3.2.1.1 Mục đích
Gạo trước khi đem ngâm sẽ được vo bằng nước thường nhằm làm sạch các tạp chất và một phần vi sinh vật bám ở bề mặt của gạo.
Nếu gạo không được làm sạch các tạp chất kỹ, sau khi vo gạo vẫn chưa sạch lớp cám bên ngoài thì trong quá trình ngâm, gạo sẽ mau bị chua, biến màu do sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng hóa lý khác, dẫn đến bột gạo sản xuất ra cũng sẽ bị chua và hôi, như thế kéo theo chất lượng bún thành phẩm cũng sẽ giảm sút
3.2.1.2 Phương pháp thực hiện
Trước đây, việc sản xuất bún chủ yếu là thủ công, công đoạn vo gạo phải tốn nhiều thời gian và công sức. Gạo sẽ được đựng trong thúng hoặc rổ rồi đem nhúng vào bồn nước, dùng tay đảo thật đều và phải làm nhiều lần thì gạo mới sạch được.
Hiện nay, người ta đã sáng chế ra máy để vo gạo, giúp cho công đoạn này đỡ tốn thời gian và sức lực. Gạo được đổ vào máy, đi qua một hệ thống thùng quay có trục cố định đồng thời nước chảy xuống liên tục theo gạo, gạo được quay quanh trục và chà xát vào mặt lưới nhám trên thùng quay để làm sạch gạo.
3.2.1.3 Yêu cầu
Gạo sau khi vo phải sạch cám và các tạp chất bám trên bề mặt hạt gạo.
3.2.1.4 Biến đổi
Vật lý: các tạp chất bám ở mặt ngoài của gạo được làm sạch.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
3.2.1.5 Thiết bị
Hình 3.1- Máy vo gạo
3.2.2 Quá trình ngâm [8] 3.2.2.1 Mục đích
- Chuẩn bị cho quá trình nghiền.
- Nước đi vào hạt gạo sẽ làm mềm hạt, cấu trúc hạt gạo trở nên lỏng lẻo và giảm mức độ phá hủy cấu trúc tinh bột khi nghiền.
- Làm yếu liên kết giữa các hạt tinh bột, giữa protein và tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiền.
3.2.2.2Phương pháp thực hiện
Gạo được đổ vào các thùng nhựa hoặc thiết bị ngâm kín hiện đại để ngâm. Đổ nước ngập mặt nguyên liệu. Nước dùng để ngâm gạo có thể là nước thường, nước muối hay nước ấm có nhiệt độ khoảng 40-45oC. Tỷ lệ gạo: nước thường là 1: 2. Thời gian ngâm gạo khoảng vài ngày.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 24 -
3.2.2.3Yêu cầu
Hạt gạo mềm, cầm hạt gạo trên tay ta có thể bóp nát được hạt gạo.
3.2.2.4Biếnđổi
Vật lý
- Những tạp chất bám ở mặt ngoài hạt được làm sạch lần cuối.
- Sự khuếch tán của nước vào hạt gạo làm cho hạt gạo mềm và trương nở.
- Cấu trúc nội nhũ hạt thay đổi do sự phá hủy hay làm yếu liên kết giữa các tế bào nội nhũ, giữa các hạt tinh bột và các protein trong tế bào.
Bảng 3.1- Sự biến đổi cấu trúc hạt gạo trong quá trình ngâm
Trước khi ngâm, bề mặt ngoài của hạt gạo nhẵn
Sau 10 phút ngâm ở 250C, các chất từ trong hạt gạo khuếch tán ra ngoài
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
Thời gian ngâm kéo dài (60phút) thì càng để lộ nhiều thành tế bào hơn
Thời gian ngâm càng dài thì các chất trong hạt gạo sẽ khuếch tán ra ngoài càng nhiều, bề mặt ngoài của hạt gạo
chỉ còn là thành tế bào
Bảng 3.2- Sự khuếch tán của protein, lipid và tro của hạt gạo đi vào nước ngâm
Trước khi ngâm, màng protein liên tục bao quanh các hạt tinh bột.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 26 - Sau 10 phút ngâm ở 250C, các chất tan
của hạt gạo khuếch tán ra ngoài, nước khuếch tán vào trong hạt gạo làm cho các
hạt tinh bột lớn hơn (3 – 9mm) và lộ ra các protein hình cầu có kích thước 1- 2m. Các hạt protein kết dính với nhau
trên bề mặt hạt tinh bột và lấp đầy khoảng trống giữa các hạt tinh bột.
