Luận văn: Nghiên cứu tối ưu hóa phụ gia cho bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa

Luận văn nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ phụ gia cải thiện độ nở bánh mì lạnh đông. Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia đến sự thoái hóa của bánh mì.

• Tác giả: Dương Thị Hoài
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Minh Nhật
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các chất phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì.
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Hiểu đúng về tối ưu phụ gia cải thiện độ nở bánh mì lạnh đông

Công nghệ bánh mì lạnh đông mang lại sự tiện lợi vượt trội, cho phép sản xuất quy mô lớn và phân phối sản phẩm đến nhiều điểm bán lẻ. Tuy nhiên, quá trình đông lạnh và trữ đông đặt ra nhiều thách thức đối với chất lượng bột nhào, đặc biệt là khả năng nở của bánh. Việc tối ưu phụ gia cải thiện độ nở bánh mì lạnh đông không chỉ là một giải pháp kỹ thuật mà còn là yếu tố quyết định sự thành công của sản phẩm. Phụ gia phù hợp giúp bảo vệ cấu trúc bột, duy trì hoạt tính của men và đảm bảo chất lượng bánh sau rã đông đạt tiêu chuẩn cao nhất. Mục tiêu chính là tạo ra một sản phẩm cuối cùng có thể tích lớn, cấu trúc ruột mềm xốp và đồng đều, tương đương với bánh mì tươi sản xuất theo phương pháp truyền thống. Việc lựa chọn và phối trộn các loại phụ gia thực phẩm cho bánh mì một cách khoa học, dựa trên các nghiên cứu thực nghiệm, là chìa khóa để vượt qua các rào cản kỹ thuật của công nghệ cấp đông bột nhào. Các nghiên cứu học thuật, như đề tài của Dương Thị Hoài (2019), đã cung cấp những dữ liệu quý giá về việc tối ưu hóa nồng độ của các chất cải thiện, mở ra hướng đi hiệu quả cho các doanh nghiệp trong ngành.

1.1. Tiềm năng và xu hướng của công nghệ cấp đông bột nhào

Thị trường bột nhào lạnh đông đang phát triển mạnh mẽ do nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với các sản phẩm tiện lợi. Công nghệ cấp đông bột nhào cho phép các cửa hàng, siêu thị hay thậm chí người tiêu dùng tại nhà có thể nướng bánh tươi bất cứ lúc nào mà không cần quy trình chuẩn bị phức tạp. Kỹ thuật này, còn được gọi là kỹ thuật 'bake-off', giúp giảm chi phí nhân công, tiết kiệm không gian và thiết bị tại điểm bán. Các sản phẩm từ bột nhào ủ sẵn đông lạnh (pre-proofed frozen dough) đang trở thành xu hướng, đáp ứng lối sống hiện đại và năng động. Sự phát triển này thúc đẩy các nhà nghiên cứu và sản xuất liên tục tìm kiếm các chất cải thiện bánh mì đông lạnh để nâng cao chất lượng sản phẩm.

1.2. Tổng quan quy trình sản xuất bánh mì cấp đông công nghiệp

Một quy trình sản xuất bánh mì cấp đông điển hình bao gồm các bước: chuẩn bị nguyên liệu, nhào bột, lên men sơ bộ, chia và tạo hình, cấp đông, trữ đông, rã đông, lên men kết thúc và nướng. Giai đoạn cấp đông và trữ đông là quan trọng nhất và cũng là nơi phát sinh nhiều vấn đề nhất. Tốc độ cấp đông, nhiệt độ trữ đông (-18°C hoặc thấp hơn) và sự ổn định nhiệt độ đều ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc bột và sự sống của men. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số này cùng với việc bổ sung các phụ gia thực phẩm cho bánh mì là yếu tố bắt buộc để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt được thể tích và cấu trúc mong muốn. Mỗi bước trong quy trình đều cần được tối ưu hóa để giảm thiểu tác động tiêu cực của quá trình đông lạnh.

