Quá trình làm bánh luôn đòi hỏi sự chính xác và kiểm soát của rất nhiều yếu tố. Trong đó, enzyme đóng vai trò là chất xúc tác sinh học then chốt, thúc đẩy các phản ứng hóa sinh diễn ra. Hãy cùng Foodnk tìm hiểu thêm các kiến thức về cơ chế hoạt động và tầm quan trọng của enzyme trong bánh nhé!
Mỗi loại enzyme tham gia vào một bước cụ thể trong quá trình chế biến – từ phân giải tinh bột, điều chỉnh protein, đến ổn định cấu trúc và cải thiện cảm quan thành phẩm.
Amylase
Amylase là một loại enzyme có tác dụng phá vỡ cấu trúc tinh bột – thành phần chủ yếu của bột mì – chuyển hóa chúng thành các loại đường đơn giản hơn như maltose và glucose. Enzyme này được chiết xuất tự nhiên trong bột mì hoặc được sản xuất công nghiệp từ các vi sinh vật như Aspergillus oryzae và Bacillus subtilis.
Enzyme amylase trong công nghệ sản xuất bánh có vai trò cụ thể như sau:
- Phân giải tinh bột trong bột mì: Amylase phân giải tinh bột trong bột mì thành đường đơn và oligosaccharide, cung cấp dinh dưỡng cho nấm men Saccharomyces cerevisiae. Nhờ đó, men phát triển tốt, sinh khí CO2 giúp bánh nở đều, mềm và xốp hơn.
- Cải thiện cấu trúc và mùi vị của bánh: Sản phẩm do amylase phân giải giúp bánh có màu sắc đẹp hơn nhờ phản ứng Maillard giữa đường và protein khi nướng, đồng thời tạo nên hương thơm đặc trưng cho bánh.
- Tăng độ mềm và bảo quản bánh lâu hơn: Amylase giúp giảm độ cứng của bánh bằng cách thủy phân tinh bột trong quá trình bảo quản, làm bánh giữ được độ mềm mịn trong thời gian dài hơn.
- Ổn định quá trình lên men: Enzyme amylase hỗ trợ cải thiện hiệu suất lên men. Nhờ đó, bột nở ổn định hơn, giúp chất lượng bánh đồng đều qua từng mẻ.
Cơ chế hoạt động
Amylase nhận biết và phân cắt các liên kết α-1,4 glycosidic trong tinh bột, tạo ra các đường đơn như glucose và maltose – nguồn dinh dưỡng giúp nấm men lên men mạnh mẽ, sinh khí CO2 làm bột nở xốp. Khi nướng, các đường này tiếp tục phản ứng Maillard với protein, tạo màu vàng nâu và hương thơm đặc trưng. Ngay cả sau khi bánh chín, amylase vẫn tiếp tục hoạt động, giúp giữ độ mềm và kéo dài thời gian bảo quản.
Nhiệt độ
Enzyme amylase trong sản xuất bánh hoạt động hiệu quả nhất ở 45 – 65oC. Khi nhiệt độ vượt quá 70 – 80oC, amylase bị biến tính và mất tác dụng.
Protease
Protease là enzyme chuyên phân giải protein trong bột mì, cụ thể là hai loại chính: glutenin và gliadin – hai thành phần tạo nên mạng lưới gluten. Protease cũng có trong mạch nha và nấm men.
Trong sản xuất bánh, protease rất hữu ích khi :
- Phân giải gluten: Protease cắt nhỏ các chuỗi protein gluten trong bột mì, làm giảm độ dai và đàn hồi của bột, giúp bột dễ cán, tạo hình và ít co rút.
- Cải thiện độ mềm và xốp của bánh: Nhờ giảm cấu trúc gluten quá chặt, bánh thành phẩm sẽ có kết cấu mềm, tơi xốp hơn – đặc biệt hữu ích cho bánh quy, bánh ngọt, bánh bông lan.
- Tăng khả năng xử lý bột: Bột trở nên mịn, dẻo và dễ thao tác hơn trong quá trình nhào, lên men và tạo hình.
- Rút ngắn thời gian nhào bột và lên men: Do mạng gluten yếu hơn, thời gian xử lý bột có thể được rút ngắn, tiết kiệm thời gian sản xuất.
Cơ chế hoạt động
Protease phân giải chuỗi protein, đặc biệt là gluten, bằng cách cắt các liên kết peptide, làm yếu cấu trúc gluten. Nhờ đó, bột trở nên mềm, ít dai hơn và dễ xử lý khi nhào, cán, tạo hình. Enzyme hoạt động ổn định, giúp kiểm soát tốt độ mềm và kết cấu bánh.
Nhiệt độ
Protease hoạt động tốt ở nhiệt độ 30 – 50oC nhưng sẽ mất tác dụng khi nhiệt độ vượt quá 80oC trong quá trình nướng bánh.