Sau 60 phút ngâm ở 250C, màng protein liên tục không còn thấy nữa. Các lỗ hổng trên bề mặt hạt tinh bột là do sự khuếch tán của protein ra môi trường ngoài trong quá trình ngâm. Mặt khác, tương tác giữa
protein – tinh bột bị yếu đi do mất đi khung protein. Vì vậy mà ta có thể
nghiền nội nhũ được dễ dàng.
Khi ngâm, hình dạng của hạt tinh bột bắt đầu hiện rõ
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
Trong quá trình ngâm, hạt gạo hút nước và trương nở đều, làm kết cấu hạt trở nên xốp hơn, mềm hơn. Dung dịch ngâm tác động làm thủy phân các hạt protein bao quanh hạt tinh bột, liên kết giữa các phân tử tinh bột lỏng lẻo hơn, đồng thời các chất trong hạt gạo như lipid, tro cũng khuếch tán ra môi trường ngoài, nước khuếch tán vào hạt gạo làm cho nội nhũ trở nên lỏng lẻo, điều này sẽ thuận lợi cho quá trình nghiền. Vì vậy mới có thể tạo ra được bột mịn mà mức độ vỡ hạt tinh bột thấp nhất.
Hóa lý: Độ ẩm của hạt gạo tăng lên do nước đi vào hạt gạo khá nhiều.
Sinh học
Trong quá trình ngâm, do protein, lipid, khoáng và một số chất tan trong nước của hạt gạo khuếch tán vào môi trường nước ngâm tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Các nhóm vi sinh vật chính phát triển trong gạo ngâm là vi khuẩn lạctic và nấm mốc thủy phân tinh bột. Tuy nhiên, sự phát triển này có thể được hạn chế nếu có mặt của muối trong nước ngâm. Chính do có hiện tượng thủy phân tinh bột của vi sinh vật nên tính chất của bột gạo sau khi ngâm có lên men sẽ khác với bột gạo ban đầu. Nhiệt độ hồ hoá tinh bột giảm và đặc biệt là độ nhớt của hồ tinh bột giảm mạnh
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 28 -
Bảng 3.3- Sự khác biệt về nhiệt độ hồ hóa và độ nhớt dung dịch hồ hóa cùa bột gạo lên men và không lên men
Loại gạo
Tính chất
Gạo lên men Gạo không lên men Nhiệt độ hồ hóa
- Nhiệt độ bắt đầu trương nở
- Nhiệt độ trương nở tối đa
72,14 91,7
73,16 93,2
Độ nhớt
- Độ nhớt khi trương nở tối đa -Độ nhớt dung dịch còn nóng -Độ nhớt dung dịch khi nguội 3123 1466 2951 3946 2195 4139
Hóa sinh: Độ chua tăng do các vi sinh vật đã biến đổ đường thành acid, đặc biệt là vi khuẩn lactic chuyển đường thành acid lactic.
Hóa học: sự biến đổi cấu trúc hạt tinh bột, quá trình ngâm gạo có sự phát triển khá nhiều của vi khuẩn lactic, tạo vị chua cho gạo, đây cũng có thể xem như là quá trình lên men hạt gạo. Đồng thời, trong quá trình này sẽ tạo ra các enzym thủy phân tinh bột, làm biến đổi cấu trúc hạt tinh bột.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
Hình 3.3- Sự biến đổi cấu trúc hạt tinh bột trước và sau khi ngâm
Hình chụp dưới kinh hiển vi điện tử cũng cho thấy bề mặt hạt tinh bột gạo sau lên men không trơn nhẵn mà có nhiều lỗ, điều này chứng tỏ đã xảy ra hiện tượng thủy phân các phân tử tinh bột nằm trên bề mặt hạt.
3.2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình ngâm gạo [8]
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo: Có 2 yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo đó là nhiệt độ và thời gian ngâm. Hai yếu tố này phụ thuộc vào nhau.
Nhiệt độ
- Khi nhiệt độ tăng, nước khuếch tán vào hạt gạo càng nhiều, thời gian ngâm càng ngắn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ ngâm quá cao sẽ dẫn đến sự hồ hóa tinh bột, làm cho khối gạo ngâm trở nên nhão, dính gây khó khăn cho quá trình nghiền.