II. Thách thức chính khi sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông

Mặc dù tiện lợi, quy trình sản xuất bánh mì lạnh đông phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật. Vấn đề cốt lõi nằm ở những biến đổi bất lợi xảy ra trong bột nhào trong suốt quá trình cấp đông, trữ đông và rã đông. Sự hình thành tinh thể đá là tác nhân chính gây tổn thương vật lý, phá vỡ cấu trúc tinh vi của bột. Đồng thời, môi trường khắc nghiệt trong tủ đông làm suy giảm nghiêm trọng hoạt tính của men trong bột đông lạnh, dẫn đến khả năng sinh khí CO2 kém. Kết quả là bánh mì thành phẩm thường có thể tích nhỏ, ruột đặc và kết cấu khô cứng. Đây là giải pháp cho bánh mì nở kém mà các nhà sản xuất luôn tìm kiếm. Hiểu rõ các thách thức này là bước đầu tiên để xây dựng một chiến lược sử dụng phụ gia hiệu quả, nhằm bảo vệ và phục hồi các đặc tính của bột nhào, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.1. Tác động của sự hình thành tinh thể đá lên mạng gluten

Trong quá trình cấp đông, nước tự do trong bột nhào kết tinh thành các tinh thể đá. Nếu quá trình cấp đông chậm, các tinh thể này sẽ phát triển với kích thước lớn và sắc nhọn, gây ra những tổn thương không thể phục hồi cho mạng gluten và quá trình cấp đông. Các liên kết protein bị cắt đứt, làm suy yếu bộ khung nâng đỡ của bột nhào. Khi rã đông, mạng gluten bị hư hại không còn khả năng giữ lại khí CO2 sinh ra từ quá trình lên men, dẫn đến việc tăng thể tích bánh mì công nghiệp bị hạn chế. Hậu quả là bánh có cấu trúc đặc, không nở xốp như mong đợi.

2.2. Suy giảm hoạt tính của men và khả năng sinh khí CO2

Tế bào nấm men rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và áp suất thẩm thấu. Quá trình đông lạnh gây sốc lạnh và làm mất nước trong tế bào men, dẫn đến tỷ lệ men chết cao. Hoạt tính của men trong bột đông lạnh giảm đáng kể sau một thời gian trữ đông. Điều này làm cho quá trình lên men cuối bị kéo dài và lượng khí CO2 sinh ra không đủ để làm bột nở tối đa. Việc suy giảm khả năng sinh khí là một trong những nguyên nhân chính khiến bánh mì đông lạnh thường có thể tích nhỏ hơn so với bánh mì tươi. Bổ sung các chất bảo vệ tế bào men là một hướng tiếp cận quan trọng.

2.3. Hiện tượng thoái hóa và giảm chất lượng bánh sau rã đông

Ngay cả khi vượt qua được giai đoạn lên men, chất lượng bánh sau rã đông vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi hiện tượng thoái hóa nhanh. Sự tái phân bố nước trong quá trình trữ đông và rã đông làm thay đổi cấu trúc tinh bột, khiến ruột bánh nhanh chóng trở nên khô, cứng và bở. Các chất cải thiện bánh mì đông lạnh không chỉ giúp tăng độ nở mà còn có vai trò làm chậm quá trình thoái hóa này, kéo dài độ tươi ngon của sản phẩm. Việc cải thiện cấu trúc ruột bánh là mục tiêu kép trong việc ứng dụng phụ gia.

III. Phương pháp dùng chất nhũ hóa và chất ổn định bột nhào

Để khắc phục những nhược điểm của bột nhào đông lạnh, việc sử dụng các chất nhũ hóa và chất ổn định là một giải pháp nền tảng. Các hợp chất này hoạt động ở cấp độ phân tử, tương tác với protein và tinh bột để củng cố cấu trúc bột, cải thiện khả năng giữ nước và bảo vệ bột khỏi các tác động cơ học của tinh thể đá. Chất nhũ hóa DATEM và Sorbitan monostearate (E491) là những ví dụ điển hình, giúp tạo ra một mạng lưới gluten dẻo dai và bền vững hơn. Trong khi đó, các chất ổn định bột nhào như CMC (Carboxymethyl cellulose) có khả năng liên kết với một lượng lớn phân tử nước, làm giảm lượng nước tự do có thể đóng băng. Sự kết hợp thông minh giữa hai nhóm phụ gia này tạo ra một hiệu ứng cộng hưởng, giúp bột nhào duy trì được tính chất lưu biến tối ưu, từ đó đảm bảo độ nở và độ mềm của bánh thành phẩm.

