Bài giảng Công nghệ sản xuất đường và bánh kẹo - Bài 7: Quy trình công nghệ sản xuất bánh biscuit

1 Quy trình công nghệ sản xuất bánh biscuit 1 Bánh bích quy là dạng sản phẩm nướng Kích thước nhỏ Độ ẩm thấp: 1 ‟ 5% Nguyên liệu cơ bản: bột mì, muối, đường, nước. Lịch sử phát triển bánh biscuit Thời kỳ đầu bánh biscuit được làm từ: bột mì , muối và nước. Sau đó thêm: chất béo, trứng, sữa, đường, hương vị để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng . 3 Các cách phân loại bánh bích quy Cách phân loại Ví dụ Tính chất bột nhào Bích quy có mạng gluten yếu (bột nhào xốp, bột nhào đường), bích quy có mạng gluten trung bình (bột nhào giảm ngọt), bích quy có mạng gluten tốt (bột nhào dai) Phương pháp làm nở bánh Lên men, không lên men Phương pháp tạo hình Cán cắt (cracker), ép đùn (cookie) Hình dạng Tròn, chữ nhật, hình thú, hình chữ, hoa, que.. Hương vị sử dụng Trái cây, chocolate Giá trị dinh dưỡng Bánh bích quy năng lượng cao, năng lượng thấp Thành phần bổ sung Bánh bơ, kem, hạt dẻ, đậu phộng, mè, dừa bánh có bổ sung Ca, DHA, xơ, vitamin,.. Theo đối tượng sử dụng Bánh dành cho người ăn kiêng, bánh cho trẻ em Hàm lượng muối Bánh lạt, bánh mặn, bánh ngọt Cấu trúc Bánh cứng, bánh mềm, bánh xếp lớp, bánh kẹp kem, nhồi nhân, phủ chocolate 4 Phân loại bánh bích quy dựa trên tỷ lệ đường/bột/nước 2 5 Phân loại các loại bánh theo tính chất bột nhào 6 Nhóm bánh bích quy làm từ bột nhào dai (Hard dough hay developed dough)  Bột nhào có hàm lượng nước đủ để tạo khung gluten.  Có hai nhóm bánh chính: “cracker” , hardsweet” và “semisweet”  Tính chất chung : ít béo và ít ngọt.  Sự khác nhau về thành phần 2 nhóm bánh này là bánh cracker có hàm lượng nước trong bánh cao hơn nhóm bánh “giảm ngọt”  “Cracker” : Mỏng và giòn Độ ngọt thấp.  Aên kèm với bơ, phô mai  Tạo hình bằng cách cán cắt.  bột nhào có khung gluten phát triển tốt nhất trong các loại bột nhào để làm bánh bích quy 7 Hệ thống phân loại bánh cracker Ít ngọt Không ngọt Lên men Cracker Bổ sung enzyme Không lên men Xếp lớp không có chất béo Xếp lớp có chất béo Puff Soda Cracker Ritz TUC Savoury Cracker Cream cracker 6% béo 11% béo 19% béo 10% béo 7-9% béo Xếp lớp không có bột ở giữa Xếp lớp có bột ở giữa Water Matzo 8 Cream cracker Soda cracker puff cracker 3 9 Matzos biscuit Water biscuit (plain biscuit) Savory cracker (Snack cracker, cracker mặn) 10 Hard sweet, semi – sweet biscuit „Garibaldi „Bánh Petit Beurre „Semi ‟sweet 11 Cookie dạng thanh (bar cookies) Cookie định hình bằng cách ép đùn (Drop cookies) 12 Cookie định hình bằng khuôn (molded cookies): Cookie định hình thủ công 4 13 Wafer 14 Quy trình công nghệ Nhào trộn Cán thô Cán bán tinh Cán tinh Ép tạo hình Cắt tạo hình Nướng Làm nguội Phân loại Bao gói Chuẩn bị Nguyên liệu Nghiền Bánh cắt Thức ăn gia súc Bánh ép 15 Mục đích: tạo nên độ đồng nhất về cấu trúc, màu sắc và sự phân bố nguyên liệu trong toàn khối bột nhào.  Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khối bột nhào Thành phần nguyên liệu Thời gian và cường độ nhào trộn 16 Yêu cầu chất lượng của bột nhào  Bánh tạo hình bằng cách cán, cắt: bột nhào phải dẻo, đàn hồi, không dính, tạo được khung gluten tốt để chịu lực và giãn rộng khi cán.  Bánh tạo hình bằng cách ép khuôn: bột nhào phải tơi xốp, không nhất thiết phải tạo được khung gluten nhưng can đảm bảo khi ép tạo hình bột phải cố định được hình dạng, sắc nét.  