GlutoPeak. Schnellmethode zur Messung der Glutenqualität Anwendungshandbuch. Qualität ist messbar.

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1 GlutoPeak Schnellmethode zur Messung der Glutenqualität Anwendungshandbuch Qualität ist messbar.

2 Inhalt Der GlutoPeak... 1 Allgemeines... 1 Anwendungsbereiche... 1 Zielgruppen... 1 Vorteile... 2 Nutzen... 2 Funktionsprinzip... 3 Prüfverfahren... 4 Technische Daten... 5 Rapid Flour Check: Präzise Mehlanalyse in kürzester Zeit... 5 Prinzip... 5 Durchführung... 6 Reproduzierbarkeit... 7 Bilanz: Mit dem GlutoPeak Ressourcen einsparen... 8 Rapid Gluten Check: Vitalgluten schnell und zuverlässig analysieren... 9 Prinzip... 9 Durchführung... 9 Auswertung... 10

3 Der GlutoPeak Allgemeines Der Brabender GlutoPeak ist ein Rheometer, mit dem sich die Gluten-Qualität beim Mehl und Vitalkleber im Schnellverfahren bestimmen lässt. Mit Hilfe der Ergebnisse ist es möglich, innerhalb kurzer Zeit einen ersten Eindruck über die Eignung eines Rohstoffs für einen bestimmten Verwendungszweck zu gewinnen. Bei typischen Mehlen können dabei bis zu 10 Tests pro Stunde durchgeführt werden. Anwendungsbereiche Mehl Schrot Vitalgluten Backmischungen Zielgruppen Getreidezüchter und -händler Mühlen und Bäckereien Stärkeproduzenten Forschungsinstitute In folgenden Stufen der Kette der Getreideproduktion und verarbeitung kann der GlutoPeak sinnvoll eingesetzt werden: Bei Züchtern kann er zum Screening der Getreidequalitäten dienen, wobei hier insbesondere die kleine Probenmenge von Interesse ist. Getreidehändler und Mühlen können den GlutoPeak einsetzen, um ihren Wareneingang und die Silobelegung effizient zu gestalten, oder um innerhalb der Mühle Prozessanpassungen zu kontrollieren. Bäckereien können das Gerät zur raschen Wareneingangskontrolle und zur Prüfung von Spezifikationen nutzen. 1

4 Vorteile Schnelle Durchführung (1-10 min) Kleine Probenmenge (3-10 g) Einfache Handhabung Nutzen Zeitersparnis: o Schneller Überblick über die Qualität und Verarbeitungseigenschaften der analysierten Rohstoffe o Schnelle Entscheidung über die Silobelegung o Verkürzung der Durchlaufzeit im Wareneingang Materialersparnis durch kleine Probenmengen Sicherung gleichbleibender Endproduktqualität Abbildung 1: Brabender GlutoPeak 2

5 Funktionsprinzip Gliadin und Glutenin sind die beiden Hauptproteinfraktionen von Getreidekörnern und deren Mahlprodukten, in Kombination werden diese auch Gluten genannt. In Verbindung mit Wasser bilden sie während des Knetvorgangs ein Proteinnetz, welches je nach Teigzusammensetzung, Temperatur, Bearbeitungszeit und Knetgeschwindigkeit unterschiedlich stark ausgeprägt sein kann. Mit Hilfe des GlutoPeak wird während einer Messung bei konstanter Temperatur und Drehzahl die zu untersuchende Probe mit destilliertem Wasser vermischt. Während des Knetvorgangs bildet sich nach einer bestimmten Zeit schlagartig ein uniformes Glutennetzwerk aus. Die Suspension verfestigt sich. Man spricht hier auch von 3

6 Aggregation. Aufgrund der strukturellen Veränderung steigt gleichzeitig das Drehmoment des Paddels. Dieses wird grafisch als Peak im Mehlkurven-Diagramm abgebildet. Durch anhaltende Rotation des Messpaddels werden die Kleberproteine zunächst gleichmäßig im Probentopf verteilt, daraufhin verliert das Glutennetzwerk an Stabilität und wird wieder abgebaut. Die Peakzeiten werden in Sekunden gemessen und liegen in der Größenordnung von 60 bis 600 s. Eine Messung kann dabei in der Zeit von 1-10 min durchgeführt werden. Nach Beendigung des Versuchs werden die Ergebnisse von der Software automatisch ausgewertet. Anhand der erstellten Drehmomentkurve kann ein für die Probe typischer Verlauf abgelesen werden. Vor allem bei starkem Gluten können sehr schnelle, hohe Peaks gemessen werden. Bei schwachem Gluten sind späte, flache oder im Extremfall auch gar keine Peaks zu erwarten. Mit Hilfe der Ergebnisse können Muster schnell charakterisiert und mit Spezifikationen abgeglichen werden (Abb. 2). Brot Kuchen Waffelhörnchen Abbildung 2: Typische Mehlkurven für verschiedene Anwendungen: Prüfverfahren Die Bedienung des GlutoPeak ist einfach und schnell erklärt (Abb. 3): 1. Der GlutoPeak und das Thermostat werden eingeschaltet. Das Wasserbad wird auf die entsprechende Temperatur eingestellt. 2. Der Probenname, die Feuchte und der Anwendername werden in die Messsoftware eingepflegt. Das Paddel wird in den GlutoPeak eingehängt. 3. Destilliertes Wasser wird in den Probentopf eingewogen. Dieser wird anschließend in das Gerät eingesetzt. Die Dosierung kann auch mit einer halbautomatischen Pipette erfolgen. 4

