Báo cáo Quá trình nhào trộn lên men bánh mỳ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC QUÁ TRÌNH NHÀO TRỘN LÊN MEN BÁNH MỲ GVHD : Trần Thị Thu Trà SVTH: HC07TP 2010 Mục lục Giới thiệu quy trình sản xuất bánh mỳ Hiện nay công nghệ sản xuất bánh mì ở các nước đã phát triển tới mức khá hoàn chỉnh với nhiều qui trình khác nhau tùy theo loại bánh và trang thiết bị. Nói chung các qui trình đều gồm các giai đoạn chủ yếu theo sơ đồ. Nguyên liệu Nhào trộn Lên men Tạo hình Lên men kết thúc Nướng Sản phẩm Hình 1. Các giai đoạn chính trong công nghệ sản xuất bánh mì Các công đoạn trong qui trình sản xuất đều ảnh hưởng tới chất lượng bánh, nhưng chất lượng nguyên liệu, giai đoạn nhào bột, chế độ lên men và chế độ nướng ảnh hưởng quyết định hơn cả. Nguyên liêu sản xuất bánh mỳ Bột mỳ Bột mì đưa vào nhà máy hay các cơ sở sản xuất bánh mì thường có tính chất nướng bánh rất khác nhau tùy vào hạng bột. Muốn đảm bảo sản cuất ra bánh mì có chất lượng đông đều thì phải trộn các loại bột đó với nhau. Tỉ lệ phổi trộn phải căn cứ vào chất lượng của bột và yêu cầu của bánh. Trước khi quyết định tỉ lệ phối trộn phải xác định chất lượng của bột mì. Các chỉ số chất lượng bao gồm: vị, mùi, vi sinh vật, hàm lượng các tạp chất sắt và độ ẩm. Bột phải không có mùi vị lạ, không bị nhiễm vi sinh vật, hàm lượng tạp chất sắt không quá 3 mg/kg bột. Độ ẩm của bột phải nhỏ hơn 13 – 13,5%. Bảng 1. Các chỉ tiêu chất lượng của bột mì Các chỉ số Bột mì tỉ lệ thu bột 75% Bột mì tỉ lệ thu bột 80% Độ tro không quá, % 0,8 1,0 Hàm lượng gluten ướt, % 27 28 Tỉ lệ trên sàng 29 mắt/cm, % - 0,5 Tỉ lệ trên sàng 32 mắt/cm 0,5 không quá 3,0 Tỉ lệ trên sàng 38 mắt/cm không quá 3,0 - Tạp chất cát, sạn không quá, % 0,03 0,03 Nấm men Chủng nấm men để sản xuất bánh mì thuộc loài Saccharomyces Cerevisiae. Ưu điểm: Nấm men Saccharomyces Cerevisiae có enzym Invertase có khả năng nghịch đảo đường thủy phân tiếp đường kép thành đường đơn. Ngoài ra nó còn chứa enzyme dehydrogenase chuyển đường thành cồn (tách hydro). Đường thẩm thấu cào tế bào nấm men chuyển thành cồn và CO2 tồn tại bên trong tế bào nấm men. Men bánh mì được sử dụng trong sản xuất bánh mì, bánh ngọt và các loại bánh làm từ bột nhào dùng trong gia đình. Để sản xuất bánh mì trắng, người ta vẫn cần một tỉ lệ nấm men là 2% với các loại bánh ngọt nhỏ cần 3 – 5 % , bánh sữa 4 – 5% (so với lượng bột). Bảng 1. Thành phần trung bình của nấm men bánh mì như sau Nước 68 – 75% Protid 13.0 – 14.0% Glycogen 6.8 – 8.0% Cellulose 1.8% Chất béo 0.9 – 2.0% Chất tro 1.77 – 2.5%  Ngoài ra còn có nhiều chất khác như vitamin D, B1, B2, B6, PP, acid pantotenic, acid folic và biotin (chất kích thích sinh trưởng mạnh), các chất khoáng như K, P, Mg, Ca, Fe và một số nguyên tố vi lượng khác. Trong bột nhào, quá trình lên men xảy ra ở điều kiện yếm khí theo phản ứng:  C6H12O6 = CO2 + 2C2H5OH + Q CO2 làm nở bột nhào và là nguyên nhân làm cho ruột bánh có cấu tạo xốp.Trong sản xuất bánh mì có thể dùng nấm men dạng ép, dạng khô, hay dạng lỏng. Thường men ép và men khô có nhà máy hoặ phân xưởng riêng đẻ sản xuất, men lỏng do nhà máy bánh mì tự sản xuất. Nguyên liệu sản xuất men ép chủ yếu là mật rỉ của nhà máy đường. Mật rỉ chứa không đầy đủ photphat, nitơ và các chaát cần thiết cho sự phát triển của tế bào nấm men, vì thế khi nuôi cấy phải bổ sung thêm chất dinh dưỡng. Nấm men ép phải có màu vàng xám, độ ẩm không quá 75%, thời gian làm nở bột nhào phải dưới 75 phút. Sau 10 ngày bảo quản, độ acid (đơn vị đo: số mg CH3COOH/ 100g nấm men) không vượt quá 360. Men khô được chế biến từ men ép. Độ ẩm của men khô phải không quá 11-12%, lực nở không quá 110 phút. Men lỏng có thể sản xuất theo nhiều phương pháp khác nhau, tùy theo môi trường thức ăn cho tế bào men. Khi dùng nấm men lỏng để lên men bột nhào phải lưu ý đến hàm lượng nước trong nấm men lỏng để tránh bột nhào bị nhão. Nước Nước dùng để trộn bột nhào là nước ăn uống bình thường. Nước uống được phải không