Bài giảng Công nghệ sản xuất đường và bánh kẹo - Bài 5: Nguyên liệu trong sản xuất bánh kẹo - Trần Thị Thu Trà

1 NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO 1 2 Bánh là gì? Bột/hạt Nước Chất tạo vị Nguyên liệu phụ Phối/nhào trộn Tạo hình Gia nhiệt Sản phẩm 3 Phân loại bánh  Dựa vào độ ẩm của bánh: bánh tươi và bánh khô.  Dựa vào xuất xứ của bánh ta có bánh Aâu và bánh Á.  Dựa vào vị chính của bánh ta có bánh ngọt, bánh mặn và bánh lạt.  Dựa vào cách làm chín bánh ta có bánh hấp, luộc, bánh chiên, bánh nướng  Dựa vào nguyên liệu phối trộn với bánh ta có bánh trái cây, bánh đậu, bánh sữa 4 Kẹo là gì? Saccharose Nước Đường nha Nguyên liệu phụ Nấu/cơ đặc Làm nguội/phối trộn Tạo hình Sản phẩm Không thấy các hạt tinh thể đường. Độ ẩm còn lại thấp 2 5 Phân loại kẹo  Dựa vào độ cứng sản phẩm cuối  Dựa trên thành phần nguyên liệu Kẹo chocolate: cĩ chứa chocolate trong thành phần. Phủ lớp vỏ bọc bằng chocolate Tồn bằng chocolate Nhân chocolate Kẹo chocolate thường và kẹo chocolate sữa. Kẹo đường: Bao gồm các loại kẹo như kẹo đường cứng, kẹo bơ cứng, kẹo mềm, kẹo caramen . . . Kẹo cao su 6 Nước  Chất hịa tan  Tham gia tạo cấu trúc  Ảnh hưởng tới tính chất của bán thành phẩm và sản phẩm  Độ cứng/mềm  Độ nhớt  Thời hạn bảo quản 7 CHỈ TIÊU LÝ, HÓA HỌC Tên chất Hàm luợng Tên chất Hàm luợng Amoniac (NH 3 ) dưới 5.0mg/l Đồng ( Cu) 3.0mg/l Nitrit ( -NO 2 ) 0.0 Kẽm (Zn) 5.0mg/l Muối ăn NaCl 70.0100.0mg/l Sắt (Fe) 0.30.5mg/l Chì (Pb) dưới 0.1mg/l Asen (As) < 0.05mg/l Chất hữu cơ 0.52.0mg/l Flo (F) 0.7mg/l Iot (I) 5.07.0/l 8 CHỈ TIÊU VI SINH CỦA NƯỚC Loại vi sinh vật Số lượng (cfu) Vi sinh vật hiếu khí trong 1 ml nước Dưới 100 Vi sinh vật kỵ khí trong 1 ml nước 0 Vi khuẩn E.Coli trong 1l nước Dưới 20 Vi khuẩn gây bệnh lị hoặc thương hàn 0 Trứng giun sán 0 ( trứng) 3 9 Chất tạo ngọt  Tạo vị ngọt cho sản phẩm  Ảnh hưởng tới màu sắc, hương vị  Ảnh hưởng cấu trúc sản phẩm.  Hàm lượng và loại chất tạo ngọt cũng sẽ ảnh hưởng đến cơng nghệ và thiết bị 10 11 Độ ngọt  Chưa có thiết bị có thể đo trực tiếp được độ ngọt  So sánh cảm giác ngọt của dung dịch đó với dung dịch đường saccharose 10% ở nhiệt độ 25 0 C. Mô tả về độ ngọt:  Cường độ ngọt  Độ ngọt tương đối.  Độ ngọt của một chất phụ thuộc vào cấu trúc hoá học của chất đó 12  Năm 1972, Lemont Kier đề nghị mô hình AH-B-X  Đến năm 1991, Jean-Marie Tinti và Claude Nofre cho rằng trong lưỡi có đến 8 vị trí liên hoàn có thể gây ra cảm giác ngọt. Một chất tạo ngọt tương tác được với càng nhiều vị trí này thì sẽ cho độ ngọt càng cao. 4 13 Cường độ ngọt 14 Cường độ ngọt của đường nha 15 Cường độ ngọt các chất tạo ngọt trên cơ sở đường saccharose 10% - 25 0 C Chất tạo ngọt Độ ngọt Fructose 170 Saccharose 100 Xylitol 100 Glucose 75 Sorbitol 55 mannitol 50 maltose 45 trehalose 45 Galactose 30 Lactose 15 Đường nghịch đảo 50 Mật