Thí nghiệm công nghệ chế biến thực phẩm - Bài 2: Công nghệ sản xuất bánh cookies

Nội dung text: Thí nghiệm công nghệ chế biến thực phẩm - Bài 2: Công nghệ sản xuất bánh cookies

1. Bài 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH COOKIES I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CHÍNH – SẢN PHẨM 1. NGUYÊN LIỆU 1.1. Bột mì - Bột mì là được làm từ hạt lúa mì bằng cách loại lớp vỏ ngoài và phôi, sau đó nghiền tinh. - Bột mì là thành phần chính trong hầu hết các loại bánh biscuit. - Chất lượng bột mì được đánh giá theo TCVN 18957–76 hoặc TCVN 1874:1995. Trong đó, bột mì được đánh giá về các chỉ tiêu sau: • Độ ẩm: thông qua phương pháp sấy. • Độ mịn: thông qua việc sàng trên rây điện vận tốc 180 - 200 vòng/phút với kích thước rây d = 125mm • Màu sắc, mùi vị: dùng phương pháp cảm quan. • Độ nhiễm côn trùng: sàng trên rây và quan sát. • Tạp chất sắt: dùng nam châm để tách và đánh giá. • Khối lượng, chất lượng gluten ướt: cân, kiểm tra màu, độ căng, độ đàn hồi. • Độ chua: sử dụng phương pháp trung hòa. • Hàm lượng tro: bằng cách tiến hành vô cơ hoá mẫu. • Đặc tính hút nước, độc hắc, đc tính lưu biến của bột mì xác định theo phương pháp đồ thị farinograph. Các chỉ tiêu chất lượng bột mì dùng trong sản xuất bánh biscuit: STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Màu sắc Trắng ngà hay trắng đặc trưng của bột mì tự nhiên 2 Mùi Mùi tự nhiên của bột mì, không có mùi lạ 3 Vi Không có chua, đắng hay vị lạ 4 Tạp chất vô cơ Không có sạn 5 Sâu mọt Không có 6 Độ ẩm ≤ 13% 7 Độ mịn ■ Còn lại trên rây ≤ 20% 420µm ≥ 80% ■ Qua rây 118µm 8 Gluten ướt ■ Hàm lượng 32 - 35% ■ Cảm quan Trắng ngà, mềm mại, đàn hồi tốt
2. Bảng 1.3: Chỉ tiêu chất lượng của trứng tươi. STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Mùi Không có mùi lạ 2 Vỏ Sạch, không móp méo, không 3 Buồng khí vỡ 4 Lòng đỏ 96 >80 Hoá học - Chỉ số AV <0,3 <0,3 - Chỉ số PV <5 Hàm lượng chất khô không béo, <2 % Số vi khuẩn hiếu khí < 104cfu/g < 104cfu/g Vi sinh Coliform <10 vk/g sp < 10 vk/g sp
3. 2.2. Phân loại Bánh biscuit có thể được phân loại theo rất nhiều khóa phân loại khác nhau. • Dựa vào cấu trúc, độ cứng, hình dạng • Dựa vào thành phần nguyên liệu có ảnh hưởng chính • Dựa vào cấu trúc bột nhào và phương pháp tạo hình ▪ Cracker ▪ Biscuit ▪ Cookies ▪ Cake 2.3. Chỉ tiêu chất lượng bánh biscuit Chỉ tiêu Yêu cầu Màu sắc Có màu đặc trưng theo tên gọi, không có vết cháy đen Hình dạng Theo đúng khuôn đúc, không cong, vênh, méo Kích Đồng đều, đường kính trung bình 44.7 -45 cm thước Độ dày 5,5 - 6 cm Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi khuẩn hiếu khí (con/gam) 3.7 - Protid % >10 - Chất béo % >10 >10 Chất ngọt tổng hợp Không Không có có
