Công nghệ sản xuất bánh gạo

Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 1 Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 2 I. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BÁNH GẠO TRÊN THẾ GIỚI - Ở Mỹ, gạo được sử dụng làm thực phẩm ăn nhanh không nhiều. Bánh gạo là loại snack tương đối mới và chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng số doanh thu từ các loại snack khác. - Tuy nhiên sự tiêu thụ gạo ở Hoa Kỳ tăng mạnh trong những năm gần đây, do gạo là loại thực phẩm có lợi cho sức khỏe, cùng với công nghệ chế biến tiên tiến đã cải thiện chất lượng của gạo và giá cả luôn ổn định. Hơn nữa tính phổ biến của các sản phẩm mang tính dân tộc từ gạo tăng lên. - Những nghiên cứu mới đây chỉ ra rằng cám gạo có hiệu quả rất tốt trong việc giảm lượng cholesterol trong máu. Từ những kết quả đó các nhà máy thực phẩm đã sử dụng cám gạo và cám yến mạch như là một thành phần mới trong thực phẩm ăn nhanh như bánh cracker, bánh cookie, bánh mì… Nhưng bên cạnh đó có những nhược điểm là cám gạo làm giảm khả năng trương nở của các sản phẩm và ảnh hưởng đến mùi vị màu sắc của sản phẩm. Nếu sản phẩm có 10% cám thì chất lượng cảm quan về khả năng trương nở, cấu trúc màu sắc tốt hơn so với sản phẩm có 20% và 30% cám gạo. Vì hàm lượng cám nhiều làm cho sản phẩm bị cứng và khó chấp nhận. 1. Bánh snack gạo ở Mỹ 1.1 Bánh gạo Hình 1: Bánh snack gạo - Bánh gạo là loại thực phẩm ăn nhanh tương đối mới, nó là loại sản phẩm dạng phồng và tròn, ít năng lượng (35-40 kcal/bánh). Mỗi cái bánh nặng khoảng 10g. - Thành phần chủ yếu là gạo lức dài hoặc trung bình, ngoài ra còn có vừng, kê và ít chuối. Từ thóc người ta loại bỏ vỏ trấu, giữ lai nội nhũ, cám và lớp auleron, ta được gạo lức. Do vậy gạo lức có giá trị dinh dưỡng và nhiều xơ hơn so với gạo trắng thông thường (Robert và cộng sự 1980). Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 3 - Cùng với lý do người tiêu dùng quan tâm nhiều đến loại thực phẩm ít năng lượng, nhiều xơ, dinh dưỡng nên bánh gạo phát triển rất mạnh và trở nên phổ biến. - Mặc dù bánh gạo là loại sản phẩm dạng phồng và riêng lẻ không cần chất kết dính để liên kết các hạt với nhau. Đây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan (màu sắc, hình dáng, thể tích). Phồng trên hay phồng dưới đều gây khó khăn cho việc bao gói.  Quy trình: Gạo lức  Ngâm  Làm phồng  Làm nguội  Đóng gói. - Gạo lức: hạt dài hoặc trung bình, được ngâm nước ở nhiệt độ phòng đến khi đạt độ ẩm 14-18% trong 1-3 giờ. Khi ngâm đảo trộn liên tục. - Làm phồng: máy làm bánh gạo được làm nóng trước ở nhiệt độ ≥ 2000C. - Gạo được nén ép giữa 2 khuôn máy làm bánh gạo theo “Lite Energy Rice Cake Machine” (Real Foods Pty Ltd., St. Peter, Australia) gồm có 3 phần: một mặt phẳng vòng tròn, 2 khuôn trên và dưới có thể di chuyển lên xuống để điều khiển khoảng cách giữa chúng. - Cuối thời gian gia nhiệt, khuôn trên được di chuyển lên và dừng lại ở mép trên của vòng tròn. Hạt gạo được phồng lên do sự thoát hơi nước một cách đột ngột và hợp nhất lại, hình dáng bánh gạo được hình thành. - Mỗi cái bánh có đường kính 10 cm và dày 1.7 cm. Bánh được đưa ra ngoài và làm nguội bằng không khí trước khi đóng gói. 1.2 Bánh phồng gạo Hình 2: Bánh phồng gạo - Một dạng khác của bánh gạo được giới thiệu bởi Crispy Cakes có hình dáng giống bánh mì phẳng hoặc bánh mì giòn phổ biến ở châu Âu. - Bột gạo là thành phần chính thay thế bột mì, bột lúa mạch đen. Sản xuất bánh mì phẳng được miêu tả bởi Antila và các cộng sự (1983). Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 4 - Bánh phồng gạo thường được sản xuất trong corotating có đôi vít ép đùn tự lau chùi. Quá trình này tương tự quá trình ép đùn ở áp suất cao. Trộn thêm vào bột gạo các loại cám, malt và những thành phần phụ khác như đường, muối… những đường thẳng hẹp được hình thành, các sợi này phồng nở, chiều rộn của từng sợi khoảng 7,5 cm được đưa ra ngoài nhẹ nhàng bằng hai con lăn. Chiều dày của sản phẩm 0,7-0,8 cm. Vì bay hơi lạnh, nhiệt độ của khối giảm xuống rất nhanh sau khi ra khỏi khuôn cắt và không dính trục cán. Dải bánh được di chuyển từ trục cán đưa đi cắt thành các hình vuông có kích thước 7,5 cm. Sau đó được đưa đi sấy trong lò sấy. độ ẩm sau khi sấy khoảng 2-4%. Bánh được làm nguội, xếp chặt và bao gói. - Có thể tẩm hương (táo, dâu, quế) bằng cách hòa vào trong dầu thực vật phun lên bánh để cải thiện chất lượng về mùi cho sản phẩm. 2. Các loại bánh snack gạo ở châu Á - Ở châu Á, gạo không chỉ là thực phẩm chính mà còn là loại thực phẩm ăn nhanh. - Một vài loại thực phẩm ăn nhanh từ gạo được làm từ gạo nếp hoặc gạo tẻ, hoặc có thể kết hợp cả hai. - Sự khác nhau các loại gạo là khả năng kết dính. Gạo nếp dính tốt hơn gạo tẻ, do vậy thường sử dụng gạo nếp để chế biến. Lý do khác nữa là dùng gạo nếp để sản xuất một số loại bánh nướng hay bánh nổ là vì gạo nếp có khả năng phồng to hơn, cho sản phẩm có cấu trúc xốp hơn. Hình 3: Bánh gạo với nhiều hương vị khác nhau  Bánh gạo cracker (rice cracker) - Bánh gạo cracker là loại bánh truyền thống của người Nhật được làm từ gạo. Arare và Senbei là hai loại bánh chính trong các loại bánh truyền thống của Nhật Bản. - Hương vị của hai loại bánh này rất khác biệt so với các loại snack phương tây làm từ gạo vì bánh phương tây có nhiều bơ và phô mát hơn. