Sử dụng vi khuẩn lactobacillus plantarum đồng lên men với nấm men bánh mì thay thế hoá chất bảo quản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SỬ DỤNG VI KHUẨN LACTOBACILLUS PLANTARUM
ĐỒNG LÊN MEN VỚI NẤM MEN BÁNH MÌ THAY THẾ
HOÁ CHẤT BẢO QUẢN

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Hoài Hương
ThS. Huỳnh Phương Quyên
Sinh viên thực hiện

: Trần Kim Ngân

MSSV: 1411100731

Lớp: 14DSH04

TP. Hồ Chí Minh, 2018


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT........................................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG................................................................................................v
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH...........................vii
TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU................................................................1
ĐẶT VẤN ĐỀ..........................................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...................................................................................3
1.1

Tổng quan về công nghệ sản xuất bánh mì.............................................3
1.1.1

Giới thiệu chung.................................................................................3

1.1.2

Quy trình làm bánh mì.......................................................................4

1.1.3

Ảnh hưởng của vi sinh vật đến việc bảo quản bánh mì...................12

1.1.3.1 Hệ vi sinh vật bánh mì.................................................................. 12
1.1.3.2 Hư hỏng bánh do vi sinh vật......................................................... 13
1.1.3.3 Tác hại của nấm mốc.................................................................... 13
1.1.4 Vai trò của nấm men trong lên men bánh mì................................... 14
1.2

Tổng quan về bột chua............................................................................ 16
1.2.1

Đặc tính của bột chua....................................................................... 16

1.2.2

Các loại hợp chất hương liệu trong bột chua..................................17

1.2.3

Ảnh hưởng của phản ứng giữa Maillard và Caramel hóa đối với

hương vị của bánh mì..................................................................................... 18
1.2.4
1.3

Con đường trao đổi chất của vi khuẩn LAB trong bột chua...........19

Tổng quan về vi khuẩn lactic................................................................. 21
1.3.1

Giới thiệu chung............................................................................... 21

1.3.1.1 Đặc điểm hình thái giống Lactobacillus....................................... 23
1.3.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic..................................... 25
1.3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men – quá trình sinh
trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic..................................................... 27
1.3.2 Sản phẩm trao đổi chất và ứng dụng của vi khuẩn lactic...............28
1.3.2.1 Quá trình trao đổi chất................................................................. 28
i

Đồ án tốt nghiệp

1.3.2.2 Ứng dụng của vi khuẩn lactic....................................................... 29
1.3.3 Khả năng kháng nấm của vi khuẩn lactic.......................................30
CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................32
2.1

2.2

Mục tiêu đề tài, nội dung nghiên cứu.................................................... 32
2.1.1

Mục tiêu............................................................................................ 32

2.1.2

Nội dung nghiên cứu........................................................................ 32

Vật liệu – thiết bị - hóa chất................................................................... 32
2.2.1

Nguồn vi sinh vật.............................................................................. 32

2.2.1.1 Nguồn vi khuẩn lactic................................................................... 32
2.2.1.2 Nguồn nấm bệnh........................................................................... 32
2.2.1.3 Nấm men....................................................................................... 33
2.2.2 Hoá chất và môi trường sử dụng...................................................... 33
2.2.2.1 Hoá chất........................................................................................ 33
2.2.2.2 Môi trường nuôi cấy (xem ở Phụ lục 1)....................................... 33

2.2.3 Thiết bị và dụng cụ........................................................................... 33
2.2.3.1 Thiết bị........................................................................................... 33
2.2.3.2 Dụng cụ......................................................................................... 34
2.3 Phương pháp nghiên cứu........................................................................ 34

2.4

2.3.1

Phương pháp luận............................................................................ 34

2.3.2

Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát..................................................... 35

2.3.3

Thuyết minh quy trình tổng quát..................................................... 36

Phương pháp nghiên cứu – bố trí thí nghiệm.......................................38
2.4.1

Khảo sát vi khuẩn Lactobacillus plantarum....................................38

2.4.1.1 Hình thái khuẩn lạc, tế bào và đặc điểm sinh lý, sinh hóa..........38
2.4.1.2 Khả năng sinh acid....................................................................... 41
2.4.1.3 Khảo sát khả năng kháng nấm A.niger của Lactobacillus
plantarum in vitro........................................................................................ 43
2.4.2 Khảo sát khả năng đối kháng nấm A.niger khi đồng lên men bánh
mì của vi khuẩn LAB với nấm men................................................................ 45

2.4.3

Khảo sát ảnh hưởng của LAB.......................................................... 49

2.4.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát mật độ LAB tối ưu và thời gian lên men
của bột nhào................................................................................................ 49
2.4.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát nhiệt độ nướng bánh.............................51

ii


Đồ án tốt nghiệp

2.4.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian bảo quản và mức độ ưa thích
giữa các loại bánh mì .................................................................................... 53
2.4.3.4 Phương pháp phân tích các thông số đo ....................................... 55
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ........................................................... 64
3.1 Khảo sát vi khuẩn Lactobacillus plantarum ........................................... 64
3.1.1 Hình thái khuẩn lạc, tế bào; khảo sát về sinh lý, sinh hóa ................. 64
3.1.2 Khả năng sinh acid ................................................................................ 65
3.1.3 Khảo sát khả năng kháng nấm A.niger của Lactobacillus plantarum in
vitro .................................................................................................................... 66
3.2 Khảo sát ảnh hưởng của LAB lên chất lượng bánh mì ........................ 68
3.2.1

Thí nghiệm 1: Khảo sát mật độ LAB tối ưu và thời gian lên men của

bột nhào. ............................................................................................................ 68
3.2.2

Thí nghiệm 2: Khảo sát nhiệt độ nướng bánh. ................................ 80

3.2.3

Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian bảo quản và mức độ ưa thích giữa

các loại bánh mì ................................................................................................ 85
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 93
1.