7 4. Die zu untersuchende Probe wird abgewogen und zusätzlich in den Probentopf gefüllt. 5. Nach Aktivierung der Software wird zum Starten der Messung der Messkopf manuell heruntergedrückt. Die Probe wird durch das Paddel bei konstanter Drehzahl mit dem destillierten Wasser durchmischt. Das zeitabhängige Drehmoment wird von der Software aufgezeichnet. 6. Nach Beendigung der Messung wird der Messkopf wieder hochgefahren. Probenbecher und Paddel können bequem gereinigt werden Abbildung 3: Arbeitsschritte GlutoPeak Technische Daten Drehzahl min -1 PC- Anschluss USB Netzanschluss 230 V+N+PE; 50/60 Hz; 1,25 A; 0,3 kw 155 V+PE; 50/60 Hz; 2,5 A; 0,3 kw Abmessungen 460 x 920 x 350 mm (B x H x T) Gewicht (ca.) 32 kg Rapid Flour Check: Präzise Mehlanalyse in kürzester Zeit Prinzip Der Rapid Flour Check ist eine neue Methode, mit der sich die GlutoPeak - Messergebnisse noch genauer auswerten lassen. Durch sie ist es möglich, Proteingehalt, Feuchtkleber, Wasseraufnahme und W-Wert von Mehl oder Schrot in guter Annäherung schnell zu bestimmen (Abb.4). Somit kann in kürzester Zeit ein Überblick über die Qualität von Getreidelieferungen gewonnen, schnell über die Qualität von Rohstoffen entschieden und in der Mühle eine Einlagerungsentscheidung 5

8 (Silobelegung) getroffen werden. Besonders für Weizenzüchter, Getreidehändler, Müller und Bäcker ist die Anwendung des neuen Systems auf Grund der geringen Probenmenge, kurzen Messzeit und einfachen Handhabung sehr vorteilhaft. Abbildung 4: Rapid Flour Check Durchführung Für die Untersuchung werden lediglich 9 g der Probe und 9 g destilliertes Wasser benötigt. Das Gerät wird für die Messungen mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 2750 min -1 und einer Temperatur von 36 C betrieben. Die Testzeit beträgt dabei weniger als 5 min. Tabelle 1: Parameter zur Durchführung der Glutenmethode Material / Menge 9 g destilliertes Wasser + 9 g Mehl Temperatur 36 C Drehzahl Dauer 2750 min sec. 6

9 Reproduzierbarkeit Für den GlutoPeak lassen sich folgende Korrelationswerte und statistische Auswertung angeben (Übersicht in Tab. 2 + Beispiel für die Alveograph-Korrelation in Abb. 4 + Tabelle 3: Betriebsdaten GlutoPeak): Tabelle 2: GlutoPeak Korrelationen Korrelation (r) Protein Feuchtkleber W-Wert Wasseraufnahme GlutoPeak Protein 0,89 GlutoPeak Feuchtkleber 0,89 GlutoPeak W-Wert 0,92 GlutoPeak Wasseraufnahme 0,89 n=45 Abbildung 5: Korrelation von GlutoPeak W-Wert vs. Alveograph W-Wert Tabelle 3: Betriebsdaten GlutoPeak Parameter Spannweite Standardabweichung Streuung Protein 10,5 15,0% 0,46 +/- 0,8 Feuchtkleber 22 30% 1 +/- 2,3 W-Wert J/ ,7 +/- 43 Wasseraufnahme 55 63% 1,5 +/- 2,8 7

