 Backwaren & Confiserie: Tipps & Wissen | ||
| Backwaren & Confiserie Forschung: Backfähigkeit von Roggenmehlen
Die Backfähigkeit von Roggenmehlen ist trotz backfähigeren Roggensorten auf Grund eines im Vergleich zum Weizenmehl nicht ausgebildeten Proteinnetzwerkes sowie eines deutlich höheren Arabinoxylananteiles (Schleimstoffe) vor allem bei der Herstellung von reinen Roggenbroten immer noch eingeschränkt. Aus diesem Grund forscht ein Team von Wissenschaftlern der Arbeitsgruppe Getreideverfahrenstechnik des Lehrstuhles für Brau- und Getränketechnologie (BGT) der TU München und des Hans-Dieter-Belitz-Instituts für Mehl- und Eiweissforschung (HDBI) in Freising gemeinsam im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Ziel des Forschungsvorhabens ist es dabei nicht nur die Backfähigkeit und somit die Endproduktqualität von Roggenbroten mit dem gezielten Einsatz geeigneter Enzyme zu verbessern, sondern auch den Einfluss bestimmter Roggenmehlbestandteile während der Teigausbildung (Proteinverknüpfung) und während des Backvorgangs zu ermitteln und darzustellen. Durch die Erkenntnis des Einflusses der einzelnen Bestandteile auf den Herstellungsprozess soll dieser zukünftig besser und leichter steuerbar sein. Von den Ergebnissen können nicht nur Backwarenhersteller profitieren, indem sie eine gleichbleibend hohe Gebäckqualität garantieren können, sondern auch getreidevermahlende Unternehmen, welche ihren Absatz am Produkt Roggenmehl erhöhen können. (Text: Backspiegel) Optimierung der Strukturbildung von Roggenteigen Die Herstellung von Roggenbrot weist im Vergleich zu Weizenbrot Besonderheiten auf, da Roggenteige im Gegensatz zu Weizenteigen keinen zusammenhängenden Kleber ausbilden und daher eine verringerte Viskoelastizität aufweisen. Eine weiteres Merkmal von Roggenteigen ist der hohe Anteil an Pentosanen, die insbesondere bei sauren pHWerten das 5-20fache ihres Eigengewichtes an Wasser binden können, wodurch sie die Teigviskosität erhöhen und zum Backverhalten von Roggengebäcken beitragen. Pentosane gehören zu den Hemicellulosen und bestehen aus den beiden Polysacchariden Arabinoxylan (AX) und Arabinogalactan. AX machen mit etwa 70 % den Grossteil der Pentosane aus (30 % Arabinogalactan). Der AX-Gehalt von Roggen beträgt ca. 8-12 %, im Weizen nur etwa 5-6 %. Neben den geschilderten Wirkungen der AX auf das Backverhalten von Roggenmehl beeinflussen insbesondere die wasserunlöslichen AX (75 %) das Gashaltevermögen der Teige und somit das Endproduktvolumen nachteilig. Zudem führt die starke Wasserbindung der AX zu einer feucht-schmierigen Teigoberfläche sowie zu über-wiegend plastischen, schwierig zu verarbeitenden Teigen. Dem könnte die Ausbildung einer kontinuierlichen, kleberähnlichen Proteinphase entgegenwirken, was bei nativen Roggenmehlen im Gegensatz zu rekonstituierten Roggenmehlen ohne Pentosane) jedoch nicht stattfindet. Zwei Gründe sind für die nicht ausreichende Ausbildung eines kleberartigen Proteinnetzwerkes bei Roggen verantwortlich: (1) Die im Vergleich zu Weizen unterschiedliche Protein- bzw. Disulfidstruktur und (2) der im Vergleich zu Weizen deutlich höhere Gehalt an AX. Erstere führt zu einer schlechten Vernetzung der Roggenproteine und letzterer stört deren Aggregation von Proteinstrukturen durch die Ausbildung schleimartiger Schichten um die Mehlpartikeln beim Anteigen. Damit wird die Ausbildung einer stabilen und dennoch gut gelockerten Krume bei Roggenbrot verhindert. Hieraus kann daher abgeleitet werden, dass eine gezielte partielle Hydrolyse der Roggen-AX mit geeigneten