4. • Bánh cán, cắt: bột nhào phải dẻo, đàn hồi, không gãy, không dính, không vỡ và có độ dày đồng nhất. • Bánh ép khuôn: bột nhào phải tơi xốp, không dính trục, cố định được hình dạng, sắc nét. • Bánh ép qua lỗ: bột nhào phải liên tục chảy được nhưng cũng phải định hình được. Trong bài thí nghiệm này, ta sẽ tiến hành làm bánh biscuit ép qua lỗ. 2.1.2. Cách tiến hành - Bột mì trước khi đem nhào được rây trước để tách tạp chất, sau đó trộn đều với bột nổi và muối. - Đánh nổi trứng gà bằng máy đánh trứng. Sau đó, cho đường vào để hòa tan. Rồi cho bơ và dầu vào, tạo một dịch nhũ tương. - Đổ dịch nhũ tương vào đống bột nhào. Tiến hành nhào trộn trong máy trộn đứng. - Thời gian nhào: 3 - 5 phút. 2.1.3. Các biến đổi ➢ Biến đổi vật lý - Từ hỗn hợp các thành phần nguyên liệu ban đầu với các pha khác nhau chuyển thành một pha nhão – bột nhào dạng paste, đồng nhất không tách rời, dẻo, có độ xốp nhất định. - Trong khối bột nhào, đồng thời với pha lỏng gồm: nước tự do, protein hòa tan, đường và các chất khác, còn có pha khí được tạo nên do sự tích lũy các bọt không khí khi nhào. - Lúc đầu, khi mới nhào, bột tương đối dính do lượng nước tự do nhiều, khi các nguyên liệu liên kết chặt chẽ với nhau thì độ dính giảm, đồng thời thể tích của khối bột cũng giảm. Nhưng sau một thời gian nhào, có sự thâm nhập và tích lũy khí trong khối bột nhào, nên thể tích khối bột tăng. - Trong quá trình nhào trộn, do hóa hợp với nước, do ma sát và do các phản ứng hóa học xảy ra trong bột nhào mà nhiệt độ của khối bột nhào sẽ tăng, nhưng không đáng kể. - Ngoài ra còn có sự thẩm thấu của các hợp chất màu, mùi, vị từ các nguyên liệu phụ như sữa, trứng và các phụ gia vào trong khối bột. ➢ Biến đổi hóa lý - Protein hút nước tạo trạng thái dẻo, hạt tinh bột trương nở. - Những cấu tử rời rạc liên kết với nhau tạo khối đồng nhất, khối lượng riêng, độ nhớt hỗn hợp thay đổi.
5. - Ở nhiệt độ cao > 60oC : Sự trương nở của bột phần lớn là nhờ sự liên kết thẩm thấu của dung môi với tinh bột. - Có sự hấp thụ của chất béo lên bề mặt các misen, làm liên kết giữa các misen với nhau giảm, từ đó giảm tính đàn hồi của gluten, nhưng tăng độ xốp cho khối bột nhào. Trong quá trình nhào cũng diễn ra quá trình nhũ hóa giữa dầu và nước. - Muối ăn phân ly thành các ion. Cation làm tăng hằng số điện môi của nước, làm giảm độ dày và điện tích của lớp ion kép bao quanh các protein. Làm cho các phân tử protein đến gần nhau hơn hình thành các tương tác ưa nước và kỵ nước. Tạo nên những phân tử protein có khối lượng phân tử lớn, tăng độ chặt của khung gluten. - Có sự hoà tan của nguyên liệu đường. - Các chất mùi được protein hấp phụ và cố định qua liên kết đồng hóa trị, liên kết tĩnh điện và lực vanderwalls ➢ Biến đổi hóa học - Không đáng kể do nhiệt độ nhào trộn không cao. Có thể có sự oxy hóa chất béo dưới tác dụng của oxy, sự biến tính của protein dưới tác động cơ học. Nếu có sử dụng thuốc nở như NaHCO3, NH4HCO3, (NH4)2CO3 thì có thể xảy ra các phản ứng hóa học tạo độ xốp cho sản phẩm. - Tạo nên những liên kết hoá học mớido trong quá trình hình thành mạng lưới gluten các gliadin, glutenin sẽ kiên kết với nhau bằng liên kết hidro, bằng cầu disulfua