màu, trong suốt, không có NH3, H2S hoặc acid từ nitơ. Trong nước uống phải không có vi sinh vật gây bệnh. Các chỉ số về độ sạch của nước phải theo đúng tiêu chuẩn của nhà nước. Độ cứng của nước có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất bánh mì. Các muối trong nước cứng làm cho gluten chặt lại, nhưng vị của nước cứng không ngon và nước này không dùng được trong công nghiệp bánh mì. Độ cứng của nước thường quy định không quá 7 - 9 miligam đương lượng trong 1 lít. Muối ăn Tùy theo loại bánh mà trong thành phần sản xuất có 1-2.5% muối ăn so với khối lượng bột. Muối ăn không những làm tăng vị của bánh mà còn có tác dụng làm chắc gluten, đồng thời ức chế một số vi sinh vật có hại tăng hoạt tính một số men. Enzyme Chất lượng bánh mì phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm thành phần hoá học của bột, điều kiện lên men và nướng bánh. Trong điều kiện công nghiệp khi sản xuất bánh mì đã được cơ giới hoá và tự động hoá và chuyển sang phương pháp sản xuất mới tiến bộ hơn( không có quá trình lên men nhào bột) thì cần thiết phải tìm ra các biện pháp điều khiển định hướng các quá trình hoá sinh xảy ra trong quá trình lên men và nướng bánh thích hợp nhất là khi bột có hoạt độ enzymes thấp. Biện pháp hoàn chỉnh để hoàn chỉnh các quá trình công nghệ và nâng cao chất lượng bánh mì là sử dụng chế phẩm enzymes. Trong công nghệ sản xuất bánh mì thường sử dụng chế phẩm enzymes amylase từ: Nấm mốc Vi khuẩn Đại mạch Chế phẩm enzymes từ vi khuẩn Bản chất của quá trình khô ruột bánh mì do sự thoái hoá của tinh bột trong quá trình bảo quản. Quá trình này đã làm phục hồi một phần cấu trúc tinh thể của hạt tinh bột, mạch của nó được định hướng song song tạo thành cụm tạo nên độ rắn và độ cứng cho ruột bánh. Tốc độ thoái hoá tinh bột có thể chậm lại nếu tinh bột bị thuỷ phân sâu trong quá trình lên men bột nhào và quá trình nướng. Do khả năng chịu nhiệt cao nên các chế phẩm amylolitic từ vi khuẩn đặc biệt từ vi khuẩn Bacillus subtilis được sử dụng phổ biến. Đặc trưng cho a - amylase vi khuẩn thể hiện ở tính chất của sản phẩm cuối cungfcuar sự thuỷ phân tinh bột trong bột nhào. So với nấm mốc, tác dụng dextrin hoá của a - amylase vi khuẩn chiếm ưu thế hơn tác dụng đường hoá. Theo kết quả nghiên cứu của Lipsits, khả năng dextrin hoá của chế phẩm từ Asperillus oryzae cao hơn khả năng đường hoá 1.7 lần, còn đối với Bacillus subtilis là 3 lần. Trong các thí nghệm của Lipsits và Brajnitsenko mức độ đường hoá tinh bột tách riêng bằng amylase từ Bacillus subtilis là 36.4% sau một giờ với liều lượng 50mg so với 48.8% khi dùng amylase từ Asperillus oryzae trong cùng thời gian với liều lượng 10mg. Do đó amylase từ vi khuẩn có ý nghĩa lớn hơn về phương diện tác nhân dextrin hoá và kém amylase của nấm mốc về tác dụng đường hoá. Dextrin được tạo nên bởi α-amylase vi khuẩn có mạch dài hơn vài lần so với dextrin thu được so với amylase lúa mì hoặc amylase nấm mốc. Do đó amylase vi khuẩn có tác dụng kéo dài độ tươi của ruột bánh mì. Mặt khác, a - amylase vi khuẩn gây tác dụng chủ yếu lên tinh bột ở giai đoạn nướng, tăng cường sự thuỷ phân ở nhiệt độ hồ hoá tinh bột và thực hiện đến cuối quá trình nướng ngược với tính mẫn cảm nhiệt của a - amylase nấm mốc hầu như hoàn toàn bị ức chế ở nhiệt độ 63-71oC nên a - amylase vi khuẩn được sử dụng để giữ độ tươi của bánh mì. Độ bền nhiệt cao của amylases vi khuẩn đóng vai trò tích cực trong quá trình sản xuất bánh mì nhưng việc sử dụng nó trong quá trình sản xuất khá phức tạp bởi vì liều lượng chế phẩm yêu cầu sử dụng phải rất thận trọng và chính xác. Khi dùng liều lượng vượt quá mức cần thiết, nếu sau khi nướng trong bánh mì hoạt độ amylases vẫn còn cao thì sau 24-48h thì ruột bánh bị dính và bị sống. Các chế phẩm enzymes từ nấm mốc Để thu được bánh mì có độ xốp và độ nở tốt, màu sắc vỏ bánh đẹp thì bột nhào phải đủ đường, đảm bảo sự tạo khí. Bánh mì có chất lượng tốt không chỉ phụ thuộc vào bản than quá trình