Tóm tắt: 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

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>HOÀNG THỊ THU </b>

<b>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 </b>

<b>Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm Mã số: 9 54 01 01 </b>

<b>TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT </b>

<b>ĐÀ NẴNG – 2024 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA </b>

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 2. PGS.TS NGUYỄN HOÀNG DŨNG

Phản biện 1: ... Phản biện 2: ...

Luận án sẽ được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tại Đại học Bách Khoa vào ngày tháng năm 2024

Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam.

- Trung tâm Học liệu và Truyền thông tại Trường Đại học Bách khoa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài </b>

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 những kỹ thuật lâu đời nhất, mang nét đặc trưng vùng miền. Việc sản xuất bánh mì vốn tốn rất nhiều thời gian, nhân cơng và địi hỏi kỹ thuật chuyên môn, nhưng thời gian bảo quản lại ngắn. Do đó, trong vài chục năm trở 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 đơng. Theo phương pháp này, bột mì sau khi nhào trộn đến cơng đoạn tạo hình xong sẽ được bảo quản lạnh đơng. Sau đó, người tiêu dùng mua về có thể rã đơng, lên men thêm một thời gian nữa rồi mang đi nướng. Với kỹ thuật này, công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông có thể phát triển ở quy mơ cơng nghiệp, hoặc thực hiện trong các khách sạn, tiệm bánh hay các gia đình nhỏ. Tuy nhiên, sau quá trình bảo quản lạnh đông và rã đông bột nhào, hoạt tính của nấm men giảm, mạng gluten bị phá hủy một phần, dẫn đến khả năng giữ khí CO2 kém hơn, thể tích bánh mì cũng như một số giá trị cảm quan khác của bánh như độ giòn, màu sắc, hương thơm, cấu trúc ruột bánh,.. giảm đi so với bánh mới nướng. Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài đặt mục tiêu nghiên cứu các cơ sở khoa học để cải tiến cơng nghệ này theo cách tiếp cận tồn diện hơn so với các nghiên cứu đã thực hiện cho đến nay, nhằm đánh giá được những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của bột nhào lạnh đơng, tìm ra cơng thức tổ hợp phụ gia tối ưu giúp cải thiện, nâng cao chất lượng cho bột nhào, định hướng vào sản xuất bánh mì và kéo dài được thời gian bảo quản.

<b>2. Mục tiêu nghiên cứu </b>

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

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

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 cơng thức tổ hợp phụ gia tối ưu cho bột nhào bánh mì lạnh đông; - Cải tiến một số yếu tố công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông và sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đơng; - Đánh giá khả năng ứng dụng những cải tiến về công thức phụ gia và công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông cho các sản phẩm bánh mì Baguette và bánh mì Hamburger.

<b>3. Nội dung nghiên cứu </b>

- Nghiên cứu cải thiện công thức phối trộn bột nhào: Bao gồm liều lượng nấm men sử dụng, tối ưu hố cơng thức tổ hợp các phụ gia cải thiện chất lượng bột nhào (trehalose, chất nhũ hoá, chất keo, enzyme) để chế biến bột nhào lạnh đông;- Nghiên cứu cải thiện quy trình sản xuất bột nhào lạnh đơng: Thời gian lên men sơ bộ, phương pháp rã đông bột nhào;- Đánh giá hiệu quả của những cải tiến về cơng thức và cơng nghệ sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đông;- 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 mì Hamburger).

<b>4. Ý nghĩa khoa học </b>

Làm sáng tỏ vai trị của cơng đoạn lên men sơ bộ. Đánh giá một cách có hệ thống ảnh hưởng của các loại phụ gia khác nhau, đã hoặc chưa từng được sử dụng trong cơng thức bột nhào bánh mì lạnh đơng; Đánh giá tác dụng tương hỗ giữa chúng vốn chưa được đề cập nhiều trong các nghiên cứu trên thế giới; Xây dựng mơ hình tốn học ảnh hưởng của các loại phụ gia đến thể tích bánh mì làm từ bột nhào sau 2 tháng bảo quản lạnh đông bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm. Đánh giá khả năng cải thiện sự thoái hoá của bánh mì làm từ bột nhào lạnh đơng từ kết quả nghiên cứu.