và bằng tương tác ưa béo. ➢ Biến đổi hóa sinh - Dưới tác dụng của enzyme protease và amylase có trong nguyên liệu thì protein và tinh bột có thể bị thủy phân. Tuy nhiên do nhiệt độ và điều kiện không thích hợp cho các enzyme hoạt động, nên các phản ứng hóa sinh cũng diễn ra không đáng kể. - Tùy vào mục đích của mình mà có thể tạo điều kiện tối ưu cho các enzyme hoạt động, lúc đó biến đổi về hóa sinh sẽ diễn ra đáng kể. ➢ Biến đổi cảm quan - Chủ yếu là sự thay đổi trạng thái củanguyên liệu. Ngoài ra có sự thay đổi về mùi vị và màu sắc. 2.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng a) Ảnh hưởng của nguyên liệu ➢ Bột mì - Protein và gluten:
6. • Độ hút ẩm của đường càng lớn thì bột nhào càng nhão. Các loại đường khác nhau có khả năng hút nước khác nhau. Do đó, thành phần các loại đường có trong bột nhào cũng gây ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng bột nhào. - Đường làm giảm sự trương nở của protit,tùy theo nồng độ đường mà tốc độ trương nở của protid khác nhau: Vì đường có khả năng hút nước nên khi lượng đường bổ sung càng lớn, hàm lượng gluten ướt có trong bột nhào càng giảm. - Lượng đường gây ảnh hưởng của đến khảnăng hút nước của bột: Khả năng hút nước của bột giảm khi tăng lượng đường saccarose. Khi tăng lượng đường lên 1% thì khả năng hút nước của bột giảm 0,6%. - Đường giúp phân phối đồng đều nước trong bột nhào - Đường làm tăng nhiệt độ gelatin hóa tinh bột, nhưng đồng thời cũng làm cho quá trình gelatin hóa diễn ra dễ dàng hơn. - Kích thước của tinh thể đường: sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. • Đối với bột nhào bánh biscuit xốp, nên dùng đường có kích thước tinh thể bé. Nếu kích thước tinh thể lớn sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bánh vì đường còn đọng lại trên bề mặt bánh. • Đối với bột nhào bánh biscuit dai có thể dùng đường có kích thước tinh thể lớn hơn, vì trong bột nhào dai lượng nước dùng nhiều hơn, nhiệt độ cao hơn và thời gian nhào lâu hơn, do đó có đủ điều kiện để hòa tan đường hoàn toàn. ➢ Chất béo - Tăng hàm lượng chất béo sẽ làm giảm năng lượng nhào trộn. - Giúp bột nhào tơi và dẻo: hàm lượng chất béo càng cao thì bột nhào càng tơi và dẻo, có nghĩa là có sự giảm sự kết dính trong cấu trúc bánh biscuit. - Hàm lượng chất béo càng lớn, bánh biscuit thu được sau khi nướng càng bở. - Chất béo có tác dụng như là một chất bôi trơn. Khi có mặt với số lượng lớn, tác dụng bôi trơn của nó rất rõ ràng và vì thế ta cần rất ít nước để tạo nên một cấu trúc đặc và mềm. - Làm chậm sự thấm nước vào bên trong protit: vì khi cho chất béo vào trong bột nhào, chất béo sẽ tạo màng trên bề mặt protit và do đó sẽ cản trở quá trình khuếch tán của nước vào trong protit. - Giúp cho sản phẩm xốp: vì chất béo có trong bột nhào sẽ tạo một màng mỏng có tác dụng bao trùm và bôi trơn cáchạt bột, nhờ đó giữ được lượng không khí trong bột nhào. Nhờ có chất béo, các lỗ khí sẽ mịn và đồng nhất hơn.
