Sauerteige aus Pseudocerealien

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Imke Krämer
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1 Sauerteige aus Pseudocerealien Martin Mitzscherling, Andreas Houben, Thomas Becker Universität Hohenheim 59. Tagung für Getreidechemie Detmold, 19. Juni 2008

2 Gliederung 1. Pseudocerealien 2. Rheologische Eigenschaften bei der Brotbereitung 3. Getreidetechnologische Nachteile der Pseudocerealienverarbeitung 4. Rheologisches Verhalten von Pseudocerealien 5. Möglichkeiten zur Variation des rheologischen Verhaltens 6. Zusammenfassung

3 Was sind Pseudocerealien? gehören nicht zu den einkeimblättrigen Kultur-Grasarten sind zweikeimblättrige Pflanzenarten, die botanisch verschiedenen Pflanzenfamilien angehören Früchte sind meist sehr reich an Stärke, Eiweiß, Mineralstoffen und Fett bekannte Pseudocerealien sind Amarant, Buchweizen und Quinoa eignen sich für eine glutenfreie Ernährung

4 Nachteile bei der Verwendung von Pseudocerealien kaum Gashaltevermögen Abbacken der Kruste glitschige Krume kompakte Krume kleine Volumina -> keine Eigenbackfähigkeit

Rheologische Vorgänge für die Gasrückhaltung Hochviskoses Medium mit entsprechender Festigkeit und Stand Durch Mischungsvorgänge und Umstrukturierungsvorgänge bzw.

5 Rheologische Vorgänge für die Gasrückhaltung Hochviskoses Medium mit entsprechender Festigkeit und Stand Durch Mischungsvorgänge und Umstrukturierungsvorgänge bzw. orientierung entstehen Grenzflächen Eingebrachter Gasanteil erhöht den Druck im Gaskeim Viskosität der Teigmasse muss Gasdruck aufnehmen können Fließfähigkeit der Membranen muss einer Vergrößerung der Oberfläche bei gleichzeitigem Erhalt der Grenzfläche ermöglichen Rückstellkräfte des elastischen Anteils stabilisieren die Struktur Migration und Permeation der Gasmoleküle muss verhindert werden, um Koaleszenz zu vermeiden

6 CO2-Bildung und Volumenentwicklung Weizenteig Amaranthteig Gleiches Gasbildungsvermögen Kaum Gashaltevermögen bei Amaranth

7 Fließverhalten viskoelastischer Fluide Elastizität y dx Viskosität y du y =dx/d t dy dy x γ = dx dy x Scherdeformation Deformationsgeschwindigkeit γ& = dx dtdy = du dy x τ = G( γ, t) τ τ τ = η ( & τ γ, t) τ = Gγ Hookscher Körper H G τ N η τ τ = η γ Newtonsches Fluid τ &

8 Komplexe Viskosität Spannung und Deformation laufen nicht in der gleichen Phase G : Speichermodul = Hook scher Anteil G : Verlustmodul = Newtonscher Anteil G G*(ω) Ortskurve δ(ω) In der komplexen Ebene stehen G und G senkrecht zueinander Vektorielle Addition der beiden Größen ist G* Maßzahl für die Festigkeit G 2 G * = ( G + G Komplexer Schubmodul 2 ) G tanδ = G Phasenwinkel

9 Oszillationsmessung 2-Platten-System geregelte Schubspannung als Sinusfunktion Speichermodul G : Maß für die gespeicherte Deformationsenergie; elastisches Verhalten der Probe Verlustmodul G : Maß für die verbrauchte Deformationsenergie; viskoses Verhalten der Probe Komplexer Schubmodul G*: Maß für die Steifigkeit der Probe Phasenwinkel δ: Maß für den Elastizitätsanteil 6 Verlustmodul G'' 5 4 G* δ Speichermodul G'

10 Kriech-Erholungsversuch Schubspannung τ Deformation γ Komplianz (Kriechnachgiebigkeit) J = γ τ γ e : elastischer Anteil γ V : viskoser Anteil als 0 Maßzahl für die Teigfestigkeit 0

11 Oszillationsmessung an Weizensorten (Ziel) 3 verschiedene Weizenqualitäten 1 handelsübliches WM 550 Type 550 steigende Frequenz alle vier Weizensorten zeigen viskoelastisches Verhalten höhere Weizenqualität zeigt bei steigender Belastung eine höhere Viskosität

12 Kriech-Erholungsversuch Weizen-Amaranth Weizen Weizenteige sind weicher als Amaranthteige 57% elastischer Anteil Weizen, 65% elastischer Anteil Amaranth