tạo khí mà còn vào động thái của quá trình này. Khi sự tạo khí chỉ do đường sẵn có trong bột thì sự tạo khí CO2 sẽ cực đại ở giờ đầu tiên và giờ thứ hai của quá trình lên men. Trong sản xuất bánh mì thì sự tạo khí phải luôn ở mức độ cao ngay cả ở giai đoạn cuối cùng. Vì vậy trong quá trình sản xuất người ta đã bổ sung chế phẩm enzymes α-amylase nấm mốc có tác dụng đường hoá và tạo khí mạnh làm tăng chất lượng của bánh. Chế phẩm enzymes α-amylase nấm mốc sẽ thuỷ phân các amylase và amylopectin thành các dextrin – là cơ chất đặc hiệu cho β-amylase trong bột từ hạt bình thường luôn có đủ, β-amylase trong bột sẽ thuỷ phân các dextrin thành đường mantose cung cấp cho hoạt động của nấm men. Malt Malt là sản phẩm nghiền nhỏ của hạt đã nảy mầm(độ nảy mầm của hạt phải trên 92%). Malt được thêm vào bột nhào để tăng cường tác dụng đường hoá trong quá trình lên men bột mì. Malt được dùng ở hai dạng: Mầm đại mạch Chế phẩm của mầm mạch: chế phẩm này lấy từ dịch chiết mầm mạch sau khi đã cô đặc ở điều kiện chân không. 3.3.3.1.mầm đại mạch Tỉ lệ dùng là 0.5-1% so với lượng bột đem đi nhào. Trong mầm đại mạch còn chứa các phần tử cám, do đó người ta không bổ sung mầm đại mạch vào bột mì hạng cao. 3.3.3.2. chế phẩm của mầm mạch Trong chế phẩm mầm mạch độ ẩm 26-27% có chứa các enzymes hoạt động maltose và các sản phẩm thuỷ phân protein. Chế phẩm này được sử dụng với tỉ lệ 1-3% so với khối lượng bột mì. Mầm mạch và chế phẩm của mầm mạch có tác dụng làm tăng thể tích bánh, màu sắc của vỏ bánh đẹp hơn, tăng hương vị sản phẩm. Các phụ gia Cystein Cystein, thường được sử dụng dưới dạng L-cystein-hydroclorua, là một axit amin có hoạt tính khử cao. Khi them cystein vào bột nhào, nó sẽ ngăn cản quá trình kết tụ của các phân tử protein bằng cách cắt đứt các liên kết –SS- giữa các phân tử protein trong khối kết tụ do đó làm giảm năng lượng và thời gian nhào trộn đòng thời làm thay đổi độ chặt và cấu trúc khối bột nhào. Trong quá trình làm bánh mì Chorleywood khi them 25ppm L-cystein-HCl/100g bột mì sẽ làm giảm thời gian trộn. Trong qui trình làm bánh mì liên tục việc thêm L-cystein-HCl tại máy trộn làm giảm tốc độ trộn từ 205v/p xuống 167v/p. Chất nhũ hoá Chất nhũ hoá là những chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực sẽ tự định hướng để hai cực hoá nước và kị nước của chúng ứng với hai phía của bề mặt liên pha tạo thành các bọt đơn phân tử có tác dụng làm dính các phân tử vật chất, do đó làm tăng độ bền của nhũ tương, cải thiện tính chất bột nhào. Trong bột nhào, nhóm chất này tạo thành hợp chất hấp phụ của protein và tinh bột, do đó làm tăng khả năng hút nước của gluten, làm cho gluten đàn hồi hơn và làm chậm quá trình thoái hoá của tinh bột khi bảo quản bánh mì. Đứng về mặt bản chất, các chất nhũ hoá thường là các ester của các axit béo. Chất oxy hoá Trong bánh mì thường chứa một lượng nhỏ glutathione( gồm 3 axit amin axit glutamic, cystein và glycine được gắn với nhau thông qua liên kết petit –CO-NH-). Trong quá trình nhào bột, chất này sẽ liên kết với các liên kết –SS- trong mạng gluten làm mạng bị nát, làm giảm độ nhớt bột nhào. Khi them các chất oxy hoá vào thì các chất này một mặt sẽ tác dụng với glutathione hạn chế glutathione tác dụng với protit, mặt khác chúng sẽ chuyển các liên kết –SH- trong phân tử protein mạng gluten thành liên kết –SS- do vậy làm cấu trúc protein chặt lại. Trong các chất oxy hoá thì axit ascorbic chỉ phát huy tác dụng khi được oxy hoá thành dạng dehydro ascorbic dưới tác dụng của oxy không khí. Do vậy vai trò của axit ascorbic phụ thuộc vào cường độ nhào trộn. Chất chống vi sinh vật Trong quá trình bảo quản bánh mì thường hay bị mốc vỏ ngoài. Các bệnh mốc bánh mì do các loại mốc mucor, rhizopus, aspergillus và penicillium gây ra. Chúng nhiễm vào bánh mì trong quá trình làm nguội, bao gói, bảo quản, vận chuyển….