Enzymen die Schleimschichten beseitigen und damit die Aggregation der Roggenproteine ermöglichen würde. Ein gezielter Abbau würde Rest-AX-Gehalte von ca. 3 % anstreben, um die positiven Auswirkungen dieser Inhaltsstoffe auf die Wasserbindung und die Viskosität zu erhalten. Die Proteinaggregation könnte dann durch zusätzliche Vernetzung mit dem Enzym Transglutaminase (TG) noch verbessert werden, um somit eine Protein-, Teig- und Brotstruktur zu erzielen, ähnlich wie bei der Verarbeitung von Weizen. Die gezielte partielle Enzymhydrolyse der AX des Roggenmehles mit anschliessender Verknüpfung der Proteine mit proteinvernetzenden Enzymen (TG) wurde sowohl zur wissenschaftlichen Analyse der Protein-Pentosan-Wechselwirkung als auch zur Optimierung der Backtechnologie bei Roggenteigen bislang nicht verfolgt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, aufbauend auf den Ergebnissen des Forschungsvorhabens AiF 15457 N die rheologischen und backtechnischen Eigenschaften von Roggenmehl durch enzymatische Modifizierung so zu verbessern, dass im Vergleich zu unbehandeltem Roggenmehl Teige mit verringerter Klebrigkeit und verbesserter Maschinengängigkeit erhalten werden, die beim Backen ein erhöhtes Brotvolumen sowie eine verbesserte Krumenstruktur und -elastizität liefern. Wirt schaftliche Bedeutung: Derzeit machen Roggen- und Roggenmischbrote mit etwa 2,83 Mrd. € ca. ein Fünftel des Gesamtjahresumsatzes des Backwarenmarktes aus. Der Durchschnittspreis für ein Kilo Roggen- bzw. Roggenmischbrot lag 2009 bei ca. 2 €. Aufgrund der verminderten Proteinstrukturausbildung wirken sich Produktionsfehler bei der Herstellung und der Aufarbeitung von Roggenteigen wesentlich stärker aus (Strukturabweichungen, Texturabweichungen) als dies bei Weizenteigen der Fall ist. Durch die Aufklärung des technologischen Einflusses von Arabinoxylan und von Vernetzungsagenzien, wie Transglutaminase, auf das Proteinnetzwerk von Roggen wird der Backwarenindustrie die Möglichkeit gegeben, diesen Produktionsfehlern entgegenzuwirken. Gleichzeitig wird den Unternehmen eine Basis für die Entwicklung neuer Roggenbackwaren gegeben. Zudem würde die technologische Aufwertung sowie die sensorische Neugestaltung das Absatzvolumen von Backwaren aus Roggen steigern. Die Backwarenindustrie in Deutschland ist nach wie vor mit ca. 15.000 handwerklichen Betrieben und ca. 292.000 Mitarbeitern mittelständisch geprägt (Stand 2009). Zwar sank die Zahl der Betriebe im Gegensatz zum Vorjahr um 2,2 %, jedoch erhöhte sich die Zahl der Filialen pro Betrieb. Gerade kleine und mittelständische Betriebe könnten sich auf der Basis der Ergebnisse mit innovativen Produkten in Herstellung und Geschmack ein eigenständiges Profil verschaffen. (Text: Technische Universität München Wissenschaftszentrum Weihenstephan WZW) Koordinierung: Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI), Bonn Forschungsstelle I: Technische Universität München Wissenschaftszentrum Weihenstephan WZW, Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie, Prof. Dr. T. Becker/Dipl.-Ing. M. Jekle Forschungsstelle II: Hans-Dieter-Belitz-Institut für Mehl- und Eiweissforschung e.V. (hdbi), Freising, Prof. Dr. Dr. P. Schieberle/Prof. Dr. P. Köhler Industriegruppen: Verband Deutscher Mühlen e.V. (VDM), Bonn Verein der Förderer des Hans-Dieter-Belitz-Instituts für Mehl- und Eiweissforschung e.V. (hdbi), Freising Projektkoordinator: C. Kessler Carl Künkele zur Schapfenmühle GmbH & Co. KG, Ulm-Jungingen Laufzeit: 2011 – 2013 Zuwendungssumme: € 456.300,-- (Förderung durch BMWi via AiF/FEI) | ||