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 5 - Mặc dù trong những năm qua, bánh snack truyền thống của Nhật Bản đã phải cạnh tranh rất gay gắt trên thị trường với các loại snack kiểu phương tây nhưng doanh số vẫn ngày càng tăng (Li và Luh 1980). - Một số vấn đề ở công nghiệp bánh snack Nhật là liên quan đến công nghệ sản xuất, công nghệ sản xuất được giữ bí mật và bánh truyền thống thì được làm bằng thủ công là chính. Hơn nữa, chính phủ kiểm soát việc cung cấp gạo và giá gạo ổn định giúp ngành này phát triển tốt hơn. - Đặc tính bánh gạo snack:  Phương pháp sản xuất bánh gạo cracker thay đổi theo loại gạo sử dụng.  Chất lượng của sản phẩm thu được từ mỗi phương pháp không giống nhau.  Bánh cracker gạo làm từ gạo nếp thì được gọi chung là Arare hay Okaki. Nó có cấu trúc đặc trưng và dễ dàng tan trong miệng.  Bánh gạo cracker làm từ gạo tẻ được gọi là Senbei. Loại bánh này cứng và cấu trúc gồ ghề.  Phương pháp chế biến  Bánh cracker gạo nếp - Nếp nguyên chất rửa bằng máy vo gạo, ngâm 16-20 giờ trong nước ở nhiệt độ thấp hơn 200C, tháo nước (độ ẩm đạt 38%), nghiền thành bột mịn hấp hơi 15-30 phút. Sau đó làm lạnh 2-3 phút rồi nhào bột. Bột trộn được nhồi vào khuôn và làm lạnh nhanh tới 2-30C trong 2-3 ngày để cứng. Sau đó đem cắt thành những lát mỏng và sấy khô bằng không khí nóng ở 45-750C đến độ ẩm cuối cùng 20%. Phủ một lớp tương, gia vị và những phụ gia khác, rồi đem nướng. Sau khi nướng xong bánh được sấy khô (nhiệt độ lò sấy 900C, 30 phút). - Hiện nay tất cả các loại bánh này đều được sản xuất trên dây chuyền liên tục, cả bánh gạo và bánh nếp được sản xuất trên cùng thiết bị, có thể dùng 750-1000 kg gạo/giờ. Theo phương pháp truyền thống để sản xuất bánh cracker nếp mất 3-4 ngày, nhưng ngày nay sản xuất liên tục chỉ mất 3-4 giờ.  Bánh cracker gạo tẻ - Sau khi xay xát gạo được rửa sạch và ngâm tong nước đến độ ẩm 20-30% và nghiền thành bột. Bột gạo được đặt trong máy nhào bột, sau khi thêm ít nước và xông hơi 5-10 phút, làm nguội đền nhiệt độ 60-650C. Bột gạo được cán mỏng và cắt thành từng miếng theo kích thước mong muốn. Sau đó sấy khô bằng không khí nóng ở 70-750C, độ ẩm 20% và ổn địng độ ẩm ở nhiệt độ phòng trong 10-20 giờ. Sau đó sấy lại lần 2 đến khi độ ẩm còn 10-12%. Cuối cùng bánh được nướng ở nhiệt độ 200-2600C trong lò nướng hoặc nướng băng tải. Sau khi nướng xong có thể tẩm thêm gia vị như loại bánh cracker nếp.  Sự khác nhau giữa bánh cracker nếp và cracker gạo là quá trình làm lạnh. o Bánh gạo làm từ gạo nếp thì có nhiều hương vị và thường được chọn để ăn. Gạo tẻ cũng được sử dụng để thay thế cho gạo nếp, mà khá đắt. Tuy nhiên, bánh gạo làm từ gạo tẻ thì kém hơn gạo nếp về độ cứng và hương vị. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 6 o Bánh gạo nếp thường được sản xuất bằng cách nhào trộn gạo tẻ xay nghiền và nước, để khối paste trở nên cứng, và sau đó cắt và nướng khối vật liệu cứng. Gần đây, một phương pháp đã được tìm ra cho việc giảm giai đoạn làm cứng bằng việc làm lạnh cưỡng bức. Một phương pháp khác cho việc sản xuất bánh gạo nếp bằng việc cán khối bột gạo nếp khi cho nó qua máy cán lăng được làm lạnh cưỡng bức và giữ dưới điểm đông, sau đó đem đi sấy ở 90oC trước khi đem cắt. o Mặt khác, phương pháp sản xuất bánh gạo từ gạo tẻ bởi việc làm lạnh cưỡng bức khối bột và cắt, nướng vật liệu được hóa cứng. Tuy nhiên, bánh gạo sản xuất bởi phương pháp này thì rất khác với bánh gạo nếp là vì bánh tạo thành thì cứng và khó làm mềm trong miệng. o Sự khác biệt về chất lượng này cũng xảy ra mặc dù việc làm cứng được thực hiện cùng một cách, được cho là do bản chất của tinh bột, mà là thành phần chính của cả gạo nếp và gạo tẻ. Tinh bột gạo nếp gồm có thành phần đáng kể amylopectin có cấu trúc mạng, và hầu như là không có amylose có hình dạng một chuỗi thẳng. Trái lại, tinh bột gạo tẻ chứa 80% amylopectin và 20% amylose. Vì vậy, khối bột nếp khi được làm lạnh sẽ hóa cứng mà không tạo ra trạng thái micelle. Do đó, cấu trúc hoàn hảo α-tinh bột tạo thành ngay lập tức sau khi nướng, làm cho bánh gạo nếp có độ cứng mong muốn và dễ mềm bên trong miệng. Mặt khác, trong quá trình làm cứng khi làm lạnh khối bột gạo tẻ, 20% chuỗi thẳng amylose sẽ ôm lấy phần mạch thẳng của cấu trúc lưới amylopectin, gây ra việc hình thành micelle, vì thế β-tinh bột được hình thành. Do đó, bánh gạo tẻ sản xuất bằng phương pháp này thì có độ cứng không mong muốn và khó mềm trong miệng hơn. o Do đó, làm lạnh cưỡng bức hay làm lạnh đột ngột không thễ áp dụng trong sản xuất bánh gạo tẻ. II. NGUYÊN LIỆU 1. Gạo tẻ 1.1 Cấu tạo - Gạo tẻ là nguyên liệu chính trong sản xuất bánh gạo tẻ. Gạo được thu nhận sau quá trình xay xát hạt thóc để tách bỏ vỏ trấu và cám (gồm vỏ quả, vỏ hạt và phôi). Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 7 Hình 4: Cây lúa Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 8 Hình 5: Cấu tạo hạt thóc - Mỗi giống lúa khác nhau lại cho một loại gạo có thành phần khác nhau. Bảng 1: Thành phần hoá học và đặc tính của một số loại gạo Các chỉ số Loại gạo Tám thơm Chiêm canh Mộc tuyền Nếp cái Nước (% theochất khô) 12 11.5 12.2 11.8 Nitơ (% theo chất khô) 1.13 1.34 1.25 1.29 Nitơ hoà tan (% theo chất khô) 0.15 0.1 0.1 0.08 Đường chung (% chất khô) 0.71 0.92 0.87 0.71 Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 9 Đường khử (% theo chất khô) 0.19 0.13 0.16 0.21 Tinh bột (% theo chất khô) 85 83 82.4 84.8 Dextrin (% theo chất khô) 0.7 0.95 0.72 2.2 Cellulose (% theo chất khô) 0.46 0.53 0.45 0.49 Tro (% theo chất khô) 0.72 0.7 0.72 0.61 Vitamin B1 mg % - 0.05 0.068 - Vitamin B2 mg % - 0.012 0.024 - Hình 6: Hạt gạo tẻ 1.2 Thành phần hóa học của hạt gạo tẻ Bảng 2: Thành phần hóa học của hạt gạo tẻ Thành phần Hàm lượng (%) Protein 6.3 – 7.1 Lipid 0.3 – 0.5 Cacbonhydrat 76.7 – 78.4 Tinh bột 77.6 Đường tự do 0.22 – 0.45 Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 10 Tro 0.3 – 0.8 Chất xơ 0.2 – 0.5 