Để chống mốc khi làm bột nhào, người ta thêm 0.2-0.3% canxi propionate hoặc 0.005-0.1% axit socbic. Quá trình nhào trộn và lên men bánh mỳ Nhào trộn Mục đích Phân bố đều các nguyên liệu thành khối bột nhào đồng nhất. Tạo thành mạng gluten có tính đàn hồi và nhớt dẻo, có khả năng giữ khí. Những biến dổi xảy ra trrong quá trình nhào trộn Biến đổi vật lý Trong quá trình nhào, do năng lượng cơ học chuyển thành năng lượng nhiệt nên nhiệt độ khối bột có tăng lên. Nhưng nếu tốc độ cánh máy nhào khoảng 25-40 vòng/phút thì nhiệt độ tăng không đáng kể. Biến đổi hóa lý Sự tạo thành liên kết giữa nước với protit và tinh bột có trong bột mỳ Vai trò chính trong việc tạo ra phân tử bột nhào là gliadins và glutenins. Khi nhào bột mì nếu đủ lượng nước thì gliadins và glutenins sẽ hấp thụ nước và tương tác với nhau và với các thành phần khác trong khối bột nhào tạo ra những sợi chỉ mỏng và màng dính mỏng các hạt tinh bột thấm nước lạo với nhau tạo thành hệ keo. Theo lý thuyết trương nở của các phân tử keo thì tác dụng tương hỗ của kép háo nước với nước gồm hai pha liên kết chặt chẽ với nhau. Pha thứ nhất gồm liên kết các lượng nước nhỏ do hoạt tính của các nhóm háo nước. Trong chất keo tạo ra vỏ solvat bao quanh chất háo nước, vỏ đó giữ rất chặt keo háo nước. Sự tác dụng tương hỗ của nước với nhóm háo nước không những chỉ xảy ra trên bề mặt hạt keo (misen) mà còn cả bên trong nữa. Pha thứ nhất của sự trương nở là quá trình tỏa nhiệt và không kèm theo sự tăng thể tích quá lớn của hạt keo vì lượng nước liên kết không nhiều, chỉ khoảng 30%. Pha thứ hai của sự trương nở phân tử xảy ra nhờ hiện tượng khuếch tán phân tử nước vào trong hạt keo. Trong trường hợp đó các hạt keo được coi như mạng thẩm thấu, bên trong mạng này có những phân tử có phân tử lượng thấp hòa tan, nhờ đó tạo ra áp suất thẩm thấu dư. Áp suất thẩm thấu cho phép nước lội vào bên trong hạt keo. Pha thứ hai của sự trương nở xảy ra không có tỏa nhiệt, làm tăng thể tích của các hạt misen (hạt keo) rất lớn, vì lượng nước liên kết với protit theo cách này là 200%. Chính các phần phân tử thấp các gluten dễ dàng chịu tác dụng phân tán của nước và một phần peptit hóa kết quả tạo ra áp suất thẩm thấu bên trong gluten, áp suất này làm cho nước khuếch tán vào trong gluten, sự khuếch tán đó kèm theo sự tăng thể tích. Tinh bột gồm có hai phần : amylose và amylopectin. Amylose có bên trong hạt tinh bột còn amylopectin ở vỏ ngoài. Amylose có trọng lượng phân tử thấp (80 000) còn amylospectin có trọng lượng phân tử lớn. Như vậy hạt tinh bột là một mạng thẩm thấu bên trong có các phần phân tử thấp hòa tan, đó là amylose, nó gây ra áp suất thẩm thấu dư và sự xâm nhập nước vào trong mạng. Thực nghiệm chỉ rõ rằng sự hydrat hóa tinh bột trong các điều kiện nhiệt độ từ 25-400C thì sự hydrat hóa xảy ra yếu do có sự hydrat hóa gluten. Sự hydrat háo trong khoảng nhiệt độ nói trên hầu như không thay đổi. Tiếp tục tăng nhiệt độ đến 600 thì tăng sự hydrat hóa bột do hydrat hóa tinh bột tăng khá lớn trong khi sự hydrat hóa gluten tiếp tục giảm. Như vậy sự trương nở của bột ở nhiệt độ thấp (25-400C ) phần lớn là nhờ sự trương nở của gluten còn ở nhiệt độ cao hơn (600C) là nhờ sự liên kết thẩm thấu của dung môi với tinh bột. Tất cả những điều đã trình bày ở trên cho phép chúng ta sơ lược hiểu về cơ chế của quá trình tạo thành bột nhào như sau. Các protit của gluten có trong bộ mì khoảng 10-20% ở nhiệt độ nhào gần 300C chúng thấp thụ một lượng nước không lớn do tác dụng tương hỗ giữa các nhóm háo nước - của protit với nước và khuếch tan một lượng nước lớn vào bên trong protit nhờ sự có mặt của áp suất thẩm thấu dư trong protit. Tinh bột có trong bột mì khoảng 70% cũng ở nhiệt độ nhào nói trên, nó hấp thụ đến 30% nước nhờ hoạt tính của các nhóm háo nước. Vì tinh bột chiếm một lượng lớn nhất trong bột nên lượng nước liên kết với tinh bột và gluten gần bằng nhau. Trong thời gian nhào các hạt keo của gluten tiếp xúc chặt chẽ với nhau tao nên một mạng lưới protit hay tạo liên kết với các hạt tinh bột trương nở yếu, ngoài ra trong mạng