hoá nhưng sự hồ hoá này không hoàn toàn vì lượng nước này quá ít không đủ để hồ hoá hết tinh bột.
- Đường: Đường trong sản phẩm do quá trình caramen hoá ở nhiệt độ cao tạo thành lớp ngoài có màu vàng xém. Màu vàng xém còn do là kết quả của phản ứng Maillard-là phản ứng của đường với các axit amin, protid, pepton.
- Protein: Hàm lượng protein tổng nhìn chung không thay đổi. Khi đốt nóng đến giai đoạn 60-70oC protein bị biến tính, giải phóng ra lượng nước khi trương nở đã hút vào.
- Chất béo: Hàm lượng chất béo giảm không đáng kể.
- Phản ứng Maillard: giữa đường khử và các nhóm amin.
- Phản ứng Caramel: phản ứng dehydrat hóa đường ở nhiệt độ cao.
- Tăng tốc độ của các phản ứng hóa học.
- Mức biến đổi này tuỳ thuộc vào mức độ tiếp xúc với nguồn nhiệt. Lớp ngoài cùng tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt nên ở đó các thành phần biến đổi mạnh hơn.
c. Biến đổi hoá lý:
Sự thoát hơi ẩm
Ở trung tâm miếng bột được làm nóng chủ yếu bằng sự dẫn nhiệt từ bề mặt, nếu bề mặt bánh được đốt nóng nhanh không những làm cho lớp giữa của bánh khó khô hơn mà còn làm cho màu bánh bị thay đổi nhanh hơn.
Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ nướng thì màu bánh sẽ thay đổi trước khi lớp giữa của bánh được làm khô. Do đó việc nướng bánh đòi hỏi phải có những điều kiện về nhiệt độ và thời gian nướng thích hợp cho phép sự thay đổi về cấu trúc, màu sắc bề mặt, độ khô của lớp giữa bánh đạt yêu cầu. Những loại bánh dày hơn cần thời gian nướng lâu hơn ở nhiệt độ thấp hơn để đạt được độ khô thích hợp. Những loại bánh nhỏ hơn và mỏng hơn được nướng ở nhiệt độ cao hơn và thời gian ngắn hơn.
Sự mất nước của bánh có liên quan đến nhiệt độ, dòng nhiệt đi qua và độ ẩm bề mặt. Khi nhiệt độ trong lò trên 100o
C, có sự chuyển pha của nước, hơi ẩm sẽ thoát ra từ bề mặt bánh.
Sự hồ hóa tinh bột
Tinh bột đã hồ hóa liên kết với nước tự do trong bột nhào và liên kết với nước do protein biến tính nhả ra. Lượng nước trong bánh giảm đi rõ rệt, do đó ruột bánh khô và đàn hồi. Nếu tinh bột bị mất tính háo nước thì ruột bánh sẽ trở nên dính.
Protein bị biến tính: ở nhiệt độ cao protein bị biến tính nhả nước ra và chặt lại, mất tính đàn hồi, tạo khung và cố định hình dáng của bánh.
d. Biến đổi vi sinh
Khi nhiệt độ của sản phẩm tăng lên quá 60 độ protit bắt đầu đông tụ, vi sinh vật bị tiêu thụ gần như hoàn toàn sau khi nướng, do đó kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm
e. Biến đổi sinh học
Sự tăng nhiệt độ trong khi nướng sẽ ảnh hưởng đén hoạt động của các enzym trong nguyên liệu. Tại lớp vỏ nhiệt độ tăng nhanh nên các loại enzym hầu như vô hoạt ngay. Còn tai những phần bên trong do nhiệt độ tăng chậm hơn nên thời gian enzym được duy trì ở nhiệt độ tối thích cho hoạt động của chúng kéo dài hơn.
f. Biến đổi cảm quan
Màu sắc
Trong suốt quá trình nướng, màu bánh sẽ chuyển dần sang màu vàng nâu, nghĩa là chuyển sang màu sắc tối hơn giảm sự phản chiếu trên bề mặt.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi màu này như :
- Phản ứng Maillard, phản ứng hoá nâu không có sự tham gia của enzym, giữa đường khử và protein ở nhiệt độ khoảng 150-1600C, trong điều kiện ẩm ướt.
- Protein trong bột nhào có từ bột mì và các thành phần khác như bột sữa, phô mai,…
- Đường khử từ các nguyên liệu như glucose syrup, syrup đường nghịch đảo, bột sữa,…
- Phản ứng tạo Dextrin của tinh bột có màu vàng ở nhiệt độ khoảng 1100
C, màu nâu ở khoảng 1600
C.
- Phản ứng Caramel của đường ở nhiệt độ khoảng 1300
C.
- Phản ứng Maillard xảy ra nhanh hơn ở môi trường kiềm nhẹ. Hầu hết phản ứng kiềm phụ thuộc vào NaHCO3, nếu chất này được bỏ ra khỏi công thức bánh thì quá trình tạo màu sẽ ít hơn. Cường độ màu của bánh phụ thuộc hàm lượng đường khử và acid amin trong bánh, hàm lượng càng cao thì màu tao ra càng đậm; nhệt độ nướng bánh cao thì màu của bánh sẽ nhanh được tạo ra và màu sẽ đậm hơn so với nướng bánh ở nhiệt độ thấp.
Mùi: do hai phản ứng Maillard và Caramel cũng tạo ra mùi thơm đặc trưng cho bánh.