Pentosans 0.5 – 1.4 Hemicellulose 0.1 Cellulose – Lignin 0.1 a) Glucid - Glucid là thành phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ cao nhất trong hạt gạo. - Các glucid của gạo ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu, còn có đường, cellulose, hemicellulose. - Đường trong gạo gồm có glucose, sacarose, fructose và rafinose. - Maltose chỉ xuất hiện ở những hạt lúa đã nảy mầm nên không có trong hạt gạo. - Cellulose, hemicellulose là những glucid mà cơ thể người không tiêu hóa được thì có rất ít trong hạt gạo. b) Protein - Protein gạo có hàm lượng từ 6.6 – 10.4% tùy thuộc vào giống và điều kiện chăm sóc cây lúa. Protein của hạt gạo tẻ chủ yếu gồm bốn loại chính: globulin (14.17%), glutenin hay oryzenin (70.9%), albumin (9.17%) và prolamin hay oryzin (5%). c) Lipid - Lipid là thành phần dinh dưỡng quan trọng trong hạt gạo, mặc dù hàm lượng lipid trong gạo chỉ chiếm khoảng 0.8%. - Lipid trong gạo và các loại ngũ cốc nói chung chứa các acid béo chưa no, chất béo trong hạt dễ bị thủy phân dưới tác dụng của kiềm. - Trong quá trình bảo quản, dưới tác dụng của enzim lipase có trong hạt, quá trình phân hủy chất béo thành glycerin và acid béo tự do cũng xảy ra. - Trong thành phần của chất béo của gạo có 3 acid chính, chiếm tỉ lệ % trên tổng khối lượng chất béo là a.linoleic (40%), a.palmitic (33%), a.oleic (21%). - Các acid béo khác như a.stearic, a.miristic, a.arakhic, a.linosteric có với hàm lượng rất nhỏ. - Ngoài ra trong chất béo của gạo còn có một lượng lizolixitin và phospho. d) Chất khoáng - Hàm lượng khoáng chịu ảnh hưởng bởi điều kiện trồng trọt. - Trong hạt gạo, hàm lượng Si và P là chủ yếu, bên cạnh đó trong gạo cũng có nhiều K, Mg, Si. - Hàm lượng khoáng trong hạt gạo có khuynh hướng giảm vào trong nội nhũ. Nội nhũ chứa ít khoáng hơn phôi và lớp cám bên ngoài. e) Vitamin - Trong gạo có chứa các loại vitamin sau đây: B1, B2, B6, PP, E, B12... - Gạo hầu như không có hoặc có rất ít vitamin A, C và D. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 11 - Trong nội nhũ có chứa vitamin với tỉ lệ thấp, do đó gạo sau xay xát thường có hàm lượng vitamin rất nhỏ do đã bị tách ra theo cám. Gạo càng xát kỹ thì lượng vitamin càng tổn thất nhiều. f) Các thành phần khác - Trong lúa gạo có những chất dễ bay hơi như NH3, H2S và các aldehyde. - Đặc biệt hợp chất 2-acetyl-1-pyrrolintạo hương thơm đặc trưng cho cơm. - Tuy nhiên khi bảo quản hạt không tốt, thành phần lipid trong gạo phân hủy tạo thành mùi khó chịu. 1.3 Cấu trúc của hạt tinh bột gạo tẻ - Tinh bột tự nhiên nằm trong các tế bào thực vật dưới dạng hạt và giải phóng khi tế bào bị phá vỡ. Tinh bột gạo thuộc loại tinh bột phức tạp, kích thước rất nhỏ, có thể nói là nhỏ nhất trong các tinh bột ngũ cốc (3 – 8m). Thành phần tinh bột lúa tẻ gồm khoảng 17% amylose và 83% amylopectin. - Hạt tinh bột gạo thường có kích thước khoảng 4 – 7µm, các hạt tinh bột sắp xếp không thứ tự, giữa các hạt tinh bột với nhau có các khe hở lớn và bên cạnh các hạt tinh bột đa góc cạnh có lác đác nhưng hạt tròn hoặc bầu dục. Sự sắp xếp cũng như sự phân bố kích thước của hạt tinh bột trong những giống gạo khác nhau không có sự khác biệt đáng kể. Hình 7: Cấu trúc hạt tinh bột của gạo - Tinh bột tồn tại dưới hai dạng là amylose và amylopectin có tỷ lệ thay đổi phụ thuộc vào giống lúa. Tỷ lệ này quyết định độ mềm dẻo của gạo. Gạo càng nhiều amylopectin thì càng dẻo, mềm, thích hợp cho sản xuất bánh gạo tẻ. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 12 Hình 8: Cấu trúc amylose và amylopectin a) Amylose: - Phân tử amylose có cấu tạo mạch thẳng gồm những đơn vị -glucose liên kết với nhau bằng liên kết -1,4 glycoside, mạch cuộn xoắn ốc, mỗi vòng xoắn có 6 đơn vị glucose và có khoảng 1 – 2% liên kết -1,6 glycoside. - Khi tương tác với Iod, amylose sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Khi đó phân tử iod được sắp xếp bên trong phân tử amylose có dạng hình xoắn ốc. Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucose không cho phản ứng với iod vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh. - Amylose dễ hòa tan trong nước ấm tạo thành dung dịch có độ nhớt không cao. Khi nhiệt độ dung dịch hạ thấp, amylose dễ bị thoái hóa, tạo ra các gel tinh thể và các kết tủa không thuận nghịch. Vận tốc thoái hoá phụ thuộc vào pH, sự có mặt các ion, nồng độ của amylose cũng như khối lượng phân tử của amylose .Dung dịch được nấu chín sẽ tạo thành các phức hợp amylose, bảo vệ một phần khỏi sự thoái hóa. b) Amylopectin: - Thành phần thứ hai của tinh bột là amylopectin chiếm khoảng 70 – 100% trong tinh bột. Amylopectin là cao phân tử có mạch phân nhánh do các gốc -D glycoside kết hợp lại với nhau bằng liên kết -1,4 glycoside, còn ở điểm phân nhánh thì bằng liên kết -1,6 glycoside. - Phản ứng giữa amylopectin và iod cho màu tím đỏ, đó là kết quả của sự tạo thành các hợp chất hấp phụ. Amylopectin chỉ hòa tan trong nước nóng và tạo dung dịch có độ nhớt cao. Do cấu trúc cồng kềnh lập thể nên các phân tử amylopectin không có khuynh hướng kết tinh lại, vì vậy dung dịch amylopectin thường không bị hiện tượng thoái hóa. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 13 - Khi thuỷ phân bằng enzyme amylose, amylopectin chỉ bị phân giải đến 50 – 60%, nghĩa là liên kết –1,6 glycoside không thuận lợi cho enzyme. Amylopectin hấp thụ nhiều nước nhi nấu, là thành phần chủ yếu tạo nên sự trương phồng của hạt tinh bột. Các hạt tinh bột giàu amylopectin sẽ dễ hoà tan trong nước ở 95oC hơn các hạt giàu amylose. 