7. • Muối ăn ức chế enzym protease, giúp gluten hình thành tốt hơn. Vì vậy, muối ăn được dùng nhiều trong bánh cracker để làm tăng độ dai của bánh. • Ngoài ra, a- amilase cũng có thể bị ức chế bởi muối, nhiệt độ khoảng 60oC. b) Ảnh hưởng của chế độ nhào ➢ Độ ẩm của bột nhào Nước là một thành phần quan trọng trong việc hình thành bột nhào: nó rất cần thiết cho việc hòa tan các thành phầnkhác, cho việc hydrat hóa protein và cacbonhydrate và cho việc phát triển mạng gluten. Nước có một vai trò phức tạp bởi vì nó quyết định trạng thái cấu tạo của polymer sinh học, ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa các thành phần khác nhau trong bột nhào và góp phần vào cấu trúc của khối bột nhào. Nó cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của bột nhào. - Độ ẩm quá cao sẽ có ảnh hưởng xấu đến các giai đoạn gia công tiếp: • Dễ dính khuôn trong tạo hình, làm cho năng suất của thiết bị tạo hình giảm đi rõ rệt. • Trong quá trình nướng, độ ẩm cao thì quátrình nướng kéo dài, lượng hơi và khí tạo ra nhiều làm thay đổi cấu trúc của bánh. Độ ẩm cao thì cường độ trao đổi nhiệt cao, dễ dàng tạo nên các phản ứng gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. • Trong trường hợp độ ẩm quá cao, bột nhào có thể không đưa vào các khâu sản xuất tiếp theo mà phải được nhào lại. - Độ ẩm thấp khó khăn trong khâu tạo hình. - Độ ẩm ảnh hưởng đến chất lượng bột nhào: • Hàm lượng nước càng nhiều sẽ làm tăng tính chảy lỏng và tính dính của bột nhào. • Nước góp phần vào việc làm giảm tính đàn hồi của bột nhào. ➢ Nhiệt độ bột nhào - Nhiệt độ ảnh hưởng tới trương nở và tính chất vật lý của bột nhào. Giới hạn này đạt nhanh nhất ở 40oC. Vì ở nhiệt độ này gluten trương nở triệt để nhất. - Nhiệt độ ảnh hưởng tới độ đàn hồi và độ nhớt: Tính chất lưu biến của bột nhào chịu ảnh hưởng chính bởi thành phần protein. Bình thường các chuỗi polymer liên kết với nhau bằng các liên kết hydro và tương tác kỵ nước. Việc tăng nhiệt độ nhào sẽ làm tăng số liên kết ngang giữa các chuỗi polymer gluten và thời gian tồn tại của chúng. Như vậy việc tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tính chất đàn hồi của bột nhào.