3.1. Vai trò của chất nhũ hóa như Sorbitan monostearate E491

Chất nhũ hóa DATEM và đặc biệt là Sorbitan monostearate (E491) có tác dụng tăng cường sự tương tác giữa protein và lipid trong bột nhào. Chúng tạo thành một lớp màng mỏng bao quanh các hạt tinh bột và bọt khí, giúp ổn định cấu trúc và phân tán đều các thành phần. Lớp màng này giúp mạng gluten trở nên linh hoạt và đàn hồi hơn, cải thiện khả năng giữ khí. Theo nghiên cứu của Dương Thị Hoài (2019), E491 là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thể tích cuối cùng của bánh. Việc sử dụng chất nhũ hóa giúp cải thiện cấu trúc ruột bánh, làm cho bánh mềm và có các lỗ khí đều, mịn hơn.

3.2. Ứng dụng chất ổn định bột nhào Carboxymethyl Cellulose CMC

Carboxymethyl cellulose (CMC) là một loại hydrocolloid, hoạt động như một chất ổn định bột nhào hiệu quả. Chức năng chính của CMC là kiểm soát sự di chuyển của nước. Bằng cách liên kết với các phân tử nước, CMC làm giảm lượng nước tự do, từ đó hạn chế sự hình thành và phát triển của các tinh thể đá lớn. Điều này giúp bảo vệ mạng gluten khỏi bị hư hại vật lý. Ngoài ra, CMC còn cải thiện độ nhớt của bột nhào, giúp bột ổn định hơn trong quá trình tạo hình và lên men. Nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh rằng việc bổ sung CMC với nồng độ thích hợp có thể tăng thể tích bánh mì công nghiệp một cách đáng kể.

IV. Bí quyết tối ưu phụ gia enzyme cho bột nhào đông lạnh hiệu quả

Enzyme là chất xúc tác sinh học mang lại những cải tiến vượt trội cho bột nhào đông lạnh mà không bị xem là phụ gia hóa học theo quy định ở nhiều quốc gia. Việc sử dụng enzyme cho bột nhào đông lạnh là một phương pháp tinh vi và hiệu quả để giải quyết các vấn đề về cấu trúc và độ nở. Các loại enzyme như amylase, xylanase, và đặc biệt là glucose oxidase (GOX) có khả năng biến đổi các thành phần tự nhiên trong bột mì, tạo ra những hiệu ứng tích cực. GOX giúp tăng cường các liên kết disulfide, làm cho mạng gluten và quá trình cấp đông trở nên mạnh mẽ hơn. Trong khi đó, amylase và xylanase tác động lên tinh bột và pentosan, cải thiện độ dẻo và khả năng gia công của bột. Việc kết hợp các enzyme này với các chất oxy hóa như ascorbic acid trong làm bánh sẽ tạo ra một hệ thống cải thiện toàn diện, là giải pháp cho bánh mì nở kém.

4.1. Tác dụng của enzyme Amylase Xylanase trong công nghệ bánh

Enzyme amylase, xylanase đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện các đặc tính của bột nhào. Amylase thủy phân một phần tinh bột thành các loại đường đơn giản hơn, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho men hoạt động trong giai đoạn lên men cuối, giúp tăng khả năng sinh khí. Xylanase phá vỡ các phân tử pentosan, giải phóng nước liên kết và làm cho bột nhào mềm, dẻo và dễ xử lý hơn. Sự kết hợp này không chỉ giúp cải thiện thể tích mà còn làm cho cấu trúc ruột bánh mềm mại và đồng đều hơn, đồng thời kéo dài thời gian tươi ngon của sản phẩm.