Kết luận ..................................................................................................... 93

2.

Kiến nghị ................................................................................................... 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 95
Tài liệu tiếng Việt ................................................................................................ 95
Tài liệu tiếng Anh ................................................................................................ 96
PHỤ LỤC A ............................................................................................................... 1
PHỤ LỤC B ............................................................................................................... 3

iii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC VIẾT TẮT
− DRBC:

Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol

− LAB:

Lactic acid bacteria

− MRS agar:

de Man, Rogosa, Sharpe Agar

− MRS broth:de Man, Rogosa, Sharpe Broth

− PDA:
− PDB:

Potato Dextrose Agar
Potato Dextrose Broth

− VSV:

Vi sinh vật

iv


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Một sô hợp chất được xác định có tiềm năng kháng nấm môc và nấm men

(Corsetti và cộng sự, 1998)..................................................................................... 31
Bảng 3.1: Khảo sát đặc điểm hình thái và sinh lý của vi khuẩn L. plantarum........64
Bảng 3.2: Độ acid (% TA) của chủng Lactobacillus plantarum.............................66
Bảng 3.3: Tỉ lệ ức chế của vi khuẩn Lactobacillus plantarum với nấm môc theo
phương pháp cấy 2 đường vi khuẩn........................................................................ 67
Bảng 3.4: Kết quả đôi kháng nấm giữa các mẫu bánh mì Lactobacillus plantarum
L5, bánh mì chứa chất bảo quản và bánh mì không hoá chất bảo quản.................69
Bảng 3.5: Kết quả đôi kháng nấm giữa các mẫu bánh mì Lactobacillus plantarum
C1, bánh mì chứa chất bảo quản và bánh mì không hoá chất bảo quản.................70
Bảng 3.6: Kết quả đôi kháng nấm giữa các mẫu bánh mì Lactobacillus plantarum
C1 và Lactobacillus plantarum L5.......................................................................... 72
Bảng 3.7: Kết quả khảo sát các thông sô hóa lý của bánh mì khi bổ sung Lactobacillus

plantarum L5 và C1 trước lên men kết thúc............................................................ 74
Bảng 3.8: Kết quả khảo sát các thông sô hóa lý của bánh mì khi bổ sung Lactobacillus

plantarum L5 sau lên men kết thúc.......................................................................... 75
Bảng 3.9: Kết quả khảo sát các thông sô hóa lý của bánh mì khi bổ sung Lactobacillus

plantarum C1 sau lên men kết thúc......................................................................... 76
Bảng 3.10: Kết quả cảm quan giữa các mẫu bánh mì Lactobacillus plantarum L5 và

C1 với các môc thời gian lên men........................................................................... 78
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát nhiệt độ nướng mẫu bánh mì Lactobacillus plantarum
9

L5-10 ..................................................................................................................... 80
Bảng 3.12: Kết quả khảo sát nhiệt độ nướng mẫu bánh mì Lactobacillus plantarum
9

C1-10 ..................................................................................................................... 83
Bảng 3.13: Kết quả khảo sát thể tích giữa các mẫu bánh mì..................................86
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát độ acid giữa các mẫu bánh mì.................................. 87
Bảng 3.15: Kết quả đánh giá cảm quan giữa các loại bánh mì..............................88
v


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.16: Kết quả khảo sát thời gian bảo quản các mẫu bánh mì........................91
Bảng 3.17: Kết quả khảo sát tổng nấm men nấm môc giữa các mẫu bánh mì........92

vi


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Quy trình làm bánh mì.............................................................................5
Hình 1.2: Máy nhào bột...........................................................................................6
Hình 1.3: Khôi bột nhào sau khi lên men ổn định sơ bộ...........................................8
Hình 1.4: Bột nhào sau khi tạo hình.........................................................................9
Hình 1.5: Bột nhào sau khi lên men kết thúc.......................................................... 10
Hình 1.6: Bánh mì thành phẩm............................................................................... 10
Hình 1.7: Các con đường lên men dị hình bột chua điển hình bởi vi khuẩn sinh acid
lactic (được chuyển thể từ Liu và cộng sự, 2008).................................................... 20
Hình 1.8: Tế bào vi khuẩn Lactobacillus................................................................ 23
Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát nghiên cứu.................................................................... 35
Hình 2.2: Sơ đồ bô trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng LAB lên chất lượng bánh mì
36

