Tái xử lý olygosaccharide
6.3.2. Ứng dụng enzyme trong công nghệ sản xuất bánh mì
Các loại hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa nước, bắp, khoai mì như là những nguồn ngun liệu chính để làm bánh. Trong đó, chỉ có bột từ lúa mì mới là ngun liệu chính để sản xuất bánh mì. Bánh mì như là một loại lương thực chính của các nước châu Mỹ và
châu Âu. Trong vài thập niên gần đây, bánh mì được coi như một khẩu phần trong lương thực của Việt Nam.
Trong sản xuất bánh mì, enzyme được xem như một chất phụ gia cho vào quá trình làm bánh để làm tăng chất lượng bánh mì, người ta sừ dụng enyme amylase nhằm giải quyết các vấn đề sau:
Làm tăng nhanh thể tích bánh
Làm màu sắc của bánh đẹp hơn
Làm tăng mùi thơm cho bánh
Sự tác động tương hỗ giữa khả năng chuyển hóa của enzyme cho vào q trình chế biến và sự hoạt động của nấm men sẽ làm tăng nhanh chất lượng bánh và đảm bảo nhựng mục đích trên.
Trong sản xuất bánh mì, người ta sử dụng cả α-amylase và cả β-amylase. Các loại enzyme này tham gia thủy phân tinh bột để tạo thành đường. Nhờ đó nấm men
Saccharomyces cerevisiae sẽ dễ dàng chuyển hóa chúng thành cồn, CO2, làm tăng thể tích
của bánh và tạo ra màu sắc, hương vị tốt cho bánh.
Nguồn enzyme amylase thường được sử dụng là từ malt. Tuy nhiên trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu malt dần dần được thay thế bằng nguồn nguyên liệu từ nấm sợi. Các chế phẩm enzyme từ nấm sợi có ưu điểm là trong chế phẩm này không chỉ chứa amylase mà còn chứa protease và một số enzyme khác rất có lợi cho q trình lên men. Trong khi đó, malt chủ yếu chứa amylase cịn protease và những enzyme khác không đáng kể. Chế phẩm enzyme từ nấm sợi chủ yếu thu nhận từ Aspergillus oryzae. Enzyme amylase từ nấm sợi có pH hoạt động tối ưu là 4,5-5,5.
Ngồi ra, người ta cịn sử dụng enzyme lipoxygenase từ đậu nành để tăng khả năng làm trắng bột, phospholipase từ nguồn động vật, hemicellulose để làm tăng chất lượng bột.
Tùy theo hoạt tính enzyme và điều kiện xử lý bột, người ta thường cho lượng enzyme khác nhau. Thông thường lượng enzyme cho vào bột để làm bánh mì, bánh nổ là 2g/100kg bột, bánh biscuit là 15g/100kg bột. Tiêu chuẩn enzyme đưa vào xử ký các loại bột để làm bánh như sau:
Khả năng đường hóa: 150uI/g
Khả năng phân giải protein: 7uI/g
Trong quá trình sử dụng chế phẩm enzyme, người ta cho sulfat amon vào bột như một chất đệm cho enzyme hoạt động của amylase. Trong trường hợp muốn protease hoạt động mạnh, người ta lại sử dụng chất đệm là ammonium phosphate. Người ta thường tạo chất đệm cho amylase bằng cách trộn lượng amylase và tinh bột theo tỷ lệ 1:1. Hỗn hợp này có tác dụng làm ổn định hoạt tính enzyme. Theo cách này hoạt tính enzyme khơng thay đổi trong một năm bảo quản. Hỗn hợp enzyme và ammonium sulfate này khi cho vào bột để làm bánh, chất lượng bánh sẽ tăng lên rất nhiều ( tăng thể tích, độ xốp, tăng khả năng giữ hình bánh, tăng mức ổn định cấu trúc ruột bánh và làm giảm quá trình làm khơ của bánh). Ngồi ra, khi sử dụng chế phẩm enzyme sẽ làm giảm tiêu hao nấm men lỏng đến 20%. Các kết quả nghien cứu động học của các phản ứng xảy ra trong sản xuất bánh mì cho thấy rằng, lượng đường có sẵn trong bột mì khơng đủ cho sự chuyển hóa hóa học cũng như chuyển hóa sinh học để đảm bảo chất lượng của bánh mì.
Mặt khác, chất lượng của bánh mì khơng chỉ phụ thuộc vào lượng CO2 tạo ra nhiều hay ít, mà cịn phụ thuộc vào động thái của q trình tạo ra nó. Nếu lượng khí CO2 tạo ra chỉ từ lượng đường có sẵn trong bột mì thì lượng CO2 này sẽ đạt cực đại ở giờ đầu tiên và giờ thứ 2 của q trình lên men, sau đó lượng khí sẽ giảm, bánh mì sẽ khơng đảm bảo chất lượng. Trong cơng nghệ sản xuất bánh mì, lượng CO2 phải được tạo ra liên tục từ giờ đầu tiên đến giờ cuối cùng của quá trính sản xuất. Đặc biệt là quá trình tạo ra CO2 phải được ổn định 10-15 phút đầu khi đưa bánh mì vào lị nướng.
