Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mì

Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mìNghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đông và định hướng ứng dụng vào sản xuất bánh mì

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HOÀNG THỊ THU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾNCHẤT LƯỢNG CỦA BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG VÀĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT BÁNH MÌ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

ĐÀ NẴNG - 2024

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HOÀNG THỊ THU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾNCHẤT LƯỢNG CỦA BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG VÀĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT BÁNH MÌ

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩmMã số: 9540101

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC1 PGS.TS ĐẶNG MINHNHẬT2 PGS.TS NGUYỄN HOÀNGDŨNG

ĐÀ NẴNG - 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết

1.1.3.2 Sự hư hỏng cấu trúc củabộtnhào 8

1.1.3.3 Sự sống sót của nấm men và khả năngsinhkhí 10

1.1.3.4 Chất lượng của bánh mì saukhinướng 11

1.1.5.5 Chất lượng của bánh mì khibảoquản 12

1.2 VAI TRÒ CỦA CÁC THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU LÊN CHẤTLƯỢNG CỦA BÁNH MÌ TỪ BỘT NHÀOLẠNHĐÔNG 13

1.2.1 Bột mì 13

1.2.2 Nước 15

1.3.1.2 Sorbitan monostearate (SMS -E491) 19

1.3.1.3 Natri stearoyl-2-lactylat (SSL–E482) 19

1.3.1.4 Glycerol MonoStearate (GMS –E471) 19

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI VỀ CÔNGNGHỆ BỘT NHÀO BÁNH MÌLẠNHĐÔNG 26

1.4.1 Tổng quan các nghiên cứu trênthếgiới 26

1.4.1.1 Ảnhhưởngcủaquátrìnhcấpđông,bảoquảnlạnhđôngvàrãđônglênbột nhào bánh mì và chất lượngbánh mì 27

1.4.1.2 Ảnh hưởng của các phụ gia lên bột nhàolạnhđông 31

1.4.1.3 Ảnh hưởng của các nguyên liệu lên bột nhàolạnhđông 42

1.4.1.4 Nghiên cứu cải thiện quy trình làmbộtnhào 46

1.4.2 Tình hình nghiên cứutrongnước 47

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU 49

2.5.1.2 Phương pháp đo đường kính, chiều cao, khối lượngbánhmì 62

2.5.1.3 Xác định độ ẩm của bột mì hoặc ruộtbánhmì 62

2.5.1.4 Phương pháp đo độ xốpbánhmì 62

2.5.1.5 Phương pháp đo độ cứng ruộtbánhmì 62

2.5.1.6 Phương pháp đo hàm lượng trotoànphần 62

2.5.1.7 Phương pháp xác định đặc tính hút nước và đặc tính lưu biến

2.5.1.12 Xác định phần trăm khối lượng dịch thoátbộtnhào 65

2.5.2 Phương pháp hóa học - xác định độ acid củabánhmì 65

2.5.3 Phương pháp phân tíchvisinh 65

2.5.4 Phương pháp phân tíchcảmquan 65

3.2 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LÊN MENSƠBỘ 68

3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến số lượngnấmmen 68

3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến thể tíchbánhmì 69

3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến độ xốpbánhmì 71

3.3.ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÁC LOẠI PHỤ GIA VÀ XÁCĐỊNHCÔNG THỨC TỔ HỢP PHỤ GIA TỐI ƯU CHO BỘT NHÀO BÁNHMÌLẠNHĐÔNG 72

3.3.1 Xác định hàmlượngtrehalose 72

3.3.2 Đánh giá hiệu quả và xác định hàm lượng sử dụng của các chất nhũhóa 75 3.3.2.1 Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì khi bổ sung chất nhũ hóa7 5 3.3.2.2 Ảnh hưởng của Sodium Stearoyl-2-Lactylate(SSL) 78

3.3.2.3 Ảnh hưởng của GlycerolMonostearate(GMS) 79

3.3.2.4 Ảnh hưởng của Sorbitanmonostearate(E491) 81

3.3.2.5 Ảnh hưởng của Diacetyl Tartaric Acid Ester của Monoglyceride(DATEM) 82

3.3.2.6 So sánh hiệu quả các chất nhũ hoá ở hàm lượng thích hợp của mỗichất 84 3.3.3 Đánh giá hiệu quả và xác định hàm lượng sử dụng của các loạichấtkeo 85

3.3.3.1 Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì khi bổ sung các loại chấtkeo 86 3.3.3.2 Ảnh hưởng của chất keoCarrageenan (CAR) 88

3.3.3.3 Ảnh hưởng của chất keoGuargum(GG) 89

3.3.3.4 Ảnh hưởng của chất keo Sodiumalginate(SA) 90

3.3.3.5 Ảnh hưởng của chất keo CarboxymethylCellulose(CMC) 91

3.3.3.6 Ảnh hưởng của chất keo Hydroxypropyl methyl cellulose(HPMC) 93 3.3.3.7 So sánh hiệu quả các chất keo ở hàm lượng thích hợp của mỗichất94 3.3.4 Đánh giá hiệu quả và xác định hàm lượng sử dụng cácloại enzyme 95

3.3.4.1 Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì khi bổ sung các loại enzyme95 3.3.4.2 Ảnh hưởng của enzymetransglutaminase(TG) 98

3.3.4.3 Ảnh hưởng của enzyme glucoseoxydase(GOX) 99

3.3.4.4 Ảnh hưởng của enzymexylanase(XYL) 101

3.3.4.5 Ảnh hưởng của enzymelipase(LP) 102

3.3.4.6 Ảnh hưởng của enzymehemicellulase(HC) 103

3.3.4.7 So sánh hiệu quả của các enzyme ở hàm lượng thích hợp củachúng 104 3.3.5 Đánhgiálựachọnphụgiađểpháttriểncôngthứctổhợpphụgiachobộtnhàolạnh đông định hướng ứng dụng làmbánhmì 105

3.3.6 Đánh giá tác dụng tương hỗ của các loạiphụgia 106

3.3.6.1 Phân tích tác động tương hỗ của các phụ gia trong các tổ hợp hai phụgia 111 3.3.6.2 Phân tích tác động tương hỗ khi sử dụng tổ hợp 3phụgia 113

3.3.6.3 Phân tích tác động tương hỗ khi kết hợp sử dụng tổ hợp 4 phụ gia vớinhau từ tổ hợp 3phụgia 116

3.3.7 Xác định thành phần tối ưu của tổ hợp 3 phụ gia: HPMC, DATEM, GOX.119 3.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG MEN TƯƠI SỬDỤNG124 3.4.1 Ảnh hưởng của hàm lượng men sử dụng đến số lượng và tỉ lệ phần trăm nấmmensốngsót 125

3.4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng men tươi đến thể tíchbánhmì 127

3.5 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁPRÃĐÔNG 128

3.6 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÁNH MÌ SẢN XUẤT THEO QUY

TRÌNHCẢI TIẾN VÀ SỰ THOÁI HOÁ CỦASẢNPHẨM 130

3.6.1 Đánhgiásựthoáihóacủabánhmìlàmtừbộtnhàolạnhđôngcócôngthứcphụgiatốiưu 130 3.6.1.1 Đánh giá sự thay đổi về thểtíchbánh 130

3.6.1.2 Đánh giá sự thay đổi về độxốpbánh 131

3.6.1.3 Đánh giá sự thay đổi về độ cứngcủabánh 132

3.6.2 Khảo sát lượng dịch thoát ra từ bột nhàolạnhđông 133

3.6.3 Ảnh vi cấu trúc bột nhào lạnhđông (SEM) 135

3.7 ĐÁNHGIÁKHẢNĂNGỨNGDỤNGKẾTQUẢCẢITIẾNCÔNGTHỨCVÀQUY TRÌNH TRONG SẢN XUẤT BÁNH MÌ BAGUETTE VÀ BÁNHMÌHAMBURGER 139

3.7.1 Kết quả kiểm tra thể tích và đánh giá cảm quan bánhmìBaguette 139

3.7.2 Kết quả kiểm tra thể tích và đánh giá cảm quan bánh mì Hamburger140 KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ 143