Hình 2.3: Sơ đồ khảo sát đặc điểm sinh lí, sinh hoá chủng Lactobacillus plantarum
38
Hình 2.4: Sơ đồ thí nghiệm khả năng sinh acid chủng Lactobacillus plantarum....41
Hình 2.5: Sơ đồ chi tiết khảo sát khả năng đôi kháng của các chủng vi khuẩn với
nấm môc theo phương pháp cấy 2 đường vi khuẩn................................................. 43
Hình 2.6: Mô tả cách đo đường kính vòng ức chế phương pháp vạch 2 đường vi
khuẩn....................................................................................................................... 45
Hình 2.7: Sơ đồ quy trình thí nghiệm khảo sát khả năng kháng nấm trên bánh
mì.46
Hình 2.8: Sơ đồ bô trí thí nghiệm khảo sát mật độ LAB tôi ưu và thời gian lên men
của bột nhào............................................................................................................ 49
Hình 2.9: Sơ đồ bô trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ nướng bánh...........................51
Hình 2.10: Sơ đồ bô trí thí nghiệm khảo sát thời gian bảo quản và mức độ ưa thích
giữa các loại bánh mì.............................................................................................. 54
Hình 2.11: Cân sấy ẩm........................................................................................... 56
Hình 2.12: Máy đo pH để bàn................................................................................ 57
Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc trên MRS agar........................................................ 65

vii


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.2: Kết quả nhuộm Gram ............................................................................... 6
5
Hình 3.3: Đồ thị khảo sát khả năng kháng nấm A.niger của Lactobacillus plantarum

L5 và Lactobacillus plantarum C1 ............................................................................

6

7
Hình 3.4: Đĩa kháng nấm chủng Lactobacillus plantarum L5 ................................ 6
7
Hình 3.5: Đĩa kháng nấm chủng Lactobacillus plantarum C1 ................................ 6
8
Hình 3.6: Khảo sát đôi kháng in vivo ....................................................................... 7
3
Hình 3.7: Khảo sát các nhiệt độ nướng bánh mì bổ sung vi khuẩn L. plantarum L5 9

10 ..............................................................................................................................82

Hình 3.8: Khảo sát các nhiệt độ nướng bánh mì bổ sung vi khuẩn L. plantarum C1
9
- 10 ........................................................................................................................... 8
5
Hình 3.9: Mẫu bánh mì chuẩn bị đánh giá cảm quan .............................................. 9
0

Hình 3.10: Tiến hành thí nghiệm cảm quan bằng phép thử Cho điểm thị hiếu (n= 30

người) ........................................................................................................................ 9
1


viii


Đồ án tốt nghiệp

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Bánh mì là sản phẩm chế biến từ bột mì nhào với nước, muối và nấm men,
nhằm lên men cho nở xốp, sau đó nướng hay hấp chín. Aspergillus niger là tác nhân
chính gây hư hỏng bánh mì mang lại những thiệt hại lớn về kinh tế đồng thời
A.niger sản sinh ra các độc tố gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Song song
đó, chất bảo quản được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản nhưng để đảm bảo an
toàn sức khỏe cần tạo ra hợp chất tinh khiết vì thế tốn nhiều chi phí cho việc xây
dựng quy trình sản xuất.
Quy trình sản xuất bột chua truyền thống sử dụng nấm men kết hợp vi khuẩn
lên men xâm nhập từ không khí để tạo nên hương vị đặc trưng và cải thiện cấu trúc.
Mặt hạn chế là khó kiểm soát được vi khuẩn xâm nhập. Lactobacillus plantarum
được phân lập từ nem chua, cơm mẻ lên men truyền thống có khả năng sinh hợp
chất ức chế nấm mốc Aspergillus niger. Sử dụng vi khuẩn lactic phân lập từ thực
phẩm lên men truyền thống đồng lên men với nấm men có thể kéo dài thời gian bảo
quản, cải thiện cấu trúc đồng thời dễ kiểm soát được quy trình hơn.
Dựa vào khả năng lên men acid lactic, sử dụng phương pháp ria 2 đường vi
khuẩn, khả năng đối kháng nấm trên bánh mì cũng như khảo sát ảnh hưởng của các
mật độ vi khuẩn Lactobacillus plantarum và thời gian lên men bột nhào, khảo sát
nhiệt độ nướng bánh và đánh giá cảm quan sản phẩm khi đồng lên men bánh mì với
nấm men nhằm kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Từ khóa: bột chua, chất bảo quản, lactic acid bacteria (LAB), lên men bánh
mì, ức chế nấm mốc.