10 Bilanz: Mit dem GlutoPeak Ressourcen einsparen Der GlutoPeak ist eine innovative Schnellmethode zum Screening von Getreide und Mehl. Er erweitert das Portfolio der klassischen Analytik und ermöglicht eine effiziente Prozessgestaltung im Wareneingang und in der Produktion. Kunden berichten, dass sich ihre Zeiten im Wareneingang durch den Einsatz des GlutoPeak maßgeblich verkürzt haben und die Entscheidungen über die Silobelegung beschleunigt wurde. Durch die neue Rapid Flour Check-Auswertung erhält der Kunde nun die Möglichkeit, den GlutoPeak zur direkten Bestimmung definierter Parameter wie z. B. dem Proteingehalt, zu nutzen. Durch den Einsatz des GlutoPeak kann im Gegensatz zu den bisherigen Messverfahren sowohl viel Zeit als auch Geld eingespart werden: Übersicht 1 - Zeitersparnis Testzeit Farino+Glutomatic (25 min.) + Alveograph (40 min.) = 65 min. Testzeit GlutoPeak = 5 min Zeitersparnis = 60 min. 8

11 Rapid Gluten Check: Vitalgluten schnell und zuverlässig analysieren Prinzip Diese Vorgehensweise wird zum einen angewandt, um die Rohstoffqualität von Vitalgluten zu ermitteln. Zum dient sie zur Ermittlun des optimalen Energieeintrags und der bestmöglichen Knetdauer bei der Produktion von Gluten während der Separation aus Mehl. Um eine gute Ausbildung des Glutennetzwerkes zu begünstigen und aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten, werden bei diesem Verfahren zunächst die zu untersuchenden Vitalgluten zusammen mit Zucker und einer NaCl-Lösung vorgemischt, ruhen gelassen und erst anschließend bei hoher Drehzahl durchmischt. Besonders für Stärke- bzw. Glutenhersteller oder Produzenten von Fleischimitaten liefern die Messergebnisse aufschlussreiche Erkenntnisse in Bezug auf Qualität und Verarbeitungsmöglichkeiten von unterschiedlichen Gluten-Chargen. Durchführung Für die Untersuchung werden 6 g NaCl-Lösung (1,6%), 2,7 g Vitalkleber und 1,3 g Zucker abgewogen und zusammen in den Probentopf gefüllt. Das Wasserbad wird für die Messung auf 32 C eingestellt. Sind alle Vorbereitungen getroffen, werden die Zutaten eine Minute lang bei einer Drehzahlgeschwindigkeit von 500 rpm vorgemischt. Anschließend ruht die Probe für zwei Minuten, bevor sie für weitere zehn Minuten mit einer Drehzahlgeschwindigkeit von rpm weiter vermischt wird (Tab. 3). Tabelle 4: Daten zur Durchführung der Glutenmethode Material / Menge 2,7 g Vitalgluten + 1,3 g Zucker + 6 g NaCl (1,6%) Temperatur 32 C Drehzahl Dauer 300 min-1 für 60 sec. 0 min-1 für 120 sec min-1 für 600 sec. 780 sec. 9

12 Auswertung PMT Abbildung 6: Drehmomentkurve von BB1 Gluten Der PMT-Punkt (Peak-Maximum-Time) beschreibt die Zeit, in der das Glutennetzwerk am stärksten ausgebildet ist und die Drehmomentkurve ihr Maximum erreicht (Abb. 5). Er hilft dabei, die optimale Knetdauer für eine Gluten-Charge festzulegen. Dadurch vermeidet man eine Über- oder Unterknetung des Glutens. Die aus dem Gluten hergestellten Endprodukte haben eine gleichbleibende Qualität. Des Weiteren ist dieser Wert nützlich, um Prozessabläufe zu optimieren und wertvolle Arbeitszeit bzw. Produktionskosten einzusparen. Aus dem Integral der Drehmomentkurve lässt sich im Bereich vom Messbeginn bis zum PMT-Punkt der benötigte Gesamtenergieeintrag des Knetprozesses ermitteln (Abb. 5). Aus ihm kann geschlossen werden, mit welcher Leistung eine Maschine gefahren werden muss, um ein bestimmtes Erzeugnis zu erhalten. Betriebseinstellungen von Vorversuchen am GlutoPeak können auch auf große Maschinen übertragen werden. 10

13 Ausblick: Die Software des GlutoPeak wird kontinuierlich weiterentwickelt. Für die Zukunft sind neue Methoden zur Analyse weiterer Rohstoffe, wie z. B. Schrot, geplant. Durch die zukünftigen Metabridge Erweiterung wird der GLutoPeak nicht nur schnell sondern auch flexible werden. Wenn Sie glauben, dass der GlutoPeak auch Sie schneller macht, dann sprechen Sie uns an. Wir freuen uns über Ihre Rückmeldung unter: 11

14 Brabender GmbH & Co. KG Kulturstr Duisburg Germany Tel.: Brabender -Vertretungen weltweit Brabender GmbH & Co. KG Alle Warenzeichen sind registriert. Änderungen in Design und Technik ohne Ankündigung vorbehalten