<b>5. Ý nghĩa thực tiễn </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần hồn thiện cơng nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông, mở ra khả năng kéo dài thời gian bảo quản lạnh đông của bột nhào bánh mì mà vẫn đảm bảo chất lượng của bánh. Với thành công trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm sau q trình bảo quản lạnh đơng, sản phẩm có nhiều cơ hội hơn để được sản xuất, tiêu thụ ở quy mơ lớn, qua đó thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất bột nhào lạnh đông, đáp ứng yêu cầu thị hiếu của người tiêu dùng tại Việt Nam.

<b>6. Cấu trúc của luận án </b>

Luận án gồm 145 trang, có 41 bảng và 53 hình. Phần mở đầu 4 trang, kết luận và kiến nghị 3 trang. Nội dung chính của luận án chia làm 3 chương: Chương 1. Tổng quan gồm 44 trang; chương 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 18 trang; chương 3: Kết quả và thảo luận 76 trang (các cơng trình cơng bố và tài liệu tham khảo 11 trang).

<b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đơng </b>

<i><b>1.1.1 Lịch sử phát triển và triển vọng </b></i>

Từ năm 1950 công nghệ sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đơng đã được biết đến, nhưng mãi đến những năm 1970 công nghệ này mới bắt đầu được sử dụng. Kể từ đó, cơng nghệ bột nhào lạnh đơng tiếp tục được sự quan tâm lớn từ các nhà nghiên cứu. 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 cũng như tiêu chuẩn hóa chất lượng của sản phẩm bột nhào lạnh đông. Do nhu cầu sử dụng các mặt hàng ăn uống nhanh và tiện lợi đang ngày càng tăng, xuất phát từ sự thay đổi phong cách sống, người tiêu dùng luôn mong muốn có sản phẩm bánh mì từ bột nhào đơng lạnh có chất lượng khơng khác nhiều so với bánh tươi truyền thống. Yêu cầu này

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

là một thách thức công nghệ cần giải quyết trong quy trình sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đơng.

<i><b>1.1.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bánh mì truyền thống và bánh mì từ bột nhào lạnh đơng </b></i>

Quy trình điển hình sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đơng và bánh mì truyền thống thể hiện trong Hình 1.1.

<i>Hình 1. 1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bánh mì tươi và bánh mì từ bột nhào lạnh đơng. </i>

<i><b>1.1.3. Những thách thức khi sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đơng </b></i>

Có một vài vấn đề phát sinh khi bảo quản bột nhào lạnh đơng, đó là sự suy giảm độ mạnh của bột nhào, giảm khả năng giữ khí CO2, kéo dài thời gian lên men, giảm hoạt tính của nấm men, giảm thể tích bánh mì và làm hư hỏng cấu trúc của sản phẩm bánh mì.

<b>1.2. Vai trị của các thành phần nguyên liệu lên chất lượng của bánh mì từ bột nhào lạnh đơng </b>

<i><b>1.2.1 Bột mì </b></i>

Bột mì là thành phần cơ bản nhất của các sản phẩm bánh nướng. Trong các thành phần của bột mì, glutenin đóng vai trị quyết định chất lượng bột nhào lạnh đông. Với bột nhào lạnh đông nên sử dụng bột mì

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

mạnh có hàm lượng protein cao (11-14%). Cả số lượng và chất lượng protein đều cần thiết để tạo ra sản phẩm bánh có chất lượng cao từ bột nhào lạnh đơng.

<i><b>1.2.2 Nước </b></i>

Nước là nguyên liệu cần thiết khác trong sản xuất bánh mì. Trong quá trình nhào trộn, nước giúp liên kết với các thành phần bột mì như: gluten, tinh bột và pentosan... Phần nước còn lại hoạt động như nước tự do, để hòa tan các thành phần: muối, đường, protein tan và các tế bào nấm men cũng có mặt ở phần nước tự do này.