8. • Loại bột nhào: bột nhào dai cần thời gian nhào trộn lâu hơn bột nhào xốp. • Hàm lượng gluten trong bột: Khi hàm lượng gluten tăng thì thời gian nhào của bột nhào giảm. • Nhiệt độ của hỗn hợp nguyên liệu: Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp nguyên liệu cũng có ảnh hưởng đến thời gian nhào do nhiệt độ có ảnh hưởng đến sự trương nở protit của bột. Khi nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp nguyên liệu tăng thì thời gian nhào giảm. • Độ ẩm bột nhào: Độ ẩm lớn thì gluten trương nở nhanh. Do đó, nếu tăng độ ẩm bột nhào khi các điều kiện khác giốngnhau thì thời gian nhào rút ngắn lại. ➢ Cường độ nhào: - Cường độ nhào tùy thuộc vào chất lượng bột và loại bánh. - Cường độ nhào nhanh thì khối bột nhào sẽ mau đều, nhưng đồng thời nó cũng dễ đứt, dễ nóng. Vì thế, nếu muốn hình thành khung gluten (đối với bánh cracker) thì nên nhào chậm. Còn đối với bánh cookie, nên nhào trộn nhanh để cắt đứt mạch, hạn chế hình thành khung gluten. 2.1.5. Thiết bị nhào trộn Trong bài thí nghiệm này, ta sử dụng máy nhào trộn đứng. Các trục khuấy được lắp thẳng đứng, khi hoạt động, trục khuấy cùng các cánh khuấy sẽ hạ thấp xuống thùng chứa hay thùng chứa sẽ được nâng lên để lắp khít với thùng khuấy và nắp. Khi có 2 hay ba trục khuấy, các cánh khuấy sẽ quay tròn quanh một vị trí cố định, còn khi thiếtbị chỉ có một trục thì các cánh khuấy sẽ quay tròn theo phương thẳng đứng đồng thời chuyển động theo một quỹ đạo tròn quanh trục. Chuyển động như vậy đảm bảo có thể khuấy đảo tất cả bột có trong thành chứ không chỉ làm chúng chuyển động theo một quỹ đạo tròn. Trong các máy nhào trộn nhỏ, tốc độ của cánh khuấy có thể khá cao nhưng trong những thiết bị lớn hơn (năng suất hơn một tấn/mẻ) thì các cánh khuấy quay với tốc độ chậm, thường không hơn 20 vòng/phút.
9. - Khi bắt đầu cho bánh vào lò nướng, nhiệt độ bánh bằng nhiệt độ môi trường (30 ÷35oC), còn nhiệt độ lò nướng cao (160 ÷200oC), nên có sự truyền nhiệt từ bề mặt vào trong bánh. Trong những giây đầu tiên, ẩm cũng đi vào, làm khô bề mặt. Để tránh trường hợp bề mặt bị khô, ta phải làm ẩm trong lò tăng lên bằng cách giảm nhiệt độ nướng Chế độ nướng: Nhiệt độ nướng thấp (không quá 160c), độ ẩm tương đối cao (60-70). - Giai đoạn này kết thúc khi ruột bánh đạt nhiệt độ 75 – 80oC, vỏ bánh đạt nhiệt độ khoảng 100oC. - Đây là giai đoạn truyền nhiệt cho bánh, giai đoạn này để tránh tạo vỏ bánh quá cứng. - Nhiệt độ không cao nhưng độ ẩm tương đối của môi trường buồng nướng cao ở giai đoạn đầu là điều kiện tốt cho quá trình hoá lý do đó không tạo vỏ trên bề mặt bánh sẻ sốp. Ở giai đoạn 1 trên bề mặt bánh xuất hiện một. Màng này không ngăn cản nhiều sự phân bố khí bên trong bánh, do đó tạo ra cơ cấu xốp. - Các biến đổi: • Có sự chảy của các chất béo. • Protein biến tính => Khung gluten cố định, định hình lại. • Tinh bột bắt đầu hút nước, xảy ra quá trình gelatin hóa. • Hoạt tính enzym đạt đến mức tốiđa, sau đó bị giảm hoạt tính. • Bắt đầu xảy ra phản ứng Maillard. • Tốc độ bốc hơi tăng dần. ➢ Giai đoạn 2 - Đặc tính của giai đoạn này là nhiệt độ của môi trường nướng không ổn định, tăng từ từ lên tới 200-50c. Độ ẩm tương đối của buồng nướng có thể giảm xuống và do đó trong giai đoạn này không làm ẩm buồng nướng. - Trong giai đoạn này, vỏ bánh đạt đến nhiệt độ 180oC. - Đây là giai đoạn tăng nhiệt, nhằm tạo điều kiện cho các phản ứng diễn ra một cách đầy đủ. - Các biến đổi: • Enzym bị vô hoạt hoàn toàn. • Sự phân hủy thuốc nở, tạo khí CO2, làm bánh xốp. Thể tích bánh đạt đến mức độ tối đa.