Bánh tạo hình bằng cách ép đùn qua lỗ: bột nhào phải chảy liên tục đều đặn qua lỗ khuôn, nhưng không chảy bè trên dây chuyền. 5 17 Mô hình tạo khung gluten bột nhào  (a) bắt đầu nhào trộn,  (b) tại thời điểm mạng tạo thành tốt nhất,  (c) trộn quá lâu.  Nguồn C. Létang ‟ 1999 18 Mô hình liên kết giữa hạt tinh bột, mạng lưới các phân tử protein và các bong bóng khí trong bột nhào 19 Mạng gluten hình thành trong quá trình nhào trộn 20 Mạng gluten hình thành trong quá trình nhào trộn 6 21 Công thức trộn bột nhào là bảng qui định liều lượng nguyên liệu chính và phụ, các chỉ số cần thiết như : độ ẩm, độ axit của bột nhào, nhiệt độ và thời gian trộn cùng với các điều kiện công nghệ khác. Công thức trộn bột nhào do phòng kĩ thuật thiết lập trên cơ sở các mẫu sản phẩm thử nghiệm và chất lượng của nguyên liệu. Khi xác định công thức xong phải tính lượng nguyên liệu (bột, muối, nước,) để đưa vào nhào. 22 Các thông số đánh giá chất lượng bột nhào  Khả năng hút nước: là lượng nứơc tối đa mà bột có thể hút được mà không gây ra hiện tượng dính  Độ đàn hồi hay khả năng hồi phục (elastic recovery): cho biết khả năng chịu biến dạng và hồi phục lại của bột nhào. Bột nhào có độ đàn hồi càng cao thì càng chịu được các biến dạng trong quá trình cán cắt, có khả năng trở lại hình dạng cũ tốt  Độ dính nhớt hay khả năng chảy (stickiness): càng cao, khối bột nhào càng linh động, dễ chảy dài và dễ cán thành màng mỏng  Độ đặc quánh hay còn gọi là độ chắc (consistency): khi độ đặc quánh đạt giá trị tối đa là khối bột nhào đạt được độ đồng đều tốt nhất. Sau đó nếu vẫn tiếp tục nhào trộn thì các tác động cơ học sẽ làm đứt các mối liên kết vừa tạo thành, độ đặc quánh giảm thì các tính chất lưu biến khác cũng giảm.  Độ xốp: có được do số lượng các bong bóng khí lẫn vào trong quá trình nhào. Số lượng bong bóng khí càng nhiều, càng mịn và càng bền thì bột nàho càng xốp, tỷ trọng càng thấp. 23 MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA BỘT NHÀO VÀ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA BÁNH BÍCH QUY 24 Ảnh hưởng của tỷ lệ lấy bột lên khả năng hút nước của bột nhào từ một số loại bột nguyên liệu Loại bột Tỷ lệ lấy bột Khả năng hút nước Bột mì mùa đông 75 85 96 50,0 54,0 62,84 Bột mì mùa xuân 75 85 96 60,24 64,0 66,0 Bột mì cứng mùa xuân 75 85 96 70,42 73,53 78,0 7 25 Aûnh hưởng của tinh bột đến tính chất của bột nhào  Tinh bột chỉ mới hút nứơc ở giai đoạn 1 để trương nở chứ chưa bị hồ hóa  Lượng tinh bột nhiều nên khả năng hút nước của tinh bột cũng sẽ ảnh hưởng đến tính chất đàn hồi - dính nhớt của bột nhào. Lượng tinh bột hoà tan ra nước  tăng lượng pha lỏng trong bột nhào bột nhào dính nhớt.  Lượng tinh bột hoà tan trong pha lỏng  tăng nồng độ của pha lỏng, giảm chênh lệch áp suất thẩm thấu, lượng nứơc khuếch tán vào hạt bột giảm,  khả năng hút nước của bột giảm.  Tinh bột nhiều cũng sẽ cạnh tranh nước tự do với protein.  