- Nếu nhiệt độ ngâm quá thấp, sự khuếch tán của nước vào trong hạt gạo sẽ chậm, thời gian ngâm kéo dài tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 30 -
Hình 3.4- Sự hấp thu nước của hạt gạo ở nhiệt độ 250C (vòng tròn trắng) và 50C (vòng tròn
đen)
Sự khuếch tán của nước vào hạt gạo tăng khi nhiệt độ tăng, do đó nước khuếch tán vào hạt gạo ở 250C nhanh hơn nước đi vào hạt gạo ở 50C. Trong quá trình ngâm, protein, lipid và tro của hạt gạo đi vào nước ngâm.
Bảng 3.4- Thành phần của hạt gạo sau khi ngâm ở 250C và 50C
Đơn vị: (% khối lượng chất khô)
Thời gian ngâm Protein Lipid Tro
Ở 250C (tính phút) 0 7,49 0,17 0,51 0,02 0,48 0,01 10 7,42 0,21 0,51 0,07 0,48 0,02 20 7,36 0,32 0,49 0,16 0,48 0,16 30 7,31 0,10 0,47 0,02 0,45 0,02 60 7,16 0,21 0,46 0,08 0,43 0,06 120 7,14 0,09 0,43 0,03 0,37 0,04 240 7,06 0,06 0,45 0,02 0,36 0,03 480 7,02 0,14 0,40 0,02 0,34 0,02 Ở 50C (tính giờ) 3 7,43 0,08 0,51 0,01 0,45 0,03
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi 6 7,37 0,04 0,51 0,03 0,44 0,05 12 7,37 0,07 0,47 0,01 0,43 0,01 24 7,40 0,18 0,50 0,02 0,44 0,03 48 7,17 0,12 0,41 0,05 0,40 0,02 72 7,11 0,09 0,39 0,03 0,38 0,02 96 7,16 0,13 0,36 0,04 0,32 0,04 120 7,21 0,10 0,34 0,07 0,35 0,03 144 6,95 0,11 0,28 0,11 0,22 0,44 168 6,97 0,21 0,27 0,06 0,23 0,07
Cùng hàm ẩm trong hạt gạo sau khi ngâm, ở 250C trong 1h (60ph) và ở 50C trong 1 ngày (24h), thì ở 250C protein, lipid, và tro đi vào nước ngâm nhiều hơn nên lượng protein, lipid và tro trong hạt gạo thấp hơn so với ở 50C. Tuy nhiên, kết thúc quá trình ngâm, protein trong hạt gạo được ngâm ở 50C lại thấp hơn protein trong hạt gạo được ngâm ở 250C. Khoảng 50% lipid và tro từ hạt gạo đi vào nước ngâm ở 50C, và dưới 30% lipid và tro đi vào nước ngâm ở 250C, điều này do bởi thời gian ngâm quá dài.
Thời gian
- Thời gian càng dài, nước khuếch tán vào hạt gạo càng nhiều, đồng thời protein, lipid, khoáng cũng sẽ thoát ra môi trường ngoài nhiều. Vì thế, sẽ làm tổn thất các chất tan, đồng thời tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. - Thời gian ngâm ngắn quá, lượng nước vào hạt gạo không đủ làm mềm hạt
gạo nên khi nghiền sẽ gia tăng mức độ phá vỡ cấu trúc các hạt tinh bột dẫn đến làm giảm chất lượng của bún thành phẩm.
Lượng nước ngâm gạo
- Lượng nước ngâm ít thì hạt gạo không trương nở hết, gạo chưa đủ mềm ảnh hưởng đến chất lượng của bột sau khi nghiền.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 32 -
Nồng độ muối ( nếu có)
- Nồng độ muối thích hợp sẽ ức chế được vi sinh vật đồng thời góp phần tăng liên kết mạng không gian với các hạt tinh bột làm tăng độ dai cho sợi bún thành phẩm.
- Tuy nhiên, nếu nồng độ muối cao, áp suất thẩm thấu tăng, nước khó đi vào hạt gạo làm cản trở khả năng trương nở của hạt, hơn nữa cũng có thể làm cho bột gạo có vị mặn. Nếu nồng độ muối thấp quá khó có thể ức chế được vi sinh vật phát triển.
Các yếu tố trong quá trình ngâm ảnh hưởng chất lượng bột
Ảnh hưởng của hàm ẩm đến kích thước bột: hàm ẩm của gạo sau khi ngâm càng cao thì kích thước bột sau khi nghiền càng thấp
Hình 3.5- Kích thước của bột gạo phụ thuộc vào hàm ẩm của hạt gạo
Ảnh hưởng của hàm ẩm đến mức độ vỡ hạt tinh bột: hàm ẩm càng cao, mức độ gãy vỡ tinh bột càng giảm.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
Hình 3.6- Ảnh hưởng của hàm ẩm đến mức độ vỡ hạt tinh bột
3.2.2.5Thiết bị
Hình 3.7- Thiết bị ngâm gạo
3.2.3 Quá trình nghiền ướt [15] 3.2.3.1 Mục đích 3.2.3.1 Mục đích
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 34 -
3.2.3.2 Yêu cầu
- Kích thước bột: 100 - 150m
- Mức độ phá hủy hạt tinh bột: thấp nhất để các sợi amylose đủ dài để có thể tạo sợi tốt. - Bột gạo sau khi xay phải đồng nhất và mịn.