A KẾTLUẬN 143

B NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦALUẬN ÁN 144

C KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨUTIẾPTHEO 144CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃCÔNGBỐ ATÀI LIỆUTHAMKHẢO B

DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

EHG Enzymatically hydrolyzed vital wheat gluten (Gluten thuỷ phân

HPMC Hydroxypropyl methyl cellulose

SEM ScaNLing electron microscopy (Kính hiển vi điện tử quét)

Tỉ số R/E Resistance to extension (5cm)/Extensibility = Ratio Number 5cm Tỉ số R/E tối đa Resistance to extension (Max)/Extensibility = Ratio Number max

UAF Ultrasonic-assisted freezing (cấp đông có hỗ trợ siêu âm)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2 1 Các phụ gia sử dụng trongnghiên cứu 49

Bảng 2 2 Các hoá chất sử dụng trongnghiên cứu 51

Bảng 2 3 Các nguyên liệuchuẩnbị 53

Bảng 2 4 Hàm lượng men cho 1 kgbột mì 54

Bảng 2 5 Các chất keo và hàm lượngsử dụng 57

Bảng 2 6 Các enzyme và hàm lượngsửdụng 58

Bảng 3.1 Kết quả phân tích các chỉ tiêu hoá lý của bột mìNguyênliệu 67

Bảng 3 2 Các thông số Farinograph của bộtNguyênliệu 67

Bảng 3 3 Các thông số Extensograph của bộtNguyênliệu 68

Bảng 3.4 Lượng nấm men sống trong BN trong quá trìnhBQLĐ(log(CFU)) 69

Bảng 3.5 Tỷ lệ sống sót của nấm men so với mẫu 0tuần (%) 69

Bảng 3 6 Lượng nấm men sống sót (log(CFU)) qua các giai đoạn bảo quản lạnhđông ở các mức trehalosekhácnhau 73

Bảng 3 7 Kết quả đo Farinograph bột mì với chấtnhũhoá 75

Bảng 3 8 Kết quả phép đo Extensograph bột mì (NL) bổ sung chấtnhũhoá 76

Bảng 3 9 Kết quả đo Farinograph của bột mì trộn các loạichấtkeo 86

Bảng 3 10 Kết quả đo Extensograph của bột mì trộn các loạichấtkeo 86

Bảng 3 11 Hàm lượng chất keo thích hợp cho từng mốc thời gianbảoquản 94

Bảng 3 12 Tổng hợp kết quả đo Farinograph của bột mì trộn cácloạienzyme 96

Bảng 3 13 Tổng hợp kết quả đo Extensograph bột mì bổsungenzyme 96

Bảng 3 14 Hàm lượng enzyme tốt nhất ứng cho từng mốc thời gian bảo quản

mô hình quy hoạch tâmphứchợp 119

Bảng 3 24 Bố trí thí nghiệm và kết quả theo mô hìnhquyhoạch tâm phức hợp.120Bảng 3 25 Phân tích thống kê ANOVA cho mô hìnhthực nghiệm 121

Bảng 3 26 Thống kê sự phù hợp của hàm mục tiêu (thểtíchbánh) 122

Bảng 3 27 Bảng hệ số phương trình của hàm mục tiêu Y (thểtíchbánh) 122

Bảng 3 28 Logarit của số lượng nấm men sốngsót(CFU) 125

Bảng 3 29 Thể tích bánh (ml) sau 0-3 ngày bảo quản từ bột nhào đã bảo quản lạnhđông 1 ngày và2tháng 130

Bảng 3 30 Độ xốp bánh sau 0-3 ngày bảo quản từ bột nhàođãBQLĐ 132

Bảng 3 31 Độ cứng bánh sau 0-3 ngày bảo quản từ bột nhàođãBQLĐ 132

Bảng 3 32 Thể tích bánh mì baguette qua từng thời gianbảoquản 139

Bảng 3 33 Phân tích ANOVA điểm thị hiếu cho các mẫu bánhmìBaguette 139

Bảng 3 34 Thể tích bánh mì Hamburger cảm quan qua từng thờigianBQ 141

Bảng 3 35 Phân tích ANOVA điểm thị hiếu các mẫu bánhmìhamburger 141

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì tươi và bánh mì từ bột nhào

Hình 1 2 Hình ảnh SEM của bột nhào khônglạnhđông 9

Hình 1 3 Hình ảnh SEM của bột nhào lạnh đông 1 ngàyở-20oC 9

Hình 1 4 Hình ảnh SEM của bột nhào LĐ trong 10 tuầnở -20oC 9

Hình 1 5 Hình ảnh SEM của bột nhào LĐ trong 27 tuầnở-20oC 9

Hình 1 6 Công thức cấu tạo phântửDATEM 18

Hình 1 7 Công thức cấu tạo phântử E491 19

Hình 1 8 Công thức cấu tạocủaSSL 19

Hình 1 9 Công thức cấu tạo củaGlycerolmonostearate 20

Hình 1 10 Cấu trúc hóa học của trehalose (a) vàsaccharose(b) 26

Hình 2 1 Sơ đồ nghiên cứutổngquát 52

Hình 2 2 Quy trình sản xuất bánh mì từ bột nhàolạnhđông 55

Hình 2 3 Farinograph đại diện cho thấy các chỉ số đothôngthường 63

Hình 2 4 Extensograph đại diện cho thấy các chỉ số đothôngthường 64

Hình 3 1 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ bột nhào đến thể tích của bánh mì sauquá trìnhtrữđông 70

Hình 3 2 Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến độ xốp củabánh mì 72

Hình 3 3 Ảnh hưởng của hàm lượng trehalose đến thểtíchbánh 73

Hình 3 4 Ảnh hưởng của hàm lượng trehalose đến độ xốpruột bánh 74

Hình 3 5 Kết quả đo Farinograph và Extensograph bột trộn các chất nhũ hóa khác nhau77 Hình 3 6 Ảnh hưởng của hàm lượng SSL đến thểtíchbánh 78

Hình 3 7 Ảnh hưởng của SSL đến độ xốpruột bánh 79

Hình 3 8 Ảnh hưởng của GMS đến thểtíchbánh 79

Hình 3 9 Ảnh hưởng của GMS đến độ xốpruộtbánh 80

Hình 3 10 Ảnh hưởng của E491 đến thểtích bánh 81

Hình 3 11 Ảnh hưởng của E491 đến độxốpbánh 82

Hình 3 12 Ảnh hưởng của DATEM đến thểtíchbánh 82

Hình 3 13 Ảnh hưởng của DATEM đến độ xốpruột bánh 83

Hình 3 14 So sánh tác dụng của mẫu SSL, GMS, E491, DATEM và mẫu trắng đến thểtích bánh mì từ bột nhàolạnhđông 84

Hình 3 15 Giãn đồ Farinograph và Extensograph bột NL trộn các loại chất keo khácnhau.

Hình 3 16 Ảnh hưởng của Carageenan đến thểtíchbánh 89

Hình 3 17 Ảnh hưởng của Guargum đến thểtíchbánh 90

Hình 3 18 Ảnh hưởng của Sodium alginate đến thểtíchbánh 91

Hình 3 23 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụngenzymeTG 98

Hình 3 24 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụngenzymeGOX 100

Hình 3 25 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụngenzymexylanase 101

Hình 3 26 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụngenzymeLipase 102

Hình 3 27 Thể tích bánh mì từ bột nhào lạnh đông có sử dụng enzyme Hemicellulase 103Hình 3 28 So sánh tác dụng của các enzyme và mẫu trắng đến thể tích bánh mì từ bộtnhào lạnh đông 105

Hình 3 29 Thể tích bánh với mỗi loại phụ gia đơn chấtkhácnhau 106

Hình 3 30 Các đồ thị bề mặt đap ứng và đường mức về ảnh hưởng của các phụ giaHPMC, DATEM, GOX đối với thể tíchbánhmì 123

Hình 3 31 Kết quả xác định hàm lượng tối ưu các phụ gia để thu được thể tích bánh mìlớnnhất 123

Hình 3 32 Đồ thị tỉ lệ % số tế nào nấm men sống sót sau 2thángBQLĐ 126

Hình 3 33 Đồ thị thể tích theo tỉ lệ lượng men tươi sử dụng sau các khoảng thời gian bảoquản cho đến2tháng 128