Do các nguyên nhân đó mà tinh bột được sử dụng để làm giảm lượng gluten ướt. Khi được bổ sung cùng với chất béo, tinh bột giúp tạo độ xốp, giòn cho sản phẩm. 26 Aûnh hưởng của pentosan đến tính chất lưu biến của bột nhào  Các pentosan có tính háo nước, khi trương nở tạo huyền phù đặc  Hàm lượng pentosan càng cao thì bột càng hút được nhiều nước, làm tăng độ nhớt và độ đàn hồi của bột nhào  Pentosan tan có thể hấp thụ một lượng nước gấp 1520 lần trọng lượng của nó, tạo nên dạng dung dịch keo lỏng do vậy làm tăng độ nhớt, độ giãn dài và độ bám dính của bột nhào. Ngược lại Pentosan không tan trương nở trong nước tạo thành dạng nhầy và làm tăng độ quánh của bột nhào. 27 Aûnh hưởng của chất xơ  Hàm lượng xơ cao sẽ làm tăng khả năng hút nước  Các chất xơ hút nước nên làm cho lượng nước đến kết hợp với protein chậm hơn và lượng gluten ướt tạo ra ít hơn  Thời gian cần thiết để nhào trộn đều khối bột lâu hơn nhưng độ mạnh của bột nhào giảm Do hàm lượng của gluten ướt giảm nên độ đàn hồi và cả độ dính nhớt của bột nhào giảm. 28 Aûnh hưởng của chất xơ đến tính chất của bánh bích quy thành phẩm Mẫu Đường kính (W, mm) Độ dày (T, mm) Tỉ lệ nở (W/T) Độ bền gãy vỡ (kg) Độ trắng (%) Biến đổi màu (ΔE) Kiểm chứng 55,3b 6,60a 8,38c 1,34k 17,12b 46,84k Cám lúa mì (%) 10 55,0c 6,6a 8,30c 1,38j 16,67c 47,20j 20 54,2d 6,8a 7,91e 1,57j 13,41h 50,98f 30 53,4d 6,8a 7,52f 2,00e 13,33h 51,54e 40 52,8e 6,8a 7,73e 2,11d 11,25i 54,25c Cám gạo (%) 10 54,6c 6,6a 8,02d 1,35k 14,52ef 49,90h 20 53,6d 6,6a 8,12d 1,96f 14,28fg 50,48g 30 52,8e 6,8a 7,76e 2,38c 11,44i 55,16b 40 51,2f 6,8a 7,52f 3,83a 10,12j 57,09a 8 29 Aûnh hưởng của nước trộn bột  Aûnh hưởng của hàm lượng nước 30 31 32 Aûnh hưởng của đường  Aûnh hưởng của lượng đường đến khả năng hút nước của bột  Aûnh hưởng của hàm lượng đường đến hàm lượng gluten ướt trong bột nhào Mẫu bột 1 2 3 Hàm lượng đường (%) 0 10 20 50 0 30 40 50 0 30 40 50 Khả năng hút nước của bột % gluten ướt 50 37 44 37 38 36 20 30 50 38 32 37 26 34 20 34 50 37 32 35 26 34 20 32 Tính chất gluten ướt Hàm lượng đường saccarose (%) 0 10 20 30 40 Mạnh Trung bình Yếu Rất yếu 41,1 36,7 32,6 28,7 39,0 36,0 32,3 28,5 38,1 35,1 31,8 27,8 37,5 34,0 31,3 27,1 35,0 32,8 30,0 25,3 9 33 Hỗn hợp bột:nước = 1:1 (trái) và bột:nước:đường = 1:1:1(phải) 34 35 Aûnh hưởng của các loại đường khác nhau lên tính chất lưu biến của bột nhào 36 Aûnh hưởng của các loại đường khác nhau lên tính chất của bánh bích quy 10 37 Aûnh hưởng của chất béo  Chất béo tạo thành màng béo rất mỏng trên bề mặt protein và do đó sẽ cản trở quá trình khuếch tán của nước vào trong protein Do đó tăng hàm lượng chất béo sẽ làm giảm hàm lượng gluten ướt dẫn đến làm giảm độ đàn hồi và độ đặc quánh của khối bột nhào. Vì vậy trong các loại bánh cracker không thích hợp cho lượng chất béo cao. Bánh cookie, cần mạng gluten tạo thành ít: dùng nhiều béo Khi đó sẽ cần rất ít hoặc không cần nước để bột nhào đạt được độ đặc quánh như mong muốn. Màng chất béo cũng bao trùm các hạt tinh bột và bôi trơn bề mặt hạt tạo nên độ bóng và độ tơi cho bột nhào  Các tinh thể béo ổn định lớp màng mỏng giữa các lỗ khí nên có tác dụng làm tăng độ bền cơ học của các lỗ khí, vì vậy giữ được lượng không khí trong bột nhào, nên sẽ làm tăng độ xốp cho sản phẩm. 38 39 Aûnh hưởng của loại chất béo đến tính chất của bột nhào  Các dạng chất béo thường được sử dụng bao gồm có bơ, shortening, magarin và dầu thực vật.  