ong 97 Mật mía 74 16 Cường độ ngọt các chất tạo ngọt trên cơ sở đường saccharose 10% - 25 0 C Chất tạo ngọt Độ ngọt Saccharin vàmuối Na, K, Ca 30 000-50 000 Sucrol [dulcin] 20 000 Aspartame 18 000 Acesulfame K 20 000 Alitame 200 000 Cyclamic acid, và muối Na, Ca 3 000 Dihydrochalcones 30000-200000 Glycyrrhizin 5000-10000 Monellin 150000-200000 Stevioside 30000 Sucralose 60 000 Chloroderivatives of saccharose 500-2 000 000 Talin 200000-300000 5 17 Độ ngọt tương đối 18 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ngọt  Nồng độ  Độ nhớt  Tỷ lệ các loại đường  Nhiệt độ  pH  Các loại muối 19 Aûnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến độ ngọt của saccharose, glucose và fructose 20 Phối trộn hỗn hợp đường  Độ ngọt cũng không biến đổi theo quy luật nhất định. 6 21 Aûnh hưởng của pH  Thường vị chua làm giảm cảm giác ngọt 22 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ngọt  Biến đổi độ ngọt của đường khi có mặt muối NaCl ở các nồng độ khác nhau 23 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ngọt  Biến đổi độ ngọt của đường khi có mặt muối KCl ở các nồng độ khác nhau 24 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ngọt  Aõnh hưởng của độ nhớt đến độ ngọt của dung dịch đường 7 25 Thời gian cảm nhận vị ngọt  Lưu tâm để tạo  Sự hài hoà giữa hương vị cần chọn các chất có thời gian cảm nhận và lưu vị gần nhau  Kéo dài vị ngọt trong miệng, cần chọn các chất có thời gian cảm nhận và lưu vị nối tiếp nhau 26 27 28 Nhiệt hoà tan  Hoà tan đường vào trong nước, hệ thu nhiệt  đường sẽ tan tốt hơn khi nhiệt độ cao  Khi ngậm kẹo, đường sẽ tan, tuỳ mức độ thu nhiệt nhiều hay ít mà sẽ tạo ra cảm giác mát trong miệng  Nhiệt hoà tan càng cao thì càng tạo ra cảm giác mát lạnh 8 29 Độ tan  Độ tan là nồng độ của dung dịch bão hoà ở một điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định  Độ tan sẽ quyết định lượng nước tối thiểu cần để hoà tan hoàn toàn tinh thể thể đường  Độ tan ảnh hưởng đến hiện tượng hút ẩm và tái kết tinh của sản phẩm  Độ tan của các loại đđường phụ thuộc:  Cấu trúc của đđường  Trạng thái tập hợp chất  Nhiệt đđộ  Thành phần các chất hoà tan khác trong dung dịch 30 Ảnh hưởng của nhiệt độ 31 32 Độ tan của hỗn hợp đường 9 33 34 35 Trọng lượng riêng 36 Trọng lượng riêng 10 37 Thể tích riêng 38 Thể tích riêng 39 Độ nhớt của dung dịch đường 40 Cân bằng lỏng hơi– Nhiệt độ sôi của dung dịch đường 11 41 Giản đồ pha lỏng rắn của dung dịch đường saccharose 42 43 Hoạt tính của nước 44 12 45 Phản ứng caramel  Là quá trình oxy hoá đường tạo ra các sản phẩm có hương ‚đường cháy‛ và có màu nâu  Phản ứng này xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của đường. Chẳng hạn, với saccharose là ở 160-180 o C, glucose ở 146-150 o C, fructose ở 95-100 oC  Nhiệt độ bắt đầu xảy ra phản ứng caramel còn tùy thuộc vào các yếu