Leer. Weihenstephaner Institut für Getreideforschung (WIG) Dr. Margit Beck Geschäftsleitung. Postfach Freising

Transkript

1

2 Leer Weihenstephaner Institut für Getreideforschung (WIG) Dr. Margit Beck Geschäftsleitung Postfach Freising Mobil: +49 (0) Tel: +49 (0) Fax: +49 (0)

3 Programm Mittwoch, den Ab 8:00 Uhr Registrierung 09:15-09:30 Uhr Begrüßung Weihenstephaner Institut für Getreideforschung, Freising 09:30-10:30 Uhr Technologie Reine Formsache Mikrobielle Polysaccharide für Backwaren R. Vogel, Technische Universität München, Freising Entwicklung eines chemisch gelockerten Weizenbrotes und rheologische Charakterisierung des Einflusses von Phosphattriebmitteln auf die Teigstruktur C. Verheyen, M. Jekle, T. Becker, Technische Universität München, Freising 10:30-11:00 Uhr Kaffeepause 11:00-12:30 Uhr Aroma Vom Molekül zur reproduzierbaren Brotansprache Validierung des Wädenswiler Brotaromarades M. Kleinert, A. Bongartz, M. Kinner, Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Wädenswil Reduzierung des Kochsalzgehaltes von Weißbrot unter Beibehalt der Geschmacksqualität K. Konitzer, T. Pflaum, T. Hofmann, P. Köhler, Technische Universität München und Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Freising Verbesserung des Aromas glutenfreier Backwaren durch aromaaktive Backmittel auf Malzbasis G. Ratz, P. Köhler, P. Schieberle, Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Freising 12:30-14:00 Uhr Mittagspause 3

4 14:00-16:30 Uhr Hygiene Podiumsdiskussion: Hygiene und Unternehmerpflichten Moderation: H. Keil G. Behringer, K. Mändli, F. Preuß, H. Martell, M. Schirmer, ABS, Fulda 16:30-17:00 Uhr Kaffeepause 17:00-18:30 Uhr Neuigkeiten und Sonstiges Prämierung des studentischen Produktentwicklungswettbewerbs G. Rath, Budenheim, Budenheim am Rhein, M. Beck, Weihenstephaner Institut für Getreideforschung, Freising Vorstellung neuer Themenkomplexe M. Jekle, u.a., Technische Universität München, Freising Das hätten Sie jetzt nicht gedacht: Zahlen, Daten, Fakten, Spekulationen zur Bäckerbranche gesammelt, gerührt und geschüttelt K. Bernhard, Arzl im Pitztal Ab 19 Uhr Bayerischer Abend im Bräustüberl Weihenstephan 4

5 Donnerstag, den :00-10:30 Uhr Alternative Rohstoffe Untersuchung der Strukturkinetik von Weizenteigen mittels digitaler Oberflächenbetrachtung T. Becker, Technische Universität München, Freising Weizenschlempe Praxisnahe Einsatzmöglichkeiten eines protein- und ballststoffreichen Reststoffes in Backwaren M. Rückert, M. Zarnkow, M. Jekle, T. Becker, Technische Universität München, Freising Anwendung von fermentierten Mahlfraktionen zur Herstellung glutenfreier Quinoabrote M. Föste, M. Jekle, T. Becker, Technische Universität München, Freising 10:03-11:00 Uhr Kaffeepause 11:00-12:30 Uhr Roggen Bewertung der Verarbeitungseigenschaften von Roggen traditionell gebräuchliche Parameter, stoffliche Charakterisierung und Backverhalten U. Bindrich, Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.v., Quakenbrück, H. Kaiser, A. Voß, Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung e. V., Rehbrücke Bedeutung von Roggenkleie in Roggenbackwaren für die Praxis C. Döring, M. Jekle, T. Becker, Technische Universität München, Freising Enzymatische Prozess- und Qualitätsoptimierungen bei der Herstellung von Roggenmischbroten F. Schuhmann, DuPont Nutrition and Health, Brabrand 12:30-14:00 Uhr Mittagspause 14:00-15:00 Uhr Getreidechemie Detoxifizierung glutenhaltiger Rohstoffe mit prolinspezifischen Peptidasen T. Schwalb, H. Wieser, P. Köhler, Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Freising Spektralphotometrische und fluorimetrische Quantifizierung qualitätsrelevanter Proteinfraktionen in Weizenmehl S. Thanhäuser, H. Wieser, P. Köhler, Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Freising 5

