% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Jahre 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Abb. Nr. 24 Schematisierte Darstellung des Rückganges und der Zunahme der indirekten.

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1 % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Jahre 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Abb. Nr. 24 Schematisierte Darstellung des Rückganges und der Zunahme der indirekten Teigführungen; Quelle: Sodenkamp 1994

2 Die Lebenstätigkeit der Mikroorganismen im Sauerteig wird durch folgende Parameter beeinflußt
Qualität und Zusammensetzung des Getreidemahlerzeugnisses Zusammensetzung, Menge und Alter des Anstellgutes Temperatur Teigausbeute Stehzeit Zugabe von Nährstoffen Zugabe von Hemmstoffen (Kochsalz) Anwesenheit von Hefen und Milchsäurebakterien Anwesenheit von Sauerstoff pH-Wert bei Beginn der Versäuerung Übersicht Nr. 11 Parameter, die bei der Bereitung von Sauerteigen beeinflußt werden können und für das Ergebnis der Fermentation von Bedeutung sind

3 + - Actinomy-cetaceae Streptococcaceae Lactobacillaceae Lb. helveticus
Tabelle 2. SYSTEMATIK UND WICHTIGE EIGENSCHAFTEN DER IN FER MILCHWIRTSCHAFT VERWENDETEN MILCHSÄUREBILDENDEN KEIMARTEN (Gram positiv, Katalase negativ) Kokken, mikroaerophil Stäbchen, mikroaerophil bis anaerob Pleomorphe Stäb. obligat anaerob Familie Gattung Spezies S. cremoris S. lactis S.lactis subsp. diacetylactis S. thermophilus Lc. cremoris Lc. dextranicum Lb. lactis Lb. bulgaricus Lb. helveticus Lb. acidophilus Lb. casei Lb. plantarum Lb. brevis Lb. fermentum B. bifidus B. longum B. breve Milchsäuregärung homofermentativ + - heterofermentativ Milchsäure-konfiguration L (+) D (-) DL Zitratvergärung + - Temperatur - optimum 30 40-43 18-24 20-30 40-42 37-40 Actinomy-cetaceae Streptococcaceae Lactobacillaceae Streptococcus Leuco- nostoc Lactobacillus Bifido- bacterium Thermo Strepto Beta- bakterien bakterien bakterien S = Streptococcus Lc. = Leuconostoc Lb. = Lactobacillus B. = Bifidobacterium (Hunger 1987)

4 Hauptprodukte aus Glucose (Molverhältnis)
Tabelle 5. Gruppen der Milchsäurebakterien, Gärungstypen und Molverhältnis der wichtigsten Gärungstypen (19) Organismus Gärungstyp Hauptprodukte aus Glucose (Molverhältnis) Streptococcus * homofermentativ L (+) - Lactat Pediococcus * D, L- Lactat Lactobacillus Thermobakterium Streptobakterium Betabakterium heterofermentativ D(-), L(+)-, D, L- Lactat D, L- Lactat: Acetat***:CO2 : : Leuconostoc D (-) - Lactat : Acetat**:CO2 : : 1 Bifidobacterium L (+) - Lactat : Acetat : 3 * Fakultativ heterofermentativ; Pentosen zu Lactat: Acetat = 1: ** unter anaeroben Bedingungen wird Acetat zu Alkohol reduziert

5 Die verschiedenen Abbauwege der Hexosen bei Milchsäurebakterien
Glucose Fru-6-P Fru-1,6-P Glc-6-P Aldolase Acetyl-P + Erythrose- 4- P Gluconat-6-P Fru -6-P Phospho ketolase Heptose-P + Xylulose-5-P + CO2 Pentose-P Triose-3-P Acetyl-P + Triose-3-P Triose-3-P + Acetyl-P Pyruvat Pyruvat Pyruvat Acetat Laktat Laktat Acetat (Äthanol) Laktat Glycolyse Bifidus-Weg 6-P-Gluconat-Weg Phosphoketolase-Wege (Homofermentation) (Heterofermentation)

6 Säuerungsverlauf bei Verwendung von Mehlen mit unterschiedlichem Ausmahlungsgrad
Sauerteig aus: Endsäuregrad End-pH-Wert Weizen, Type 550 10,2 3,8 Roggen, Type 813 13,8 Roggen, Type 997 16,3 3,9 Weizen, Type 1050 15,3 Roggen, Type 1150 17,0 Roggen, Type 1370 18,1 Weizenvollkornmehl 17,3 Roggenvollkornmehl 20,8 Tabelle Nr. 8 Ergebnis der Versäuerung von Mehlen mit unterschiedlichen Ausmahlungsgrad, Detmolder Ein-Stufen-Führung, 10 Prozent Anstellgut, 25°C, Teigausbeute 200, 18 Stunden Abstehzeit

7 Einteilung von Milchsäurebakterien, die im Sauerteig vorkommen
Merkmal Thermobacterium Streptobacterium Betabacterium Vergärung von Kohlenydraten Homofermentativ Heterofermentativ Stoffwechsel-produkte Milchsäure Essigsäure CO2 Wachstum bei 45°C 15°C ja nein teilweise Name typischer Lactobacillus Vertreter dieser - acidophilus - casei - brevis Gruppe - delbrueckeii - lichmannii - farciminis - plantarum - sanfrancisco - fermentum - fructivorans Tabelle Nr. 9 Eigenschaften von im Sauerteig vorkommenden Milchsäurebakterien und typische Vertreter dieser Gruppen. Quelle: Spicher/Stephan 1993