1


Đồ án tốt nghiệp

ĐẶT VẤN ĐỀ
Cuộc sống hiện nay, mọi người đều bận rộn với công việc nên họ không có
nhiều thời gian dành cho bữa sáng. Do đó, sự lựa chọn tuyệt vời nhất cho bữa ăn

sáng của họ là bánh mì. Vì bánh mì vừa đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng, cung
cấp đủ năng lượng vừa tiện dụng, nhanh gọn, không mất nhiều thời gian để chuẩn
bị. Ngoài dùng làm bữa sáng, bánh mì còn được sử dụng trong các bữa ăn chính nếu
họ không có thời gian nấu nướng hoặc dùng bánh mì ăn kèm với nhiều món khác.
Trong những năm gần đây, bảo quản sinh học (dùng vi khuẩn / các chất
chuyển hóa của vi khuẩn để ngăn chặn sự hư hỏng) (Stiles, 1996) đã đạt được sự
quan tâm của người tiêu dùng vì không độc hại và kéo dài được thời hạn sử dụng
của thực phẩm. LAB có lịch sử lâu dài trong việc bảo quản thực phẩm khỏi các vi
sinh vật gây hư hỏng - chúng thường được sử dụng trong quá trình lên men thực
phẩm, có thể sản sinh ra một số chất chuyển hóa mang lại lợi ích cho sức khỏe và do
đó thường được coi là an toàn (GRAS) (Belal J.Muhialdin , Zaiton Hassan and
Nazamid Saari, 2011). Thời hạn bảo quản bánh mì được kéo dài khi một số chủng
LAB nhất định được thêm vào các công thức bánh mì (Muhialdin và cộng sự, 2011,
Ogunbanwo và cộng sự, 2008, Rizzello và cộng sự, 2010, Ryan và cộng sự, 2011).
Trong sản xuất bánh mì, đa phần sử dụng canxi propionate để kéo dài thời
gian bảo quản bánh mì. Canxi propionate là chất bảo quản thông dụng nhất hiện nay
với ngưỡng nồng độ cho phép sử dụng < 0.3%. Sử dụng hóa chất bảo quản tiềm ẩn
nguy cơ như canxi propionate tạo khối u ở chuột (Pattinson et al., 2004), các acid
yếu khác phát triển nấm kháng thuốc (Belal et al., 2013). Việc sử dụng vi khuẩn an
toàn trong bánh mì nhằm kéo dài thời gian bảo quản của bánh mì là một lĩnh vực
nghiên cứu tuyệt vời. Vì những lợi ích của LAB mang lại, người thực hiện đề tài đã
chọn hướng cho đề tài nghiên cứu là: “Sử dụng vi khuẩn Lactobacillus plantarum
đồng lên men với nấm men bánh mì thay thế hoá chất bảo quản”.

2


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất bánh mì
1.1.1 Giới thiệu chung
Bánh mì là sản phẩm chế biến từ
bột mì nhào với nước, muối, nấm men để
lên men cho nở xốp, sau đó nướng hay
hấp chín. Khoảng một nửa số dân trên
thế giới dùng bánh mì làm nguồn lương
thực chính. Bánh mì cung cấp tinh bột và
protein. Bánh mì có nhiều loại với nhiều
công thức chế biến khác nhau tùy thuộc
thói quen ăn uống của từng vùng như phân loại theo màu sắc của bánh có bánh mì
đen, bánh mì trắng, phân loại theo độ cứng của vỏ bánh mì thì có bánh mì vỏ cứng,
bánh mì mềm. Một số bánh mì có bổ sung sắt, canxi, omega–3.
Nguyên liệu chính làm bánh mì là bột mì và nấm men. Ngoài ra còn có
muối, đường, sữa, trứng, chất béo, chất thơm, vitamin C, enzyme. Phụ gia bổ sung
có thể vì mục đích dinh dưỡng hay mục đích kĩ thuật.
❖

Hệ enzyme trong bột mì:
Enzyme trong bột có đầy đủ các hệ trong hạt mì, tuy nhiên trong sản xuất

cần đặc biệt lưu ý protease và amilase. Protease phân giải protein cấu trúc bậc ba, do
đó gluten bị vụn nát làm giảm chất lượng bột nhào. Protease bột mì có hoạt độ mạnh
ở 45 - 47°C và pH = 4,5 - 5,6. Khi bổ sung chất khử thì hoạt độ của protease tăng
nhưng với chất oxy hoá và muối ăn thì bị kìm hãm. Amylase thuỷ phân tinh bột giúp
cho bột nhào lên men nhanh và tăng chất lượng bánh vì lượng đường trong bột
không đủ cho quá trình lên men. Tác dụng tích cực này chỉ đối với amylase vì nó
thuỷ phân tinh bột thành maltose, còn α - amylase thuỷ phân tinh

3

Đồ án tốt nghiệp

bột thành dextrin mà dextrin thì liên kết với nước kém làm cho ruột bánh bị ướt,
do đó làm giảm chất lượng bánh.