lưới protit còn có các chất không hòa tan khác. Biến đổi hóa sinh Quá trình này hình thành dưới tác dụng của các enzyme Protease, Amylase và Lipase. Các enzyme này phá vỡ các liên kết protit làm ảnh hưởng đến tính chất vật lý của khối bột. Các enzyme thủy phân protit ảnh hưởng nhiều hơn so với các enzyme thủy phân tinh bột. Trong quá trình nhào nếu có càng nhiều oxi xâm nhập vào khối bột thì càng ít liên kết protit bị phá huỷ. Biến đổi sinh học Sự tổng hợp, trao đổi chất của nấm men để tạo các thành phần cần thiết cho khối bột nhào như CO2, một số sản phẩm phụ của quá trình lên men góp phần tạo mùi vị cho khối bột nhào. Các yêu tố ảnh hưởng đến tính chất bột nhào và chất lượng sản phẩm Bột mì Hàm lượng và chất lượng gluten của bột có ảnh hưởng lớn đến tính chất bộ nhào và chất lượng sản phẩm. Bảng 2. Quan hệ chất lượng gluten - thể tích bánh mì Tinh chất bột mì Gluten “ mạnh ” Gluten “ trung bình ” Gluten “ yếu ” Protein ( % chất khô) 13.2 11.6 11.8 Gluten ướt (%) 35.1 24.7 34.3 Khả năng hút nước (%) 59.2 54.8 59.8 Độ giãn (mm) 170 92 100 Thể tích bánh nướng (ml) 738 630 510 Độ mịn của bột cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính chất bột nhào và chất lượng bánh. Bột càng thô khả năng hút nước càng thấp vì diện tích bề mặt riêng của nó bé nên lượng nước liên kết với bột thấp. Bột càng mịn thì quá trình thủy phân tinh bột và protein càng dễ dàng do đó khả năng tao khí cao, tuy nhiên khả năng giữ khí giảm. Nhiệt độ nhào trộn Trong thời gian chuẩn bị bột nhào thì lượng gluten ướt và khả năng giữ nước tăng đến giới hạn nhất định theo thời gian và nhiệt độ nhào. Giới hạn này đạt nhanh nhất theo thời gian và nhiệt độ nhào. Giới hạn này đạt nhanh nhất ở 400C. Vì ở nhiệt độ này gluten trương nở triệt để nhất. Nhào càng lầu thì khả năng giữ nước của gluten càng giảm, vì protein biến tính dưới tác dụng cơ học. Qua thực nghiệm người ta rút ra kết luận như sau: trong cùng một thời gian nhào nếu tăng nhiệt độ bột nhào từ 30-400C thì bánh sẽ có hình thức bên ngoài đẹp hơn (khi nhiệt độ của môi trường chung quanh là 200), nhưng nếu nhiệt dộ của bột nhào là 400C, mà nhiệt độ của môi trường chung quanh là 150C thì bề mặt bánh sẽ xấu. Do đó khi nhào bột ở môi trường lạnh ta cần hạ nhiệt độ bột nhào xuống một ít. Thời gian và cường độ bột nhào Cường độ nhào bột làm tăng quá trình gluten nhưng giảm khả năng giữ khí của gluten. Do đó phải căn cứ vào chất lượng gluten để khống chế cường độ nhào. Cường độ nhào trộn tính chất bột nhào và thể tích bánh có lien quan mật thiết với nhau chặt chẽ. Đối với mỗi loại bột nhào, thể tích bánh sẽ đạt giá trị lớn nhất tùy thuộc vào cường độ nhào trộn. Nếu tằng cường độ nhào thì độ dính và độ đàn hồi của bột nhào giảm xuống nhưng tốc độ dấm chín của bột nhào lại tăng lên. Nhào với cường độ mạnh sẽ rút ngắn thơid gian lên men bột nhào trước khi chia. Chất lượng cảu sản phẩm tăng lên rõ rệt, thể tích của bánh tăng lên khoảng 10÷20 %, ruột bánh mịn hơn và có nhiều lỗ nhỏ hơn. Trong thời gian nhào trộn, các thành phần nguyên liệu trộn với nước tạo thành khối bột nhào dẻo, đàn hồi. Vì vậy, trong quá trình nhào phải xác định được thời gian dừng để đạt thể tích bánh lớn nhất. Bảng 3. Điều kiện nhào trộn đối với một số loại máy trộn Loại máy nhào Tốc độ (rpm) Thời gian nhào (phút) Chênh lệch nhiệt độ (0C) Máy nhào tốc độ nhanh 60-75 20 2 Máy nhào tăng cường 120-180 10 5 Máy nhào tốc độ cao 450 1440 2900 3-5 1 0.75 7 9 14 Các phương pháp nhào trộn Hiện nay, trong sản xuất bánh mì có nhiều phương pháp nhào bột khác nhau, nhưng phổ biến là các phương pháp: - Phương pháp không bột đầu. - Phương pháp bột đầu - Phương phap liên tục - Phương pháp cường độ mạnh Phương pháp không bột đầu Nguyên tắc và điều kiện công nghệ Theo phương pháp này, bột mì cùng với các thành phần khác của thực đơn như men, đường, nước, chất tạo nhũ, chất oxy hóa, đường ….) được trộn với nhau cùng lúc Điều kiện công nghệ Nhiệt độ bột nhào: 28 ÷ 300C