tố khác như pH môi trường, nồng độ đường hoặc thời gian đun nóng  Phản ứng Caramel xảy ra khi nhiệt độ > 1200C, pH trong khoảng 3 ” 9  Ví dụ: saccharose có thể bắt đầu biến đổi ở nhiệt độ 135oC. 46 47 48 13 49 Phản ứng Maillard  Giai đoan 2: hợp chất N glycoside tạo thành ion immonium và chuyển vị (isomer hĩa), Phản ứng Amadori tạo ra hợp chất ketosamine Gồm 3 giai đoan • Giai đoan 1: Hình thành nên hơp chất N glycoside • Giai đoan 3: Các hợp chất ketosamine khử nước thành các reductones và dehydro reductone như diacetyl, acetol hay pyruvaldehyde. Sau cùng, các hợp chất vừa sinh ra sẽ tham gia cac phan ứng thối hĩa cắt mạch Strecker. 50 Phản ứng nghịch đảo đường saccharose C 12 H 22 O 11 + H 2 O  C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Saccharose Glucose Fructose (+66,5 o ) (+ 52,5 o ) ( -93,0 o ) Đường saccharose O O OH H OHH OH H H OH OH H H OH H CH OH 2 CH OH 2 CH OH 2 51 Đường nha  Đường nha còn gọi là mật tinh bột  Là sản phẩm cô đặc của quá trình thuỷ phân không hoàn toàn tinh bột.  Thành phần hoá học: D-glucose, maltose, các dextrin  Đánh giá chất lượng của đường nha: chỉ số D.E và độ khô.  Chỉ số D.E: số gram đường D-glucose (Dextrose) trên 100 gram chất khô của sản phẩm. Đặc trưng cho khả năng khử của các sản phẩm thủy phân từ tinh bột Dung dịch đường D-glucose tinh khiết: chỉ số D.E là 100.  Đường nha dễ bị lên men tạo ra vị chua và mùi rượucô đặc đến nồng độ chất khô khoảng 80% 52 Những thành phần đường chủ yếu hiện diện trong đường nha thương mại dùng trong sản xuất kẹo. DE được đánh giá bằng %. Xúc tác acid Xúc tác enzyme DE thấp DE bình thường DE cao DE cao Maltose cao Giá trị DE 34 42 52 62 43 Monosaccharide (glucose) 12 19 32 36 7 Disaccharide (maltose) 11 15 14 31 46 Trisaccharide 10 13 10 13 11 Tetrasaccharide 8 9 6 3 4 Dextrin 59 44 20 17 32 14 53 PHÂN LOẠI ĐƯỜNG NHA DỰA VÀO CHỈ SỐ D.E Loại Chuyển hóa D.E Đường khử (%) Chất khô (%) Độ quay quang Độ nhớt Saccharides Mono Di Tri Tetra Cao D.E rất thấp D.E thấp D.E chuẩn D.E trbình D.E cao Sirô kẹo Axit Axit Axit Axit Axit Axit/en. 26 35 42 45 55 65 20 28 34 36 45 53 75,3 79,8 80,3 80,5 81,1 81,8 129 127 118 115 102 90 295 250 175 160 140 75 6,0 10,5 15,0 17,0 25,0 32,5 6,0 9,0 11,0 12,0 14,5 20,0 5,5 8,0 9,0 10,0 11,0 6,5 5,5 7,0 8,0 8,0 7,5 6,0 52,0 45,0 37,0 33,5 23,0 16,5 54 Đánh giá chất lượng đường nha  Chỉ tiêu hóa lý:  Hàm lượng chất khô (thường không thấp hơn 78%)  Chỉ số DE (40”42)  pH (4,8”5,2)  Tạp chất có chứa nitơ (không vượt quá 0,05%),  Khoáng (không vượt quá 0,45% chất khô)...  Chỉ tiêu cảm quan:  Màu sắc: không màu, trong suốt  Trạng thái đồng nhất  Không bị lẫn các tạp chất cơ học.  Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men, nấm sợi; không được phép có mặt các vi sinh vật gây bệnh. 55 Quy trình công nghệ sản xuất đường nha 56 15 57 Chuẩn bị huyền phù tinh bột Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình hồ hóa, dịch hóa và đường hóa tinh bột  Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý  Hóa lý  Thông số công nghệ Tinh bột:nước = 1:2 hoặc 1:3.  Nước vào thiết bị phối trộn trước  Bổ tinh bột từ từ vào thiết bị  Bổ sung chất chỉnh pH đến pH op để ”amylase xúc tác, và [Ca 2+ ] = 100 ppm 58 Hồ hóa và dịch hóa Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình đường hóa tiếp theo  Thông số công nghệ  Bơm huyền phù tinh bột + chế phẩm ”amylase chịu nhiệt  Giữ nhiệt hỗn hợp 95oC trong khoảng 20”30 phút.  Bơm hỗn hợp qua thiết bị dịch hóa áp suất cao  Gia nhiệt bằng hơi 145”150oC trong khoảng 15”60 giây  Làm nguội hỗn hợp về 95”96oC  Bơm vào thiết bị xử lý enzyme + chế phẩm ”amylase  Giữ nhiệt 95oC trong 20”30 phút 59 Đường hóa  Nhiệt độ quá trình: thay đổi tùy theo chế phẩm enzyme (phổ biến hiện nay là 65 o C). N  Thời gian đường hóa: không vượt quá 24 giờ tùy theo:  Hoạt tính  Hàm lượng enzyme 60 Xử lý với than hoạt tính Hàm lượng than hoạt tính sử dụng: 0,75% lượng chất khô  Nhiệt độ: 70oC  Thời gian: 25–30 phút.  Nồng độ huyền phù than hoạt tính: 15% 16 61 Isomalt (E953)  Nhiệt độ nóng chảy 145-1500C.  Khó bị phân hủy ở nhiệt độ cao  Độ hòa tan thấp: 24,5% ở 200C  Thu nhiệt khi hoà tan trong nước  Độ ngọt so với saccharose (1) là: 0,45 ÷ 0,6.  Ít hút nước ngay cả ở nhiệt độ cao sản phẩm làm ra có thể bảo quản lâu hơn.  Ít chịu tác động của men tiêu hóa và có năng lượng thấp hơn gần một nửa so với saccharose nên thuận lợi cho sản xuất kẹo cho bệnh nhân tiểu đường.  Isomalt không có mùi vị đặc trưng  ít ảnh hưởng đến hương vị của các chất khác.  Dung dịch isomalt có độ nhớt cao hơn syrup đường tương ứng và nhiệt độ sôi cao hơn. 62 Sorbitol: (E420)  Sorbitol là đường alcohol monosaccharide, có trong tự nhiên: lê, sơ ri, mận,  Sản phẩm sorbitol thương mại: rắn hoặc dung dịch. Sorbitol dạng rắn có nhiều dạng: bốn cấu trúc tinh thể khác nhau và một dạng vô định hình. Dạng - (nhiệt độ nóng chảy 90 0 C) là ổn định nhất.  Sorbitol giữ ẩm tốt và được sử dụng để giữ ẩm cho bánh và kẹo mềm.  Tính chất hóa học: rất ổn định không có nhóm cacbonyl tự do, không bị phân hủy trong môi trường kiềm và acid.  Có khả năng tạo phức với ion kim loại: làm chậm sự ôi hóa chất béo 63 Dung dịch Sorbitol  Độ ngọt so với saccharose: 0,6  Hòa tan tốt: 69% ở 200C, có thể tạo ra dung dịch có bất kì hàm lượng chất khô nào  Tạo cảm giác mát cổ  Dễ tạo được dung dịch quá bão hòa.  Hoạt độ của nước thấp: dung dịch sorbitol dễ bảo quản  Nhiệt độ sôi cao hơn dung dịch saccharose.  Độ nhớt: thấp hơn dung dịch saccharose 64 Sorbitol trong sản xuất kẹo  Sorbitol được hấp thụ chậm  Sorbitol gần như là không tạo ra năng lượng  dùng cho bệnh nhân ăn kiêng và tiểu đường.  