4.2. Tối ưu Glucose Oxidase GOX và Lipase theo nghiên cứu

Glucose oxidase (GOX) là một chất oxy hóa mạnh, hoạt động bằng cách tạo ra hydro peroxide (H₂O₂), chất này thúc đẩy sự hình thành các liên kết disulfide chéo trong mạng gluten. Kết quả là một mạng gluten chắc khỏe và đàn hồi hơn, có khả năng chịu đựng tốt hơn các tác động của quá trình đông lạnh. Lipase thủy phân chất béo trong bột, tạo ra các chất nhũ hóa tự nhiên giúp làm mềm bột và cải thiện cấu trúc. Nghiên cứu của Dương Thị Hoài (2019) đã tập trung vào việc tìm ra nồng độ tối ưu của GOX và Lipase, cho thấy sự kết hợp của chúng mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc tăng thể tích bánh mì công nghiệp.

4.3. Kết hợp Ascorbic Acid và Vital Wheat Gluten để tăng độ mạnh

Để tăng cường độ mạnh cho bột nhào, đặc biệt là với các loại bột mì có hàm lượng protein trung bình, việc bổ sung ascorbic acid trong làm bánh (Vitamin C) và vital wheat gluten là rất hiệu quả. Ascorbic acid hoạt động như một chất oxy hóa, giúp củng cố mạng gluten tương tự như GOX. Vital wheat gluten đơn giản là gluten khô, được thêm vào để tăng tổng hàm lượng protein, tạo ra một bộ khung vững chắc hơn cho bột. Sự kết hợp này giúp bột có khả năng chịu đựng tốt hơn trong suốt chu trình đông lạnh và rã đông, đảm bảo bánh nở cao và không bị xẹp khi nướng.

V. Hướng dẫn tối ưu nồng độ phụ gia theo nghiên cứu thực nghiệm

Lý thuyết cần được chứng minh bằng thực nghiệm. Nghiên cứu "Tối ưu hóa nồng độ của các chất phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông" của Dương Thị Hoài tại Đại học Bách khoa Đà Nẵng (2019) đã cung cấp một công thức cụ thể và đáng tin cậy. Bằng cách sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm và phân tích thống kê qua phần mềm Minitab, nghiên cứu đã xác định được nồng độ tối ưu của bốn loại phụ gia chính: CMC, E491, GOX và Lipase. Kết quả không chỉ đưa ra một công thức định lượng mà còn xây dựng một phương trình hồi quy, cho phép dự đoán thể tích bánh dựa trên sự thay đổi nồng độ của các chất phụ gia. Đây là một minh chứng khoa học rõ ràng về hiệu quả của việc tối ưu phụ gia cải thiện độ nở bánh mì lạnh đông, cung cấp một hướng dẫn thực tiễn cho các nhà sản xuất.

5.1. Công thức tối ưu giúp tăng thể tích bánh mì lên tới 340 65ml

Kết quả nổi bật nhất từ nghiên cứu là việc xác định được nồng độ tối ưu của các chất cải thiện để đạt được thể tích bánh mì lớn nhất. Cụ thể, công thức được đề xuất là: 0,758% CMC, 0,924% E491 (Sorbitan monostearate), 0,0057% GOX (Glucose oxidase), và 0,0017% Lipase. Theo mô hình dự đoán, với công thức này, thể tích bánh mì tối đa có thể đạt được là 340,65ml. Con số này thể hiện một sự cải thiện đáng kể so với mẫu đối chứng không sử dụng phụ gia, chứng tỏ hiệu quả vượt trội của việc kết hợp và tối ưu hóa nồng độ các chất cải thiện bánh mì đông lạnh.