Lượng và loại chất béo có ảnh hưởng lớn đến độ đàn hồi và độ dính nhớt của bột nhào  Giảm hàm lượng chất béo hoặc thay thế chất béo rắn bằng dầu lỏng sẽ làm giảm đáng kể độ đặc quánh của bột nhào  Trong quá trình tạo nhũ hay đanh kem: Các phân tử chất béo dạng lỏng sẽ tạo nhũ tương linh động, nên dễ tạo ra màng chất béo, dầu có pha lỏng càng nhiều thì màng chất béo càng mỏng. Chất béo dạng rắn thì tạo huyền phù khó tương tác với protein hơn nên màng béo khó tạo ra hơn và màng dày, bền vững và giữ khí tốt hơn. Do đó ảnh hưởng của chất béo đến tính chất của bột nhào phụ thuộc vào tỷ lệ chất béo dạng rắn/dạng lỏng, 40  Aûnh hưởng của Shortening (Trái), chất béo hydro hoá (giữa)và dầu ăn (phải) lên bề mặt của bánh cookie 11 41 Aûnh hưởng của chất nhũ hóa đến tính chất của bột nhào Muốn cho bánh nở xốp, chất béo cần được phân tán đều trong khối bột nhào.  Các chất tạo nhũ này có vai trò làm bền hệ nhũ tương và hệ bọt xốp, điều khiển sự kết tinh chất béo  Chất tạo nhũ giúp cho chất béo phân tán nhỏ nên dễ dàng tạo những liên kết với tinh bột, protein và đường. Nhờ vậy, các màng chất béo sẽ mỏng hơn và các giọt sẽ nhỏ hơn. Diện tích bề mặt màng và giọt chất béo lớn làm cản trở các liên kết giữa các phân tử làm giảm lượng gluten ướt, giảm độ đặc quánh của bột nhào.  Chất phụ gia giúp giảm lượng chất béo mà vẫn giữ được hất lượng của bánh bích quy. 42 Aûnh hưởng của trứng  Lòng trắng trứng là chất tạo bọt rất tốt nên có tác dụng giúp bột nhào tơi xốp. Nếu lượng trứng khá lớn thì thì không cần dùng đến thuốc nở hóa học.  Trong lòng đỏ trứng có 10% lecithin là một chất nhũ hóa tương có tác dụng tạo hệ nhũ tương cho sản phẩm nên có tác dụng giúp tăng khả năng nhũ hóa của bột nhào. 43 Aûnh hưởng của Sữa và các sản phẩm của sữa  Hình chụp dưới kính hiển vi laser của bột nhào đối chứng, bột nhào có chứa 15% NaCas và chứa 15% bột whey. Chất béo nhuộm màu xanh lá cây, các hạt tinh bột nhuộm màu cam còn khung gluten bắt màu đỏ . Thanh đơn vị 50 m 44 Aõnh hưởng của các phụ gia làm tăng độ giãn mạch Khi cần mạng gluten yếu có thể bổ sung thêm enzym protease (lấy từ nấm mốc) hay các chất khử để cắt nhỏ bớt khung gluten Protease có tác động làm đứt các liên kết peptide bên trong protein, làm giảm độ dài của phân tử protein nên sẽ làm cho khung gluten giảm độ cứng, tăng độ dính nhớt nên tăng khả năng chịu kéo.  Các chất khử lại có tác dụng khử liên kết disulphide thành liên kết hydrosulphide. Các chất khử thường hay được sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh bích quy là sodium metabisulphite ‟ SMS, L ‟ cysteine hydrochloride (LCS) và Dithioerythritol (DTE) 12 45 (a) (b) „ Cấu tạo hoá học của L – cysteine hydrochloride (a) và Dithioerythritol (b) „ Aûnh hưởng của quá trình thủy phân và quá trình khử lên protein của bột nhào 46 47 Aûnh hưởng của các phụ gia làm tăng độ đàn hồi  Trong trường hợp khung gluten bột mì quá yếu, người ta có thể bổ sung thêm các chất oxy hóa. Trong suốt quá trình nhào trộn, các chất oxy hóa chuyển nhóm SH của protein trong mạng gluten thành các liên kết S ‟ S giữa các phân tử kề nhau, nhờ đó làm cho bột nhào mạnh hơn.  Các chất oxy hóa thường dùng là Bromat kali KBrO 3 , Iodat kali KIO 3 , ascorbic acid 48 Phương pháp nhào trộn  Phương pháp tất cả trong một (All ‟ in ‟ one method, AOM): tất cả các thành phần được cho vào máy nhào và nhào trộn cùng một lúc cho đến khi khối bột đồng nhất.  