Lipase
Lipase phân giải chất béo thành glycerol và acid béo tự do, góp phần tạo mùi thơm đặc trưng cho bánh, nhất là các sản phẩm lên men lâu hoặc bảo quản lâu dài. Enzyme này có thể được chiết xuất từ thực phẩm giàu chất béo như bơ, sữa chua, các loại hạt dầu, hoặc sản xuất bằng công nghệ lên men sinh học từ vi sinh vật như Candida rugosa và Rhizopus.
Trong công nghiệp làm bánh, lipase có các chức năng chính sau đây:
- Phân giải chất béo có sẵn trong bột mì để cải thiện sự phân tán đồng đều của chúng trong khối bột, giúp bột nhào đạt được độ nhất quán tốt hơn.
- Tác động lên liên kết giữa protein và lipid trong bột, góp phần làm tăng độ mịn và ổn định cấu trúc bánh sau khi nướng.
- Hỗ trợ duy trì độ ẩm và hạn chế bánh bị khô, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
- Cải thiện tổng thể mùi vị và giữ cho bánh luôn thơm ngon, ổn định trong quá trình lưu trữ.
Cơ chế hoạt động
Lipase tác động lên chất béo trong bột mì, thủy phân liên kết este để tạo glycerol và acid béo tự do. Các acid béo giúp phân bố chất béo đều hơn, tăng cường liên kết protein-lipid, từ đó cải thiện cấu trúc bột. Kết quả là bánh có bề mặt mịn, giữ độ mềm và tươi lâu hơn trong quá trình bảo quản.
Nhiệt độ
Lipase có thể chịu được nhiệt độ cao nhưng sẽ giảm hoặc mất hoạt tính khi nhiệt độ vượt quá 70 – 80oC.
Glucose oxidase
Glucose oxidase xúc tác chuyển glucose thành acid gluconic và hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide giúp hình thành liên kết disulfide trong gluten, tăng cường cấu trúc mạng lưới gluten, giữ cho bột đàn hồi và ổn định. Enzyme này thường được sản xuất qua lên men vi sinh vật, với Aspergillus niger là chủng phổ biến nhờ hiệu suất cao.
Trong lĩnh vực chế biến bánh, đặc biệt là các loại bánh sử dụng quá trình lên men như bánh mì hay bánh bao, glucose oxidase mang lại nhiều lợi ích như:
- Gia cố mạng gluten: Enzyme giúp tăng sự liên kết trong cấu trúc gluten, từ đó làm cho bột chắc và đàn hồi hơn, góp phần tạo ra thành phẩm có kết cấu ổn định, không bị xẹp sau khi nướng.
- Hỗ trợ giữ khí trong quá trình lên men: Nhờ khả năng cải thiện độ bền của mạng lưới gluten, glucose oxidase giúp bột giữ lại khí CO2 tốt hơn, giúp bánh đạt độ nở đồng đều và kết cấu xốp mềm.
- Tăng thời gian bảo quản: Với lượng hydrogen peroxide tạo ra có đặc tính kháng khuẩn nhẹ, bánh được giữ lâu hơn mà vẫn duy trì độ tươi và chất lượng.
- Nâng cao hiệu quả chế biến: Enzyme giúp cải thiện tính chất của bột, hỗ trợ quá trình nhào, tạo hình và nướng bánh diễn ra thuận lợi hơn, đồng thời duy trì chất lượng sản phẩm đồng nhất.
Cơ chế hoạt động
Glucose oxidase xúc tác phản ứng oxy hóa glucose thành acid gluconic và hydrogen peroxide, sử dụng oxy làm chất nhận điện tử. Hydrogen peroxide thúc đẩy sự liên kết chéo giữa các phân tử gluten, tăng độ bền và đàn hồi của mạng gluten. Acid gluconic giúp ổn định pH, tạo điều kiện tối ưu cho men và enzyme hoạt động trong bánh. Nhờ đó, quá trình lên men và nướng bánh hiệu quả hơn, bánh có kết cấu chắc và độ nở tốt.
Nhiệt độ
Glucose oxidase hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ từ 30oC đến 50oC, tùy thuộc vào loại enzyme và vi sinh vật sản xuất. Khi nhiệt độ vượt quá 70oC, enzyme này sẽ bị mất hoàn toàn hoạt tính.
Kết luận
Enzyme trong bánh đóng vai trò như một mắt xích quan trọng định hình chất lượng và đặc điểm cảm quan của thành phẩm. Khi được kết hợp một cách hợp lý, chúng hỗ trợ người thợ bánh kiểm soát hiệu quả độ nở, độ mềm mại, hương thơm và hình dáng bánh, từ đó tạo ra sản phẩm có chất lượng đồng đều và ổn định.
Tài liệu kham khảo
L. T. K. Loan, Sử dụng enzyme amylase để cải tiến cấu trúc của bánh mì không gluten, Tạp chí khoa học và công nghệ nông nghiệp Việt Nam, 2021.
Lan Anh