1.4 Liên kết Hidro giữa các phân tử tinh bột - Tinh bột tồn tại ở dạng hạt có thể quan sát được bằng kính hiển vi. Dạng hạt này là tập hợp của nhiều phân tử tinh bột liên kết với nhau thành mạng lưới micell. Với quang phổ hồng ngoại, người ta nhận thấy rằng có sự tồn tại liên kết hidro giữa các phân tử tinh bột, các liên kết hidro này đóng 1 vai trò quan trọng trong việc quyết định một số tính chất của tinh bột. - Khi không có mặt các phân tử nước, tinh bột sẽ liên kết với nhau theo dạng I:  Loại liên kết này rõ ràng làm giảm khả năng hoạt động của nhóm -OH. Theo kiểu liên kết này các nhóm -OH bị khóa chặt làm cho hoạt tính của chúng giảm rõ rệt. Thông thường tinh bột tồn tại ở dạng này khi bị sấy khô quá, hoặc bị thoái hóa, cả hai trường hợp này nước ở trong tinh thể bị tách hẳn ra ngoài. - Khi trong tinh bột có sự hiện diện của nước, các phân tử tinh bột liên kết nhau theo dạng II:  Đây là dạng liên kết thông thường của tinh bột tự nhiên, trong dạng này các nhóm -OH chủ yếu ở C thứ 6 nằm cạnh nhau sẽ liên kết nhau thông qua 1 phân tử nước. Bằng cách sấy khô thông thường không thể tách hoàn toàn ẩm ra khỏi tinh bột, mà thường còn lại khoảng 8 – 12% ẩm, được giữ khá bền trong cấu trúc phân tử tinh bột, nứơc này gọi là nước liên kết, tương đương với lượng nước tạo thành dạng tinh bột monohydrat n(C6H10O5H2O) - Tùy thuộc vào dạng của phân tử tinh bột như dạng mạch thẳng hay phân nhánh loại xoắn ốc hoặc loại duỗi thẳng… mà số liên kết hydro và vị trí của các liên kết đó trong hạt tinh bột thay đổi khác nhau. R-O O-R H H R-O H H O-R H H Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 14 - Những kết quả nghiên cứu của Pauling về độ bền của mối nối hydro trong tinh bột cho thấy rằng:  Nếu liên kết hydro tạo bởi các nhóm -OH ở C thứ 6 là bền nhất, những nhóm -OH ở vị trí này gọi là nhóm sơ cấp, các phân tử tinh bột mạch thẳng tạo liên kết loại này bền hơn so với loại phân nhánh vì có lợi thế không gian.  Đối với những nhóm -OH ở C thứ 2 hoặc thứ 3 (còn gọi là nhóm -OH thứ cấp), độ bền vững và khả năng tạo liên kết kém hơn so với nhóm -OH sơ cấp là do chúng bị cản trở về mặt không gian.  Vì vậy, mà các nhóm -OH thứ cấp của mạch thẳng dễ tạo liên kết hydro hơn. Trong khi đó do cấu trúc cồng kềnh của phân tử tinh bột phân nhánh và khả năng va chạm với nhau sẽ tạo liên kết kém hơn nhiều.  Ngược lại các phân tử nước có kích thước nhỏ dễ dàng tấn công vào các nhóm - OH thứ cấp này tạo nên hợp chất bền giữa tinh bột và nước. 1.5 Sự trương nở của hạt tinh bột trong nước - Khi ngâm hạt tinh bột trong nước ở điều kiện nhiệt độ thường, người ta nhận thấy có sự tăng thể tích của tinh bột. Sự tăng này gây nên sự hấp thụ nước vào trong hạt tinh bột, làm hạt tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng tăng thể tích như vậy gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột. - Như ta đã biết hạt tinh bột ở điều kiện thường liên kết với nhau bằng liên kết hydro như ở dạng II nêu ở phần trên. Ở điều kiên nhiệt độ và độ ẩm không khí bình thường, phần lớn tinh bột tồn tại dạng monohydrat n(C6H10O5H2O), trong đó phân tử nước liên kết với nhóm OH sơ cấp của mỗi gốc glucose. Khi trong điều kiện bão hòa (ngâm trong nước) do kích thước nhỏ bé các phân tử nước dễ dàng tấn công đến cả nhóm OH thứ cấp kém hoạt động hơn tạo nên dạng tinh bột trihydrat n(C6H10O5 3H2O). Lúc này do sự hiện diện của các phân tử nước nên kích thước hạt tinh bột tăng lên. - Tùy thuộc vào cấu trúc của các loại tinh bột khác nhau mà khả năng trương nở trong điều kiện bão hòa sẽ mạnh hay yếu hơn. Thông thường tinh bột giàu amylopectin sẽ trương nở mạnh hơn do liên kết hydro trong nội nhũ phân tử kém bền hơn. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 15 1.6 Hiện tượng hồ hóa tinh bột bằng nhiệt năng Ozawa (1970) đã chứng minh rằng phương pháp phân tích nhiệt hàm khác nhau (differential thermal analysis) có thể được sử dụng cho việc xác định hằng số tốc độ và năng lượng hoạt hóa trong khi Ojeda và cộng sự (2000) đã phát ra một mối quan hệ tuyến tính giữa logarit của tỉ số tốc độ gia nhiệt DSC (β) và bình phương trị tuyệt đối của Tp (nhiệt độ đỉnh) với nghịch đảo trị tuyệt đối Tp: (1) Trong đó: β: hằng số tốc độ của việc nâng nhiệt độ Z: hệ số trước mũ Tp: nhiệt độ đỉnh R: hằng số khí lý tưởng Sử dụng phương trình (1), xác định Ea và Z cho phản ứng bậc một là có thể bằng việc đo Tp tại một số tốc độ gia nhiệt khác nhau. Ngoài ra, phương trình (1) có thể được viết lại: (2) Trong đó: Cavà Cb lần lượt là hệ số cho độ dốc và hệ số chặn của đường thẳng và được biểu thị như sau: (3) Năng lượng hoạt hóa và hệ số trước mũ có thể được tính như sau: (4) Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 16 Trong toàn bộ vùng của tốc độ gia nhiệt, hai đường thẳng giao nhau tại một điểm (được gọi là điểm dừng) (Ojeda và cộng sự, 2000). Nhiệt độ điểm dừng (Tbp, o C) có thể được tính như sau: (5) Kết quả thí nghiệm của Doongara phù hợp với phương trình này (hình 1). Nhiệt độ điểm dừng được tính từ phương trình (5) là 73,5oC cho gạo được trữ ở 4oC và 74,4oC cho gạo được trữ ở 37 o C. Điểm dừng chia quá trình hồ hóa ra làm hai bước: trương nở của vùng vô định hình và phá hủy vùng kết tinh (hình 1). Việc hồ hóa sẽ không triệt để ở nhiệt độ dưới điểm dừng, trong khi đó người ta cho rằng quá trình hồ hóa chỉ ảnh hưởng đến vùng vô định hình và năng lượng bổ sung vào hệ thống gây ra sự mất trật tự của vùng vô định hình của tinh bột (Ojeda và cộng sự, 2000). Bên cạnh đó, khi nhiệt độ lên tới điễm dừng, năng lượng thêm vào hệ thống cho phép sự chuyển động của những chuỗi trong vùng vô định hình, gây ra việc tan chảy mầm tinh thể. Yeh và Li Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 