Độ axit của bột nhào: 3.5 ÷ 4.00N Thời gian lên men nhào : 2 ÷ 4 giờ Sau khi lên men một giờ thì tiến hành trộn bột. Nếu bột nhào chuẩn bị là bột mì mạnh thì đảo 2 ÷ 3 lần. Ưu nhược điểm của phương pháp Ưu điểm Thời gian ngắn Qui trình sản xuất đơn giản Ít tốn thiết bị  Ít tổn thất chất khô Nhược điểm Tốn nhiều nấm men hơn Không dùng được cho các bột mì chất lượng kém nếu không có phụ gia. Phương pháp bột đầu Nguyên tắc và điều kiện công nghệ Phương pháp bột đầu chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn bột đầu và giai đoạn bột bạt Giai đoạn bột đầu Để chuẩn bị bột đầu người ta lấy khoảng 1/3 ÷ 2/3 tổng lượng bột đem nhào với 60 ÷ 70% tổng lượng nước và 100% tổng lượng men qui định trong công thức bột nhào. Điều kiện công nghệ Độ ẩm bột đầu: 47÷50% Nhiệt độ lên men: 27÷290C, để hạn chế hoạt động của vi khuẩn lactic không lên men ở nhiệt độ cao hơn Thời gian lên men: 2÷4 giờ Độ axit của khối bột: 4÷50N Mục đích của giai đoạn lên men bột đầu là tạo điều kiện thuận lợi cho tế bào nấm men sinh sản nhanh do đó độ ẩm của bột đầu là cao hơn bột bạt và không cho các chất hạn chế hoạt động của nấm men như chất béo, muối, đường Giai đoạn bột bạt Sau khi chuẩn bị xong bột đầu thì tiến hành nhào bột hạt. Cho tất cả lượng bột, nước còn lại và các nguyên phụ liệu khác nhào cùng bột đầu Điều kiện công nghệ Độ ẩm bột hạt: 42÷43.5% Nhiệt độ nhào: 29÷300C Thời gian lên men bột nhào kéo dài khoảng 40÷90 phút Độ axit của bột nhào 3.5÷4.50N Ưu nhược điểm của phương pháp Ưu điểm:  Chât lượng bánh cao mùi vị thơm ngon, nở xốp đều, lỗ xốp nhỏ Ít tốn nấm men Ít thủy phân protid (do pH thấp ức chế protease) Nhược điểm:  Chu kỳ sản xuất dài Quy trình sản xuất phức tạp Tốn nhiều thiết bị  Tổn thất chất khô (lượng sản phảm/100kg bột ít hơn) Trong thời gian lên men bột bạt nên đảo lại 1÷2 lần. Đảo được tiến hành sau khi nhào khoảng 50÷60 phút Ý nghĩa của quá trình đảo bột : - Khi đảo, một phàn khí CO2 được thoát ra từ các túi khí lớn vì lúc này gluten chưa đủ độ đàn hồi. - Đảo làm cho độ xốp cảu bánh tốt hơn. Do đảo mà các lỗ xốp trong ruột bánh đều hơn, thành lỗ mỏng hơn. - Đảo tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của nấm men. Trong môi trường đặc quánh (bột nhào) nấm men không di động được, chúng phải sử dụng hết các chất dinh dưỡng ở xung quanh và sinh ra các sản phẩm kìm hãm hoạt động của nấm men. Sau khi nấm đảo nấm men có khả năng sủ dụng chất dinh dưỡng khu vực mới lại tiếp tục hoạt động. - Khi đảo bộ khung gluten cũng trở nên đến và đàn hồi hơn, bột nhào dễ đảo hơn. Bột nhào từ bột mì “yếu” thì không nên đảo, còn bột nhào từ bột mì mạnh chỉ cần đảo nhiều lần. Phương pháp liên tục Nguyên tắc Dịch men lỏng đã ủ chín được bơm vào máy trộn trộn với các thành phần nguyên liệu còn tạo thành khối bột đồng nhất. Sau đó khối bột được bơm vào máy nhào trộn với cường độ mạnh rồi được chuyển sang máy chia bột nhào và cuối cùng được ép đùn vào các khuôn chuyển động liên tục. Không có giai đoạn vê cục bột nhào lên men sơ bộ và tạo hình. Tốc độ di chuyển của các khuôn đồng bộ với tốc độ doa cắt bột nhào ở máy chia bột nhào để cho các cục bột nhào rơi đúng vào khuôn bánh. Hiện nay có 2 qui trình sản xuất bánh mì theo phương pháp liên tục được sử dụng phổ biến: - Qui trình “Do-Maker” - Qui trình “Amflow” Qui trình “Do-Maker” Trong qui trình “Do-Maker” người ta tiến hành lên men hỗn hợp gồm toàn bộ nấm men, nước có bổ sung thêm đường, bột sữa trong bồn ủ “Broku” trong vòng từ 2÷2.5 giờ. Sau đó dịch men ủ chán được bơm vào thiết bị trộn sơ bộ, tại đây người ta tiếp tục cho thêm nguyên phụ liệu còn lại. Qui trình “Amflow” Qui trình này về cơ bản cũng giống qui trình “Do-Maker” chỉ khác ở giai đoạn chuẩn bị dịch men. Theo qui trình dịch men được bổ sung thêm khoảng 30% tổng lượng bột. Ưu điểm So với qui trình sản xuất bánh mì thông thường qui trình sản xuất liên tục có ưu điểm: - Rút ngắn chu kỳ sản xuất. - Giảm diện tích mặt bằng sản xuất. Phương