13 Kriechversuch Weizen/Amarantgemische Amarantanteil 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% elastischer Anteil [%] 50,3 55,7 53,7 52,0 50,7 50,7 53,9 55,3 57,0 61,5 65,1 viskoser Anteil [%] 49,7 44,3 46,3 48,0 49,3 49,3 46,1 44,7 43,0 38,5 34,9

14 Möglichkeit zur Reduzierung der tech. Nachteile: Fermentation Vorteile der traditionellen Sauerteigverwendung: Erhöhte Gärtätigkeit Größeres Volumen Durch ph-wertabsenkung Hemmung der Amylase Sensorische Vorteile (Geschmack, Geruch) Texturregulierung Bessere Schnittfestigkeit Längere Frischhaltung Bessere Verdaubarkeit

15 Kriechversuch: Amarant mit Milchsäurezugabe (ml/kg Mehl) Amarantanteil 0 ml 2 ml 4 ml 6 ml 8 ml 10 ml 12 ml 14 ml 16 ml 18 ml 20 ml elastischer Anteil [%] viskoser Anteil [%] 65,4 66,4 66,5 66,9 66,9 64,9 63,4 64,6 63,4 64,6 63,9 34,6 33,6 33,5 33,1 33,4 35,1 36,6 35,4 36,6 35,4 36,1

16 Frequency Sweep: Amaranth fermentiert mit Lactobacillus paralimentarius Pa 1, , , , , , Verlustmodul G'' 1, , Hz 10 Hz Pa Speichermodul G' Amaranth 0% Al28-10% Al28-20% Al28-30% Al28-40% Al28-50% Bei steigendem Sauerteiganteil sinkt die Elastizität

17 Kriechversuch: Amaranth fermentiert mit Lactobacillus paralimentarius Elastischer Anteil[%] Viskoser Anteil [%] 0% 20% 50% 65, , Time [s] Aufgrund des Strukturabbaus wird der Teig weicher Verlust an Elastizität

18 Frequency Sweep of Amaranth fermented by Lactobacillus plantarum Pa 1, , , , , , , Verlustmodul G'' 1, Hz 10 Hz Pa Speichermodul G' Amaranth 0% Al30-10% Al30-20% Al30-30% Al30-40% Al30-50% gleiche Beobachtungen auch bei der Verwendung von Lactobacillus plantarum

19 Kriecherholungstest von Amaranth fermentiert mit Lactobacillus plantarum 0% 20% 50% Elastic part [%] 65,4 50,05 54 Viscous part [%] 34,6 49,

20 Frequency Sweep bei 50% Versäuerung des Amaranths mit verscheidenen Startern Pa 1, , , , , , , Verlustmodul G'' 1, Hz 10 Hz Pa Speichermodul G' Amaranth 0% Al28-50% Al30-50% Al28Al30-50%

21 Kriech-Erholungsversuch: Hirse mit Lactobacillus paralimentarius fermentiert d ff Elastischer Anteil [%] Viskoser Anteil [%] 0% 20% 50% Auch bei Hirse Elastizitätsabbau durch Verwendung von Sauerteig Struktur und Stabilitätsabbau

22 Oszillationsmessung: Amarant mit Transglutaminase (U/kg Mehl) Transglutaminasezugabe erhöht die Elastizität der Proben je länger das Enzym einwirken kann, desto höher die Elastizität

23 Kriechversuch: 100% Amarant mit Transglutaminase (U/kg Mehl) Amarantanteil 0 Units 300 Units 600 Units 900 Units 1200 Units 1500 Units 1800 Units 2100 Units 2400 Units 2700 Units elastischer Anteil [%] viskoser Anteil [%] 65,1 69,0 73,1 74,8 76,2 77,3 77,8 79,0 78,2 78,0 34,9 31,0 26,9 25,2 23,8 22,7 22,2 21,0 21,8 22,0

24 Zusammenfassung Pseudocerealien erhöhen die Elastizität von Teig Sie erhöhen auch die Festigkeit von Teig Die Zugabe von Milchsäure erhöht die Festigkeit von Teig Die Fermentation führt zu einer Verminderung von Festigkeit und Elastizität Transglutaminase ergib festere Teige mit höherer Elastizität Die richtige Kombination von Sauerteig (teigerweichend) und Transglutaminase (elastizitätserhöhend) sind Gegenstand künftiger Arbeiten

25 Herzlichen Dank für ihre Aufmerksamkeit!

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