Hóa học phức tạp của gluten đem lại những chiếc bánh bông xốp

Bên trong những chiếc bánh mì, bánh vòng và nhiều loại bánh được nướng trong lò khác chứa một thành phần khác thường – gluten. Thứ hóa học độc đáo của gluten khiến cho các loại bột nhào trở nên nhẹ bẫng và mềm mại.

Trong giờ hóa học, tôi thường hỏi học trò “Gluten là gì?”. Câu trả lời tôi thường nhận được là “một loại đường” hay “carbohydrate”. Nhưng hiếm khi có ai đưa ra một câu trả lời đúng.

Vậy gluten là gì?

Gluten là một hỗn hợp phức tạp của các protein. Nó chiếm 85% đến 90% lượng protein trong bột. Protein là các đại phân tử sinh học tự nhiên được tạo ra từ các chuỗi amino acids có thể gập chính mình để đáp ứng với vô số hình dạng khác nhau.

Gluten có trong nội nhũ của lúa mì, lúa mạch, đại mạch và các cây trồng liên quan. Nội nhũ là một mô trong các hạt của cây trồng, đóng vai trò như một kho lưu trữ tinh bột và protein. Quá trình nghiền tạo ra bột đã giải phóng thành phần của nội nhũ, bao gồm gluten.

Các protein chính của hỗn hợp gluten là gliadin và glutenin. Các protein đó tạo nên cấu trúc của các sản phẩm chứa bột. Trong suốt quá trình nhào và trộn bột, các protein hình thành một mạng lưới đàn hồi, hay thường gọi là mạng lưới gluten.

Tạo mạng lưới gluten

Việc hình thành một mạng lưới gluten là yếu tố chính để bột nhào lên men. Mạng lưới này đóng vai trò như một quả bóng ‘bẫy’ các khí trong suốt quá trình lên men và làm bánh. Trong suốt quá trình ủ, khi bột nhào có thời gian nghỉ để nở, men trong bột nhào giải phóng carbon dioxide khi ăn và tiêu hóa đường trong bột. Quá trình này được gọi là quá trình lên men.

Quá trình làm bánh tạo ra vô số khí khác nhau như carbon dioxide, nước trong hinh thức của hơi, ethanol hóa hơi và nitrogen. Mạng lưới gluten này bẫy các khí đó và bột nhào phồng lên như một trái bóng. Nếu mạng lưới gluten quá mạnh, khí sẽ không tạo ra đủ áp suất để cho bột nhào được nở. Còn nếu nó quá yếu, quả bóng sẽ căng ních và bột không dậy được. Vậy mạng lưới gluten mạnh như thế nào còn phụ thuộc vào việc bạn nhào và trộn bột trong bao lâu.

Để hình thành mạng lưới gluten, bạn cần nhào và trộn bột với một ít nước – điều này sẽ giúp các protein thẳng hàng.

Các protein gluten gồm các chuỗi ngắn và dài đủ để đáp ứng với các cấu trúc cuộn. Các nếp cuộn được cuộn lại với nhau thông qua các lực hấp dẫn giữa các vòng của cấu trúc cuộn mà chúng ta vẫn gọi là các liên kết hydrogen nội phân tử. Nhào và trộn phá vỡ lực hấp dẫn đó và sắp xếp các protein gluten.

Các liên kết giữa từng chuỗi gluten thông qua các nguyên tử sulfur lên một số amino acids tạo nên gluten. Khi các amino acids đó – hay còn gọi là cysteines – được gắn với nhau, các nguyên tử sulfur gắn với một nguyên tử khác, tạo ra một liên kết gọi là cầu nối disulfua.

Khi có nhiều và nhiều hơn các cysteines hình thành cầu nối disulfua với cysteines trên các protein lân cận, mạng lưới này tăng trưởng. Vì vậy, càng nhiều protein hiện diện và quá trình nhào lâu hơn, mạng lưới gluten càng trở nên mạnh hơn. Bột làm bánh mì chứa hàm lượng protein cao hơn – 12% đến 14% – các loại bột khác, vì vậy bột bánh mì thường có mạng lưới gluten mạnh hơn và nở nhiều hơn.

Các protein gliadin nhỏ hơn và đặc nhiều hơn protein gluten. Trong quá trình nhào bột, gliadin phân tán thông qua các polymer gluten. Trong khi gluten đem lại sự đàn hồi và độ dẻo dai cho bột nhào, các protein gliadin khiến cho bột nhào nhớt hay giống như dòng chảy chất lỏng và đậm đặc.

Dẻo dai và mềm mại

Việc cho thêm muối làm trung hòa bất kỳ thay đổi nào có thể hiện diện trong các protein. Nó tối thiểu hóa bất kỳ lực đẩy giữa các protein và mang chúng lại gần nhau hơn. Quá trình này khiến nước bị đẩy khỏi các protein, khiến các protein lại gần với nhau hơn và làm mạng lưới bền hơn. Vì vậy việc cho thêm muốn sẽ tạo ra một mạng lưới gắn kết chặt chẽ hơn và làm gia tăng độ kéo dãn cho bột nhào.

Chất béo như bơ hay margarine sẽ làm yếu đi, hay “mềm hóa” mạng lưới gluten. Cụ thể là các công thức đòi hỏi bạn trộn các loại chất béo đó vào bột trước khi đổ nước hoặc sữa. Điều này khiến cho chất béo như tấm áo phủ lên bột. Và bởi các loại chất béo là hydrophobic (kị nước), hay không thấm nước, quá trình này ngăn nước giúp mạng lưới gluten hình thành thông qua việc chạm đến các protein. Điều này dẫn đến một chiếc bánh mềm mại hơn.

Không có sự hình thành của mạng lưới gluten, những chiếc bánh được làm sẽ không dậy bột để trở thành những những tuyệt phẩm nhẹ bẫng, mềm mại và ngon lành như chúng ta thường yêu thích.

Thanh Lan tổng hợp

Nguồn: https://theconversation.com/thank-glutens-complex-chemistry-for-your-light-fluffy-baked-goods-216869

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0740002006001535

Tác giả