1.1.2 Quy trình làm bánh mì
❖
Nguyên liệu:
Bột mì số 11

250 gram

Men

3 gram

Đường

35 gram

Sữa tươi không đường

135 ml

Bơ Zelachi

15 gram

Trứng gà

1⁄2 trứng

Muối

2,5 gram

4


Đồ án tốt nghiệp

❖

Quy trình làm bánh mì:
Nguyên liệu

Nhào bột

Lên men ổn định sơ bộ

Chia bột

Vê bột

Tạo hình

Lên men kết thúc

Nướng

Làm nguội

Sản phẩm

Hình 1.1: Quy trình làm bánh mì

5


Đồ án tốt nghiệp

❖

Thuyết minh quy trình:
1. Nhào bột

Mục đích: Nhào bột là khâu rất quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bánh
thành phẩm. Nhào bột để phân phối nước, gia vị và phụ gia đồng đều trong khối bột
nhào nhằm tăng chất lượng sản phẩm và tăng giá trị cảm quan, tạo nên khối bột
nhào đồng nhất và giúp các sợi gluten trở nên dẻo dai hơn, chắc chắn hơn. Sợi
gluten khỏe sẽ giúp giữ lại các hơi khí bên trong bột, giúp bánh nở khi nướng.
Cách tiến hành: Các nguyên liệu khô như bột mì, đường, muối, men sau khi
được rây thì trộn chung với nhau trước, sau đó mới cho hỗn hợp nhũ tương sữa,
trứng, bơ vào chung vào. Tất cả nguyên liệu đã cho vào máy nhào bột thì tiến hành
nhào bột với tốc độ chậm trong vòng 13 phút. Khi đó bột nhào đã hết dình vào
thành và đáy máy nhào do nguyên liệu liên kết chặt chẽ với nhau thì độ dính giảm.
Yêu cầu: Phải nhào trộn các nguyên liệu đúng công thức tạo điều kiện cho
protein bột mì kết hợp với nước tạo gluten ướt. Khối bột nhào xong phải dẻo, đàn

hồi tốt. Thử ấn nhẹ lên mặt bột để kiểm tra, sẽ thấy bột đàn hồi (phồng) trở lại và
khi nhắc ngón tay lên thì bột sẽ không dính vào tay .

Hình 1.2: Máy nhào bột

6


Đồ án tốt nghiệp

❖

Các biến đổi trong quá trình nhào trộn

Biến đổi vật lý:
Trong quá trình nhào trộn xảy ra sự chuyển pha. Từ hỗn hợp các thành phần
nguyên liệu ban đầu với các pha khác nhau (hai pha rắn – lỏng) chuyển thành một
pha nhão – bột nhào dạng paste, đồng nhất không tách rời, dẻo, có độ xốp nhất định
và độ dính giảm. Sau một thời gian nhào còn tạo ra pha khí do sự tích lũy các bọt
khí khi nhào và do nấm men tạo ra nên thể tích khối bột tăng.
Ngoài ra, sự ma sát và các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình nhào
làm cho nhiệt độ của khối bột nhào sẽ tăng.
Biến đổi hóa lý:
Khi nhào bột, gliadin và glutenin hút nước tạo gluten. Sự trương nở của
gluten giúp tạo cấu trúc xốp, dẻo và đàn hồi của ruột bánh. Tinh bột liên kết với
nước trong quá trình nhào bột.
Đồng thời có sự phân ly của muối ăn thành các ion làm tăng độ chặt của
khung gluten. Và còn có sự hòa tan của đường và muối.
Biến đổi sinh học:
Hô hấp yếm khí sinh thêm khí CO 2, rượu ethanol và các sản phẩm phụ có

quá trình lên men tạo ra acid hữu cơ như acid lactic, oxalic, acetic, succinic, malic,
formic,…tạo vị chua và hương đặc trưng. Lượng khí CO 2 tích tụ trong khối bột
nhào tạo nên những túi khí, do đó khối bột trở nên xốp và thể tích tăng lên rõ rệt.
Khi lượng khí sinh ra nhiều, khung gluten có tác dụng giữ cho các túi khí không bị
vỡ làm ảnh hưởng đến độ nở của bột.
2. Lên men ổn định sơ bộ
Trong quá trình lên men bột nhào, nấm men chuyển đường và tinh bột qua các
giai đoạn trung gian và cuối cùng tạo CO2 làm nở bột nhào. Ngoài ra, còn có các

7


Đồ án tốt nghiệp

sản phẩm phụ như acid lactic, acetic, rượu etylic, aldehyt, ester tạo cho bánh mì có
mùi thơm đặc trưng.
Trong quá trình lên men bột nhào, tinh bột và chất cao phân tử khác được thủy
phân thành những chất có phân tử lượng thấp làm tăng độ tiêu hóa của bánh mì.

Cách tiến hành: Sau khi nhào xong, bột nhào đạt yêu cầu thì đem đi lên
men sơ bộ. Lên men trong quá trình này là lên men yếm khí, nên cho bột nhào vào
tô và sau đó lấy màng bao thực phẩm đậy kín miệng tô lại. Để yên khối bột ủ trong
vòng 30 phút ở nhiệt độ thường.

Hình 1.3: Khối bột nhào sau khi lên men ổn định sơ bộ
3. Tạo hình
Quá trình tạo hình bán thành phẩm gồm có các bước chia, vê, ổn định cấu
trúc và tạo hình bánh. Chia bột nhằm định lượng khối bột và tạo ra sản phẩm bánh
mì đồng đều. Sai số cho phép là 1 ÷ 1,5%. Sau khi chia, cục bột nhào phải được lăn
vê ngay. Lăn vê có tác dụng làm cho cấu trúc của bột nhào trở nên tốt hơn và ruột

bánh xốp đều.
Đầu tiên, cả khối bột bạt lớn sẽ được chia thành từng phần có khối lượng đồng
đều là 50 g. Khi đó, mạng gluten của từng viên bột bị đứt gãy và một phần khí carbonic
thoát ra ngoài. Vê tròn viên bột nhào để củng cố lại mạng gluten đã đứt, làm cho cấu
trúc bột nhào trở nên tốt hơn, ruột bánh xốp đều hơn. Từng khối bột được vê thành các
khối cầu tròn có bề mặt nhẵn mịn để tránh tình trạng bánh bị nứt sau lên

8


Đồ án tốt nghiệp

men. Hình dáng cầu cũng là hình dáng giúp cho khối bột nở tốt nhất trong quá trình
lên men.