Sorbitol cũng kháng lại sự lên men của vi khuẩn trong miệng. Quá trình acid hóa ít hơn saccharose và sự khử khoáng không diễn ra.  Được sử dụng trong kẹo không đường: chewing gum, kẹo bạc hà, kẹo viên có mùi thơm trái cây, kẹo gum, kẹo cứng, chocolate. 17 65 Maltitol (E965)  Nhiệt độ nóng chảy 1470C, không có cảm giác mát khi tan trong miệng.  Nó không bị kết tinh ở nhiệt độ thấp hay được cô đặc đến nồng độ cao và ngăn sự kết tinh của các polyol khác.  Maltitol có tính hút ẩm và giữ ẩm (do sorbitol quyết định) và tính nhớt được xác định bởi sự cân đối giữa các polyol.   Maltitol là đường disaccharide alcohol (gồm glucose và sorbitol). 66 Dung dịch Maltitol (E965)  Độ nhớt cao hơn dung dịch đường saccharose và những dung dịch đường monosacchride ở cùng nồng độ  Nhiệt độ sôi cao hơn dung dịch saccharose .  Không tham gia phản ứng maillard và caramel.  Maltitol có tính ổn định cao với các biến đổi của pH, nhiệt độ, áp suất, ánh sáng.  Syrup maltitol chứa 50-55% maltitol có độ ngọt  0,6 Maltitol được xem như là một chất ngọt cân bằng tối ưu và ổn định. (Food technology, October 2004) 67 Xylitol: (E967)  Xylitol là đường 5 cacbon, có trong trái cây (dâu: 0,36%) và rau quả (bắp cải bông: 0,3%)  Sản phẩm Xylitol thương mại có dạng tinh thể trắng và được sản xuất từ hemicellulo xylan (hemicellulo xylan thường lấy từ: các cây gỗ, vỏ quả hạch, bã mía, lõi ngô,).  Có khối lượng phân tử thấp  Xylitol ổn định ở nhiệt độ cao, khi gia nhiệt trên 2000C mà không bị sẫm màu và phân hủy.  Đường xylitol không tham gia phản ứng maillard với protein và cũng không phản ứng với các thành phần khác. 68 Xylitol nấu chảy  Xylitol nấu chảy: lỏng trong suốt, không màu, nhớt như mật ong ở nhiệt độ phòng.  Xylitol nấu chảy giữ được trạng thái nấu chảy trong thời gian dài mà không bị kết tinh. (quá trình kết tinh sẽ diễn ra ngay lập tức nếu có mầm tinh thể hay có sự va chạm mạnh).  Xylitol ổn định về vi sinh, không lên men với các loại vi khuẩn trong miệng.  Xylitol còn giảm sự bám dính vào răng. Xylitol ngăn sự khử khoáng và tái tạo lại khoáng. 18 69 Dung dịch Xylitol  Độ ngọt và ứng dụng tương tự như saccharose.  Hòa tan tốt trong nước (63% ở 200C)  Tạo cảm giác mát lạnh khi tan trong miệng  Nhiệt độ sôi cao  Độ nhớt thấp  Tính giữ nước thấp.  Để sản xuất các loại kẹo không đường và những sản phẩm kẹo dùng cho những bệnh nhân tiểu đường hoặc người ăn kiêng.  Dùng nhiều trong kẹo gum do có độ ngọt cao, mát họng, có độ dính và độ dẻo cao.  Dùng xylitol kết hợp với sorbitol hay maltitol syrup trong sản xuất các loại kẹo: kẹo mềm, kẹo jelly, kẹo hạt dẻ, kẹo toffee, 70 Lactitol: (E966)  Lactitol không có trong tự nhiên, được sản xuất bằng cách hydrogen hóa lactose.  Sản phẩm thương mại có dạng tinh thể trắng  Lactitol monohydrate: Nhiệt độ nóng chảy 1200C  Lactitol dehydrate: nhiệt độ nóng chảy 750C Lactitol là đường disaccharide alcohol gồm: galactose và sorbitol. 