5.2. Phân tích phương trình hồi quy và mức độ ảnh hưởng của phụ gia

Nghiên cứu đã xây dựng thành công phương trình hồi quy: Y = 332,683 + 14,2X₁ – 14,543X₃ – 16,485X₁² – 12,14X₃² – 15,265X₄² – 8,986X₂X₃ – 15,298X₃X₄ (với Y là thể tích bánh, X₁ đến X₄ lần lượt là nồng độ CMC, E491, GOX, Lipase). Phân tích phương trình cho thấy nồng độ CMC (X₁) có ảnh hưởng dương, trong khi GOX (X₃) có ảnh hưởng âm đến hệ số tuyến tính. Điều quan trọng là các hệ số bậc hai (X₁², X₃², X₄²) đều có giá trị âm và ý nghĩa thống kê cao, cho thấy việc sử dụng các phụ gia này ở nồng độ quá cao sẽ phản tác dụng và làm giảm thể tích bánh. Mô hình này là một công cụ mạnh mẽ để điều chỉnh công thức sản xuất.

5.3. Kết quả cải thiện cấu trúc ruột bánh và làm chậm thoái hóa

Ngoài việc tăng thể tích, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc bổ sung hỗn hợp phụ gia tối ưu giúp cải thiện cấu trúc ruột bánh một cách rõ rệt. Bánh có độ xốp tốt hơn, các lỗ khí phân bố đều và mịn hơn. Đồng thời, tốc độ thoái hóa (hóa cứng) của các mẫu có bổ sung phụ gia cũng chậm hơn so với mẫu đối chứng. Mặc dù sự chênh lệch về tốc độ thoái hóa không quá lớn, nó vẫn thể hiện sự cải thiện về chất lượng cảm quan và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm, giúp sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận tốt hơn.

VI. Kết luận và triển vọng cho ngành sản xuất bánh mì công nghiệp

Việc tối ưu phụ gia cải thiện độ nở bánh mì lạnh đông là một yêu cầu tất yếu để nâng cao chất lượng sản phẩm và năng lực cạnh tranh trong ngành công nghiệp thực phẩm. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng, sự kết hợp hợp lý giữa các chất nhũ hóa, chất ổn định và hệ enzyme có thể giải quyết hiệu quả các thách thức do quá trình đông lạnh gây ra. Công thức tối ưu không chỉ giúp tăng thể tích bánh mì công nghiệp mà còn cải thiện cấu trúc và kéo dài thời hạn sử dụng. Trong tương lai, xu hướng sử dụng các thành phần tự nhiên, enzyme và ứng dụng các công nghệ cấp đông bột nhào tiên tiến hơn sẽ tiếp tục phát triển. Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất sẽ giúp các doanh nghiệp tạo ra những sản phẩm bánh mì đông lạnh chất lượng cao, đáp ứng kỳ vọng ngày càng khắt khe của người tiêu dùng.

6.1. Tóm tắt giải pháp cho bánh mì nở kém từ bột đông lạnh

Để giải quyết vấn đề bánh mì nở kém từ bột đông lạnh, cần áp dụng một chiến lược toàn diện. Đầu tiên, sử dụng các chất ổn định như CMC để kiểm soát nước và hạn chế tinh thể đá. Thứ hai, bổ sung chất nhũ hóa như E491 để tăng cường và làm dẻo mạng gluten. Thứ ba, ứng dụng một tổ hợp enzyme cho bột nhào đông lạnh, đặc biệt là GOX và Lipase, để củng cố cấu trúc và cải thiện đặc tính bột. Cuối cùng, điều quan trọng nhất là phải tối ưu hóa nồng độ của từng thành phần, vì việc sử dụng quá liều có thể gây tác dụng ngược. Đây chính là giải pháp cho bánh mì nở kém hiệu quả và bền vững.