6.3 Chế độ nướng bánh và phương pháp thực hiện a. Chế độ nướng bánh: được đặc trưng bằng 3 thông số
- Nhiệt độ các vùng trong buồng nướng
- Thời gian nướng
Nhiệt độ nướng, độ ẩm tương đối của hỗn hợp không khí và hơi trong buồng nướng
Giai đoạn 1
Nướng ở nhiệt dộ thấp, không quá 160oC, độ ẩm tương đối là 60 – 70%.
Độ ẩm của môi trường môi trường buồng nướng cao thì cường độ gia nhiệt lớn tạo điều kiện cho quá trình biến đổi protein, hồ hóa tinh bột và phân hủy thuốc nở.
Nhiệt độ không cao nhưng dộ ẩm tương đối của buồng nướng cao ở giai đoạn đầu tạo điều kiên tốt cho các quá trình hóa lý do đó chưa tạo cỏ trên bề mặt bánh. Ở giai đoạn này, trên bề mặt bánh xuất hiện một màng đàn hồi, màng này không ngăn cản nhiều sự phân bố không khí bên trong bánh nên làm thể tích bánh tăng một cách từ từ, do dods tạo ra một cấu trúc xốp đều, ít biến dạng.
Giai đoạn 2
Ở giai đoạn này nhiệt đọ của môi trường buồng nướng không ổn định, tăng từ từ lên tới 350 – 400oC. Độ ẩm tương đối của không khí trong buồng nướng có thể giảm xuống nên trong giai đoạn này không làm ẩm buồng nướng.
Trong giai đoạn này, biến đổi hóa lý diễn ra mạnh, protein bị biến đổi, tinh bột bị hồ hóa một phần, bột nở bị phân hủy, lượng hơi thóat ra lớn góp phần tạo cho bánh cấu trúc xốp.
Giai đoạn 3
Nhiệt độ nướng bánh hạ xuống 250oC và ổn định, kết thúc quá trình khử nước.
Thời gian nướng
Thời gian nướng của các loại bánh khác nhau thì khác nhau phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ buồng nướng, dộ ẩm bột nhào, loại bột nhào, hình dạng và trọng lượng của bánh khi nướng.
Thời gian nướng của bánh cracker thường kéo dài từ 4 – 5 phút. b. Nguyên tắc chung khi nướng
Người ta nâng nhiệt độ bánh sống một cách nhanh chóng, sau đó hạ nhiệt độ thấp hơn để quá trình tách ẩm diễn ra tốt. Thông thường, vỉ nướng được gia nhiệt trước khi xếp bánh vào.
Bánh cần loại nhiều nước, cấu trúc bánh nở xốp. Để tạo thành cấu trúc tốt nhất cho bánh nên truyền nhiệt mạnh ở giai đoạn đầu của quá trình nướng chủ yếu bằng bức xạ nhiệt và có quạt hút để cho sự lưu thông của không khí tốt hơn.. Băng tải trong lò
nướng thường làm bằng thép, nhẹ, thường sử dụng loại wire weave với khả năng truyền nhiệt rất hiệu quả. Vì vậy, tốt nhất là ở vùng thứ nhất nên gia nhiệt trực tiếp. Thời gian nâng nhiệt ở giai đoạn đầu càng nhanh, hiệu quả truyền nhiệt ở vùng đầu càng cao thì bánh càng xốp. Độ bằng phẳng của bánh chịu ảnh hưởng bởi tỉ lệ truyền nhiệt từ phía trên và phía dưới bánh trong giai đoạn đầu của quá trình nướng. Nhiệt độ phải đủ cao để có thể làm chín ở tâm bánh, thời gian nướng của loại bánh này khá nhanh, thường từ 2,5 – 5 phút.
6.4 Thiết bị
Sử dụng thiết bị nướng dạng tầng hầm (tunnel). Bánh từ băng tải được đưa vào lò để thực hiện quá trình nướng bánh. Dưới tác dụng nhiệt độ cao, ẩm trong bánh sẽ bay hơi.
Hình 16. Thiết bị nướng tunnel trong công nghiệp
Ưu điểm của lò nướng tầng hầm
- Tiêu tốn ít năng lượng điện cho quạt thông gió hay động cơ băng tải.
- Tiêu tốn ít gas
- Nhiệt tổn hao ít, tiết kiệm được 30% năng lượng
- Lưới tải có khả năng truyền nhiệt tốt
- Tự động nhập và tháo sản phẩm, không cần nhiều nhân công vận hành
- Năng suất cao
- Có thể điều khiển nhiệt độ trong lò nướng một cách chính xác.
Hình 17. Thiết bị nướng tunel
Mô tả
Thiết bị này được nung nóng bằng khí gas ( LPG hoặc gas tự nhiên ). Khả năng nung nóng nhanh và tiết kiệm năng lượng nhờ vào vật liệu được cách nhiệt tốt
Lò nướng được phân làm 2 khu vực. Nhiệt độ ở đầu và giữa là độc lập và có thể điều chỉnh hoặc được cài đặt trước. Quá trình đo đạc, cài đặt nhiệt độ được hiển thị trên một thiết bị điện tử.
Các vật liệu được cấu tạo cho phép nâng nhiệt độ lò lên tới 4000
C.
Các thông số kỹ thuật của thiết bị KL 1000 ( sử dụng khí đốt ) - Bề ngang 1,1 m - Chiều rộng 30-50m - Năng lượng sử dụng 22 Kw - Nhiệt độ đạt được 360 0 C - Năng suất 1000 kg/h
Hình 18. Cơ chế hoạt động của thiết bị tunnel
7. Quá trình tiêm nhân
7.1 Mục đích công nghệ - Tăng giá trị cảm quan. - Tăng giá trị cảm quan.
- Tăng giá trị dinh dưỡng.
- Đa dạng hóa sản phẩm.