Hình 3 34 Thể tích bánh theo các phương pháp rã đôngkhácnhau 129

Hình 3 35 Phần trăm khối lượng dịch thoát ra khỏi BN theothời gian 133

Hình 3 36 Ảnh vi cấu trúc của bột nhào sau khi bảo quản lạnh đông1ngày 137

Hình 3 37 Ảnh vi cấu trúc của bột nhào sau khi bảo quản lạnh đông2tháng 138

Hình 3 38 Điểm thị hiếu trung bình của các mẫu bánhmìbaguette 140

Hình 3 39 Đồ thị điểm thị hiếu sản phẩm bánh mì hamburger qua các giai đoạn bảo quản 141

1 Lýdo chọn đềtài

MỞ ĐẦU

Bánh mì là một trong những sản phẩm thực phẩm được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến nhất trên toàn thế giới và kỹ thuật làm bánh mì có lẽ là một trong

nhữngkỹthuậtlâuđờinhất,mangnétđặctrưngvùngmiề n.Kỹthuậtsảnxuấtbánhmìđãphát triển liên tục qua nhiều năm với thành phần nguyên vật liệu, phụ gia, máy móc ngày càng đổi mới để sản phẩm có chất lượng ngày càng tốthơn.

Việc sản xuất bánh mì vốn tốn rất nhiều thời gian, nhân công và đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn, nhưng thời gian bảo quản lại ngắn Do đó, trong vài chục nămtrở lại đây, cùng với sự hiện đại hóa khoa học - xã hội, sự thay đổi lớn trong cách sản xuất, phân phối và bán lẻ thực phẩm đã dẫn đến sự ra đời của phương pháp sản xuất bánh mì mới từ bột nhào bảo quản lạnh đông [1] Theo phương pháp này, bột mìsau khi nhào trộn đến công đoạn tạo hình xong sẽ được bảo quản lạnh đông Sau đó, người tiêu dùng mua về có thể rã đông, lên men thêm một thời gian nữa rồi mang đi nướng.

Với kỹ thuật này, mọi người có thể làm bánh mì ngay tại nhà vì nó không đòi hỏi nhiều không gian, thiết bị, kỹ năng hoặc kinh nghiệm,

gian[2].Cáctiệmbánhcóthểlàmbánhmìvàobấtkỳthờiđiể mnàotrongngày,giảm thời gian làm việc ban đêm hoặc sáng sớm, không cần nhiều nhân công có tay nghề cao; Chất lượng sản phẩm bánh mì ngày càng được chuẩn hóa và đồng đều hơn, tiết kiệm được chi phí Công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông này có thể phát triển ở quy

hơn, thể tích bánhmì thành phẩm vì thế giảm đi, đồng thời độ cứng của bánh tăng lên so với bánh mì truyềnthống.

Ngoài ra, chỉ sau khi nướng một thời gian ngắn, bánh mì từ bột nhào lạnh

đông, và kể cả bánh mì tươi, sẽ nhanh chóng mất đi các giá trị cảm quan của bánh mới nướng ban đầu (lớp vỏ giòn màu vàng nâu, hương thơm hấp dẫn, lát cắt mịn màng, cấu trúc ruột bánh dẻo, mềm) do sự thay đổi về một số tính chất hóa lý bên trong bánh, đặc biệt là sự mất ẩm và sự thoái hóa của tinh bột, dẫn đến hiện tượng thoái hóa của bánh Độ tươi mới của bánh mất đi song song với sự tăng lên về độ cứng của bánh, giảm hương vị, làm giảm mức độ chấp nhận của người tiêu dùng và gây thiệt hại cho người sản xuất [5] [6].

Do đó, nghiên cứu cải thiện chất lượng bột nhào lạnh đông đã được quan tâm bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới Tuy nhiên các nghiên cứu vẫn chưa có tính hệ thống, các nghiên cứu thường khảo sát từng khía cạnh riêng lẻ và chưa có các công bố về công thức phụ gia tối ưu để đảm bảo chất lượng cho bánh mì làm từ bột nhào

trọngảnhhưởngđếnchấtlượngcủabộtnhàolạnhđông,tìmracôngthứctổhợpphụ gia tối ưu giúp cải thiện, nâng cao chất lượng cho bột nhào, định hướng vào sảnxuất bánh mì và kéo dài được thời gian bảoquản.

2 Mục tiêu nghiêncứu

Mục tiêu chung của đề tài là cải tiến công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông định hướng sử dụng để làm bánh mì nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm đáp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại Cụ thể như sau:

- Đánh giá được hiệu quả tác động của các loại phụ gia, từ đó xác định công thức tổ hợp phụ gia tối ưu cho bột nhào bánh mì lạnhđông;

dụng, tối ưu hoá công thức tổ hợp các phụ gia cải thiện chất lượng bột nhào (trehalose, chất nhũ hoá, chất keo, enzyme) để chế biến bột nhào lạnhđông;

- Nghiên cứu cải thiện quy trình sản xuất bột nhào lạnh đông: Thời gian lên men sơ bộ, phương pháp rã đông bộtnhào;

- Đánh giá hiệu quả của những cải tiến về công thức và công nghệ sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnhđông;

- Ứng dụng công thức bột nhào đã tối ưu trên và các cải tiến công nghệ cho một số sản phẩm thực tế (bánh mì Baguette và bánh mìHamburger).

4 Ýnghĩa khoa học và thực tiễn của đềtài

Qua thực hiện các nội dung để giải quyết các mục tiêu nghiên cứu, đề tài có những đóng góp chính mang ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn chính như sau:

* Ý nghĩa khoahọc

Đề tài tiếp tục xu hướng nghiên cứu trên thế giới để giải quyết các vấn đề tồn đọng, qua đó cải tiến công thức và công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông Kết quả từ các nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần làm sáng tỏ vai trò của công đoạn lên men sơ bộ đối với chất lượng sản phẩm, một vấn đề chưa được khẳng định trong cácnghiêncứutrướcđây;Đánhgiámộtcáchcóhệthốngảnhhưởngcủacácloạiphụ gia khác nhau, đã hoặc chưa từng được sử dụng trong công thức thành phần cho bột nhào bánh mì lạnh đông; Đánh giá tác dụng tương hỗ giữa chúng vốn chưa được đề cập nhiều trong các nghiên cứu trong nước và trên thế giới Bằng nghiên cứu quy hoạchthựcnghiệmđềtàixâydựngmôhìnhtoánhọcđịnhlượngđượcảnhhưởngcủa các loại phụ gia tốt nhất đến thể tích bánh mì làm từ bột nhào sau 2 tháng bảo quản lạnhđông;Đánhgiákhảnăngcảithiệnsựthoáihoácủabánhmìlàmtừbộtnhàolạnh đông sau khi nướng nhờ tác động của tổ hợp phụ gia đề xuất từ kết quả nghiêncứu.

* Ý nghĩa thựctiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần hoàn thiện công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông, mở ra khả năng kéo dài thời gian bảo quản lạnh đông của bột nhào màvẫnđảmbảochấtlượngcủabánh.Vớithànhcôngtrongviệcđảmbảochấtlượng sản phẩm sau quá trình bảo quản lạnh đông, sản phẩm có nhiều cơ hội hơn để được sảnxuất,tiêuthụởquymôlớn,quađóthúcđẩyngànhcôngnghiệpsảnxuấtbộtnhào lạnh đông, đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng tại ViệtNam.

6 Cấu trúc của luận án

Luậnángồm145trang(khôngkểbìa,mụclục,danhmụccáchình,bảngbiểu, công trình công bố và tài liệu tham khảo, không kể phần phụ lục), kết cấu baogồm:

Mở đầu có 4 trang trình bày tính cấp thiết, mục tiêu, nội dung, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn của luận án.

Nội dung chính gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan tài liệu gồm 44 trang;

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu, gồm có 18 trang; Chương 3: Kết quả nghiên cứu gồm có 76 trang;

Phần kết luận và kiến nghị gồm 03 trang;

(Phần các công trình công bố và tài liệu tham khảo gồm 11 trang).

Trong luận án có tổng cộng có 41 bảng, 53 hình vẽ và đồ thị Có 121 tài liệu tham khảo tiếng Việt, tiếng Anh và trang web.