6.2. Tương lai của công nghệ bake off và bột ủ sẵn đông lạnh

Tương lai của ngành bánh mì gắn liền với sự phát triển của kỹ thuật 'bake-off' và các sản phẩm bột nhào ủ sẵn đông lạnh (pre-proofed frozen dough). Xu hướng này đòi hỏi các giải pháp phụ gia ngày càng tinh vi hơn để đảm bảo sản phẩm sau khi nướng tại điểm bán có chất lượng tương đương bánh tươi. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc tìm kiếm các chủng men mới có khả năng chịu lạnh tốt hơn, các loại hydrocolloid và enzyme thế hệ mới, cũng như tối ưu hóa toàn bộ chuỗi cung ứng lạnh để giảm thiểu sự dao động nhiệt độ, từ đó tối đa hóa chất lượng bánh sau rã đông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH MÌ 1.1 Tổng quan về nguyên liệu trong công nghệ sản xuất và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng bánh mì 1. Bột mì Bột mì là nguyên liệu chính để sản xấu bánh mì, được chế biến từ hạt lúm mì. Ảnh minh họa lúa mì và bột mì [1] ❖ Phân loại Có nhiều cách để phân biệt lúa mì: Phân loại theo màu sắc của bột mì và phân loại theo hàm lượng protein (gluten) có trong bột mì. + Phân loại theo màu sắc bột mì có hai loại: bột mì đen và bột mì trắng.

Bột mì trắng được sản xuất từ hạt lúa mì trắng, bột mì đen được sản xuất từ hạt lúa mì đen. Ở nước ta chủ yếu dùng bột mì trắng. Bột mì trắng có hai loại: loại cứng và loại mềm. Bột mì cứng chứa nhiều protein hơn và thường được gọi là breadflour hoặc là bột mì số 11, loại bột này được sử dụng để nướng các loại bánh cứng và dẻo.

Bột mì mềm có hàm lượng protein ít hơn, thường được gọi là cake flour/pastry flour hay là bột mì số 8. + Để phân biệt bột mì người ta chủ yếu dựa vào hàm lượng gluten có trong bột mì. - Bột mì thường: hay còn gọi là bột mì đa dụng Đây là loại bột mì phổ biến nhất và thường được sử dụng nhiều khi làm bánh ngọt tại gia đình. Loại bột này không chứa bột nổi.

Loại bột này có ứng dụng rộng rãi trong nhiều công thức bánh ngọt để tạo sự tiện lợi cho người làm bánh. - Cake flour: Loại bột này có hàm lượng gluten rất thấp, bột rất nhẹ và mịn, màu trắng tinh. Cake flour được sử dụng để làm các loại bánh có kết cấu bông xốp, mềm nhẹ. SVTH: Dương Thị Hoài GVHD: Đặng Minh Nhật Hoàng Thị Thu 4 Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì.

- Bread flour: Loại bột có hàm lượng gluten cao dùng để làm bánh mì. Gluten sẽ tương tác với men nở để phát triển tạo nên kết cấu dai và chắc cho bánh mì. - Self- rising flour: Loại bột đã trộn sẵn baking powder (bột nổi) và đôi khi cả muối. Bột này có ưu điểm là baking powder được trộn rất đều với bột mì, tuy nhiên ứng dụng của nó lại hạn chế hơn vì 2 lí do: một là mỗi loại bánh khác nhau có yêu cầu lượng baking powder khác nhau, hai là baking powder sẽ giảm tác dụng theo thời gian, vì thế có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng bánh.

- Pastry flour: Loại bột có hàm lượng gluten thấp, nhưng cao hơn cake flour. Bột có màu trắng kem. Ngoài những cách phân loại trên, ở Việt Nam còn có cách phân loại theo đánh số. Cách phân loại này dựa vào hàm lượng % protein có trong bột mì.

❖ Thành phần hóa học Thành phần hóa học của bột mì phụ thuộc vào thành phần hóa học của hạt và hạng bột. Các hạng bột cao thì được cơ thể tiêu hóa dễ hơn, nhưng bột mì các hạng thấp lại có hàm lượng vitamin và chất khoáng cao hơn. Bột mì gồm glucid, protein, lipid, vitamin. cụ thể thành phần được trình bày trong bảng dưới đây Bảng 1.1 Thành phần hóa học của các loại bột mì [2] Thành phần hóa học trung bình tính bằng % chất khô Hạng bột Tinh Chất Đường Pentozan Protid Xenlulozo Tro bột béo chung Thượng 1,95 79,0 12,0 0,8 1,8 0,1 0,55 hạng Hạng I 2,5 77,5 14,0 1,5 2,0 0,3 0,76 Hạng II 3,5 71,0 14,5 1,9 2,8 0,8 1,25 + Protid: Protid trong bột mì khoảng 8-25%.