Hình 1.4: Bột nhào sau khi tạo hình

4. Lên men kết thúc
Lên men kết thúc có mục đích là hoàn thiện, đây là một khâu quan trọng
trong quy trình sản xuất bánh mì. Trong quá trình chia và tạo hình bánh thì một
phần lớn khí CO2 trong chiếc “bánh sống” đã thoát ra ngoài. Lên men cuối nhằm
tích lũy thêm lượng khí CO2 tạo thành do nấm men có trong “bánh sống” tạo ra.
Lượng khí này sẽ tích tụ làm cho “bánh sống” nở lên và hình thành kết cấu bánh
như mong muốn.
Bột nhào sau khi được tạo thành hình tròn, xếp đều lên khay nướng có lót giấy
0

nến và rồi cho vào lò nướng ủ ở nhiệt độ 40 C, khoảng 40 phút. Đồng thời cho cốc
nước vào lò để giữ ẩm cho bột nhào không bị khô trên bề mặt trong quá trình ủ. Sau đó,
đóng kín cửa lò lại để giữ hơi ẩm lại trong lò và ổn định được nhiệt độ chính xác.

Trong lần lên men này, khi bột ủ xong sẽ nở khoảng gấp rưỡi đến gấp đôi.

9


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.5: Bột nhào sau khi lên men kết thúc
5. Nướng bánh
Mục đích của nướng bánh là để chế biến và bảo quản. Nướng bánh là quá trình
làm chín sản phẩm, tạo hương vị, màu sắc cho bánh mì thành phẩm. Nhiệt độ nướng
cao còn có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật, ức chế hệ enzyme có trong bột nhào.

Cách tiến hành: Sau khi lên men kết thúc xong thì đem đi nướng ở nhiệt độ
0

170 C trong vòng 13 phút. Trước khi nướng, dùng bình tia phun nước lên khoảng
không phía trên bánh và thành lò. Rồi đóng nhanh cửa lò lại, làm như vậy để tạo hơi
nước cho quá trình nướng bánh. Hơi nước giúp giữ ẩm cho mặt bánh, để mặt bánh
khô cứng chậm hơn, tạo điều kiện cho bánh nở tối đa và giúp cho vỏ bánh vàng
chậm hơn. Vì khi mặt bánh cứng lại quá nhanh sẽ kìm hãm độ nở của ruột bánh.

Hình 1.6: Bánh mì thành phẩm

10


Đồ án tốt nghiệp

❖

Các biến đổi trong quá trình nướng

Biến đổi độ ẩm và nhiệt độ của cục bột nhào
Trong quá trình nướng, các lớp khác nhau trong bánh như vỏ bề mặt, lớp sát
vỏ và ruột bánh có những thay đổi khác nhau. Nước ở lớp ngoài vỏ bánh sẽ di
chuyển vào bên trong ruột và một phần bốc hơi. Điều này xảy ra là do quá trình
truyền nhiệt từ lớp ngoài vào trung tâm do chuyển ẩm từ nơi có độ ẩm cao (dưới lớp
vỏ bánh) đến nơi có độ ẩm thấp (môi trường).
Biến đổi sinh hóa và vi sinh vật
Trong quá trình nướng bánh, có gần 70 chất gây hương được tạo thành
thuộc các nhóm rượu, acid, ester, aldehyde, ceton, …tạo hương thơm đặc trưng cho
0

bánh mì. Ở nhiệt độ 70 C, nấm men và vi sinh vật sẽ ngừng hoạt động. Nhiệt độ cao
có tác dụng thúc đẩy cường độ thủy phân tinh bột.
Ngoài ra, phản ứng Maillard ở lớp vỏ tạo màu nâu và các chất thơm khác
cho bánh. Cường độ màu của vỏ bánh phụ thuộc vào hàm lượng acid amin và
đường khử trong bột nhào.
Các quá trình keo hóa xảy ra
Quá trình đông tụ protein và hồ hóa tinh bột là hai quá trình keo hóa chủ yếu
trong quá trình nướng giúp bánh chín và có giá trị cảm quan. Tinh bột đã hồ hóa liên
kết với nước tự do trong bột nhào và nước tách ra từ quá trình biến tính protein. Nước
tự do trong bánh giảm đi làm cho ruột bánh mì khi chín trở nên khô ráo. Protein bị biến
tính tạo thành bộ khung cho bánh mì, cố định hình dạng của bánh. Các hạt tinh bột đã
nở ra trong khi nướng thì bao quanh mạng lưới protein đông tụ.

Thay đổi thể tích và khôi lượng bánh nướng
Việc tăng thể tích bánh là do các chất khí như CO 2, chất mùi… và hơi nước
sinh ra trong quá trình lên men và nướng bánh. Các chất khí này dãn nở trong quá

trình nướng và tạo ra các lỗ trong ruột bánh.