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Công nghệ sản xuất bột nhào bánhmìlạnhđông

1.1.1 Lịch sử phát triển và triểnvọng

Sản xuất bánh mì là một trong những công nghệ lâu đời nhất của lịch sử loài người Ngay từ thời tiền sử (4000-3500 năm trước Công nguyên), người Ai Cập đã biết sử dụng nấm men để làm bánh mì [2] Tuy nhiên, công nghệ này vẫn tiếp tục được nghiên cứu và phát triển cho đến ngày nay.

Từ năm 1950 công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đông đã được biếtđến, nhưng mãi đến những năm 1970 công nghệ này mới bắt đầu được sử dụng Kểtừ đó, công nghệ bột nhào lạnh đông tiếp tục nhận được sự quan tâm lớn từ các nhànghiên cứu Xu hướng này được thúc đẩy bởi chính từ nhu cầu của người tiêu dùngmuốn có bánh mì tươi mới một cách linh hoạt hơn Trong công nghệ này, bột nhàobán thành phẩm được làm lạnh đông và bảo quản ở nhiệt độ dưới 0oC, sau đó có thểvận chuyển đến nơi làm bánh tại các điểm bán lẻ như các chuỗi siêu thị và các kháchsạn hay các tiệm bánh nhỏ lẻ khác và sẽ được nướng khi có nhu cầu sử dụng [3], [4] Sự quan tâm ngày càng tăng của thị trường đối với mặt hàng bột nhào lạnh đông chủ yếu xuất phát từ lợi thế kinh tế của quy trình sản xuất, phân phối tập trung cũngnhưtiêuchuẩnhóachấtlượngcủasảnphẩmbộtnhàolạnhđông.Phânkhúcsản phẩm bột nhào lạnh đông hiện đang lớn thứ ba trong ngành công nghiệp làm bánh, do nhu cầu sử dụng các mặt hàng ăn uống nhanh và tiện lợi đang ngày càng tăng và xuấtpháttừsựthayđổiphongcáchsốngngàynay.Ngườitiêudùngluônmongmuốn có sản phẩm bánh mì từ bột nhào lạnh đông có chất lượng đạt yêu cầu và đặc điểm cảm quan không khác nhiều so với bánh tươi truyền thống [2] Yêu cầu này đặt ra nhữngtháchthứccôngnghệcầngiảiquyếttrongquytrìnhsảnxuấtbộtnhàobánhmì lạnhđông.

Nguyên liệu

Bánh mì tươi

Cấp đông

Bảo quản Rã đông Ủ bột Nướng bánh Bánh mì BNLĐ Lên men sơ bộ (nếu có)

Quy trình điển hình sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông khác so với quy trìnhtruyềnthốngvàđượcthểhiệntrongHình1.1,theođósaukhitạohình,bộtnhào được cấp đông để bảo quản mà không được ủ để nướngngay.

Hình 1 1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì tươi và bánh mì từ

bột nhào lạnh đông[7]

Các công đoạn của quy trình sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông được tiến

hành như sau [8] [9] [10] [11] [12]:

Sử dụng máy đánh bột để trộn các thành phần bột nhào như bột mì, chất béo (bơ hoặc dầu), muối, men, phụ gia… và nước Bột nhào bánh mì được trộn đều có các đặc tính lưu biến riêng biệt Cấu trúc và độ bền của bột nhào chủ yếu phụ thuộc thành phần gluten của bột mì Trong quá trình chuẩn bị bột nhào lạnh đông, bước nhào trộn đặc biệt quan trọng vì chỉ trong bước cấu trúc mạng gluten mới được hình thành và phát triển.

Bột nhào được chia thành các phần có khối lượng nhất định và được tạohình Quátrìnhtạohìnhlàmthayđổicấutrúccủahệbọtkhicácbọtkhínhỏkếthợpthành bọt khí lớn hơn và cũng góp phần vào sự phát triển mạnggluten.

-Lên men sơbộ

Là quá trình giúp cho sinh khối nấm men có trong khối bột được phát triển một phần trước khi cấp đông và bảo quản lạnhđông.

-Cấp đông và bảo quản lạnhđông

Saukhitạohìnhxong,cácmẫubộtnhàobánhmìcầnđượccấpđôngđểchuyển nước lỏng thành tinh thể đá Các mẫu bột nhào sau khi đông cứng được gói trong túi polyetylen và thường được bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ-20˚C.

Bột nhào lạnh đông được rã đông để ủ Quá trình này có thể được tiến hành trong các điều kiện nhiệt độ và thời gian khác nhau Quá trình rã đông liên quan đến quá trình tái hydrat hóa lại hệ thống.

Các mẫu bột đã rã đông cần được ủ đến thể tích mong muốn trước khinướng Hoạt động của nấm men có vai trò quan trọng trong quá trình ủ Bột nhào được ủ đúng cách cho các đặc tính lưu biến tối ưu (cân bằng tối ưu giữa độ giãn và độ đàn hồi),đồngthờitạorabánhmìcóđặctínhcủaruộtvàthểtíchbánhmongmuốn.Trong quá trình ủ, một số phản ứng xảy ra Rượu và carbon dioxide hình thành Chúng ảnh hưởng đến tính chất keo của protein bột nhào và làm thay đổi sức căng bề mặt trong khối bộtnhào.

Nướng mang đến một loạt các biến đổi vật lý, hóa học và sinh hóa trongbánh mì Hệ quả bao gồm tăng thể tích, bay hơi nước, hình thành cấu trúc xốp, biến tính protein, hồ hóa tinh bột, hình thành lớp vỏ và phản ứng hóa nâu, tạo liên kết ngang của protein, tan chảy các tinh thể chất béo và kết hợp vào bề mặt các bọt khí, phá vỡ bọtkhí.

Bánh mì mới nướng thường có màu vàng nâu, vỏ bánh giòn, mùi thơm ngon dễchịu,kếtcấubánhmìmềmvàđànhồi,ẩmmiệng.Trongquátrìnhbảoquản,bánh mì sẽ bị thoái hoá và giảm chất lượng, mất độ tươi, giòn, trở nên cứng Sự thoái hoá của bánh mì được đặc trưng bởi nhiều hiện tượng vật lý và hóa học như thay đổi kết cấu, di chuyển nước, kết tinh tinh bột và tương tác giữa các thànhphần.

1.1.3 Những thách thức khi sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnhđông

Khisảnxuấtbánhmìtừbộtnhàolạnhđôngsẽcómộtvàivấnđềphátsinh,đólà sự giảm độ mạnh của bột nhào, giảm khả năng giữ khí CO2, kéo dài thời gian lênmen,giảmhoạttínhcủanấmmen,giảmthểtíchbánhmìvàlàmhưhỏngcấutrúccủa sản phẩm bánh mì[1].

1.1.3.1 Sự suy giảm độ mạnh của bộtnhào

Độ mạnh bột nhào phản ảnh mức độ cố kết của bột nhào, thể hiện qua khả năng kéo giãn, đàn hồi tốt Bột nhào đã bảo quản lạnh đông sẽ bị giảm độ mạnh,dẫn đến giảm thể tích bánh mì thành phẩm Trong quá trình bảo quản lạnh đông, liên kết của mạng lưới gluten bị yếu đi do sự kết tinh, phát triển của các tinh thể băng và xảy ra quá trình tái phân phối nước do sự trao đổi nước giữa các thành phần khác nhaucủa bột nhào Mạng gluten bị yếu đi nên không giữ được khíCO2.

Sự giảm độ mạnh của bột nhào chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như sựcó mặt của một số sản phẩm hình thành từ quá trình tự phân của tế bào nấm men trong quá trình bảo quản lạnh đông, như glutathione, có khả năng làm gãy cầu liên kết disulphide trong gluten[5].

1.1.3.2 Sự hư hỏng cấu trúc của bộtnhào

Bảo quản lạnh đông bột nhào trong thời gian dài có thể làm phá hủy mạng gluten Các tinh thể băng hình thành trong bột nhào gây sự phá vỡ mạng gluten, làm mạng bị đứt đoạn Mạng gluten gãy vỡ như vậy sẽ giữ khí kém hơn, làm thời gian ủ bột tăng lên, thể tích bánh giảm Các hạt tinh bột cũng bị hư hỏng do sự hình thành những tinh thể băng có kích thước lớn trong quá trình tái kết tinh Các hạt tinh bộtbị hỏng có khả năng hấp thụ nước nhiều hơn và có thể hút nước từ mạng gluten[5].