6 Rückblick der 2. Frühjahrstagung des WIG in Freising-Weihenstephan Das Weihenstephaner Institut für Getreideforschung (WIG) veranstalte am 19. März 2013 in Freising-Weihenstephan ihre ersten Weihenstephaner Tage für Lebensmittelrecht und politik. Zusammen mit der nachfolgenden zweiten Frühjahrstagung des WIG am März 2013, die von Prof. Dr. Thomas Becker eröffnet wurde, verfolgten über 200 Personen die Vorträge. Nach der Eröffnung der zweiten Frühjahrstagung durch Herrn Prof. Dr. Thomas Becker sprach Herr Prof. Dr. Rudi Vogel (TUM, Freising) über das Thema Reine Formsache Mikrobielle Polysaccharide für Backwaren. Die Struktur von Backwaren ist durch unterschiedliche Netzwerke von Makromolekülen bestimmt. Hierzu gehören: - Protein-Netzwerke (Glutenine, Gluteline z. B. in Weizen) - Stärke (Amylose mit unterschiedlicher Verzweigung oder Granulastruktur) - Arabinoxylane (mit Quervernetzungen und Ferulasäureestern) sowie - zugesetzte oder in situ gebildete mikrobielle Exopolysaccharide (EPS) (von Milch- oder Essigsäurebakterien in Sauer- und Vorteigen). Innerhalb der EPS unterscheidet man Homopolysaccharide (HoPS) aus einem Typ von Zuckermonomer und Heteropolysaccharide (HePS) aus mehreren Typen von Monomeren. Besonders interessant für eine Anwendung in Sauerund Vorteigen als Backzutaten ist die in situ Bildung von EPS. Dabei können insbesondere hohe Mengen an HoPS nach Zugabe von Saccharose durch Milch- oder Essigsäurebakterien gebildet werden. Sichtbar werden diese Eigenschaften insbesondere in strukturschwachen glutenfreien Backwaren aus Reis und Buchweizen, in denen dieser Stamm sehr gut wächst und ausreichende Mengen an HoPS für eine in Anwendung in Backwaren liefert. 6

7 Anschließend präsentierte Herr Christoph Verheyen (TUM, Freising) neueste Ergebnisse über die Entwicklung eines chemisch gelockerten Weizenbrotes und rheologische Charakterisierung des Einflusses von Phosphattriebmitteln auf die Teigstruktur. Die Herstellung weizenbasierter Produkte mit einer soften und uniformen Porenstruktur erfordert die Anwendung eines Lockerungsverfahrens. Diese lassen sich nach biologischen (Saccharomyces cerevisiae), physikalischen (Aufschlagen und Wasserdampf) und chemischen (Backtriebmittel) Methoden klassifizieren. Das jeweilige Lockerungsverfahren wird heutzutage vorwiegend durch die Rezeptur oder die vorgegebenen Merkmale der Produkte bestimmt. So werden Brot und Kleingebäck grundsätzlich biologisch gelockert, wobei eine gleichbleibende Qualität der Produkte maßgeblich durch den nur schwer zu normierenden Hefemetabolismus bestimmt wird. Demgegenüber bietet die stöchiometrisch ablaufende CO 2 -Produktion chemischer Triebmittel eine Möglichkeit die Produkte hinsichtlich ihrer Gleichmäßigkeit zu verbessern. In diesem Forschungsvorhaben wurde ein Prozess zur Herstellung phosphatgelockerter Brote entwickelt, der im Vergleich zu hefegelockerten Weizengebäcken nahezu identische Qualitätskriterien aufweist. Im nachfolgenden Themenblock wurde der Bereich Aroma in Backwaren ausgiebig diskutiert. Zunächst erläuterte Herr Dr. Mathias Kinner (Züricher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Wädenswil) die Validierung des Wädenswiller Brotaromarades Vom Molekül zur reproduzierbaren Brotansprache. Bis heute konnten mehr als 500 Aromastoffe in Brot analytisch identifiziert werden. Um diese Aromenvielfalt besser kommunizieren zu können wurde 2009 an der ZHAW das Wädenswiler Brotaromarad entwickelt. Dabei handelt es sich um eine gegliederte Auflistung von sensorischen Attributen zur Beschreibung zur Beschreibung des Brotgeruch und -geschmack. Damit die Attribute aus einer solchen gegliederten Auflistung reproduzierbar und unmissverständlich verwendet werden können, muss ein Referenzsystem hinterlegt sein, welches das Training eines Panels ermöglicht. Dieses Referenzsystem stützt sich auf mehrere Säulen, welche durch Herrn Dr. Mathias Kinner vorgestellt wurden. 7