17 (1996a, 1996b) cũng báo cáo rằng đường cong trương nở và hòa tan của tinh bột đã cho thấy hai bậc, với điểm nhiệt độ tới hạn trong pha thay đổi giữa những bậc của sự trương nở và phá hủy hay hòa tan những hạt tinh bột. Vì thế, việc chuyển pha của những hạt tinh bột trong gạo chứa đựng một phương kế trong việc điều khiển cơ chế trong suốt quá trình hồ hóa. Việc tăng nhiệt độ điểm dừng đồng nghĩa với năng lượng sử dụng để làm mất trự tự hai vùng này cũng phải tăng theo. 1.7 Yêu cầu kỹ thuật của gạo dùng trong sản xuất (theo TCVN 4733 – 89 và quyết định 867 của Bộ Y Tế) a) Chỉ tiêu cảm quan - Độ ẩm an toàn của lúa khi bảo quản là 11 – 13% , tùy thời gian bảo quản nói chung độ ẩm <16%.Nếu lúa có độ ẩm cao hơn sẽ hô hấp mạnh gây tổn hao chất khô đồng thời vi sinh vật và sâu mọt cũng phát triển nhiều hơn - Gạo có cùng nguồn gốc xuất xứ, chủng loại - Hạt có khối lượng riêng 440 – 620kg/m3 , khối lượng 1000 hạt : 15 – 43g - Kích cỡ hạt đồng đều, không lẫn hạt lép. - Hạt gạo trong, rắn chắc, không bị nứt nẻ, màu trắng hoặc hồng nhạt. - Hạt không cháy, không có mùi nha, mốc và khét, mùi vị thơm ngon. - Gạo không có côn trùng, nấm mốc. b) Chỉ tiêu hóa học, vi sinh Bảng 3: Chỉ tiêu hóa học, vi sinh của gạo dùng trong sản xuất Tên chỉ tiêu Giới hạn cho phép Độ ẩm ≤ 14 % Số hạt thóc ≤ 40 hạt/kg Tạp chất vô cơ (sạn, cát) ≤ 0.05% Nấm độc, độc tố vi nấm Không được có Dư lượng thuốc trừ sâu: Lindan (666, BHC, HCH) Diazinon Dichlovos Malathion 0.5 0.1 0.3 2.0 Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 18 Wolfatoo, Methylparathion Dimethoat (B, 5B, Rogor) 0.7 1.0 c) Chỉ tiêu dinh dưỡng - Hàm lượng vitamin B1 ≥ 80 µg/100g. 2. Nước - Nước là thành phần cơ bản trong thực phẩm và nó cũng được quy định sử dụng như các thành phần khác. - Nước được sử dụng trong sản xuất bánh gạo trong phối trộn khối bột nhào, làm trương nở gluten và tinh bột, tạo độ dai cần thiết cho khối bột nhào và pha gia vị, phụ gia trong quá trình phối chế. - Nước sử dụng trong công nghệ sản xuất thực phẩm nói chung phải đạt tiêu chuẩn của nước uống. Bảng 4: Chỉ tiêu chất lượng của nước theo TCVN 5502 Tên chỉ tiêu Đơn vị Tối đa Màu sắc mg/I Pt 15 Mùi vị - Không có Độ đục NTU 5 pH - 6-8.5 Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 Hàm lượng oxy hòa tan, tính theo O mg/l 6 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1000 Hàm lượng amoniac, tính theo N mg/l 3 Hàm lượng asen mg/l 0.01 Hàm lượng antimon mg/l 0.05 Hàm lượng clorua mg/l 250 Hàm lượng chì mg/l 0.01 Hàm lượng crom mg/l 0.05 Hình 9: Nước Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 19 Hàm lượng đồng mg/l 1.0 Hàm lượng florua mg/l 0.7-1.5 Hàm lượng kẽm mg/l 3.0 Hàm lượng hydro sulfua mg/l 0.05 Hàm lượng mangan mg/l 0.5 Hàm lượng nhôm mg/l 0.5 Hàm lượng nitrat, tính theo N mg/l 10.0 Hàm lượng nitri, tính theo N mg/l 1.0 Hàm lượng sắt (Fe2+ và Fe3+) mg/l 0.5 Hàm lượng thủy ngân mg/l 0.001 Hàm lượng cyanua mg/l 0.07 Hàm lượng chất hoạt động bề mặt, tính theo Linear Ankyl benzen Sufonat (LAS) mg/l 0.5 Benzen mg/l 0.01 Phenol và các dẫn xuất của phenol mg/l 0.01 Dầu mỏ và các hợp chất của dầu mỏ mg/l 0.1 Hàm lượng thuốc trừ sâu lân hữu cơ mg/l 0.01 Hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ mg/l 0.1 Colifom tổng số MPN/ 100ml 2.2 E. Coli và colifom chịu nhiệt MPN/100ml 0 Tổng hoạt độ α pCi/l 3 Tổng hoạt độ β pCi/l 30 NTU (Nephelometric Turbidity Unit): Đơn vị đo độ đục. MPN/100ml (Most Probable Number per 100 mililiters): Mật độ khuẩn lạc trong 100ml. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 20 pCi/l (picocuries per liter): Đơn vị đo độ phóng xạ Picocuri trên lít. 3. Dầu thực vật  Vai trò: - Vai trò chính của dầu trong sản xuất bánh gạo là tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, tăng độ bóng bẩy và vị béo cho sản phẩm. - Dầu đưa vào sản xuất phải là dầu tinh luyện, gồm cả quá trình khử mùi. Các loại dầu thô không tinh khiết còn lẫn nhiều tạp chất, do đó không nên dùng để sản xuất bánh gạo vì dầu còn là thành phần trong sản phẩm cuối. - Đa số quy trình sản xuất đều dùng dầu có nguồn gốc thực vật như: dầu nành, dầu mè, dầu phộng, dầu cọ, dầu dừa. Ngoài ra, có thể sử dụng dầu có thành phần hỗn hợp (như dầu Cooking Oil của Tường An), là loại dầu thực phẩm hỗn hợp được tinh luyện từ các loại dầu Nành, dầu Palm Olein, dầu Canola, dầu Phộng...  Thành phần hóa học của một số loại dầu: - Dầu dừa: Acid béo không no Oleic (< 10%), Acid lauric (45 – 51%), Myristic (6 – 20%). - Dầu cọ (làm từ nhân cọ): Acid Lauric (44.5 – 55%), Acid Panmitic (6 – 10.4 %), Acid Stearic (1 – 4 %). - Dầu mè: Acid Panmitic (12 – 15 %), Acid béo không no chủ yếu là Oleic và Linoleic (75 – 78 %). - Dầu đậu nành: Acid Linoleic (51 – 57%), Acid Oleic (23 – 29%), Linolenic (3 – 6%), Palmitic (2.5 – 6%), Stearic (4.5 – 7.3%). Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng một số loại dầu Tên chỉ tiêu Đơn vị Dầu mè tinh luyện Dầu nành tinh luyện Dầu Cooking Chỉ số acid mg KOH/g 0.2 0.2 0.2 Chỉ số peroxit Meq/kg 2 2 2 Chỉ số xà phòng hoá % 186-196 189-197 195-260 Chỉ số Iod mgI2/g 103-120 110-143 10-70 Hình 10: Dầu ăn Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 21 Hàm lượng xà phòng g/ml 0.005 0.005 0.005 Hàm lượng chất không xà phòng % 0.8 0.8 0.8 Chỉ số khúc xạ,300C % 1.466-1.471 1.47-1.476 1.44-1.46 Độ ẩm tối đa % 0.1 0.1 0.1 Không sử dụng phẩm màu và chất bảo quản, không cholesterol 4. Đường  Vai trò: - Đường có tác dụng tạo vị ngọt cho sản phẩm. - Đường cũng có khả năng kết hợp với acid amin tạo phản ứng Maillard, tạo màu đặc trưng cho sản phẩm. - Đường thường được sử dụng là đường Saccharose (RE, RS). Đường trong sản xuất chia làm hai loại: đường hạng A và đường hạng B. Bảng 6: Chỉ tiêu chất lượng của đường trắng (TCVN 6995:2001) Chỉ tiêu Đường hạng A Đường hạng B Hàm lượng saccharose (% chất khô) ≥ 99,7 ≥ 99,5 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 108 o C trong 3giờ (% khối lượng) ≤ 0,06 ≤ 0,07 Hàm lượng đường khử (% khối lượng) ≤ 0,10 ≤ 0,15 Hàm lượng tro (% khối lượng) ≤ 0,07 ≤ 0,1 Độ màu ICUMSA ≤ 160 ≤ 200 Hình 11: Đường Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 22 Hình dạng Tinh thể đồng đều tơi khô, không vón cục. Mùi vị Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có mùi lạ. Màu sắc Tinh thể màu trắng, khi pha vào nước cất cho dung dịch trong. Tinh thể màu trắng ngà đến trắng, khi pha vào nước cất cho dung dịch tương đối trong. Dư lượng SO2, mức tối đa 20mg/kg 70mg/kg Các hợp chất nhiễm bẩn: - Tạp chất không tan trong nước - As - Cu - Pb ≤ 60 ≤ 1mg/kg ≤ 2mg/kg ≤ 0,5mg/kg ≤ 90 ≤ 1mg/kg ≤ 2mg/kg ≤ 0,5mg/kg Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 23 5. Muối - Muối được sử dụng là muối ăn, tác dụng tạo vị cho bánh. Hình 12: Muối - Muối tinh được sử dụng phải đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN 3973–84. Bảng 7: Yêu cầu kỹ thuật cho muối ăn (TCVN 3973:1984) Tên chỉ tiêu Hạng Thượng hạng Hạng I Hạng II Cảm quan Màu sắc Trắng trong, trắng. Trắng, ánh xám, ánh vàng, ánh hồng. Trắng xám, trắng nâu. Mùi vị - Không mùi. - Dung dịch muối 5% có vị mặn thuần khiết, không có vị lạ. Dạng bên ngoài và cỡ hạt - Khô ráo, sạch. - Cỡ hạt 1-15mm. Hàm lượng NaCl (tính theo % chất khô), không nhỏ hơn 97 95 93 Hóa lý Hàm lượng chất không tan trong nước (tính theo % chất khô), không lớn hơn 0.25 0.40 0.80 Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 24 Hàm lượng ẩm (%), không lớn hơn 9.50 10.00 10.50 Hàm lượng các ion (%), không lớn hơn: - Ca2+ - Mg2+ - SO4 2- 0.3 0.4 1.10 0.45 0.70 1.80 0.55 1.00 2.35 Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 25 6. Chất điều vị - Các chất điều vị (flavour enhancers) dùng làm tăng hay cải thiện vị của thực phẩm - Trong sản xuất thực phẩm nói chung và sản xuất bánh gạo nói riêng, các nhà sản xuất thường sử dụng chất điều vị mononatri glutamat (E621), disodium inosinate (E631), disodium guanylate (E627) bên cạnh muối, đường…  Thành phần hoá học:  E621: mononatri glutamat, là loại muối natri của acid glutamic, có công thức hóa học NaC5NO4H8. Nó là chất phụ gia gây ra vị umami (vị ngon). Hình 13: Công thức phân tử mononatri glutamat  E631: disodium inosinate, là muối dinatri của acid inosinic, có công thức hóa học C10H11N2Na2O8P, cung cấp vị umami. Hình 14: Công thức phân tử disodium inosinate  E627: disodium guanylate, còn được gọi là natri 5'-guanylate và disodium 5'- guanylate, là muối dinatri của guanosine monophosphate (GMP), có công thức hóa học là C10H12N5Na2O8 P. Disodium guanylate là sản phẩm từ cá khô hoặc tảo biển sấy khô. Hợp chất này không an toàn cho trẻ sơ sinh dưới 12 tuần tuổi và những người bị bệnh gout, bệnh suyễn hoặc dị ứng với aspirin. Hình 15: Công thức phân tử disodium guanylate  E631 và E627 khi sử dụng chung với nhau sẽ tạo thành hỗn hợp Disodium 5'- ribonucleotides (E635), chúng thường được sử dụng với E621 để tạo hương vị umami Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 26 vì một hỗn hợp của 98% monosodium glutamate và 2% E635 đã có bốn lần hương vị, nâng cao vị umami khi chỉ sử dụng monosodium glutamate. - Việc sử dụng mononatri glutamat trong sản phẩm thực phẩm phải trong giới hạn cho phép vì thực phẩm chứa nhiều bột ngọt có thể gây dị ứng, đau đầu, cảm giác buồn nôn, chóng mặt…do bột ngọt ảnh hưởng trực tiếp lên não người liều lượng tối đa sử dụng khoảng 0.5 – 1% theo khối lượng sản phẩm. Bảng 8: Tiêu chuẩn bột ngọt (TCVN 1459-74) Chỉ tiêu Mô tả chỉ tiêu Cảm quan - Trạng thái - Màu sắc - Mùi - Vị Bột mịn, không vón cục, dễ tan trong nước, số lượng điểm đen trong 10 cm2 < 2. Trắng. Thơm, không tanh, không lẫn mùi chua và các mùi lạ khác. Vị ngọt đặc trưng của bột ngọt. Hóa học - Hàm lượng nước - pH của dung dịch - Hàm lượng natri glutamate - Hàm lượng NaCl - Hàm lượng Fe - Hàm lượng SO4 2- < 0.14 % 6.5-7 > 80 % 18 % < 0.05 % < 0.002 % 7. Tinh bột khoai tây, bột bắp, bột sắn và bột nếp - Thành phần bột để làm bánh gạo có thể được thêm các loại tinh bột như: tinh bột khoai tây, bột bắp, bột sắn và bột nếp để làm thay đổi cấu trúc bánh gạo, đa dạng hóa sản phẩm và giảm giá thành. - Công thức phối trộn là khác nhau theo từng sản phẩm của từng công ty. Bảng 9: Thành phần tinh bột khoai tây, bột bắp, bột sắn và bột nếp Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 27 II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH GẠO Loại tinh bột Tinh bột, (% chất khô của hạt) Amiloza, (% theo tinh bột) Nhiệt độ hồ hoá (C) Đường kính hạt (μm) Hình dạng Khoai tây 18-25 23 52-70 1-120 Bầu dục Bắp 65-70 25 62-75 10-30 Đa giác, tròn Sắn 18-25 20 52-59 15-80 Tròn Nếp 18-25 20 68-74 15-80 Tròn Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 28 Gạo tẻ Nghiền Hấp Đùn – Làm mát Cán cắt Sấy 1 Sản phẩm Ngâm Ủ phôi Sấy 2 Nướng Hoàn thiện Đóng gói Nước+các loại bột Nước + H2SO3 Nước thải Nước Gia vị + Phụ gia + Dầu Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 29 1. Ngâm gạo Hình 2.2: Công đoạn ngâm gạo Mục đích: Chuẩn bị - Tách bớt một lượng tạp chất từ gạo. - Làm mềm hạt gạo, giúp cho quá trình nghiền được thực hiện dễ dàng. Biến đổi - Vật lý:  Hạt hút nước và tăng thể tích. Mức độ trương nở của hạt phụ thuộc vào một số yếu tố. Ví dụ: Tính chất hạt: hạt nhỏ và hạt non hút nước nhiều hơn và trương nhanh hơn; Nhiệt độ nước ngâm: ở nhiệt độ cao thì hạt trương nở nhanh hơn.  