Phương pháp tạo cream (creaming method, CM): đường và shortening được đánh trộn tạo cream trước. Sau đó trộn từ từ lượng nước nhào bột được pha trộn với các loại muối cần bổ sung như bicarbonate và muối ăn để có một khối cream đồng nhất. Cuối cùng, hỗn hợp bột và bột nổi (baking powder) được thêm vào và nhào trộn cho đến khi đều  Phương pháp dung dịch đường (sugar solution method, SSM): đường được hòa tan trong nước chứa muối ăn và bicarbonate. Dung dịch này sau đó được tạo cream với shortening trong máy nhào. Thêm hỗn hợp bột và bột nổi vào khối cream đồng nhất này và nhào trộn cho đến khi bột đồng nhất  Phương pháp tạo cream sau đó thêm vào nước và bột (creaming followed by water and flour addition method, CWFM): đường và shortening được tạo cream trong máy nhào. Thêm hỗn hợp bột và bột nổi trước, sau đó mới đến nước nhào bột chứa bicarbonate và muối ăn vào khối cream và nhào trộn cho đến khi bột đồng nhất  Phương pháp trộn lẫn (blending method, BM): Hỗn hợp bột và bột nổi được trộn chung với shortening lỏng trong máy nhào. Sau đó đường bột mới được thêm vào hỗn hợp này. Cuối cùng nước bột nhào chứa bicarbonate và muối ăn được thêm vào và nhào trộn cho đến khi bột đồng nhất. 13 49 So sánh khả năng hút nước của bột nhào bằng các phương pháo nhào trộn khác nhau Phương pháp nhào AOM CM SSM CWFM BM Bột mì yếu 8,8% protein 24 16 16 25 20 Bột mì trung bình 10,8% protein 25 19 19 26 22 50 Nhiệt độ bột nhào Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5  Trong đó Q 1 :Nhiệt do nguyên liệu đưa vào. Q 2 : Nhiệt trao đổi do sự chênh lệch của nhiệt độ bột nhào và môi trường xung quanh. Q 3 :Nhiệt hoà tan. Q 4 : Nhiệt lượng do phản ứng hóa học xảy ra trong bột nhào. Q 5 : Nhiệt sinh ra do ma sát. 51 Aûnh hưởng của thời gian nhào trộn 52 Máy nhào trộn gián đoạn đặt đứng 14 53 54 Thiết bị nhào trộn đặt nằm ngang 55 56 Máy nhào trộn bột liên tục 15 57 PHƯƠNG PHÁP CÁN CẮT  Tạo tấm, định cỡ và cắt để tạo ra những miếng bột nhào để nướng. Dùng tạo hình bánh cracker, “hardsweet” hay “semisweet” 58 Yêu cầu của bột nhào thích hợp để tạo hình bằng phương pháp cán cắt  Có mạng gluten từ tốt đến trung bình. Nếu hàm lượng gluten ướt quá cao  bột đàn hồi mạnh, khó ép và bề mặt sản phẩm cũng không nhẵn bóng. Nếu bột nhào có gluten yếu  bột không đủ độ đàn hồi khi cán sẽ bị rách, độ cố kết giảm. Độ dính nhớt đủ để có thể tạo thành lá bột Độ cố kết đủ để lá bột tạo thành không bị rách dưới tác dụng của lực nén. Độ đàn hồi của bột nhào phải đủ để mạng gluten có thể phục hồi lại sau khi bị nén; Độ bám dính phải phù hợp để bột có thể chuyển động giữa các cặp trục, không được dính và cũng không được trượt. 59 Yêu cầu miếng bột sau quá trình cán cắt Các yêu cầu về cảm quan như hình dạng, hoa văn sắc nét, độ dày đồng nhất Ứng lực nhỏ và đều về mọi hướng.  Chất lượng của miếng bột phụ thuộc vào Công thức bột nhào  Độ đồng đều chung của khối bột nhào Độ ẩm Tính chất lưu biến của bột nhào Các thông số công nghệ của quá trình cán cắt như vận tốc ép, số lần cán 60 Máy tạo tấm Khối bột nhào khi được đưa vào máy tạo tấm đầu tiên cần đạt độ đồng nhất 16 61 Máy tạo tấm 3 trục 62 Máy tạo tấm bốn trục 63 Dạng phễu nhập liệu của máy tạo tấm  Máy tạo tấm với dạng phễu nhập liệu đáy xiên (trái) và phễu nhập liệu thẳng đứng 64 Mô hình trục cán bột  Các phân tử protein và tinh bột Bị ép chặt theo phương đứng Duỗi dài theo phương ngang Định hướng lại theo phương dọc trục cán  Độ bền cơ học Theo phương dọc lá bột sẽ giảm Theo phương ngang trục biến đổi không đán