C 6H12O6 = 2O2 + 22H5OH +Q
7.3.2.3. Các biến đổi của bột nhào trong quá trình lên men
a. Sự tăng thể tích khối bột nhào
Trong thời gian đầu của quá trình lên men bột nhào, nấm men sử dụng lượng đường đơn cĩ sẵn trong bột mì như glucose, fructose, tạo thành rượu etylic và khí CO2 , theo phương trình phản ứng sau:
C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + Q
Sau đĩ, do tác dụng của enzyme maltase cắt maltose thành hai phân tử glucose; enzyme saccharase cắt saccharase thành glucose và fructose; nấm men sử dụng đến các đường đơi như saccarose, maltose, rồi mới tới các trisaccarit.
Do hàm lượng đường cĩ sẵn trong bột thấp, mặt khác thời gian đầu nấm men cịn cần thích nghi với mơi trường, vì thế lượng CO2 sinh ra ít, thể tích khối bột thay đổi khơng nhiều.
Khi nấm men đã sử dụng hết lượng đường cĩ sẵn trong bột mì thì enzyme amylase bắt đầu thủy phân tinh bột để tạo thành đường maltose, cung cấp nguyên liệu cho quá trình lên men. Thời gian này tốc độ tăng sinh khối của nấm men cao vì nấm men đã thích nghi với mơi trường, điều kiện thức ăn lại đầy đủ do phản ứng thủy phân tinh bột cung cấp. Sau thời gian lên men 2 3h, khối bột trở lên xốp, thể tích tăng 2 2,5 lần so với thể tích ban đầu. Chính CO2 được tích tụ lại làm nở bột nhào.
Ngồi lượng CO2 do lên men rượu cịn cĩ một lượng CO2 hình thành bởi quá trình lên men lactic do vi khuẩn lactic gây ra. Sau ba giờ lên men thì thể tích của khối bột hầu như khơng tăng nữa mà xuất hiện sự chảy nhão của bột nhào vì khung gluten bị căng quá nên rách.
Khi bột nhào khơ quá cũng khơng giữ được khí làm nở bột, vì gluten khơng đủ nước để trương nở triệt để, khung gluten khơng đủ vững chắc.
b. Sự thay đổi hĩa sinh của khối bột nhào
Trong quá trình lên men bột nhào, tinh bột bị biến đổi do tác dụng của amylase và protid bị biến đổi do tác dụng của proteaza.
Enzyme amylase thủy phân tinh bột thành đường maltose, làm nguồn nguyên liệu cho nấm men chuyển hĩa đường thành các sản phẩm trung gian, cuối cùng là rượu và
CO2 . Các sản phẩm trung gian như axit lactic, axit axetic, các este phức tạp, andehyd … tạo lên sự biến đổi mùi của bột khi lên men, khi nướng sẽ cho bánh mì cĩ hương vị thơm ngon. Enzyme amylase hoạt động mạnh thì nguồn thức ăn cung cấp cho nấm men dồi dào, khí CO2 tích tụ nhiều, khối bột nở cao thành, mùi bột lên men thơm đặc trưng.
Enzyme proteaza thủy phân protein thành các axid amin, là nguyên liệu tham gia phản ứng melanoidin làm cho vỏ bánh cĩ màu vàng đẹp khi nướng. Nhưng nếu proteaza hoạt động mạnh thì gluten bị nát vụn, do đĩ khả năng giữ khí của bột kém, khối bột khi nở bị bè ra, bánh ít nở, ruột bánh ướt.
Trạng thái hệ protein – proteaza dặc trưng cho khả năng giữ khí của bột; cịn trạng thái của hệ glucid – amylase đặc trưng cho khả năng sinh đường và tạo khí. Chúng cĩ mối quan hệ mật thiết và hỗ trợ nhau.
c. Sự thay đổi pH
Đồng thời với quá trình lên men của nấm men bao giờ cũng cĩ quá trình lên men của vi khuẩn Lactic, vì trong khơng khí, trong bột mì và một số nguyên liệu khác luơn cĩ chứa vi khuẩn lactic. Quá trình lên men lactic trong bột nhào gồm cĩ vi khuẩn lactic thuần khiết và vi khuẩn lactic tạp. Loại vi khuẩn lactic thuần khiết chỉ phân hủy đường tạo thành axit lactic theo phương trình sau:
C6H12O6 2CH3CHOHCOOH
Lên men lactic tạp ngồi tạo ra axit lactic, cịn cĩ các axit khác như axetic, oxalic, focmic,… vì thế, nếu lên men ở nhiệt độ cao ( 35oC), bột rất chĩng bị chua, làm cho pH của khối bột nhào giảm dần. Thường khống chế sao cho khi kết thúc quá trình lên men, độ chua của bột khoảng 4 – 50. Lượng men ban đầu sử dụng quá nhiều cũng dẫn tới tăng độ axit của khối bột nhào, ảnh hưởng tới quá trình keo hĩa, đến sự sống của các vi sinh vật, ảnh hưởng tới lượng rượu được tạo ra khi lên men và ảnh hưởng tới mùi vị của bánh mì.
d. Sự tăng nhiệt độ
Khi kết thúc quá trình lên men, nhiệt độ của khối bột nhào tăng lên từ 0,5 20
C, phụ thuộc vào lên men khối lớn hay nhỏ. Đĩ là kết quả của quá trình tăng sinh khối nấm men do tăng cường trao đổi chất, làm phát sinh nhiệt lượng. Mặt khác, khi lượng CO2 tích tụ ngày càng tăng thì khơng gian xung quanh “túi” khí này cũng bị đốt nĩng lên do hiệu ứng nhà kính mà CO2 gây ra. Khi nhiệt độ của mơi trường thấp thì lượng nhiệt sinh ra trong q trình lên men cần được tích tụ để bảo đảm nhiệt độ cần thiết cho nấm men hoạt động, vì thế người ta lên men khối lớn. Ngược lại khi nhiệt độ mơi trường cao người ta cần dùng nước lạnh để nhào bột, nhằm giảm nhiệt do ma sát trong quá trình nhào sinh ra, tránh hiện tượng bột nhào khi lên men quá nĩng gây chua bột.
Trong quá trình lên men bột nhào, hàm lượng đường biến đổi liên tục. Hàm lượng đường glucoza giảm rất nhiều ở cuối giai đoạn lên men, cịn đường fructoza giảm với mức độ ít hơn; cịn đường maltoza liên tục được tạo ra do tác dụng của enzym amilaza.