Thay đổi tính chất cơ cấu hạt và cấu trúc nội nhũ hat: do liên kết giữa phôi và nội nhũ hay liên kết giữa các tế bào nội nhũ bị suy yếu hay phá hủy.  Sự thay đổi cấu trúc hạt dẫn đến giảm độ bền cơ học. Ngâm hạt làm gạo trương lên và mềm ra. - Hóa học: Một số hợp chất hòa tan trong hạt bị thất thoát. Cách thực hiện - Gạo sau khi định lượng được đưa vào thiết bị ngâm từ bồn chứa trung gian. Sau đó nước được dẫn vào với một lượng phù hợp cho việc ngâm gạo. - Ở giai đoạn cuối của quá trình ngâm người ta cho nước nóng có chứa 0.18 – 0.25% H2SO3 vì H2SO3 có tác dụng làm hạt mau mềm và trương nở. - Sau khi ngâm, hỗn hợp gạo và nước được bơm vào thiết bị rửa, nước và tạp chất bẩn còn lại được tháo qua cửa thoát ra ngoài. Thiết bị: - Bồn ngâm gạo:  Bồn chứa làm bằng thép, thường là các bồn chảy tràn.  Hệ thống bơm nước vào bồn.  Hệ thống bơm gạo vào thiết bị rửa và ống tháo nước ra khỏi bồn. Có thể lắp đặt thêm cánh khuấy trong bồn để đảo trộn đều hỗn hợp gạo, nước, hóa chất thêm vào hỗ trợ cho việc ngâm Thông số công nghệ - Thời gian ngâm gạo: từ 4 – 5h Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 30 - Độ ẩm sau ngâm: 20 – 30%. 2. Nghiền Mục đích - Chuẩn bị: Gạo được nghiền thành dạng bột rồi cho qua rây để chuẩn bị cho quá trình nhào trộn. Biến đổi - Vật lý:  Giảm kích thước hạt gạo, diện tích bề mặt riêng tăng lên.  Cấu trúc vật liệu bị phá vỡ, một số thành phần bên trong hạt sẽ thất thoát ra ngoài.  Tăng nhiệt độ khối bột do ma sát. - Hóa học: một số phản ứng hóa học có thể xảy ra do nhiệt độ tăng, các thành phần dễ bị oxy hóa bên trong hạt gạo có điều kiện tiếp xúc với oxy… - Sinh học: mật độ vi sinh vật tăng lên do diện tích bề mặt riêng tăng và một số chất dinh dưỡng thoát ra ngoài làm môi trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Cách thực hiện Gạo sau khi ngâm và rửa sạch được nhập từ từ vào bộ phận nhập liệu của máy nghiền. Để giảm nhiệt độ khi xay (nghiền), không khí có thể được thổi trong suốt quá trình, hoặc để tránh bị oxi hóa các bộ phận người ta dùng khí trơ lạnh. Thiết bị: - Máy nghiền đĩa được sử dụng phổ biến trong nghiền các loại gạo.  Bộ phận chính là đĩa nghiền gồm 2 tấm kim loại tròn làm bằng thép không gỉ có đường kính từ 50 – 61cm, trên bề mặt Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 31 có những răng cưa, được đặt song song trên cùng một trục.  Một đĩa đứng yên và một đĩa quay với vận tốc 960 v/ph. Đĩa được khắc chạm cạn dần từ giữa ra mép vì vậy nguyên liệu được nghiền nhỏ dần. Các bộ phận khác: phễu nhập liệu, cửa tháo liệu, roto, thân đỡ. 1 – Phễu cấp liệu, 2 – Vỏ máy, 3 – Tay đòn mở máy, 4 – Lò xo, 5 - Ốc chặn Thông số công nghệ - Độ ẩm bột sau nghiền: 30 – 32%. - Kích thước hạt sau khi nghiền: 50 – 60 mesh. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 32 3. Hấp trộn Mục đích - Chế biến: Chuyển hỗn hợp nguyên liệu dạng bột sang dạng paste dưới tác dụng của hơi nước. - Trong quá trình hấp, khối bột cũng được nhào trộn nhờ vào cánh khuấy trong thiết bị. Biến đổi - Vật lý:  Nhiệt độ khối bột tăng (do hơi nước cấp nhiệt)  Thể tích tăng do tinh bột trương nở.  Khuếch tán và hòa tan một số cấu tử từ nguyên liệu vào dung dịch. - Hóa học:  Xảy ra quá trình hồ hoá tinh bột.  Khi hấp thụ nước tinh bột trương nở dần, khi tăng nhiệt độ đến một giới hạn nào đó, các hạt tinh bột trương nở một cách nhanh chóng, hình dáng các hạt tinh bột sẽ thay đổi đột ngột tạo thành dạng keo dính.  Một số phản ứng xảy ra do nhiệt độ cao làm tổn thất những cấu tử mẫn cảm với nhiệt như vitamin. - Hóa sinh: enzym bị vô hoạt - Sinh học: một số vi sinh vật bị ức chế hoặc vô hoạt do nhiệt độ cao. Cách thực hiện Gạo sau khi nghiền cùng với một số nguyên liệu khác (tinh bột khoai tây, bột sắn, bột bắp…) và một lượng nước được đưa vào nồi hấp. Thiết bị:  Thiết bị hấp áp suất hơi  Bên trong thiết bị hơi nước được đưa vào liên tục, đồng thời diễn ra quá trình đảo trộn để ẩm được phân bố một cách đồng đều trong khối bột Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 33 Thông số công nghệ - Thời gian hấp: 8 – 10 phút. - Khối lượng nước thêm vào: khoảng 10% khối lượng bột. - Áp suất trong nồi hấp: 0,7 kg/cm2. - Áp suất - Nhiệt độ hơi nước: 89,4oC 4. Đùn – Làm mát Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình cán cắt. Cách thực hiện - Khối paste sau khi hấp được đưa qua máy đùn để tăng độ kết dính, độ đồng nhất, và phân phối đều ẩm trong toàn khối. - Sau đó, khối paste tiếp tục được băng tải đưa qua các bể nước làm mát để hạ nhiệt độ đến nhiệt độ yêu cầu trước khi định hình. Biến đổi - Vật lý: Nhiệt độ giảm, khối bột trở nên đồng nhất hơn. Thông số công nghệ - Nhiệt độ của khối paste sau khi làm nguội: 60 – 65oC. 5. Cán – cắt Mục đích Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 34 - Chuẩn bị: Khối bột được cán mỏng để chuẩn bị đưa vào giai đoạn tạo hình và sấy tiếp theo. Sau khi cán, khối bột có kết cấu chắc hơn. - Hoàn thiện: Tạo ra phôi bánh có hình dạng xác định: tròn, ovan, dài eo… Biến đổi - Vật lý:  Hình dạng thay đổi theo khuôn và trục cắt.  Nhiệt độ tăng lên do áp lực cắt và ma sát.  Tăng độ kết dính của khối bột. - Hóa học:  Cấu trúc vật liệu thay đổi dưới tác động cơ học.  