Công nghệ sản xuất bánh donut có hàm lượng béo thấp:
Quá trình nướng:
Mục đích:
Chế biến: làm chín sản phẩm
Bảo quản: tiêu diệt các vi sinh vật, hệ enzymes có trong bánh sống. Ngoài ra khi nướng, độ ẩm của bánh giảm xuống thuận lợi cho quá trình bảo quản
Hoàn thiện: tạo màu sắc, hương vị thơm ngon cho sản phẩm.
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 70oC. 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, ở cuối giai đoạn nướng đạt tới 106 – 108o
C.
Như vậy trong suốt quá trình nướng bánh 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.
Thể tích:
Bánh tăng 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 ở nhiệt độ cao cấu trúc của sản phẩm biến đổi đáng kể. Đó là sự tạo thành cấu trúc mao xốp và sự hình thành vỏ. Protein và tinh bột đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành mao xốp. Lớp vỏ được hình thành do sự trao đổi ẩm giữa môi trường và sản phẩm nướng. Khi cường độ bay hơi ẩm trên bề mặt xảy ra mạnh mẽ và lớp tinh bột bên ngoài đã được hồ hoá phần nào, sự chuyển ẩm đến bề mặt sẽ không đủ bù lượng ẩm mất đi, bề mặt sẽ khô dần tạo thành lớp vỏ cứng. Sự tạo thành lớp vỏ cứng sẽ hạn chế sự tăng thể tích và quá trình bốc hơi ẩm khi nướng do đó vỏ được hình thành sớm hay muộn cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Hóa lý: Sự bốc hơi nước, giảm độ ẩm
Độ ẩm:
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 – 400C) 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.
o Giai đoạn 2: Đặc trưng tốc độ bốc hơi cố định
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.
o 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.
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 100oC, 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.
Hóa 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 acid amin, protein, 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.
Vi sinh: Vi sinh vật bị tiêu diệt
Khi nhiệt độ của sản phẩm tăng lên quá 60 độ protein bắt đầu đông tụ, vi sinh vật bị tiêu diệt gần như hoàn toàn sau khi nướng, do đó kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm.
Sự tăng nhiệt độ trong khi nướng sẽ ảnh hưởng đén hoạt động của các enzyme trong nguyên liệu. Tại lớp vỏ nhiệt độ tăng nhanh nên các loại enzyme hầu như vô hoạt ngay. Còn tai những phần bên trong do nhiệt độ tăng chậm hơn nên thời gian enzyme được duy trì ở nhiệt độ tối thích cho hoạt động của chúng kéo dài hơn
Cảm quan: Bánh thơm, có màu vàng 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 Maillar, phản ứng hoá nâu không có sự tham gia của enzyme, giữa đường khử và protein ở nhiệt độ khoảng 150-160oC, trong điều kiện ẩm ướt.
Phản ứng tạo Dextrin của tinh bột có màu vàng ở nhiệt độ khoảng 110oC, màu nâu ở khoảng 160o
C.
Phản ứng Caramel của đường ở nhiệt độ khoảng 130o
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.
Thông số:
Nhiệt độ nướng: 210-280ºC, tốt nhất là 235ºC
Thời gian nướng: tùy kích thước bánh mà thờigian từ 4-9 phút. Đối với bánh có khối lượng 40-45g thì thới gian nướng từ 6,5-7,5 phút.
Nhiệt độ của chất béo phun vào giữa quá trình nướng : 65-100 ºC, tốt nhất là 80 ºC.
Thiết bị:
Hình: Hệ thống nướng Tunel
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.
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 400o
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 0C Năng suất 1000 kg/h
Cơ chế hoạt động: như hình sau: