Bài giảng vi sinh vật trong sản xuất bánh mì - Đại học Bách khoa TpHCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCMKHOA KỸ THUẬT HÓA HỌCBỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMVi sinh vật trong sản xuất bánh mìThành viênHứa Mỹ TrangNguyễn Thị ThắmNguyễn Thị Như HoaVũ Thị Trúc PhượngTrương Hữu Uyên ThyHuỳnh Dương Ngọc UyểnNỘI DUNGTổng quát về bánh mìThành phần nguyên liệuQuy trình sản xuấtChỉ tiêu chất lượngHư hỏngTổng quát về bánh mìBánh mì quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Là thức ăn chính của phân nửa nhân loại không thể thay thế được. Bánh mỳ rất phong phú về chủng loại (300 loại ở Đức) và được tiêu thụ mạnh ở các nước châu Âu và châu Mỹ.Có nhiều loại bánh mì Bread – Bánh mì Bánh mì thường Bánh mì có nhân Quick bread – Bánh mì nhanh Bánh mì thường Thành phần : Bột và nước Có thể có dùng men hoặc không dùng men có loại bánh mì cần qua quá trình ủ nở lên men và có loại không qua quá trình này. Bánh mì có nhân Bánh mì ngoài bột, nước, men, có sử dụng thêm các thành phần khác như đường, chất béo, sữa, bột sữa, vì thế bánh mì có thêm nhiều mùi vị thơm ngon và kết cấu khác với bánh mì thường. Bánh mì nhanhĐây là tên gọi chung cho các loại bánh dạng bánh mì - nhưng không qua công đoạn ủ và lên men tự nhiên, mà dùng các chất hóa học gây tác dụng nở nhanh, do vậy làm rất nhanh. Bao gồm các loại bánh với tên gọi như: muffins, scones, loaf bread, coffee cakes. Một số loại bánh mìBánh mì hạt lúa mạchBánh mì dài kiểu PhápBánh mì hạt ngũ cốcBánh mì Sài GònBánh mì lên menBánh mì đen : làm từ bột thô của lúa mạch đenBánh mì trắng : làm từ lúa mạch vàng và bột mì thông thường.Bánh mì trắngRuột bánh màu trắng ngà, vỏ màu vàng đẹp.Độ xốp cao Độ acid thấp và Độ ẩm của nhỏ hơn bánh mì đen. Bánh mì trắng chia thành hai loại - Giòn - Mềm Bánh mì đenRuột bánh có màu nâu tối.Mùi vị và màu sắc lạ hơn so với bành mì thông thường . Bánh mì đen được sử dụng chủ yếu ở nước Nga và các nước Đông Âu. Thành phần nguyên liệu Bột mìNấm menChất phụ giaBột mìBột mì được sản xuất bằng cách nghiền hạt lúa mì.Thành phần hoá học của bột mì, tính theo % khối lượng và nhiệt lượng (cal/100g) Bột mìGlucidProtidHệ enzymLipidBột mìGiá chất lượng bột mì Độ tro: Của nội nhũ lúa mì 0.4 – 0.45% Độ tro của cám khoảng 7 – 8.3%. Bột mì ở hạng cao chứa ít tro hơn bột mì ở thứ hạng thấp.Độ mịn: Bột hạng cao mịn hơnĐộ trắng: Bản thân nội nhũ có chứa sắc tố caratinoit nên bột mì thường có màu trắng ngà.Số lượng và chất lượng Gluten: Chất lượng Gluten càng cao  chất lượng của bột mì cũng càng cao. Khả năng tạo khí của bột được đặc trưng bằng lượng CO2 thoát ra trong một thời gian nhất định và ứng với một lượng bột nhào nhất định. Độ acid: Khoảng pH = 5.8 – 6.3. Chỉ tiêu Hoá lý Chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột bánh mì Sản phẩm từ ngủ cốc: Gạo, Bột, Miến, Mì sợi (Xử lý nhiệt trước khi xử dụng)1Tổng số vi khuẩn hiếu khí NF V08-051:1999250g2ColiformsNF V08-016:19913E.coli giả định  NF V08-020:19944Staphylococcus aureusNF V08-057:19945Clostridium perfringensNF V08-056:19946Bacillus cereusISO 7932 :1997   7Tổng số Nấm mốc ISO 7954:19878Tổng số Nấm menISO 7954:1987Chỉ tiêu vi sinhChỉ tiêu đánh giá chất lượng bột bánh mì Bột mì và các sản phẩm chế biến từ bột mì và gạo1Hàm lượng troTCVN 1874:86500 g2Hàm lượng ẩm TCVN 1874:863Hàm lượng proteinTCVN 3707:19904Hàm lượng xơ thôTCVN 5103:19905Hàm lượng béoAOAC 923.056Năng lượngIPHCM7Hàm lượng GlucidAOAC8Độ chuaTCVN 1874:869Hàm lượng gluten ướtTCVN 1874:8610Hàm lượng NaClTCVN 3701:1990Chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột bánh mìNấm men bánh mì Chủng rất bền nhiệt, sinh sản nhanh và đồng thời kéo dài được hoạt tính enzyme ở nhiệt độ cao hoặc ở nhiệt độ rất thấp. Chủng thường dùng nhất Saccharomyces cerevisiae.Ngoài ra còn có các chủng Torula, Candida và Oospora.Saccharomyces cerevisiaeChủng SacchromycesThuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota và thuộc giới nấm. Saccharomyces BoulardiiSaccharomyces cerevisiaeCấu tạo:Hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi hay bào tử.Thành phần : - Vách tế bào - Màng tế bào chất - Tế bào chất Thành phần hóa học:NướcThành phần chất khô: - Protein và các chất chứa Nitơ khác chiếm 50% - Chất béo 1.6% - Hydrat cacbon 33.2% - Mô tế bào 7.6% - Tro 7.6% - Thành phần khác: vitamin B, D Chủng Sacchromyces cerevisiaeTiêu chuẩn chọn nấm men Saccharomyces cerevisiae dùng trong sản xuất bánh mì Có kích thước lớn, đều, có khả năng phát triển mạnh và chịu được nhiệt độ cao.Có hoạt lực enzym zymase 72hCác dạng nấm men Dạng nấm men lỏng.Dạng nấm men ép (paste).Dạng nấm men khô. Các dạng nấm men Phân loại theo vị:Men lạt: Dùng cho sản xuất bánh mì lạt (hàm lượng đường thấp). Chủng men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường thấp (nhỏ hơn 20%).Men ngọt: Dùng cho sản xuất bánh mì ngọt (hàm lượng đường cao). Chủng men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường cao (cao hơn 20%).Nấm men dạng lỏngThu nhận ngay sau khi quá trình lên men hiếu khí kết thúcƯu điểm: - Dễ sử dụng - Hoạt lực nở bánh caoNhược điểm: - Khó bảo quản - Thời gian sử dụng ngắn, chỉ nằm trong 24h sau khi sản xuất.Nấm men dạng paste (ép)Thu được sau khi li tâm nấm men dạng lỏngCó độ ẩm khoảng 70 – 75% wƯu điểm: - Tăng thời gian sử dụng - Vận chuyển dễ dàng - Có thể làm thương phẩm bán trên thị trường.Nhược điểm: hoạt lực làm nở kém hơn nấm men dạng lỏng.Nấm men dạng khôSấy nấm men dạng paste ở nhiệt độ 1.7> 125Gói kínGói không kínKhông bảo quản được trong giấy góiChỉ số chất lượng men khô và cách bảo quản tương ứng Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm men Nhiệt độẢnh hưởng lớn lên tốc độ tăng trưởng của nấm men. Nhiệt độ thích hợp nhất để nấm men phát triển tốt là 28-30ºC. Trên 43ºC và dưới 28ºC sự sinh sản bị chậm hay ngừng lại.Độ pH của môi trườngMức độ hấp thụ chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động của hệ thống enzym tham gia vào sự tổng hợp protein, tạo vitamin đều tùy thuộc vào độ pHĐộ pH tốt nhất cho sự tăng trưởng: 4.5 – 5.5; pH= 4: tốc độ tích lũy sinh khối giảm. Nếu pH=3.5 hay pH=3 sẽ làm sự sinh sản bị ngừng lại. pH ngoài 4.5 – 5.5, làm chất lượng nấm men giảm đi.Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm menẢnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của tế bào nấm menChấtNồng độ làm nấm menchậm hay ngừng phát triển (%)Nồng độ chất làm nấmmen chết (%)SunphuroNatrifloAxit nitricFormalinKaramenAxit aceticAxit formicAxit oxalicAxit sunfuricAxit photphoricAxit clohidricEthanol0,00250,0020,00050,0010,10,020,170,0010,390,300,14120,0040,930,341,320,7225Các phương pháp bảo quản men giống Phương pháp 1:- Giữ giống thuần khiết trên môi trường thạch nghiêng, cấy chuyền sau 12-24 ngày sau khi đã hoạt hóa sơ bộ trên môi trường lỏng- Môi trường thạch nghiêng ,nước malt đường hóa (có 12% đường khô ) 49,5%; dịch men tự phân (khoảng 9% chất khô) 1% v à thạch 2%- Môi trường lỏng: để hoạt hóa nấm men người ta dùng dịch malt không có hublon, lượng chất khô 12%.- Nếu không cấy chuyền và hoạt hóa kịp thời thì hoạt lực maltaza và khả năng thích nghi với rỉ đường giảm hoặc trên bề mặt thạch các tế bào nấm men sinh bào tử rồi kết hợp với nhau làm thay đổi tính chất của giống.Các phương pháp bảo quản men giốngPhương pháp 2:- Giữ tế bào men trong dịch saccaroza 30%. Dịch đường được cho vào bình và thanh trùng.- Cấy giống từ ống thạch nghiêng đã nuôi 2 ngày & giữ ở to bình thường. Trong điều kiện này nấm men hầu như không phát triền, không lên men.- Khi sử dụng có thể dùng que cấy hoặc pipet vô trùng lấy dịch giống cấy chuyền vào môi trường lỏng để hoạt hóa.- Sau 24-36h giữ ở to 300oC dịch đường lên men & cấy chuyền tiếp sang môi trường thạch hoặc các môi trường nhân giốngCác phương pháp bảo quản men giốngPhương pháp 3:- Bảo quản giống dưới lớp dầu vaselin hoặc parafin. Giống cấy trên môi trường thạch nghiêng 2-3 ngày được đổ phủ lên bề mặt 1 lớp vaselin vô trùng.- Người ta thường dùng vaselin có tỉ trọng 0,8-0,9 đã được đun nóng ở 1500C để đuổi nước có trong dầu, rồi hấp thanh tr ùng. Lớp dầu trên bề mặt môi trường không quá 1cm. Ống giống có vaselin có thể để ở to trong phòng nhưng tốt hơn cả là giữ ở 4-600C.Các phương pháp bảo quản men giốngPhương pháp 4:- Giữ giống ở điều kiện đông khô.- Dịch huyền phù giống được đựng trong ống nghiệm - ampul ở trạng thái đông lạnh (-400oC), sấy khô dưới điều kiện lạnh và chân không cao tới độ ẩm còn 1,5-2,6 % .- Gắn miệng ampul dưới chân không và vô trùng.- Thời gian bảo quản tới 3 năm không phải cấy chuyền , một vài chủng men được bảo quản đông khô có tỉ lệ tế bào sống thấp.QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH MÌQuy trình chung: Quy trình chung: Trộn & nhào bột:Khâu này rất quan trọng nếu muốn bánh thật bông và mềm. Bột nhào chưa đủ hoặc nhào kĩ quá đều giảm khả năng nở của bột. Khối bột được nhào đủ sẽ cho cảm giác trơn mịn, dẻo và dai, không dính.Phương pháp nhào bột  Phương pháp trộn 1 lầnPhương pháp lên men và trộn 2 lần thì chia thành 2 giai đoạn: Quy trình chung: Trộn & nhào bột:Nấm men: cho vào khối bột để nấm men phát triển sinh khối.Muối : để tạo vị cho sản phẩm. Ngoài ra, muối còn có tác dụng kìm hãm hoạt độ của enzym protease – là enzyme có trong bột mì. Enzyme này phân giải protein bậc 3 do đó gluten bị vụn nát, làm giảm chất lượng bột nhào.Vitamin C : để tăng chất lượng gluten khi nhào bột, vì vitamin C có tác dụng kìm hãm enzym protease. Ngoài ra, có thể sử dụng một số chất oxy hóa khác: kali bromat, peoxit,Phụ gia: tạo ẩm cho bề mặt bánh khi nướng. Phụ gia có thể là trứng.Quy trình chung: Tạo hình:Bánh mì nắm trònBánh mì gốiQuy trình chung: Tạo hình:Bánh mì xương cáBánh mì chiếc láQuy trình sản xuất bánh mì ở Việt NamQuy trình sản xuất bánh mì Baugette:Quy trình sản xuất bánh mì ở Việt NamQuy trình sản xuất bánh mì Baugette:Quy trình sản xuất bánh mì ở Việt NamQuy trình sản xuất bánh mì Baugette:Nguyên liệuCác nguyên liệu phải được cân đúng như lượng đã được tính toán sẵnBột mì 30kg/mẻMuối 400g/mẻPhụ gia 270g/mẻNước & đá 13kg/mẻQuy trình sản xuất bánh mì Keto Quy trình sản xuất bánh mì ở Việt NamQuy trình sản xuất bánh mì Keto Quy trình sản xuất bánh mì ở Việt NamNguyên liệuNguyện liệu vỏ bánh: Quy trình sản xuất bánh mì Keto Quy trình sản xuất bánh mì ở Việt NamNhân bánh: Nguyên liệuSố lượng (kg)Nguyên liệuSố lượng (kg)Nước50Mạch nha30Bột mì5Bột sữa5Dường30shortening3Bơ2Phụ gia0,2Nguyên liệuSố lượng (kg)Nguyên liệuSố lượng (kg)Bột mì25Đường5Bơ3Nước đá8Trứng1,5Men0,9Phụ gia0,3Hương sữa0,05Muối0,3Glycerin1Chỉ tiêu chất lượng sản phẩmTrạng thái cảm quanChỉ tiêu hóa lýGiới hạn vi sinh vật cho phépChỉ tiêu chất lượng sản phẩmTrạng thái cảm quan:Hình dạng đồng đều, nở đều, không rạn nứt, vàng đều không cháyBánh xốp, lỗ trong ruột bánh mì nhiều đều, không quá nhỏ cũng như không quá to.Mùi thơm, vị ngọt dễ chịu, không chua, không đắng, không mốc, không mùi vị lạ, không có bụi, sạn, cát Bánh mì giòn Trạng thái cảm quan:Ruột bánh phải dính liền với cùi, không được lẫn những bột chưa chín, hoặc đặc quánh, không xốp.Cùi bánh có màu vàng sẫm, nhẵn bóng, không có vết cháy đen (nướng quá lửa) hoặc màu trắng (nướng chưa đủ).Cùi bánh dày 3 – 5 mm. Tỷ lệ cùi nằm trong khoảng 15 – 42% khối lượng bánh, tỷ lệ cùi không cố định mà tùy theo người ăn.Chỉ tiêu chất lượng sản phẩmBánh mì giòn Chỉ tiêu hóa lí: Độ ẩm ( kể cả cùi và ruột bánh): 40-45%Độ chua : dưới 3 độ ( số ml NaOH 1N để trung hòa 100g bánh )Không có độc tố vi  nấmChỉ được dùng những chất lên men bột qui địnhChỉ tiêu chất lượng sản phẩmBánh mì giòn Chỉ tiêu cảm quanHình dạng: nguyên vẹn, hình dạng đồng đều, nở đều, mặt bánh láng đẹp, không rạng nứt, không biến dạng.Mùi thơm, vị đặc trưng, không mốc, không mùi vị lạ, không có bụi sạn cát.Bên trong: xốp, có tính đàn hồi, không được chứa những bột chưa chín hoặc đặc quánh.Màu sắc; màu vàng rơmChỉ tiêu chất lượng sản phẩmBánh mì ngọt (keto) Chỉ tiêu hóa lýĐộ ẩm 40-45%Không có độc tố vi nấmHàm lượng đạm không nhỏ hơn 10%Chỉ được dùng những chất lên men bột quy địnhChỉ tiêu chất lượng sản phẩmBánh mì ngọt (keto) Chỉ tiêu vi sinhVi sinh vật cho phép giói hạn trong 1g:Tổng số vi khuẩn hiếu khí 106Vi khuẩn kỵ khí không cóNấm mốc không cóChỉ tiêu chất lượng sản phẩmBánh mì ngọt (keto) CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY ĐỘC - HƯ HỎNG BÁNH MÌ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN1.Các nguồn tạp nhiễm chính:Men giống ban đầuNhiễm từ nước sản xuất , không khí.Vi sinh vật tạp nhiễm 2. Vi sinh vật tạp nhiễm trong sản xuất nấm men:Vi khuẩnNấmmen (men dại) Nấm mốc1.Vi khuẩnVi khuẩn lactic: Lactobacillus Thermobacterium cercale Lactobacillus pasteurianus Pediococus LeuconostocHình 1. LactobacillusHình 2.PediococusHình 3. Leuconostocb. Vi khuẩn axetic và một số vi khuẩn tạp nhiễm khác:Vi khuẩn axeticNhóm vi khuẩn đường ruộtFlavobacteriumZymomonas2.Nấm men ( men dại )TorulopsisCandidaPichiaApiculatusMoniliaSchizosaccharoces3.Nấm mốcTrong công nghiệp nấm men thường bị nhiễm nấm mốcNấm mốc gây tạp nhiễm thường gặp là:AspergillusPenicilliumMucorRhizopusĐộc tố AflatoxinLà độc tố vi nấm loài AspergillusLà độc tố và là tác nhân gây ung thưTích luỹ trong cơ thể người và gia súcHiện nay phát hiện khoảng 16 loại aflatoxin khác nhau3. Vi sinh vật tạp nhiễm trong bột:Vi sinh vật trong bột do hai nguồn nhiễm chính là từ hạt (chủ yếu) và từ không khí, nước, dụng cụ xay xát, các đồ chứa đựngTrong bột thường có vi khuẩn và nấm mốcVi khuẩn: Trực khuẩn khoai tây (Bacillus mesentericus)Trực khuẩn cỏ khô (Bacillus subtilis)Bacillus mesentericusBacillus subtilisẢnh hưởng của vi sinh vật tạp nhiễm trong bột:Bột chua thường bắt đầu từ những lớp bên trong khác với hiện tượng mốc.Nguyên nhân gây ra bột chua là do vi khuẩn lactic và một số vi khuẩn khác lên men đường có trong bột thành những axit khác nhauBột bị ôi là do sự oxi hoá các chất béo trong bột bằng oxi không khí tạo thành các chất có vị ôi4. Sự hư hỏng do vi sinh vật:Bệnh nhớt ruột bánh mì do vi khuẩn BacillusRuột bánh mì bị đỏ do Bacillus prodigiosumHiện tượng “say bánh mì” do nấm Fusarium sporotrichioides (chịu nhiệt cao và không bị chết khi nướng bánh). Người bị ngộ độc thấy ngây ngất như say rượu.Fusarium sporotrichioides