11


Đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình nướng, khoảng 95% sự giảm trọng lượng của bánh là do ẩm
tách ra khỏi bánh. Ngoài ra còn do quá trình bay hơi của các chất khí khác.
6. Làm nguội
Sau quá trình nướng, bánh mì cần được làm nguội trước khi đưa vào bao
gói để bảo quản.

1.1.3 Ảnh hưởng của vi sinh vật đến việc bảo quản bánh mì
0

Trong điều kiện độ ẩm không khí dưới 79% và nhiệt độ dưới 20 C, ẩm độ
của bột dưới 15% vi sinh vật trong bột sẽ không tăng lên mà dần dần chết đi khi bảo
quản bột trong thời gian dài. Nếu ẩm độ của bột chỉ cần tăng lên 1 – 2% thì vi khuẩn
và nấm mốc trong bột sẽ phát triển mạnh. Để bảo quản bột tốt cần bảo quản bột ở độ
ẩm không khí dưới 79%, ẩm độ của bột không quá 14 – 15% trong điều kiện nhiệt
độ ổn định. Ở điều kiện này, giữ bột được 3 – 5 tháng, ở điều kiện ẩm độ bột từ 12 –
13% giữ được 1 năm.
1.1.3.1 Hệ vi sinh vật bánh mì
Hệ vi sinh vật bánh mì bắt nguồn từ bột mì, man bánh mì và tạp nhiễm. Khi
làm bột nhào men bánh mì hoạt động mạnh tạo ra rượu và khí carbonic làm nở bột
nhào. Khi nắn bánh và đem nướng hầu hết vi sinh vật đều bị tiêu diệt trừ một số bào
0

tử chịu nhiệt còn tồn tại. Khi nướng bánh nhiệt độ bên ngoài tới 180 – 200 C, các vi

sinh vật ngoài vỏ bánh chết hết và trong ruột bánh nóng dần lên nhưng bào tử của
chúng vẫn còn sống. Khi gặp điều kiện thuận lợi, các bào tử phát triển làm hỏng
bánh mì. Trong quá trình vận chuyển và bảo quản còn bị tạp nhiễm các vi sinh vật
trong đó có cả trực khuẩn đường ruột rất nguy hiểm. Vì vậy khi vận chuyển và bảo
quản cần đảm bảo vệ sinh an toàn.

12


Đồ án tốt nghiệp

1.1.3.2 Hư hỏng bánh do vi sinh vật
Do bánh mì thành phẩm còn một số bào tử của các trực khuẩn không bị tiêu
diệt khi nướng bánh hay các tế bào sinh dưỡng của một số vi sinh vật tạp nhiễm trong
quá trình vận chuyển và bảo quản. Đó chính là nguyên nhân gây hư hỏng bánh mì.

− Bệnh nhớt ruột bánh mì do vi khuẩn Bacillus: bệnh này do trực khuẩn
khoai tây và trực khuẩn cỏ khô gây ra. Khi chúng phát triển sẽ tiết ra
enzyme protease thuỷ phân protein làm ruột bánh mì bị dính nhớt, thẫm
màu và có mùi khó chịu. Để hạn chế bệnh này cần tăng độ axit của bột
nhào, làm pH giảm xuống khoảng 4,5 - 5 sẽ kiềm hãm trực khuẩn Bacillus
mesentericus và Bacillus subtilis phát triển.
− Ruột bánh mì bị đỏ: có một số vi khuẩn và nấm sinh sắc tố phát triển trong
ruột bánh mì và làm ruột bánh mì có màu đỏ. Bệnh này không nguy hiểm
đối với người, thường gặp vi khuẩn Bacillus prodigiosum.
− Mốc bánh mì: bánh mì thường bị mốc bên ngoài do tạp nhiễm các bào tử
nấm mốc và bảo quản trong điều kiện nóng ẩm cũng như ẩm độ của bánh
mì cao và xếp quá chặt.
− Bệnh say bánh mì: bệnh này do nấm Fusarium sporotrichioides có lẫn trong
bột mì từ những hạt lúa mì ở những cây có nấm này ký sinh trên đồng ruộng.

Nấm này chịu nhiệt cao và không bị chết khi nướng bánh. Khi chúng phát
triển trên bánh mì không thấy dấu hiệu hư rõ rệt nhưng chúng tiết ra độc tố
khi ăn phải người bị ngộ độc thấy ngây ngất như say rượu.