Sự hủy hoại cấu trúc bột nhào xảy ra trong quá trình bảo quản lạnh đông có thể được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) ở nhiệt độ thấp Bột nhào có thể xem như hệ bọt trong đó những bong bóng khí được giữ lại trong mạng tinh bột/ gluten Trong các ảnh chụp SEM của bột nhào, những bong bóng khí này được nhận ra ở dạng những khoảng trống hình cầu, còn tinh thể đá được tạo thành trong quá trình lạnh đông có hình dạng là những khoảng trống có góc cạnh Với bột nhào không lạnh đông khi kiểm tra cho thấy một cấu trúc rất dày đặc các khoảng trống hình cầu và những hạt tinh bột hình cầu được gắn chặt vào trong mạng gluten và khôngcótinhthểbăng(Hình1.2).Đốivớimẫubộtnhàođãbảoquảnlạnhđôngcàng lâu càng có sự xuất hiện tăng lên của những khoảng trống lớn và có góc cạnh, thể hiện sự hình thành những tinh thể đá Những sợi gluten dài ban đầu có thể nhận thấy

Một số bằng chứng từ các phép đo điện di cho thấy sự yếu đi của cấu trúc protein là do sự biến tính của glutenin bột mì Phân tích cấu trúc bột nhào lạnh đông vàrãđôngchothấycósựgiatăngđángkểsốlượngcácoligomerkhốilượngphântử thấp từ sự đề polymer hóa của glutenin[5].

Kết quả phân tích điện di SDS cho thấy sự giảm số lượng các tiểu phân glutenincókhốilượngphântửlớntừ88.700-129.100trongmẫuproteinchiếttáchtừ bột nhào lạnh đông [14] Điều này cho thấy mạng protein của bột nhào đã trãi qua quá trình đề polyme hóa trong suốt quá trình bảo quản lạnhđông.

Trong quá trình bảo quản lạnh đông bột nhào, nước tự do tăng lên do sự giải phóng nước liên kết từ mạng gluten Khi đó có xảy ra sự phân phối lại tổng lượng nước có mặt trong hệ thống bột nhào [3].

1.1.3.3 Sự sống sót của nấm men và khả năng sinhkhí

Trongsảnxuấtbộtnhàolạnhđông,sựsốngsótcủanấmmenvàkhảnănggiữ khí của bột nhào là những vấn đề quantrọng.

Khả năng sống sót của nấm men chịu ảnh hưởng bởi sự cấp đông và nhiệt độ bảo quản lạnh đông Theo kết quả nghiên cứu của M Havet và cộng sự, tốc độ làm lạnhnhanh(tốcđộgió3m/s)gâyrathiệthạiđángkểhoạtđộngcủanấmmenvàcấu trúc gluten hơn là tốc độ làm lạnh chậm (tốc độ gió 1-2 m/s) [15] Smail Meziani và cộng sự cũng đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ làm lạnh đông đến khả năng sống sót của nấm men và cũng cho kết luận tương tự[16].

Sản xuất bột nhào lạnh đông và bảo quản lạnh đông dẫn đến tổn thất đáng kể về số lượng tế bào nấm men còn sống Theo phát hiện của Ribotta và cộng sự, sau 3 tháng bảo quản lạnh đông, khoảng một nửa số tế bào nấm men ban đầu không còn sống sót, tỉ lệ nấm men chết trong bột nhào lạnh đông cao hơn trong nấm men tươi lạnh đông trực tiếp [17] Nấm men lạnh đông trong bột nhào được cho là nhạy cảm với các tổn thương hơn so với nấm men chịu lạnh đông trực tiếp Nguyên nhân là do nấm men trong bột nhào phải chịu áp suất thẩm thấu cao dưới tác động của nồng độ các chất hữu cơ tăng lên do nước đóng băng, dẫn đến sự tự phân của các tế bào nấm men.

Trongquátrìnhlênmenbộtnhào,nấmmentạokhíCO2vàcácchấttạohươngkhác Khả năng tạo khí phụ thuộc vào chủng nấm men, số lượng tế bào nấm men, hoạt tính của nấm men và lượng đường có thể lên men Hàm lượng đường 1% trong bột mì là không đủ cho nấm men phát triển Chính vì vậy cần phải tăng cườnglượng đường tạo ra từ tinh bột bằng tác dụng của enzym α- và β-amylase.

Khả năng sinh khí của nấm men cũng bị ảnh hưởng bởi quá trình bảo quản đông có khuyến cáo sử dụng liều lượng nấm men cao hơn (4-6% so với bột) Tuy nhiên khi hàm lượngnấmmen sử dụng cao quá (6 -8%) sẽ ảnh hưởng xấu đến hương vị của bánh nướng [5][11].

1.1.3.4 Chất lượng của bánhmìsau khinướng

Chấtlượngbánhmìsaukhinướngđượcthểhiệnquakếtcấuruộtbánh,hương vị, màu sắc, thể tích và vẻ ngoài của ổ bánh mì Bánh mì mới nướng thường có lớp vỏ giòn nhưng mềm, ruột xốp, đàn hồi và ẩm ướt Bánh mì từ bột nhào lạnh đông có thể tích nhỏ hơn so với bánh mì tươi thông thường, độ cứng của ruột bánh tăng lên theo thời gian bảo quản lạnh đông Ngoài ra, phần ruột của chúng có các lỗ rỗng lớn vớisựphânbốkhôngđồngnhấtđượcđặctrưngbởicácthànhmạnglướiruộtdày,vỏ bánh dày với bề mặt thô ráp[3].

Độ cứng bánh có liên quan đến khối lượng riêng bánh mì, có thể khác nhau tùy theo loại bánh mì Thông thường thể tích bánh mì được sử dụng làm thước đo khối lượng riêng của bánh Thể tích bánh phản ánh tính chất đàn hồi của bột nhàovà hoạtđộngcủanấmmen.Hươngvịcủabánhmìlàsựkếthợpphứctạpgiữavịvàmùi

thơmvốncócủacáchợpchất,từquátrìnhlênmencủanấmmenvàtừcácphảnứng nâu hóa trong quá trình nướngbánh.

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng chất lượng bánh mì từ bột nhào lạnh đông kém hơn bánh mì tươi là do trong quá trình lạnh đông, nước đóng băng tạo thànhcáctinhthểđácóthểtíchvượtquábanđầu,làmthủngtếbào,dẫnđếnthiệthại cơ học, sự dao động nhiệt độ lớn trong quá trình bảo quản gây ra các chu kỳ đóng băng-tan băng cũng sẽ làm cấu trúc bột nhào bị hư hỏng nặng hơn, sự tự phân của tế bào nấm men trong quá trình bảo quản lạnh đông giải phóng các hợp chất như glutathione làm gãy cầu liên kết disulphide trong mạng gluten [1] [6] [19] Sự hư hỏng cấu trúc của bột nhào được phản ảnh rõ nét thông qua lượng dịch lỏng rỉ ra từ bộtnhàolạnhđôngkhirãđông.Cómốitươngquanngượcgiữalượngdịchlỏngrỉra và các thông số chất lượng của bánh mì Nguyên nhân xuất hiện dịch rỉ là do khả năng liên kết nước của bột nhào bị giảm khi lạnh đông và rã đông sau đó [5] Khả nănggiữnướccủabộtnhàogiảmđượcgiảithíchlàdosựthoáihóacủaarabinoxylan,

mộtpolysaccharide,dotácđộngcủaenzymxylanasenộisinh.Ngoàirasựhoạtđộng yếu đi của các tế bào nấm men sau thời gian dài bảo quản lạnh đông cũng dẫn đến thể tích bánh mì giảm, kết cấu bánh đặc hơn và cứng hơn [12][21].