pháp nhào bột với cường độ mạnh Nguyên tắc Vào đầu năm 1927, người ta áp dụng một qui trình sản xuất bánh mì trong đó bột mì cùng với nguyên phụ liệu khác được nhào trộn với cường độ manh kết hợp với các chất chống oxy hóa nhanh nhằm rút ngắn quá trình dấm chín bột nhào. Năm 1961, phương pháp này được hiệp hội nghiên cứu kỹ nghệ nướng bánh Anh giới thiệu và gọi là qui trình sản xuất bánh mì Chorleyword. Hiện tại ở Anh có 70% bánh mì được sản xuất theo phương pháp này. Đặc điểm kỹ thuật của phương pháp - Tiêu hao năng lượng Cường độ nhào trộn rất cao do đó chi phí về năng lượng cho chuẩn bị bột nhào lớn gấp 5÷8 lần nhào thông thường. Năng lượng cần cho 1g bột nhào là 40J. - Thời gian và điều kiện nhào Thời gian khoảng 5 phút Nhào trộn được tiến hành trong điều kiện chân không (khoảng 40 cmHg) - Chất oxy hóa Theo phương pháp này người ta phải sử dụng một lượng chất oxy hóa nhanh (KIO3) với chất chống oxy hóa chậm (KBrO3). Chất tăng cường oxy hóa nhanh sẽ phát huy tác dụng trong suốt thời gian nhào trộn tăng cường, còn chất oxy hóa chậm cần trong giai đoạn lên men cuối và đầu giai đoạn nướng. Có thể chỉ sử dụng axit ascorbic thay cho 2 chất trên nhưng phải kèm theo giai đoạn lên men sơ bộ kèo dài khoảng 10 ÷ 15 phút. Bảng 4. Tương quan giữa lượng KBrO3 sử dụng và tiêu hao năng lượng Năng lượng khối bột nhào 20 40 60 KBrO3 (ppm) Thể tích ổ bánh (ml/kg) Chất lượng bánh mì Thể tích ổ bánh (ml/kg) Chất lượng bánh mì Thể tích ổ bánh (ml/kg) Chất lượng bánh mì 0 5660 3.4 5860 3.76 5790 4.0 37.5 6150 5.4 6290 5.8 6220 6.0 75 6370 6.0 6300 6.4 6240 6.6 150.0 6440 6.5 6450 7.0 6460 7.0 (Thang điểm tối đa cho chất lượng bánh: 10 điểm) Bảng 5. Tương quan giữa thời gian lên men sơ bộ và lượng axit ascorbic sử dụng đến chất lượng bánh mì Axit ascorbic (ppm) 0 0 40 40 Thời gian lên men sơ bộ (phút) 0 10 0 10 Thể tích ổ bánh (mg/kg) 5300 5770 5590 6440 Độ nâu của vỏ bánh 5 6 6 6 Hình dạng 3 4 4 6 Cấu trúc ruột bánh 3 4 5 7 Màu sắc ruột bánh 3 4 5 6 ( Thang điểm tối đa cho độ nâu của vỏ bánh, hình dạng cấu trúc ruột bánh, màu sắc vỏ bánh là 10 điểm) - Nước trộn bột Vì cường độ nhào rất cao, nhiệt độ bột nhào tăng khoảng 14-18oC so với nhiệt độ ban đầu do đó nước trộn bột phải ở nhiệt độ thấp khoảng 15-20oC. - Nấm men Lượng nấm men cần dùng lớn hơn 1/2 -1 lần so với lượng nấm men dùng trong sản xuất bánh mì thông thường. Ưu nhược điểm của phương phápƯu điểm  - Rút ngắn chu kỳ sản xuất  - Giảm diện tích mặt bằng sản xuấtNhược điểm - Cấu tạo thiết bị tương đối phức tạp  - Qui trình sản cuất bánh mì ở Anh sử dụng phương pháp rút gọn  Bảng 4.3 Thành phần nguyên liệu (dựa trên 100 phần bột mì) 1:1:3 Thành phần Lượng dùng Bột mì 100 Nước 61 Men 1,8-2,0 Muối 1,8-2,0 Chất béo 0,7 Axit ascorbic 75 (ppm) Cách nhận biết bột nhào đạt yêu cầu Lấy một ít bột nhào ra khỏi máy, trải giữa các ngón tay. Nếu bột nhào đã đạt yêu cầu, nó sẽ không bị dính vào ngón tay. Có thể kéo miếng bột thành dạng một tờ giấy, mỏng, trong suốt và có thể nhìn xuyên qua. Không hình thành mạng gluten Có hình thành mạng gluten Hình 5. Kiểm tra bột nhào Thiết bị Nguyên lý chung của các thiết bị nhào bột là thiết bị có một bồn chứa có cánh khuấy đảo trộn bột. Bồn chứa có thể nằm ngang hoặc thẳng đứng. Cánh khuấy có nhiều hình dạng khác nhau. Tùy theo hình dạng cánh khuấy mà có quỹ đạo nhào trộn khác nhau. Hình 7. Máy nhào bột đứng Hình 8. Máy nhào bột tốc độ cao nằm ngang Lên men Mục đích Tạo khí CO2 làm nở bột, tạo độ xốp cho bánh Làm cho bánh mỳ có mùi vị thơm ngon. Ngoài ethanol và CO2 còn tạo nhiều sản phẩm phụ: a.lactic, a.axetic, các este,… chính những chất này làm bánh có mùi vị thơm ngon Tăng độ tiêu hóa của bánh mỳ đối với cơ thể con người vì khi lên men bột nhào thì cấu trúc của các chất phức tạp trong bột mỳ bị biến đổi thành những chất đơn giản hơn Những biến đổi xảy ra trong quá trình lên men Biến đổi hóa sinh Quá trình lên men etylic. Ngoài ra còn có quá trình lên men lactic tạo ra 1 