1.1.3.3 Tác hại của nấm môc
Những tổn thất về kinh tế và các nguy cơ sức khoẻ do độc tố nấm gây ra là
mối quan tâm chính của ngành công nghiệp thực phẩm (Gray & Bemiller, 2003).
Theo Gerez và cộng sự (2009) sự hư hỏng do nấm của các sản phẩm bánh mì xảy ra
phổ biến nhất ở các nước có độ ẩm và nhiệt độ cao. Pitt và Hocking (1999) ước tính
rằng khoảng 5-10% sản lượng lương thực bị hư hỏng do sự tăng trưởng của men và
nấm trong các nguyên liệu thực phẩm. Tương tự, ở Tây Âu, sự gia tăng của sự hư
13


Đồ án tốt nghiệp

hỏng của bánh mì ước tính đạt hơn 200 triệu Euro một năm (Legan, 1993; Schnürer
& Magnusson, 2005). Aspergillus và Penicillium là những loại nấm phổ biến nhất
gây hư hỏng thức ăn trong khi các loài Fusarium được báo cáo là gây hư hại các hạt
ngũ cốc trong ruộng (Samson và cộng sự, 2000). Ngoài ra, nấm tạo ra hương vị khó
chịu, sản xuất mycotoxins và các hợp chất gây dị ứng. Có hơn 400 loại độc tố nấm
gây ra bởi các loại nấm khác nhau (Filtenborg và cộng sự, 1996). Sáu loại chất độc
độc hại thường gặp trong các loại thực phẩm khác nhau là: aflatoxins, fumonisins,
ochratoxins, patulin, trichothecenes và zearalenone (Dalié và cộng sự, 2009).
Aspergillus niger là một loại nấm và một trong những loài phổ biến nhất của các chi
Aspergillus. Các độc tố của Aspergillus: Aflatoxin (B1, B2, G1, G2, M1, M2),
ochratoxin A, stermatocystin, axit cyclopianxoic. Aspergillus niger chứa nhiều độc
tố, một số vô hại. Các độc tố của nó chứa malformin C và ochratoxin A.

1.1.4 Vai trò của nấm men trong lên men bánh mì

Nấm men được dùng trong sản xuất bánh mì thuộc giống Saccharomyces,
loài cerevisae, lớp Ascomycetes, ngành Nấm. Nấm men Saccharomyces cerevisae có
khả năng sử dụng glucose, galactose, saccharose, maltose như nguồn carbon; sử
dụng acid amin, muối ammonium như nguồn nitơ.
Chức năng chính của nấm men là sinh khí CO 2 làm tăng thể tích khối bột
nhào. Ngoài ra, các sản phẩm của quá trình lên men được tích lũy trong khối bột sẽ
tạo nên các hương vị đặc trưng cho bánh mì thành phẩm. Vì vậy, nấm men có vai
trò rất quan trọng trong lên men bánh mì. Nấm men sử dụng đường có trong bột mì
làm cơ chất chủ yếu để tạo ra sản phẩm là cồn và CO 2 theo phương trình:
6 12 6

→2

2 5

+2

2

Lượng CO2 tích tụ trong khối bột nhào tạo nên những túi khí, do đó khối bột
trở nên xốp và thể tích tăng lên rõ rệt. Khi nướng bánh ở nhiệt độ cao, CO 2 có trong
mạng lưới gluten tăng thể tích làm cho mạng gluten cũng căng lên và trở thành

14


Đồ án tốt nghiệp

túi chứa CO2. Nhiệt độ càng tăng, CO 2 bắt đầu thoát khỏi mạng gluten sẽ tạo nên
những lỗ xốp trong bột bánh làm cho bánh có độ xốp.

Trong suốt quá trình lên men bột nhào và lên men kết thúc, luôn xảy ra những
phản ứng sinh hóa sinh ra các sản phẩm như: rượu, acid, este, andehyde, ceton,
furfurol... nhằm tích tụ hương thơm và mùi vị đặc trưng cho bánh mì. Đặc biệt khi
nướng bánh, gần 70 chất gây hương vị được tạo thành và có xảy ra phản ứng Maillard
sinh ra melanoidin (là các polymer không no hòa tan được trong nước, sau đó là các
polymer không no và không hòa tan trong nước, nhưng đều có màu đậm và gọi chung
là melanoidin). Nấm men cũng giúp chuyển hóa những chất có cấu trúc phức tạp trong
bột mì thành những chất đơn giản giúp cho hệ tiêu hóa của người sử dụng.

Các dạng nấm men thường sử dụng trong
công nghệ sản xuất bánh mì là men ép, men khô,
men lỏng và men ủ chua. Men ép và men khô
được sản xuất từ nhà máy chuyên sản xuất nấm
men. Men lỏng và men ủ chua thường được chuẩn
bị ngay trong nhà máy sản xuất bánh mì. Thường
trong sản xuất bánh mì, người ta dùng men khô
nhập khẩu của nước ngoài.
Men khô có hai loại là Active dry yeast và Instant yeast. Nhưng thường
được sử dụng nhất là Instant yeast (men Instant), bởi vì có thể trộn thẳng với bột mà
không cần phải kích hoạt và có nhiều ưu điểm. Men Instant cũng là men khô, hạt
mịn, màu nâu nhưng không cần kích hoạt, giúp tạo ra nhiều hơi khí hơn, hoạt động
mạnh hơn và chịu được cồn cao hơn các loại men kia. Cho nên cùng với một lượng
bột thì lượng men instant sẽ ít hơn là men Active dry.
Cần lưu ý rằng không phải càng nhiều men thì bánh càng nở to mà cho ra kết
quả ngược lại, men quá nhiều thì hoạt động càng nhiều sẽ sinh ra nhiều hơi rượu,
hơi khí và làm cho bột chua hơn bình thường. Hơn thế nữa, vì có quá nhiều hơi khí

15