<i><b>1.2.3 Nấm men </b></i>

Nấm men có 3 chức năng ở trong hệ thống bột nhào: tạo khí CO2 giúp bột nhào nở; giúp cải thiện bột nhào qua quá trình lên men; cung cấp các chất tạo hương vị bởi những sản phẩm phụ của quá trình lên men. Liều lượng sử dụng nấm men phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian lên men. Với bột nhào lạnh đông sử dụng liều lượng nấm men cao 4-6% so với khối lượng bột để bù đắp những tổn thất của nấm men trong q trình cấp đơng, trữ đơng và rã đơng.

<i><b>1.2.4 Muối </b></i>

Chức năng chính của muối trong các sản phẩm bánh nướng lên men là tạo hương vị, ngồi ra muối cịn có một số chức năng khác như tăng độ ổn định, độ cứng và khả năng giữ khí lên men của bột nhào. Muối có ảnh hưởng đặc biệt lên quá trình lên men: nồng độ muối càng cao, tốc độ lên men càng giảm, và ngược lại. Hơn nữa, muối cịn có tác dụng làm mạnh mạng gluten trong suốt quá trình lên men.

<i><b>1.2.5 Đường </b></i>

Chất tạo ngọt phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất bánh là đường saccharose, dextrose, maltose, mật, siro ngô, đường khử. Đường là nguồn cung cấp năng lượng cơ bản cho nấm men lên men thành khí CO2, đường cịn có tác dụng tạo vị, tạo màu, cải thiện chất

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

lượng ruột và vỏ bánh nướng, nồng độ đường sử dụng (3-6%) tùy thuộc loại sản phẩm và đặc điểm vỏ bánh mong muốn.

<i><b>1.2.6 Shortening </b></i>

Shortening giúp cải thiện tính chất của ruột bánh mì và thể tích bột nhào, tạo cấu trúc bánh mịn hơn, mềm hơn, thời gian sử dụng sản phẩm được kéo dài hơn. Bột nhào chứa shortening vẫn tiếp tục giãn nở khi nướng trong một thời gian lâu hơn. Vì vậy, thể tích của sản phẩm bánh nướng sẽ lớn hơn khi thêm shortening. Việc thêm shotening với liều lượng 0,7-1% so với trọng lượng bột là đủ để cải thiện chất lượng bột nhào lạnh đơng và bánh mì thành phẩm.

Ngồi ra, cịn sử dụng một số phụ gia khác: Nhóm chất nhũ hố: DATEM (E472 (e)), Sorbitan monostearate (SMS - E491), Natri stearoyl-2-lactylat (SSL – E482), Glycerol MonoStearate (GMS – E471); Nhóm chất keo HPMC, CMC, carageenan, sodium alginate, guargum; Nhóm enzyme: Glucose oxydase (GOX), lipase, transglutaminase, hemicellulase, xylanase; Trehalose.

<b>1.4 Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới về cơng nghệ bột nhào bánh mì lạnh đơng. </b>

Tổng hợp các cơng trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới, chúng tôi nhận thấy: - Vẫn chưa có sự thống nhất trong kết luận về tốc độ làm lạnh đông, rã đông, tác dụng của một số phụ gia như guar gum, carragenan;- Chưa thấy có cơng trình so sánh một cách hệ thống tác dụng của các phụ gia bột nhào từ các nhóm chất keo, chất nhũ hóa và enzyme, trong cùng một điều kiện nghiên cứu nhằm có sự lựa chọn phù hợp cho sản xuất bột nhào bánh mì lạnh đơng;- Các cơng trình nghiên cứu trên thế giới hầu như chỉ mới khảo sát ảnh hưởng riêng biệt của từng phụ gia, ít có nghiên cứu đánh giá hiệu quả khi sử dụng tổ hợp phụ gia; - Chưa có nghiên cứu quan tâm đến việc tối ưu hóa cơng thức tổ hợp phụ gia từ các nhóm chất nhũ hóa, chất keo và enzyme để nâng cao chất lượng cho bột nhào bánh mì lạnh đơng. Hiện