8 Frau Katharina Konitzer (TUM, Freising) referierte über die Reduzierung des Kochsalzgehaltes von Weißbrot unter Beibehalt der Geschmacksqualität. In zahlreichen wissenschaftlichen Studien konnte ein kausaler Zusammenhang zwischen einer erhöhten Kochsalzaufnahme und Hypertonie gezeigt werden. Aus diesem Grund gilt die in Europa, Japan und den USA übliche Salzaufnahme von 8-10 g/tag als Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen und Schlaganfall. Verzehrempfehlungen der WHO sehen daher zur Verbesserung des Gesundheitsstatus der Bevölkerung eine Reduktion auf 5 g Salz/Tag vor. In Deutschland entfallen 24 % der täglichen Salzzufuhr auf Brot und Getreideprodukte, verschiedene Strategien zur Kochsalzreduktion in Brot wurden bereits entwickelt. Bislang ist jedoch keine dieser Methoden zufriedenstellend, da Kochsalz in Backwaren einzigartige technologische und sensorische Funktionen erfüllt. Ziel der Arbeit war daher die Identifizierung der salzgeschmacksbestimmenden Parameter in Brotkrume um darauf aufbauend innovative Strategien zur Kochsalzreduktion in Brot zu entwickeln. Frau Gabriele Ratz (Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Freising) zeigte neue Erkenntnisse hinsichtlich der Verbesserung des Aromas glutenfreier Backwaren durch aromaaktive Backmittel auf Malzbasis. Die Zöliakie, eine der weltweit häufigsten Lebensmittelunverträglichkeiten, ist von einer schweren Schädigung der Dünndarmschleimhaut (Zottenatrophie) geprägt. Sie wird von Speicherproteinen (Gluten) aus Weizen, Roggen, Gerste und möglicherweise Hafer verursacht. Heutzutage gibt es als einzig mögliche Therapie die strikt glutenfreie Diät. Diese erlaubt den Zöliakie-Patienten weitestgehend beschwerdefrei zu leben. Demzufolge sind die Betroffenen auf glutenfreie Lebensmittel angewiesen. Auf dem Markt erhältliche Produkte stehen aufgrund ihrer fehlerhaften sensorischen Eigenschaften in der Kritik. Daher war das Ziel des Forschungsvorhabens die Herstellung glutenfreier Backwaren, die in ihren sensorischen Merkmalen den herkömmlichen glutenhaltigen Produkten weitgehend entsprechen. 8

9 Im Themenblock Hygiene fand eine Podiumsdiskussion über Hygiene und Unternehmerpflichten unter Moderation von Frau Hildegard Keil (f2m) mit namhaften Referenten (Günther Behringer, Konrad Mändli, Florian Preuß, Helmut Martell, Markus Schirmer, Prof. Dr. Thomas Becker, ABS, Fulda) statt. Die Referenten zeigten umfassend auf, dass die moderne Lebensmittelherstellung eine Vielzahl von zu- und abführenden betrieblichen Leitungssystemen benötigt, mit denen Stoffe und Gase transportiert werden (z.b. Wasser, Sirupe, Flüssigzutaten, Zu- und Abluft, Kühlmittel) und dass die hiermit verbundenen Risiken werden oft nicht wahrgenommen. Die Instandhaltung, Reinigung und Desinfektion dieser Systeme entspricht mitunter nicht den hygienischen Anforderungen, wie sie für eine ausreichende und sichere Produktstabilität erforderlich sind. Auch sind die Instandhaltungs-, Reinigungs- und Desinfektionsverfahren oft nicht so konzipiert, dass sie die Produktionsprozesse möglichst wenig beeinträchtigt werden, sodass sie betriebswirtschaftlich mehr als nötig zu Buche schlagen. Für die Beurteilung betrieblicher Leitungssysteme sind deren jeweilige Spezifika zu berücksichtigen, wie z.b. Wasserleitungssysteme, Zu- und Abluftsysteme, innerbetriebliche Luftflüsse, Zutatenzuführungen (Hefe, Sauerteig, Weizenvorteig, Salz, Sirup), Abflüsse (Gully, Abflussrohr, Kanäle, Fettabscheider und "Grenzflächenrisiken"). Die zu berücksichtigenden Gegebenheiten und Überlegungen wurden detailliert diskutiert. Im anschließenden Themenblock wurden verschiedene Neuigkeiten präsentiert. 9