Khi trong bột có β-amylase hoạt động thì tạo thành CO2 trong quá trình chuẩn bị bột nhào xảy ra theo chiều hướng tăng và đạt cực đại ở giờ thứ tư của quá trình lên men. Quá trình này rất thuận lợi và hoàn toàn phù hợp với những yêu cầu kỹ thuật của sản xuất bánh mì. Như vậy, sự duy trì sự tạo thành khí liên tục như vậy là do hoạt động enzyme amylase ta đưa vào bột trong q trình nhào bột.
Điều này hồn tồn khác với trường hợp là cho đường vào bột nhào. Nếu cho đường vào bột nhào thì quá trình lên men sẽ xảy ra rất mãnh liệt ở những giai đoạn đầu của q trình lên men. Sau đó, lượng khí sẽ giảm dần. Sự lên men mạnh ở giai đoạn đầu sẽ làm
thay đổi cấu trúc vật lý của khối bột và sẽ tạo ra màu, mùi không tốt cho sản phẩm. Ở đây cũng cần được làm rõ hơn ảnh hưởng của từng loại đường được tạo ra trong hoạt động của enzyme đối với chất lượng bánh. Trong q trình chuyển hóa tinh bột có trong bột mì, một loạt các đường được tạo thành như glucose, fructose, maltose. Trong đó, maltose có ý nghĩa quan trọng nhất đối với chất lượng bánh mì.
Ý nghĩa quan trọng của việc sử dụng chế phẩm enzyme trong sản xuất bánh mì là khi ta sử dụng enzyme, nhờ hoạt động của nó mà lượng đường được tạo thành từ từ, không tập trung quá nhiều ở giai đoạn đầu hoặc ở giai đoạn cuối của q trình nhào bột. Chính vì thế, enzyme như một chất điều hịa rất có hiệu quả cho quá trình lên men, tạo CO2 trong suốt quá trình kỹ thuật. Như vậy, ở một góc độ nào đó ta sử dụng enzyme trong sản xuất bánh mì như một yếu tố điều khiển kỹ thuật cho quá trình sản xuất này.
Các enzyme thủy phân protein (Protease) được ứng dụng như một tác nhân làm giảm độ nhớt trong bột nhào. Nhờ đó bột nhào sẽ có đủ điều kiện thuận lợi nhất cho sự phát triển của nấm men và quá trình tạo ra CO2 vừa ổn định vừa cao, đảm bảo cho việc tạo thành các phản ứng melanoidin trên vỏ bánh, khi nướng bánh sẽ đẹp hơn mẫu bánh khơng có protease. Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng , nếu ta sử dụng protease có hoạt tính q mạnh, cấu trúc gluten sẽ bị phá hủy và khi đó khả năng giữ CO2 sẽ giảm, cấu trúc bánh sẽ rất dễ bị thay đổi, bánh có nở nhưng sẽ nhanh chóng teo lại khi nhiệt độ bánh trở về nhiệt độ thường của phòng.
Trong sản xuất bánh mì, người ta thường sử dụng protease acid của nấm sợi. Cũng là chế phẩm của protease nấm sợi, protease của nấm sợi từ phương pháp nuôi cấy bề mặt có ưu điểm hơn protease của nấm sợi ni cấy bề sâu ( ni cấy chìm).
Cơng nghệ sản xuất bánh mì ở một số nước có sử dụng các chế phẩm enzyme sau:
Ở Nga, người ta sử dụng chế phẩm có tên thương mại là Amilorizin-P810X.
Ở Mỹ, hầu hết các xí nghiệp sản xuất bánh mì có sử dụng enzyme. Các chế phẩm enzyme của Mỹ thường có dạng hạt. Hãng sản xuất chế phẩm enzyme dùng cho bánh mì lớn nhất ở Mỹ là hang Rom và Khaac. Hãng này sản xuất chế phẩm enzyme có tên thương mại là GUMASE NR-150.
Ở Anh, người ta sử dụng các chế phẩm enzyme amylase chủ yếu từ nấm sợi Aspergillus
oryzae bằng phương phap ni cấy chìm. Các enzyme protease và amylase thường được
tách riêng biệt. Khi sử dụng, họ thường sử dụng liều lượng rất chính xác từng loại enzyme.
Ở Nhật, bánh mì khơng phải là dạng lương thực chính nhưng những cơ sở sản xuất bánh mì ứng dụng các enzyme rất hiệu quả. Điểm đặc biệt là trong công nghệ sản xuất bành mì ở Nhật là ở nước này không chỉ là nước châu Á đầu tiên sử dụng enzyme mà cũng là nước sử dụng nhiều loại enzyme nhất. Các chế phẩm enzyme sử dụng để sản xuất bánh mì tai Nhật thường là hỗn hợp enzyme amylase và protease.