3.2.3.3 Phương pháp thực hiện
Ứng dụng lưc ma sát giữa hạt và hạt và hạt với thiết bị để làm vỡ hạt. Thiết bị thường dùng là dạng thớt cối. Gạo sẽ được đưa qua một lỗ nhỏ và rơi xuống nằm giữa hai thớt đá, nhờ vào sự chuyển động của một thớt đá tạo ra sự ma sát với thớt đá còn lại làm cho gạo bị nghiền mịn. Trong trường hợp gạo đã đươc ngâm mềm, các hạt tinh bột gạo sẽ có khuynh hướt trượt ra khỏi khung của protein, và mức độ phá hủy hạt tinh bột thấp.
3.2.3.4 Biến đổi
Vật lý
- Giảm kích thước hạt gạo.
- Tăng nhiệt độ của khối nguyên liệu do ma sát
Hóa học: tăng hàm ẩm của khối nguyên liệu do quá trình nghiền có bổ sung thêm nước
Hóa sinh: Khi phá vỡ tế bào, các enzyme trong tế bào cũng được giải phóng và có điều kiện hoạt động, nhất là các enzyme thủy phân tinh bột, tuy nhiên do enzyme trong nội nhũ gạo cũng không đáng kể, do đó các phản ứng hóa sinh diễn ra cũng không đáng kể.
Sinh học: vi khuẩn lactic tiếp tục phát triển tạo cho bún có mùi chua đặc trưng.
3.2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình nghiền [15]
Các yếu tốảnh hưởng đến quá trình nghiền
Hàm ẩm của hạt: Hàm ẩm là nhân tố chính ảnh hưởng đến kích thước của bột mặc dù nhiệt độ ngâm khác nhau. Điều này có thể do nước đi vào càng nhiều cấu trúc của hạt gạo càng mềm, vì vậy khi nghiền tạo ra được bột có kích thước nhỏ và mức độ phá hủy cấu trúc hạt tinh bột thấp.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
Hình 3.8- Kích thước trung bình của bột gạo khi hàm ẩm thay đổi
Hình 3.9- Ảnh hưởng của hàm ẩm đến mức độ vỡ hạt tinh bột
Phương pháp nghiền
- Phương pháp nghiền khô. - Phương pháp nghiền ướt.
Chương 3. Tìm hiểu qui trình sản xuất bún tươi
- 36 -
Bề mặt của thớt đá nghiền: Độ cứng, nhám và hình dạng của các rãnh trên bề mặt thớt đá là những yếu tố quyết định chính trong quá trình nghiền vì nó quyết định đến độ đồng đều và kích thước của các hạt sau khi nghiền.
Các yếu tố trong quá trình nghiền ảnh hưởng chất lượng bún
Kích thước bột
Kích thước của bột càng nhỏ thì cấu trúc của sợi bún càng tốt, tức là bún có cấu trúc vững chắc, ít dính và độ đàn hồi cao hơn. Do hạt tinh bột đi từ bột có kích thước nhỏ hơn sẽ cho quá trình hồ hóa tốt hơn so với bột có kích thước lớn hơn vì bột có kích thước nhỏ thì nước đi vào vùng trung tâm của bột sẽ nhiều hơn và quá trình truyền nhiệt diễn ra cũng nhanh và tốt hơn.
Bột có kích thước càng nhỏ, nhiệt độ hồ hóa, enthalpy hồ hóa càng thấp, độ nhớt của paste, độ nhớt đầu và nhớt đỉnh càng cao, chứng tỏ rằng tỉ lệ tinh bột được hồ hóa càng cao. Lượng tinh bột được hồ hóa đóng vai trò rất quan trọng trong cấu trúc của sợi bún vì các phân tử tinh bột sẽ liên kết với nhau để tạo sợi trong suốt quá trình ép đùn, và tinh bột được hồ hóa càng nhiều thì sẽ cải thiện được chất lượng nấu cũng như cấu trúc của bún đến mức tối ưu..