lượng nhỏ CO2 góp phần làm nở bột nhào. Quá trình lên men etylic Trong quá trình lên men bột nhào các nâm men tiêu thụ các loại đường có trong bột (glucose, fructose, maltose, sucrose) để sinh trưởng, phát triển đồng thời tạo thành CO2 và các sản phẩm phụ. Nấm men sử dụng các loại đường này không đồng thời. Đầu tiên nấm men sẽ phân hủy các đường trong bột. Sucrose bị chuyển hòa thành glucose và fructose nhờ enzyme invertase. Khi nấm men sử dụng hết glucose và fructose thì mới sử dụng maltose. Như vậy lượng đường trong bột chỉ có tác dụng trong giai đoạn đầu tiên của quá trình lên men bột nhào Khả năng tạo khí của nấm men chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của mội trường. Ngoài ra còn phụ thuộc vào nồng độ etylic, áp suất thẩm thấu và lượng nấm men cho vào Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 28 – 32oC. Tốc độ lên men tăng khi nhiệt độ tăng lên. Khí nhiệt độ tăng quá 40oC thì khả năng lên man giảm. Nhiệt độ (oC) CO2(mmol/giờ/g men khô) 29 20 31 23 33 24.5 36 25 38 36 40 22.5 42 20 Để duy trì hoạt động bình thường của nấm men, pH của môi trường nấm men giao động từ 4 – 6. pH tối ưu là 5.5 Thời gian lên men phụ thuộc vào loại bột, các nguyên liệu phụ, lượng nấm men, nhiệt độ Loại bột có chất lượng gluten tốt thì thời gian lên men ngắn, thể tích bánh to hơn Các nguyên liệu phụ: Nồng độ đường cao sẽ hạn chế quá trình lên men, chất béo nhiều sẽ bao quanh tế bào nấm men giảm khả năng hấp thu của nấm men Nhiệt độ: Tăng thì thời gian lên men giảm, nhưng không được quá 40oC Lượng nấm men cho vào: lớn thì thì thời gian lên men giảm Lên men lactic Quá trình lên men chủ yếu là lên men etylic, nhưng thường có kèm theo sự lên man lactic. Vi khuẩn lactic từ không khí nhiễm vào bột và các nguyên liệu khác. Quá trình lên men lactic có thể do vi khuẩn lên men lactic đồng hình hoặc dị hình.Vi khuẩn đồng hình lên men đường thành acid lactic, vi khuẩn dị hình ngoài acid lactic còn tạo ra các acid khác như a.acetic, a.oxalic, a.formic,… Quá trình này sẽ làm giàm pH của bột nhào, pH nằm trong 5.0 – 6.0. Acid lactic làm cho bánh có mùi vị dễ chịu ngược lại acid acetic và 1 số acid dễ bay hơi khác làm cho bánh có vị khó chịu Biến đổi hóa lý Các chất keo trong bột nhào trương nở mạnh, hợp chất protid cũng trương nở. Sự trương nở của protid có thể tiến hành với cường độ khác nhau, tốc độ khác nahu tùy theo lực nở của bột. Bột nhào lực nở lớn thì quá trình trương nở xảy ra chậm, đối với bột nhào lực nở yếu thì protid trương nở nhanh. Biến đổi vật lý Lượng khí CO2 tích tụ trong khối bột nhào tạo nên những túi khí. Khung gluten có tác dụng giữ các túi khí, do đó bột trở nên xốp và thể tích tăng lên rõ rệt Lên men kết thúc Là một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất bánh mỳ. Trong quá trình chia và tạo hình thì một phần lớn khí CO2 trong khối bột nhào thoát ra ngoài. Muốn cho bánh nở, có thể tích, hình dáng cần thiết thì phải để khối bột nhào lên men kết thúc trước khi đưa vào lò nướng. Trong thời gian lên men kết thúc thì CO2 tiếp tục được tạo thành và làm cho khối bột nở lên Những yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lên men kết thúc Điều kiện lên men kết thúc Chủ yếu là nhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng lên men. Khi độ ẩm của không khí lớn thì phải rút ngắn thời gian lên men kết thúc. Không nên khống chế độ ẩm tương đối trong phong lên men quá 85%, vì với độ ẩm này cục bột sẽ dính vào vải lót, khay bánh, khuôn bánh. Thời gian lên man kết thúc thường được khống chế trogn khoảng từ 20 -120 phút. Điều kiện thích hợp cho quá trình lên men kết thúc là: Nhiệt độ 35 – 40oC, độ ẩm 75 – 85% Khối lượng khối bột nhào Nếu trọng lượng cục bột nhào nhỏ, độ ẩm thấp thì thời gian lên men sẽ dài hơn. Thành phần bột nhào Nếu trong bột nhào có đường và chất béo thì thời gian lên men cũng phải kéo dài hơn Tính chất nướng bánh của bột mỳ Thời gian lên men kết thúc của bột nhào yếu có ngắn hơn.