10 Zunächst wurden unter Leitung von Frau Dr. Margit Beck (WIG, Freising) und Herrn Gideon Rath (Budenheim, Budenheim am Rhein) zwei studentische Teams für die besten Ideen zur Entwicklung neuer Produkte prämiert (Prämierung des studentischen Produktentwicklungswettbewerbs). Herr Dr. Mario Jekle (TUM, Freising) stellte daraufhin neue Themenkomplexe im Bereich der Getreideforschung dar. Herr Klaus Bernhard rundete den ersten Vortragstag mit seinem vielschichtigen und sehr interessanten Vortrag ab: Das hätten Sie jetzt nicht gedacht: Zahlen, Daten, Fakten, Spekulationen zur Bäckerbranche gesammelt, gerührt und geschüttelt. Im nachfolgenden Bayerischen Abend im Bräustüberl Weihenstephan konnten alle Teilnehmer bei gemütlichem Beisammensein neue Kontakte knüpfen und bestehende Kontakte mit deftigem Essen und Bier pflegen. Wie im letzten Jahr hatte hier auch der studentische Nachwuchs der Getreidewissenschaft aus Weihenstephan die Möglichkeit, sich und seine Arbeit kurz vorzustellen. Der zweite Vortragstag startete mit einem Vortrag von Herrn Prof. Dr. Becker (TUM, Freising) und der Untersuchung der Strukturkinetik von Weizenteigen mittels 10

11 digitaler Oberflächenbetrachtung. In diesem Projekt wurde auf Basis digitaler Oberflächenbetrachtung ein Prototyp zur nicht-invasiven und direkten Beurteilung der Strukturkinetik von Teigen entwickelt. Das Image- Processing-Tool bietet ein vom Knetsystem unabhängiges Verfahren zur Ermittlung der Teigattribute während der batchweisen Produktion. Die Nachrüstbarkeit an existierenden Anlagen könnte die Herstellungsqualität sichern und Fehlverläufe während der Produktion reduzieren. Frau Magdalena Rückert (TUM, Freising) referierte im Themenschwerpunkt Alternative Rohstoffe über Weizenschlempe Praxisnahe Einsatzmöglichkeiten eines protein- und ballststoffreichen Reststoffes in Backwaren. Zusammenfassend gesehen, besitzt der Zusatz von Weizenschlempe aus technologischer Sicht ähnliche Effekte wie der Zusatz von Kleie. Jedoch ist der ernährungsphysiologische Zusatznutzen solcher proteinund ballaststoffangereicherten Backwaren bedeutend, da bereits bei einer Zugabe von 10 % Weizenschlempe eine Auslobung des Ballaststoffgehaltes nach Health Claims möglich ist. Diese Arbeit soll einen ersten Einblick in den Rohstoff Weizenschlempe und deren Möglichkeiten zur Nutzung in Backwaren geben, sowie mit Weitblick auf das Potential solch nährwertangereicherter Produkte hinweisen. Im Anschluss daran sprach Frau Maike Föste (TUM, Freising) über neue Ergebnisse bei der Anwendung von fermentierten Mahlfraktionen zur Herstellung glutenfreier Quinoabrote. Die Anwendung von fermentierter Quinoakleie resultiert aufgrund der Teigfestigkeit in einer deutlich kompakteren Krumenstruktur. Fermentierte Quinoamehlteige führten aufgrund ihrer weicheren Teigbeschaffenheit zu einer gelockerten Brotkrume. In Abhängigkeit der Wünsche des Konsumenten lassen sich die Qualitätsparameter glutenfreier Brote durch den Einsatz von fermentierten Quinoamahlfraktionen somit zielgerichtet anpassen. 11

12 Im Themenblock Roggen wurde der Rohstoff Roggen sowie seine Verarbeitungseigenschaften detailliert beleuchtet. Zunächst stellte Herr Dr. Heinz Kaiser (Institut für Lebensmittelund Umweltforschung e. V., Rehbrücke) die Bewertung der Verarbeitungseigenschaften von Roggen traditionell gebräuchliche Parameter, stoffliche Charakterisierung und Backverhalten vor. Durch das Zusammenführen möglicher ursachenbezogener Merkmale mit dem Backverhalten und der Bewertung der Verkleisterungseigenschaften mit dem Mixolab soll eine Bewertungsgrundlage geschaffen werden, die mehr Sicherheit in der Rohstoffbeurteilung gibt und die die Definition von Brotroggen den tatsächlichen Erfordernissen anpasst. Herr Clemens Döring (TUM, Freising) zeigte nachfolgend die Bedeutung von Roggenkleie in Roggenbackwaren für die Praxis auf. Durch diese Arbeit werden der Praxis neue Anregungen und Möglichkeiten zur Verwendbarkeit und Verarbeitbarkeit von Roggenkleie in Backwaren gegeben. Gleichzeitig wird eine Möglichkeit zur Einbringung ernährungsphysiologisch wertvoller Bestandteile in Roggenbackwaren aufgezeigt. 12