Nhưvậy,chấtlượngcủabánhmìtừbộtnhàolạnhđôngsẽkémhơnchấtlượng của bánh mì tươi, đây là vấn đề mà luận án quan tâm giải quyết để khắc phục, thông qua việc khảo sát hàm lượng nấm men sử dụng, sử dụng tổ hợp các phụ gia để cải thiện cấu trúc của bộtnhào…

1.1.5.5 Chất lượng của bánh mì khi bảo quản

Bánh mì được làm từ bột nhào lạnh đông thường có đặc tính và cấu trúc kém đi trong quá trình bảo quản sau nướng Sự thoái hoá bánh mì khi bảo quản thường liên quan đến sự gia tăng độ cứng ruột bánh, tổn thất hương vị và độ giòn của bánh [22].Tổnthấtvềđộẩmvàsựthoáihóacủatinhbộtlàhaivấnđềcơbảndẫnđếntăng độ cứng của ruột bánh mì[1].

Sựthoáihóatinhbộtliênquanđếnsựkếttinhlạicủaamylosevàamylopectin, từ trạng thái vô định hình sang trạng thái kết tinh một phần,xảyra khi thực phẩm giàu tinh bột trãi qua chu kỳ đông lạnh/rã đông hoặc khi có sự di chuyển ẩm[14].

Bột nhào bánh mì có tính dẻo và một phần nước tự do trong bột nhào hoạt động như một chất làm dẻo Quá trình nướng làm nước bay hơi và một phần nước còn lại liên kết với các polyme sinh học có trong bánh.Tuynhiên, trong quá trình thoáihoácủabánh,cósựhìnhthànhcầuhydrogiữamạngproteinliêntụcvớinhững hạt tinh bột, thay cho liên kết với các phân tử nước Những phân tử nước này sau đó phân tán ra các vùng lân cận, dẫn đến sự tái phân bố lại nước Vì vậy, sự di chuyển của các phân tử nước đóng góp vào sự tái kết tinh lại của amylopectin và sự hình thành cầu hydro giữa gluten và tinh bột, dẫn đến sự thoái hoá của bánh mì[1] như hàm lượng nước, đường, lipid, muối và các enzym chống thoái hoá Bánh mì bị thoái hoá xảy ra nhanh nhất ở 0-4°C[14].

1.2 Vai trò của các thành phần nguyên liệu lên chất lượng của bánh

baogồmcácproteincótrọnglượngphântửcao,trongđócácchuỗipolypeptideriêng lẻ được liên kết ngang bằng các liên kết disulphide của acid amin cysteine Gliadin baogồmcácproteincó khốilượngphântửthấphơn,trongđócácliênkếtngangcủa

cysteine là nội phân tử chứ không phải liên phân tử [8] Glutenin và gliadin chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì, hai loại này có tỉ lệ tương đương nhau Chúngkhôngtantrongnướcmàkhinhàovớinướcthìtrươnglêntạothànhmộtkhối dẻo đàn hồi gọi là gluten Chính nhờ có gluten mà bột mì có tính chất như tạo ra độ nở, bông xốp, dai, giãn nở của các sản phẩm như bánh mì, bánh ngọt, mì ănliền

Khối bột nhào sau khi rửa tinh bột thu được khối gluten ta gọi là gluten ướt, trong này có chứa 60-70% nước, hàm lượng gluten ướt trong bột mì dao động khá lớntừ15-55%.Chấtlượngcủaglutenảnhhưởngđếnđộxốpcủabánh,nếuglutencó độ kéo lớn, bánh làm ra xốp hơn do khả năng giữ khí tốt và ngượclại.

Glutenin đóng vai trò quyết định chất lượng bột nhào lạnh đông Gliadin và tinhbộtcũngđónggópđángkểvàochấtlượngbộtnhàonhưngkhôngbằngglutenin Sự đóng góp của của những phần hòa tan được trong nước đối với chất lượng bột nhào lạnh đông thường lànhỏ.

Với bột nhào lạnh đông nên sử dụng bột mì mạnh có hàm lượng protein cao (11-14%) Bột mì có hàm lượng protein cao giúp làm tăng thể tích bánh, đặc biệtkhi bảo quản lạnh đông lâu Chất lượng protein (độ mạnh) còn quan trọng hơn cả hàm lượng protein [24] Vì vậy cả số lượng và chất lượng protein đều cần thiết để tạo ra sản phẩm bánh có chất lượng cao từ bột nhào lạnh đông Có thể sử dụng glutensống (vital gluten) bổ sung để làm mạnh bột có hàm lượng protein thấp hơn khi sử dụng trong bột nhào lạnh đông[18].

Carbohydratecủabộtmìchiếm70-90%theochấtkhô,gồmcócácloạiđường, dextrin,tinhbột,chấtkeo,cellulosevàhemicellulose.Kíchthướcvàtỷlệnguyênhạt củatinhbộttrongbộtmìảnhhưởngđếnđộrắnchắc,khảnănghútnướcvàhàmlượng

đườngtrongbộtnhào.Bộtmìcóhạttinhbộtnhỏvàhạtvỡthìđượcđườnghóanhanh hơn Dextrin có ảnh hưởng xấu đến chất lượng bánh mì, dextrin ít liên kết với nước, nếu bột nhào có hàm lượng dextrin cao thì ruột bánh chặt và kém đàn hồi Pentosan có tính háo nước cao và đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bánh mì đen, khi trươngnởtrongnướctạoracácdungdịchkeoảnhhưởngđếntínhchấtlýhọccủa

bột nhào Đường trong bột có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh, đường được sinh ra trong 1,5-2h đầu tiên của quá trình lên men.

Lipid chiếm 2-3%, trong đó 75% là triglyceride Trong bột, các lipid ở trạng thái tự do và kết hợp với protein và carbohydrate, làm cho gluten đàn hồi hơn.

Enzym trong bột mì chủ yếu là protease và amylase [25].

1.2.2 Nước

Nước là nguyên liệu cần thiết khác trong sản xuất bánh mì Trong quá trình nhào trộn, nước bổ sung liên kết với các thành phần bột mì như gluten, tinh bột và pentosan Phầnnướccònlạihoạtđộngnhưnướctựdo,cácthànhphầnhòatanđược trong nước như muối, đường, protein tan và các tế bào nấm men sẽ có mặt ở phần nước tự do này Nước tự do gây phá hỏng hệ thống bột nhào và nấm men rất nhạy cảmvớinướcnày,nênvớibộtnhàolạnhđôngnênhạnchếlượngnướctựdo.Bộtmì có chất lượng tốt có khả năng hấp thụ lượng nước lớn và duy trì được độ ẩm chocác sản phẩm bánh nướng[18].

1.2.3 Nấmmen

Nấm men có 3 chức năng trong hệ thống bột nhào: tạo khí CO2giúp bột nhàonở, phát triển bột nhào thông qua hoạt động lên men, cung cấp các chất tạo hươngvị nhờnhữngsảnphẩmphụcủaquátrìnhlênmen[18].Lượngnấmmensửdụngchiếm khoảng 3% so với khối lượng bột Liều lượng sử dụng nấm men có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh khí Hơn nữa, liều lượng sử dụng nấm men còn phụ thuộc vào nhiệtđộvàthờigianlênmen.Thờigianlênmencàngdàithìliềulượngnấmmensử dụng càng thấp Khi nhiệt độ tăng, tốc độ sinh khí sẽ tăng theo cho đến khi nhiệt độ đạt 40oC Trên 40oC, nấm men sẽ chết dần vì nhiệtcao.

Vìvậycầnsửdụngliềulượngnấmmencaotừ4-6%sovớikhốilượngbộtđểbùđắp những tổn thất của nấm men trong quá trình cấp đông, trữ đông và rã đông[18].

kem,mỗiloạimensẽphùhợpvớimộtmụcđíchvàđiềukiệnsửdụngnhấtđịnh,trong đề tài chỉ sử dụng men tươi để nghiên cứu vì loại men này nguyên chất, không có trộn các phụ gia để cải thiện chất lượng bánh khác, hoạt tính nấm men mạnh và thời gian bảo quản tương đối được lâu (2tuần).