Cấu trúc phân tử protid có ảnh hưởng tới chất lượng gluten, chất lượng của gluten ảnh hưởng quyết định tới chất lượng của bánh. Nếu tỉ lệ mối liên kết disulfua trội hơn nghĩa là protid có cấu trúc bậc ba và bậc bốn nhiều hơn thì gluten bột mì chặt hơn, sức căng lớn hơn, chất lượng bánh tốt hơn. Protid của bột mì chủ yếu ở dạng đơn giản gọi là protein. Hàm lượng protein trong các loại bột mì khác nhau thì không giống nhau.

Hàm lượng protein tăng dần từ bột hạng cao đến bột hạng thấp, nhưng về mặt dinh dưỡng thì protein trong bột hạng cao giá trị hơn. Protein trong bột mì có 4 loại: Anbumin, Globumin, Prolamin (gliadin), Glutelin (Glutenin). Trong đó, hàm lượng anbumin và globulin chiếm khoảng 20%, còn lại 80% SVTH: Dương Thị Hoài GVHD: Đặng Minh Nhật Hoàng Thị Thu 5 Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì. là gliadin và glutenin.

Tỷ lệ gliadin và glutenin trong bột mì là tương đương nhau. Chính hai nhóm này khi nhào với nước tạo thành mạng phân bố đều trong khối bột nhào. Mạng này vừa dai vừa đàn hồi, có tác dụng giữ khí khi khối bột nhào nở và được gọi là gluten. Gluten thu được sau khi rửa bột nhào được gọi là gluten ướt.

Hàm lượng gluten ướt trong bột mì khoảng 15-35% tùy thuộc vào hàm lượng protein của bột. Trong gluten ướt có chứa 60-70% nước. Protein khi kết hợp với nước bằng cách trộn đều hay nhào, sẽ hình thành gluten, một mạng lưới gồm nhiều sợi đan lại với nhau, tạo nên cấu trúc bánh. Khung gluten này hình thành được là do các cầu nối disulfua được hình thành trong quá trình nhào trộn.

Chất lượng gluten được đánh giá bằng các chỉ số vật lí như: màu sắc, độ đàn hồi, độ dai và độ dãn. Bột có gluten chất lượng cao thì đàn hồi tốt, độ dai cao và độ dãn trung bình, bánh sẽ nở và ngon. Trường hợp gluten yếu nghĩa là độ giãn lớn, độ dai thấp, ít đàn hồi thì bột nhào dính, bánh ít nở và bị bè ra. Để tăng chất lượng gluten khi nhào bột có thể bổ sung các chất oxy hóa như: acid ascorbic, kali bromate, peoxid…, ngược lại những chất khử sẽ làm giảm chất lượng gluten.

+ Gluxid: Gluxid ảnh hưởng tới chất lượng của bánh. Đường cần thiết cho quá trình lên men ở giai đoạn đầu khi mà bản thân amilase của nấm men chưa kịp thủy phân tinh bột thành đường maltose. Gluxid trong bột mì gồm có tinh bột, dextrin, xenluloza, hemixenluloza, gluxid keo, các loại đường. Tinh bột là gluxid quan trọng nhất của bột, trong bột các hạng cao có chứa đến 80%.

Tinh bột của các loại bột khác nhau thì không giống nhau về hình dạng, kích thước, khả năng trương nở và hồ hóa. Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột có ảnh hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào. Hạt tinh bột nhỏ và hạt tinh bột lớn sẽ bị đường hóa nhanh hơn trong quá trình sản xuất bánh mì. Trong các hạt tinh bột, ngoài tinh bột ra còn có một lượng rất nhỏ acid photphoric, acid silisic, acid béo và các chất khác.

Tinh bột khi nướng bánh bị hồ hóa một phần và hút nước, lượng nước này do protein bị biến tính ở nhiệt độ cao sinh ra, vì vậy ruột bánh khô và đàn hồi. Dextrin và pentozan có ảnh hưởng xấu tới chất lượng bánh vì dextrin không hút nước nên nếu nhiều dextrin ruột bánh ướt và ít đàn hồi, còn pentozan dễ keo hóa làm tăng độ nhớt và độ dính của bột nhào. Cellulose và hemicellose cơ thể người không tiêu hóa được nên trong bột càng ít càng tốt, hàm lượng hai chất này trong bột mì hảo hạng và loại I ít hơn trong loại II và loại thô. Đường trong bột có chứa một hàm lượng không lớn lắm.