Hàm ẩm giảm. Thông số công nghệ - Bề dày lớp bột sau cán: 2 – 3 mm. Cách thực hiện Bột được đi vào máy cán và qua 2 trục cán để làm bột trở thành tấm mỏng và có độ dày tuỳ thuộc vào khe hở giữa 2 trục cán. Sau đó khối bột đã được cán mỏng sẽ được tạo hình bánh thông qua 2 trục cắt của máy cắt. 6. Sấy lần 1: Mục đích: Làm giảm độ ẩm của khối bột, hạn chế sự phát triển của VSV trong quá trình ủ phôi tiếp theo. Tạo một lớp vỏ cứng bên ngoài phôi bánh để tránh thất thoát ẩm trong quá trình ủ. Biến đổi: - Vật lý: Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 35  Xuất hiện gradient nhiệt độ trong bánh. Nhiệt độ sẽ tăng cao tại vùng bề mặt của lát bánh và giảm dần tại vùng tâm.  Khối lượng nguyên liệu giảm do nước bốc hơi ra ngoài. - Hóa học: Xảy ra một số phản ứng hóa học ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm  Một số cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ bị phân hủy do nhiệt do cao làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.  Phản ứng maillard làm sản phẩm sậm màu. - Hóa lý: Nước trong nguyên liệu chuyển ra ngoài và bốc hơi. - Hóa sinh: các enzyme bị vô hoạt. - Sinh học: Hệ vi sinh vật bị vô hoạt và ức chế một phần. Thông số: - Thời gian sấy từ 2 – 3h. - Không khí nóng ở 70 – 750C. - Độ ẩm sau sấy: 18 – 20%. - Thiết bị: Thiết bị sấy đường hầm. 7. Ủ phôi: Mục đích: Ổn định cấu trúc khung tinh bột và giúp ẩm phân bố đều trong phôi, tránh hiện tượng bánh nở không đều trong quá trình nướng bánh. Biến đổi: Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 36 - Vật lý: Nhiệt độ phôi bánh giảm dần và ổn định. - Hóa lý: Ẩm được phân bố đều trên bề mặt và bên trong phôi bánh. - Vi sinh: Có thể nhiễm một số vi sinh vật. - Thông số: - Thời gian ủ: 24 giờ. - Nhiệt độ ủ: nhiệt độ phòng 25oC. Thiết bị: Thiết bị ủ. 8. Sấy lần 2: Mục đích: Tiếp tục làm giảm độ ẩm của phôi đến độ ẩm thích hợp cho quá trình nướng, nhờ vậy bánh sẽ không bị nứt, gãy bề mặt. Biến đổi: Vật lý: Nhiệt độ bánh tăng. Hóa lý: Chủ yếu xảy ra sự bốc hơi ẩm trên bề mặt bánh. Vi sinh: Vi sinh vật nhiễm trong lúc ủ bị ức chế. Thông số: - Tác nhân sấy: không khí nóng. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 37 - Nhiệt độ sấy: 80-85oC. - Thời gian sấy: 2-3h. - Hàm ẩm đạt được: 8-10% - Thiết bị: thiết bị sấy đường hầm 9. Nướng: Mục đích: Dưới tác động của nhiệt độ cao, phôi bánh sẽ được làm nở hoàn toàn tạo cấu trúc xốp, giòn cho sản phẩm. Tạo mùi và vị cho sản phẩm Biến đổi: ˗ Vật lý: Nhiệt độ tăng, hình dạng bánh thay đổi, thể tích và kích thước tăng do bánh căng phồng lên. ˗ Hóa học: xảy ra một số phản ứng hóa học, đặc biệt là Phản ứng maillard tạo màu cho sản phẩm. o Sự biến đổi đặc tính của bánh phụ thuộc vào lượng ẩm của nó và nhiệt độ không khí trong lò nướng. o Nhiệt độ tăng lên kéo theo áp suất bên trong tăng dần làm bánh phồng lên, sau đó trở nên cứng hơn. o Áp suất bên trong bánh tăng là kết quả của sự thay đổi độ ẩm và không khí bên trong bánh khi nhiệt độ tăng. Vì khi bánh sống, ẩm sinh ra không thoát được làm tăng áp suất bên trong lên. o Khả năng giãn nở của bánh mạnh sau khi gia nhiệt được 100oC, áp suất ở lớp ngoài cùng vỏ bánh được hình thành và nhiệt độ bay hơi tăng. o Bánh tiếp tục phồng lên đến khi áp suất hơi và khả năng trương nở được cân bằng. Vì lý do đó khả năng phồng của bánh được kiểm soát bởi sự bay hơi và tình trạng vật lý của bánh. ˗ Hóa sinh: enzyme bị ức chế hoàn toàn. ˗ Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 38 Thông số: - Nhiệt độ: 200 – 260oC - Thời gian nướng: 30 phút - Độ ẩm sau quá trình nướng: 5 – 7 % Thiết bị: Lò nướng gas. 10. Hoàn thiện: Mục đích - Đối với loại bánh gạo ngọt, sau khi nướng xong sẽ được phun dung dịch đường trên bề mặt bánh, đối với bánh gạo mặn sẽ được phun lớp gia vị mặn gồm muối, vừng, ớt, nước tương... - Sau khi phun gia vị xong bánh sẽ được đem đi sấy để làm khô lớp gia vị vừa mới phun. - Cuối cùng là phun dầu để làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Sau đó, tiếp tục sấy để làm khô dầu. - Thông số: - Nhiệt độ sấy: 45 – 75oC. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 39 - Thời gian sấy: 10-20 phút. Thiết bị: 11. Làm nguội- đóng gói: Mục đích: Tránh hiện tượng đọng ẩm trong bao bì. Ngăn ngừa sự tấn công của vi sinh vật và các điều kiện môi trường bất lợi… Giới thiệu thông tin sản phẩm, tạo sự hấp dẫn đối với khách hàng… Thông số: Nhiệt độ bánh sau khi làm nguội: 30 – 320C Thiết bị: Máy đóng gói bán tự động. Sau khi sấy xong, bánh được đưa ra băng tải làm nguội. Trên đường đi bánh sẽ được làm nguội bởi các quạt gió trên băng tải. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 40 Bánh gạo thường được đóng gói riêng từng cái, nhiều cái được đóng vào một gói. Các gói bánh được đóng thùng carton để thuận tiện cho việc vận chuyển, phân phối. Công nghệ sản xuất bánh gạo GVHD- Trần Thị Thu Trà 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1]. Zhongkai Zhou et al. (2010), Effect of storage temperature on rice thermal properties, Food Research International 43, 709 – 715 [2]. Hiroshi Hoshino (1975), Method of manufacturing non-glutinous rice crackers, US Patent, No. 3860735 [3]. Bor Shiun Luh, Rice: Utilization, Springer, 1991. [4]. Juliano B. O., Rice: Chemistry and technology, The American Assoiation of cereal chemists, Inc – 1972. [5]. Hoàng Thị Ngọc Châu – Lê Thị Cúc – Lê Hồng Khanh – Mai Văn Lễ – Lê Ngọc Tú – Bùi Đức Hợi, Chế biến lương thực – Tập 1, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1985. [6]. Bakshi A. S. and Singh R. P., Kinetics of water and starch gelatization during rice parboiling, Journal of Food Science - 1387, Volume 45, 1980. [7]. Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lê Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thăng, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Lê Doãn Thiên, Hoá sinh công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1998.