1.2.4 Muối

Trung bình, lượng muối sử dụng khoảng 1.5-2% so với khối lượng bột Chức năng chính của muối trong các sản phẩm bánh nướng lên men là tạo hương vị Muối còncómộtsốchứcnăngkỹthuật,chẳnghạnnhưđểtăngđộổnđịnh,độcứngvàkhả năng giữ khí lên men của bột nhào Muối có ảnh hưởng đặc biệt lên quá trình lên men:nồngđộmuốicàngcao,tốcđộlênmencànggiảm,vàngượclại.Hơnnữa,muối còn có tác dụng làm mạnh mạng gluten trong suốt quá trình lên men[18].

1.2.5 Đường

Chất tạo ngọt phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất bánh là đường saccharose, ngoài ra dextrose, maltose, mật, siro ngô, đường khử cũng thường được sử dụng trong các loại bánh nướng.

Đường là nguồn cung cấp năng lượng cơ bản cho nấm men lên men thànhkhíCO2 Đường còn có tác dụng tạo vị, tạo màu, cải thiện chất lượng ruột và vỏ bánhnướng,nồngđộđườngsửdụng(3-6%)tùythuộcloạisảnphẩmvàđặcđiểmvỏbánh mong muốn [18].

1.2.6 Shortening

Nói chung shortening giúp cải thiện tính chất của ruột bánh mì và thể tích bột nhào, giúp cấu trúc bánh mịn, mềm hơn, thời gian sử dụng sản phẩm được kéo dài hơn.Bộtnhàochứashorteningvẫntiếptụcgiãnnởkhinướngtrongmộtthờigianlâu

hơn.Vìvậy,thểtíchcủasảnphẩmbánhnướngsẽlớnhơnkhithêmshortening.Việc thêm shotening với liều lượng 0.7-1% so với trọng lượng bột là đủ để cải thiện chất lượng bột nhào lạnh đông và bánh mì thành phẩm Liều lượng shortening sử dụng caohơncũngđượcđềnghịchobộtnhàolạnhđôngvàsựkếthợpshorteningvớihệ

nhũtương40%dầutrongnướcđặcbiệtcảithiệnđượctínhổnđịnhcủabộtnhàolạnh đông và thể tích bánh cuối cùng[18].

Bột nhào không có một lượng tối thiểu chất béo rắn (hoặc chất nhũ hoá)được cho là sẽ có lớp vỏ phồng rộp và khi nướng ít bung hoặc không bung Cấu trúc ruột sẽ tối, không mịn, thô và ruột bánh rất cứng, khả năng giữ khí rất nghèo[15].

1.3 Các chất phụgia

Có nhiều công trình nghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển và áp dụng các chất phụ gia khác nhau để cải thiện chất lượng bánh và kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm bánh mì từ bột nhào lạnh đông bằng cách làm chậm sự thoái hoátrong bánh mì bảo quản Chi tiết các kết quả nghiên cứu này được trình bày ở phần 1.4

“Tìnhhìnhnghiêncứutrongnướcvàthếgiới”.Cácchấtphụgianàycóthểchiathành các nhómsau:

1.3.1 Cácchất nhũhóa

Chất nhũ hóa là nhóm chất mà trong công thức cấu tạo của nó có 2 đầu: một đầu ưa dầu hoặc kỵ nước có khả năng hòa tan tốt trong pha không chứa nước, chẳng hạn như dầu hoặc chất béo, và một đầu phân cực hoặc ưa nước, hòa tan trong nước.

Phần kỵ nước của phân tử nói chung là gốc alkyl chuỗi dài, trong khi phần ưa nước bao gồm một nhóm có thể phân ly hoặc một số nhóm hydroxyl hoặc

bánhmì,ổnđịnhbộtnhào,tiếtkiệmshortening[27][28].Hiệuquảlàmchậmsựthoái hóa bánh mì của các chất nhũ hoá là do tương tác của chúng với tinh bột tạo thành cácphức,đặcbiệtvớicácphântửamylosemạchthẳng,đồngthờivớiamylopectin,

làmchậmlạiquátrìnhthoáihóacủatinhbộtvàngănchặnsựdi chuyểnẩmtừgluten sang tinh bột, ngăn ngừa sự hút nước của tinh bột Chất nhũ hóa cũng có thể tương tác với chất béo được thêm vào trong công thức, làm giảm sức căng bề mặt bọt khí, tạo ra nhiều bọt khí nhỏ trong bánh, giúp cho cấu trúc bánh mịn màng [27][28] cả các chất nhũ hoá này cải thiện được thể tích, kếtcấu và điểm chất lượng tổng thể của bánh mì [27].

Dưới đây là các chất nhũ hoá được nghiên cứu sử dụng nhiều trong sản xuất bột nhào lạnh đông.

1.3.1.1 DATEM (E472(e))

Hình 1 6 Công thức cấu tạo phân tử DATEM[29]

DATEM gồm các ester của glycerol trong đó một hoặc nhiều

nhómhydroxylcủaglycerolđãđượcestehóabởiaciddiacetyltartaricvàacidbéo.Thuậtngữ'DATA

ester' (DATEM) là thuật ngữ chung bao gồm nhiều loại phụ gia tương tự khác nhau vềbảnchấtcủaacidbéovàtỷlệmonosovớidiglyceride Trạngthái vậtlýDATEM thay đổi từ dạng lỏng nhớt đến dạng bột chảy khá tự do tùy thuộc vào mức độ bão hòa của nền chất béo DATA este thường được sử dụng ở dạng bột như là một phụ gia cải thiện chất lượng bột nhào[8].

1.3.1.2 Sorbitan monostearate (SMS -E491)

Monostearate sorbitan là một ester của sorbitan và acid stearic Đầu sorbitol của phân tử rất hòa tan trong nước Đầu acid stearic hòa tan trong chất béo.

Hình 1 7 Công thức cấu tạo phân tử E491[29]

1.3.1.3 Natri stearoyl-2-lactylat (SSL –E482)

SSL là tên gọi viết tắt của Natri stearoyl-2-lactylat SSL là chất rắn màutrắng có điểm nóng chảy tương đối cao và có thể được thêm vào bột nhào ở dạngbột.

Hình 1 8 Công thức cấu tạo của SSL[26]

1.3.1.4 Glycerol MonoStearate (GMS – E471)

Glycerol MonoStearate (còn được gọi là GMS), là một trong những chất nhũ hoá được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành thực phẩm Về mặt hóa học, GMS làesteglycerolcủaacidstearic.

Hình 1 9 Công thức cấu tạo của Glycerol monostearate[29]

1.3.2 Nhóm chất keo(hydrocolloids)

Nhómphụgiađượcsửdụngrộngrãinhấttrongthựcphẩmđólàchấtkeo,bao gồm các chuỗi polyme mạch dài (ví dụ polysaccharides) hòa tan trong nước, có thể thay đổi tính chất để tạo thành dạng gel ổn định hoặc đạt được độ đặc, nhũ hóa, bao phủ Cấu trúc phân tử chứa nhiều nhóm ưa nước như nhóm carboxyl, hydroxyl, amino nên chất keo có đặc tính dễ phân tán, hòa tan hoàn toàn hoặc một phần và dễ giãn nở trong nước Nhiều chất keo được sử dụng làm phụ gia thựcphẩm vì các đặc tính chức năng tuyệt vời của chúng như cải thiện tình trạng táo bón, ngăn ngừa ung thư ruột kết, giúp hạ đường huyết Vì vậy, chất keo cũng được sử dụng rộng rãi để cải thiện chất lượng của sản phẩm bột mì[30].

Trongnghiêncứuvềtácdụngcủachấtkeođốivớiproteingluten,bộtnhàovà các sản phẩm bột mì, chất keo anion chủ yếu bao gồm sodium alginate, xanthan gum, carrageenan, pectin methoxy cao, pectin methoxy thấp và carboxymethyl cellulose (CMC); chất keo không ion bao gồm gum arabic, guar gum, locust bean gum, konjac glucomaNLan và hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) Hầu hết các chất keo được thêm vào các sản phẩm bột mì như chất cải thiện bột nhào, để sản phẩm giữ được nhiều độ ẩm hơn và cuối cùng cải thiệnđộổnđịnhtrongthờihạnsửdụng.Tuynhiên,chấtkeocũngđượccholànguyên nhân làm loãng protein gluten, cản trở sự hình thành mạng lưới gluten và làm giảm chất lượng bột nhào[30].