13 Herr Frank Schuhmann (DuPont Nutrition and Health, Brabrand) referierte über enzymatische Prozess- und Qualitätsoptimierungen bei der Herstellung von Roggenmischbroten. Tägliche Herausforderungen an unsere Bäckereien sind die Einhaltung spezifizierter Produktqualitäten und konstante Produktionsabläufe. Vor allem der Handel akzeptiert keine signifikanten Abweichungen in den Produkteigenschaften bzw. der Produktqualitäten. Zur Herausforderung werden daher die Schwankungen unserer natürlichen Rohstoffe wie Mehl und Sauerteig. Durch eine produktions- und rohstoffspezifische Auswahl geeigneter Enzymsysteme können sowohl gewünschte Produktqualitäten eingestellt als auch Qualitätsschwankungen minimiert werden. Im letzten Themenkomplexe sprach Frau Teresa Schwalb (DFA, Freising) über Detoxifizierung glutenhaltiger Rohstoffe mit prolinspezifischen Peptidasen. In den letzten Jahren wurde für eine Vielzahl von Peptidasen aus Pilzen und Bakterien gezeigt, dass sie das Potenzial zur Detoxifizierung glutenhaltiger Lebensmittel und Rohstoffe haben. Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass eine glutenspezifische Peptidasenaktivität auch durch die Keimung von Getreide induziert werden kann und dass diese Enzyme in der Kleie angereichert sind. Indes ist auf dem Markt noch ein anderes Enzym namens AN-PEP erhältlich, eine Prolylendopeptidase aus Aspergillus niger, welche direkt in die Fermentationslösung abgeschieden wird, ein saures ph-optimum aufweist und in Lebensmittelqualität produziert werden kann. Das Ziel der durchgeführten Studie war der Vergleich der Aktivitäten von endogenen Enzymen aus gekeimtem Getreide und der im Handel erhältlichen Peptidase AN-PEP. 13

14 Frau Silvia Thanhäuser (DFA, Freising) referierte über spektralphotometrische und fluorimetrische Quantifizierung qualitätsrelevanter Proteinfraktionen in Weizenmehl. Kleberqualität und quantität sind die wichtigsten Parameter zur Beurteilung der Backqualität von Weizenmehl. Letzten Endes liefert nur der Backversuch zweifelsfreie Informationen über die Backqualität von Weizenmehl, allerdings ist dessen Durchführung zeitaufwändig und arbeitsintensiv, so dass er in der Qualitätskontrolle nicht standardmäßig angewandt wird. Daher wurde versucht, die Backfähigkeit von Weizenmehl mit einfach zu bestimmenden Proteinparametern des Mehles zu korrelieren und daraus Rückschlüsse auf die backtechnischen Eigenschaften zu ziehen. Impressionen Kommunikation am Mittagstisch: 14

15 Der Vortragssaal: 15

16 16 Das WIG Team:

17 Das Weihenstephaner Institut für Getreideforschung (WIG) Motivation und Leitideen - Initiierung und Durchführung von Forschungsprojekten - Multiplikation und Hebel von eingesetzten Industrieressourcen durch öffentliche Forschungsförderung - Kooperation von getreidewissenschaftlichen Forschergruppen - Ideenbörse für zukunftsorientierte Fragestellungen in der Getreidewissenschaft - Sichtbarmachung der Getreidewissenschaft - Identitätsstiftende Institution und Ansprechpartner in getreidewissenschaftlichen Themenfeldern, u. a. durch Branchentreffen an jährlichen Tagungen - Kooperationsplattform und Wissens-bzw. Technologietransferzentrum für getreidewissenschaftliche Innovationen - Nachwuchsförderung und Auszeichnung besonderer Leistungen Mehrwert für Mitglieder - Innovative Forschungsansätze, sowohl auf technologischer und analytischer als auch auf anwendungsorientierter Basis - Selbstkostenpreis für Auftragsanalytik und Tagungen - Fachkundige Ansprechpartner und Problemlöser für industrielle Partner und institutionelle Fördermitglieder - Lösungen für industrielle Problemstellungen, Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Praxis - Jährliche Tagungen - Aktive Forschungsgestaltung durch die Industrie - Vergabe eines Zertifikats an Forschungsförderer 17