71 Dung dịch Lactitol  Độ ngọt: 0,3 ÷ 0,4  Không tạo cảm giác mát cổ khi hòa tan.  Hòa tan tốt trong nước (54,5% ở 200C)  Độ nhớt và độ linh động của nước tương tự dung dịch saccharose .  Lactitol: không tham gia phản ứng maillard với protein.  Quá trình phân hủy diễn ra trong suốt quá trình bảo quản ở pH thấp và nhiệt độ cao  lactitol chuyển thành lactitan, sorbitol và các polyol thấp phân tử khác.  Ví dụ: 15% lactitol bị phân hủy trong 2 tháng ở pH=3 và t 0 =60 0 C, ở nhiệt độ cao hơn (180-240 0 C) 72 Ưùng dụng Lactitol  Lactitol có khả năng tiêu hóa và hấp thụ thấp giảm calo  Có khả năng nhuận tràng.  Lactitol không làm tăng glucose hay insulin trong máu  thích hợp dùng trong sản phẩm dàng cho bệnh nhân tiểu đường.  Lactitol lên men chậm bởi vi khuẩn trong miệng. Quá trình acid hóa và khử khoáng của men răng ít hơn saccharose hay sorbitol.  Lactitol gần như không tạo ra năng lượng.  Lactitol được sử dụng trong nhiều loại kẹo khác nhau: chocolate, chewing gum, kẹo nấu ở nhiệt độ cao, jelly, kẹo viên có mùi thơm trái cây. 19 73 Mannitol: (E421)  Mannitol là đường monosaccharide alcohol  Tìm thấy nhiều trong tự nhiên :oliu, củ cải đường, hành tây, bắp cải, rong biển,  Sản phẩm mannitol thương mại có dạng tinh thể.  Mannitol thường được sản xuất bằng cách hydrogen hóa fructose (từ đường nghịch đảo hay high-fructose glucose syrup).  Mannitol dạng tinh thể không hút ẩm, nhiệt độ nóng chảy 165 ÷ 1680C, 74 Dung dịch Mannitol  Độ ngọt: 0,55 ÷ 0,65  Độ hòa tan thấp (14,5% ở 200C)  Không tạo cảm giác mát khi hòa tan.  Độ nhớt, hoạt độ của nước, điểm sôi tương tự như sorbitol, hạn chế sự tạo màu.  Mannitol được hấp thụ chậm và không hoàn toàn ở ruột và cũng được coi như là không tạo năng lượng.  Mannitol ít nhuận tràng  ít được sử dụng hơn sorbitol hay fructose.  Mannitol lên men ít và chậm  giảm được bệnh sâu răng  Được sử dụng kết hợp với các chất ngọt khác thì hỗn hợp lại tạo nên một độ ngọt hài hòa mà sinh ít năng lượng. 75 Mật ong  Để tạo hương vị đặc biệt. Có thể dùng kết hợp với hương mật ong.  Được sử dụng trong kẹo nougat, kẹo dừa, kẹo fondant, kẹo gum, thuốc ngậm, kẹo trái cây  Thành phần chính của mật ong bất kì gồm:  Nước 18%  Đường nghịch đảo 74% gồm: 39% là frutose, 35% glucose,  Saccharose 1,8%.  Ngoài ra trong thành phần của mật ong còn có dextrin, chất phi đường, protid, chất khoáng, men, Vitamin C, B, chất màu và chất thơm.  Mật ong tự nhiên chứa các enzyme amylase, invertase và men. Khi hàm ẩm lớn hơn 20% sẽ dễ xảy ra hiện tượng lên men, nên cần bảo quản mật ong nơi khô ráo, thoáng, độ ẩm không khí 75-80%, nhiệt độ không quá 10 0 C.  Ngoài mật ong tự nhiên còn có mật ong nhân tạo làm từ sirô đường và thêm các chất thơm có trong thành phần của mật ong tự nhiên. 76 Các chỉ tiêu chất lượng của mật ong tự nhiên