Trong công nghiệp sản xuất bánh nướng, chất keo có tác dụng cải thiện chất lượngbánhmìvìcóthểgâyrasựthayđổicấutrúctrongnhữngthànhphầnchínhcủa

bộtmìsuốtquátrìnhsảnxuấtvàbảoquảnbánhmì.Sựthayđổicấutrúcnàylàmthay

đổi tính chọn lọc của một số enzym và thay đổi chất lượng bột nhào và bánh mì [5] Sựhiệndiệncủanhữngchấtkeolàmảnhhưởngđếnquátrìnhhòatan,hồhóa và thoái hóa tinh bột Sự hiệp trợ giữa chất keo và tinh bột có thể do sự hình thành phức chất giữa polyme tinh bột (tức là amylose và/hoặc amylopectin) và chất keo trong quá trình hồ hóa [5].

Khi sử dụng trong bột nhào với lượng nhỏ (<1% khối lượng bột mì), các chất keo dự kiến sẽ làm tăng sự giữ nước và thể tích ổ bánh mì, cũng như giảm độ cứng và thoái hóa tinh bột [5] Bởi vì có khả năng giữ nước cao, chất keo mang lại sự ổn định cho các sản phẩm trải qua các chu kỳ đóng băng - rã đông liên tiếp Người ta cho rằng chất keo tạo thành phức hợp ưa nước với protein gluten, liên kết với nước và giảm sự di chuyển ẩm trong bột nhào [31] Chất keo còn gây giảm hoạt tính của n, ngoài ra còn có liên kết hydro Chất keo không ion chủ yếu được kếtn ố i vớiprotein gluten thông qua liên kết hydro Chất keo dẫn đến sự thay đổi cấutrúcmạnglướiglutenvìhailýdosau:phânphốilạinướcdotínhưanướcmạnhcủach ấtkeovà pha loãng gluten do sự phá hủy vật lý của các đại phân tử chất xơ Tuynhiên,dosự tương tác giữa chất keo và protein gluten chưa được làm rõ hoàn

1.3.2.1 Carageenan

Carrageenans được phân lập từ các loài rong biển Chondrus bằng cách chiết xuất nước nóng trong điều kiện kiềm nhẹ, sau đó làm khô hoặc chiết tách kết tủa.

Carrageenans là một hỗn hợp phức tạp của nhiều loại polysaccharide khác nhau Chúng có thể được tách ra bằng cách kết tủa phân đoạn với các ion kali Hai phần chính là κ (phần tạo gel và phần không hòa tan K+) và λ (phần không tạo gel, phầnhòatanK+).Độnhớtcủadungdịchphụthuộcvàoloạicarrageenan,khốilượng phân tử, nhiệt độ, sự có mặt của các ion và nồng độ carrageenan [26][32].

Có báo cáo cho rằng carrageenan (0,2–1%) làm tăng hàm lượng liên kết ion trong protein gluten do tương tác tĩnh điện giữa các nhóm sunfat và protein gluten[30].

1.3.2.2 Guargum(E412)

Guar gum là một loại polysaccharide được sản xuất từ nội nhũ hạt

củaCyamopsis tetragonolobus Hạt được loại bỏ vỏ và mầm Ngoài polysaccharide

guaran,bộtguarchứa10–15%độẩm,5–6%protein,2,5%chấtxơthôvà0,5–0,8tro Cây được trồng để làm thức ăn gia súc ở Ấn Độ, Pakistan và Hoa Kỳ (Texas)[26].

Guar gum bao gồm một chuỗi các đơn vị β-D mannopyranosyl nối với nhau bằngliênkết1→4.Mỗigốcthứhaicómộtchuỗibên,gốcD-galactopyranosylđược liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α (1 →6).

Guargum có độ nhớt cao ở nồng độ thấp và rất hữu ích trong các ứng dụng làm đặc, ổn định và liên kết nước [33].

Guargumgiúplàmtăngrõrệthàmlượngliênkếthydro(docácnhómhydroxyl thiết lập liên kết hydro ổn định với protein gluten), do đó guargum làm tăng độ hấp thụ nước, tăng sự phát triển của bột (liều: 0,6–1%), thời gian ổn định, độ giãn dài (liều: 0,2%-1%); độ mạnh và khả năng giữ khí của bột nhào[30].

1.3.2.3 Sodium alginate(E401)

Sodium alginate là muối của acid alginic với kim loại natri và calci, là một polysaccharid có nhiều trong thành tế bào của tảo nâu có tính ưa nước và tạo thành một loại gum khi ngậm nước, nó có màu trắng hoặc nâu, được bán ở dạng bột, dạng

Như vậy, CMC là một dẫn xuất cellulose với các nhóm carboxymetyl (–CH2 -COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của các monome glucopyranose tạo nên khung sườn cellulose, nó thường được sử dụng dưới dạng muối natri carboxymethyl cellulose [5].

CMC thiết lập tương tác tĩnh điện với protein gluten thông qua liên kết disulfidevàliênkếthydro,giảmchuỗixoắnα,tăngtỷlệtấmβ,xoắnβvàcuộnngẫu nhiên, góp phần cải thiện sự kết tụ protein và độ ổn định của bột nhào Do đó CMC giúp làm tăng thời gian phát triển và độ ổn định của bột (liều: 0,2–1%), độ giãn dài (liều:2%);tăngG'vàG''(liều:1%);tăngcườngsứcmạnhvàkhảnăngchịuđựngcủa gluten (liều: 0,2%) Vì vậy CMC giúp làm tăng thể tích riêng và giảm độ cứng của ruột bánh mì (liều: 0,5%)[30].

1.3.2.5 Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC):

Hydroxypropylmethylcelluloselàmộtchấtkeokhôngionđượcsửdụngrộng rãi trong công nghiệp, mang số hiệu E464 Nó là một loại polymer cao phân tử tổng hợp được tạo ra bằng cách cho cellulose kiềm phản ứng với cả propylene oxide và methylclorua [32] HPMC là một loại bột màu trắng hoặc hơi vàng, hoà tan tốttrong nước tốt, nó một chất keo hiệu quả để thay thế gluten trong hệ thống bánh mì không chứa gluten[34].

Các nghiên cứu gợi ý rằng HPMC đã tạo ra một mạng lưới tạm thời để tăng cường các tế bào khí trong bột và tương tác với các polysaccharide và protein, ngăn chúng hình thành phức hợp và có lợi cho việc duy trì thể tích và độ ẩm của bột bánh mì trong quá trình nướng, làm chậm quá trình lão hoá bánh mì [30].

Trong làm bánh, các loại enzyme được sử dụng phổ biến nhất là oxidoreductase (tức là glucose oxidase và lipoxygenase) và các hydrolase như amylase, protease, hemicellulase, xylanase và lipase [36].

Enzyme glucose oxidase (EC 1.1.3.4): xúc tác quá trình oxy hóa α-D-glucosethành α-D-gluconolactone và H2O2 H2O2oxy hóa nhóm thiol (-SH) của acid aminCysteine trong protein gluten thành cầu disulfide nối các chuỗi protein gluten lại với nhau và tạo thành mạng lưới ba chiều.

H2O2còn oxy hóa các phân tử acid ferulic được gắn vào một số chuỗi bênarabinose và tạo thành các liên kết ngang Kết quả là mạng lưới đàn hồi hơn và làm tăng đáng kể quá trình hydrat hóa, tức là tăng khả năng liên kết với nước [36].

Một vài nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng có sự tăng độ dẻo, dai và giảm độ giãn của bột nhào khi thêm enzyme glucose oxidase Các nghiên cứu khác cho thấy enzyme này không gây ảnh hưởng hoặc không có tác động tiêu cực lên thể tích bánh, nó cải thiện cấu trúc ruột bánh và độ mạnh của bột nhào [37].

Bột mì tinh chế chứa khoảng 1-3% pentosan, chủ yếu là arabinoxylan, tạo mạng lưới với gluten có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của gluten trong bánh mì Xylanase, đặc biệt là Endoxylanase, cải thiện tính chất của bột nhào và thể tích bánh bằng cách phân hủy arabinoxylan thành xylooligosaccharide Mặc dù cơ