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

mới chỉ có cơng trình nghiên cứu xác định công thức phụ gia được cho là tối ưu cho bột nhào làm lạnh ở 2<small>o</small>C trong 5 ngày, công thức tối ưu này được tác giả xác định dựa trên các khảo sát từng phụ gia riêng lẻ và sau đó kết hợp lại thành tổ hợp các phụ gia được cho là có hiệu quả tối ưu, chứ tác giả chưa nghiên cứu lập thành các tổ hợp 2, 3, 4 hoặc 5 phụ gia với nhau xem tổ hợp phụ gia nào là tối ưu nhất;- Ít có nghiên cứu sử dụng kết quả đánh giá cảm quan làm thước đo chất lượng các sản phẩm sau khi trữ đông để cho kết luận đáng tin cậy hơn;- Các nghiên cứu khảo sát sự thoái hóa của bánh mì thành phẩm từ bột nhào lạnh đơng theo thời gian bảo quản cịn hạn chế;- Nghiên cứu về ảnh hưởng của lên men sơ bộ vẫn cịn hạn chế về cách bố trí nghiên cứu.- Ở Việt Nam, nghiên cứu về công nghệ sản xuất bột nhào lạnh đông chưa được quan tâm.

Men tươi: Hiệu Cát tường – Tỉnh Long An sản xuất. Shortening: Hiệu Crisco, Mỹ.

Muối ăn sạch: Hiệu Visalco, Việt Nam. Đường tinh luyện Biên Hoà.

Một số phụ gia nghiên cứu: Trehalose; Mono and diacetyl tartaric acid esters of mono and diglycerides (DATEM); Sorbitan monostearate (E491); Sodium stearoy-2- lactylate (SSL); Glycerol monostearate (GMS); Carboxymethyl Cellulose (CMC), Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), K- Carrageenan, Sodium alginate, Guargum; Enzymes lipase (LP), glucose oxidase (GOX), xylanase (XYL), hemicellulose (HC), translutaminase (TG); Topbake Cold Gold xuất xứ Đức.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>2.2. Hoá chất, thiết bị, dụng cụ </b>

Một số hoá chất đạt tiêu chuẩn phân tích: Petroleum ether, NaOH 0,1N, pepton, glucose...

<b>2.3. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát </b>

Sơ đồ nghiên cứu tổng quát được thể hiện ở Hình 2.1

<small>mục 3.4 </small> ^{Kết quả ở}<small>mục 3.4 </small> ^{Kết quả ở}<small>mục 3.4 </small> ^{Kết quả ở}<small>mục 3.4 </small> ^{Kết quả ở}<small>mục 3.4 11 Trehalose Nghiên cứu ở </small>

<small>mục 3.3.1 </small> ^- ^{Kết quả ở}<small>mục 3.3.1 </small>

<small>- Kết quả ở mục 3.3.1 12 Phụ gia: </small>

<i><small>12.3 </small></i> <small>Enzyme Nghiên cứu ở </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

- Các phương pháp phân tích vật lý: xác định thể tích, đường kính, chiều cao, khối lượng bánh mì, độ xốp, độ cứng ruột bánh mì; Xác định độ ẩm; hàm lượng tro của bột mì; Xác định đặc tính hút nước và đặc tính lưu biến bằng Farinograph; xác định đặc tính lưu biến bằng Extensograph; xác định hàm lượng gluten ướt, chỉ số gluten bột mì; Xác định hình ảnh vi cấu trúc của bột nhào bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM); Xác đinh lượng dịch thoát bột nhào.

- Phương pháp hóa học: xác định độ acid của bánh mì - Phương pháp vi sinh: xác định số lượng nấm men

- Phương pháp đánh giá cảm quan: đánh giá chất lượng sản phẩm bằng phép thử thị hiếu.

- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: sử dụng mơ hình quy hoạch thực nghiệm tâm phức hợp, gồm 20 thí nghiệm, trong đó có 6 thí nghiệm tại tâm (α = 1,68179) để đánh giá ảnh hưởng của tổ hợp 3 phụ gia đến thể tích bánh mì làm từ bột nhào lạnh đơng với sự hỗ trợ phần mềm Design-Expert version 11 (State-Ease, Inc., Minneapolis, Mỹ).

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>CHƯƠNG 3 </b>

<b> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN </b>

<i><b>3.1. Đánh giá sự phù hợp của nguyên liệu bột mì cho sản xuất bột </b></i>

<b>nhào lạnh đơng </b>

Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng hố lý, các thơng số đo lưu biến Farinograph và Extensograph của bột nguyên liệu được thể hiện lần lượt ở Bảng 3.1, Bảng 3.2, Bảng 3.3.

<i>Bảng 3.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hố lý bột mì ngun liệu </i>

Độ ẩm (%) Hàm lượng gluten ướt (%) Chỉ số gluten (%) Độ tro (%)

<i>Bảng 3.3. Các thông số Extensograph bột mì nguyên liệu </i>

Năng lượng (cm<small>2</small>) Độ dãn dài (mm) Độ bền tối đa (BU) Tỉ số R/E tối đa 128,0 ± 15,3 160,0 ± 19,4 604,3 ± 165,8 3,9 ± 1,7

Như vậy tất cả các chỉ tiêu hoá lý, các thông số đo lưu biến Farinograph và Extensograph cho thấy bột mì nguyên liệu được cung cấp bởi Nhà máy Interflour Đà Nẵng phù hợp để sử dụng cho các nghiên cứu trong luận án.

<b>3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ </b>

<i><b>3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian lên men sơ bộ đến số lượng nấm men </b></i>

Số lượng nấm men tăng theo thời gian lên men sơ bộ ở 0 tuần. Tuy nhiên, xu hướng này khơng cịn rõ từ sau 3 tuần trữ đông. Nếu xét theo tỷ lệ sống sót của nấm men (dựa vào Bảng 3.5), ở thời điểm bảo quản 3 tuần thì lên men sơ bộ 30 phút cho tỉ lệ sống sót cao nhất, nhưng ở

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

thời điểm bảo quản từ 6-9 tuần, trường hợp không lên men sơ bộ có tỷ lệ nấm men sống sót tốt hơn cả.

<i>Bảng 3.4. Lượng nấm men sống trong bột nhào trong q trình bảo quản lạnh đơng (log(CFU)) </i>

<b><small>Lên men sơ bộ (phút) </small></b>

<b><small>Thời gian bảo quản lạnh đông </small></b>

<b><small>0 tuần 3 tuần 6 tuần 9 tuần 12 tuần </small></b>

<small>0 8,54c ± 0.11 7,40b±0,07 6,25a±0,01 5,90b±0,05 5,59b±0,02 30 8,72c ± 0,06 7,67a±0,05 6,05a±0,10 5,84b±0,06 5,27c±0,01 60 9,06b ± 0,06 7,37b±0,18 6,10a±0,24 5,29c±0,11 5,55b±0,07 90 9,34a±0,04 7,41b±0,02 6,14a±0,74 6,11a±0,03 6,13a±0,01 </small>

<i>Bảng 3.5. Tỷ lệ sống sót của nấm men so với mẫu 0 tuần (%) </i>

<small>Thời gian lên </small> tích bánh mì làm từ bột nhào khơng qua lên men sơ bộ tốt hơn so với bánh mì làm từ bột nhào có lên men sơ bộ, trừ các mẫu bánh mì làm từ bột nhào có lên men sơ bộ 30 phút, sau 3 tuần trữ đông cho kết quả vượt trội. Hình 3.2 cho thấy kết quả đo độ xốp tương đồng với thể tích.

</div>