Trong bột có chứa 0,1-0,25% glucoza và fructoza và gần 0,1-0,5% mantoza. Hàm lượng saccharose trong SVTH: Dương Thị Hoài GVHD: Đặng Minh Nhật Hoàng Thị Thu 6 Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ của các phụ gia cải thiện độ nở trong công nghệ sản xuất bánh mì lạnh đông và sự thoái hóa bánh mì. bột vào khoảng 0,2-0,6%. Hàm lượng chung các loại đường phụ thuộc vào hạng bột và chất lượng hạt.

Đường trong bột có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh, đường được sinh ra trong thời gian 1,5-2 giờ đầu tiên của quá trình lên men. Hàm lượng đường chung trong bột mì trắng vào khoảng 1,8-4%. + Các lipid: Là những chất hữu cơ ghét nước có cấu trúc khác nhau, không hòa tan trong nước nhưng có khả năng hòa tan trong các dung môi hữu cơ. Trong số các lipid của bột mì, ¾ là chất béo trung tính, còn lại là phosphatide, sterin, sắc tố.

Trong bột các lipid có trạng thái tự do và trạng thái kết hợp với gluten, protein. Trong bảo quản, chất béo dễ bị phân hủy, giải phóng acid béo tự do, ảnh hưởng tới độ acid và vị của bột, đồng thời cũng ảnh hưởng tới gluten. Hàm lượng chung các lipit trong bột mì khoảng 2-3%, lipid của bột gồm 75% chất béo. + Các enzyme: Đặc biệt là enzyme protease và amylase.

Trong quá trình sản xuất bánh mì protease có ý nghĩa quan trọng. Protease phân giải cấu trúc bậc 3 của phân tử protit, làm cho gluten bị vụn nát dẫn đến tính chất vật lí của gluten xấu đi và làm giảm khả năng liên kết với nước. Do đó ảnh hưởng xấu đến tính chất bột nhào. Các chất khử có tác dụng tăng cường hoạt động của protease còn các chất oxy hóa và muối ăn có tác dụng kìm hãm hoạt động của protease.

Chất oxy hóa sẽ chuyển liên kết (-SH) thành liên kết (-S-S), còn chất khử có tác dụng ngược lại làm giảm mối liên kết (-S-S). Enzym thủy phân tinh bột là ∝-và β- amylase. Amilaza thủy phân tinh bột giúp cho bột nhào lên men nhanh và tăng chất lượng bánh vì lượng đường trong bánh không đủ cho quá trình lên men. Trong điều kiện thích hợp có thể thủy phân đến 95% tinh bột.

Ý nghĩa trong sản xuất bánh mì của hai loại amylase này rất khác nhau. Tác dụng đường hóa của β – amilaza xúc tiến sự lên men bột nhào và làm chất lượng sản phẩm tốt hơn, vì nó phân hủy tinh bột thành maltoza, còn ∝ amylase phân hủy tinh bột thành dextrin, mà dextrin liên kết với nước kém nên làm cho ruột bánh bị ướt, do đó làm giảm chất lượng của bánh. Trạng thái hệ protein-proteaza đặc trưng cho độ mạnh hay khả năng giữ khí của bột còn trạng thái hệ gluxit-amilaza đặc trưng cho khả năng sinh đường và tạo khí CO2. Bột mì sản xuất từ hạt đã nảy mầm lại có chất lượng thấp đối với công nghệ sản xuất bánh mì.

Vì bột nảy mầm có hàm lượng glutation cao hơn, trong thành phần tripeptit glutation có sistein và acid amin chứa nhóm (-SH) có tác dụng tăng hoạt độ thủy phân protein [3]. + Các vitamin: Bột mì cung cấp các vitamin như B1, B2.