8 Dauer der Kulturen in stunden Anzahl der Zellen
Beschleunigungsphase Anlaufphase Übergangsphase exponentielle Phase stationäre Phase Absterbephase 4 8 12 16 20 24 28 32 36 Dauer der Kulturen in Stunden Abb. Nr. 25 Verlauf der Zu-und Abnahme der Zellen in einer Kultur von Mikroorganismen, beispielsweise bei einem Sauerteig

9 Einfluß der Temperatur auf die Generationszeit von Milchsäurebakterien
Lactobacillus 20°C 25°C 30°C 35°C 40°C 45°C L. fermentum - 450 150 130 70 120 L. brevis 160 60 40 140 L. plantarum 180 170 80 75 L. fructivorans 105 100 L.sanfrancisco Generationszeit in Minuten bei Tabelle Nr. 10 Generationszeiten von Milchsäurebakterien bei unterschiedlichen Temperaturen, im Bereich zwischen 30 und 40°C vermehren sich die Lactobacillen am schnellsten und produzieren am meisten Säure. Quelle: Spicher/Stephan 1993

10 etwas kräftig aromatisch fade, saurer Nachgeschmack
Beeinflussung des Milch- und Essigsäuregehaltes durch die Temperatur und Festigkeit des Sauerteiges Führung Säuregrad Verhältnis Milch-zu Essigsäure Geschmack Roggenmehl: Type 1150 warm / weich 7,4 89,7 zu 10,3 etwas kräftig aromatisch warm / fest 5,2 86,2 zu 13,8 mild aromatisch kalt / weich 6,4 70,1 zu 29,9 fade kalt / fest 5,8 71,0 zu 29,0 Roggenmehl: Type 1370 7,1 85,6 zu 14,4 kräftig aromatisch 6,8 84,2 zu 15,8 8,8 69,1 zu 30,8 mild, essigsauer kalt/ fest 7,7 72,9 zu 27,1 fade, saurer Nachgeschmack Tabelle Nr. 12 Wirkung der Führungsparameter auf die Qualitätsmerkmale von Broten Erläuterung: warm: Anfrischsauer: 25-26°C; Grundsauer: 28-30°C; Vollsauer: °C kalt: Anfrischsauer: 20-23°C; Grundsauer: 20-23°C; Vollsauer: °C weich: Anfrischsauer: TA 200; Grundsauer: TA 200; Vollsauer: TA 200 fest: Anfrischsauer: TA 200; Grundsauer: TA 160; Vollsauer: TA 160 (Quelle: Spicher/Stephan 1993)

11 Verfahren Indirekte Führung von Weizenteigen
kurze Führung lange Führung feste Führung über Nacht weiche Führung über Nacht Vorteig Mehlmenge (%) Hefe (auf Mehl) (%) 5 3 0,2 - 0,5 0,01 - 0,04 Teigtemperatur °C Teigausbeute 160 190 Stehzeit Std 0,5 - 1 2 - 4 2. Hauptteig Brötchen Teigtemperatur (°C) 26 Hefe (auf restl. Mehl) % 6 - 7 6 - 8 Teigreifezeit min. 10 2. Hauptteig Weißbrot 27 3 - 3,5 4 - 5 4 - 6 Teigreifezeit min. 30 Tabelle Nr. 15 Führungsparameter von Weizenvorteigen Quelle: Sodenkamp 1994

12 Berechnung einer Drei-Stufen-Sauerteig-Führung
Bedarf an Broten: 150 Stück Gewicht des einzelnen Brotes: 1.000 g Backverlust: 13 Prozent Teigeinlage: 1.150 g Gewicht der notwendigen Teigcharge: ca. 170 kg Teigausbeute: 170 Mehlmenge: 100 kg Verhältnis Roggenmehl zu Weizenmehl: 90 zu 10 Roggenmehlmenge: 90 kg Roggenmehlmenge bei einer Versäuerung von 50%: 45 kg

13 Teigrezeptur: Vollsauer: Grundsauer Anfrischsauer: 45 kg Roggenmehl
Übersicht Nr. 14 Vorgang der Berechnung von Sauerteigmengen zur Durchführung einer Drei-Stufen-Führung Teigrezeptur: 45 kg Roggenmehl 10 kg Weizenmehl 85,5 kg Vollsauer 29,5 l Wasser bis 2 kg Hefe 1,8 kg Salz Vollsauer: 30 kg Roggenmehl 31,5 l Wasser 24 kg Grundsauer Parameter: 3 Stunden Stehzeit Teigausbeute 190 Teigtemperatur 30°C Wasser Roggenmehl Wasser Roggenmehl Weizenmehl Vollsauer Grundsauer Grundsauer 13 kg Roggenmehl 7 l Wasser 4kg Anfrischsauer Parameter: 8 Stunden Stehzeit Teigausbeute 160 Teigtemperatur 27°C Anfrischsauer: 2 kg Roggenmehl 2 l Wasser 0,4 kg Anstellgut (wird dem Vollsauer wieder abgenommen) Parameter: 6 Stunden Stehzeit Teigausbeute 200 Teigtemperatur 26°C Anfrischsauer Anstellgut Roggenmehl Wasser Roggenmehl Wasser

14 Sauerteigverfahren und Endsäuregrade
Säuregrad des Vollsauers pH-Wert des Vollsauers Sauerteiganteil in % des Roggenmehlanteils Berliner Kurzsauer 9,5 4,1 50 bis 60 Detmolder Ein-Stufen-Führung 17 3,8 30 bis 40 Monheimer Salzsauer-Führung 20 3,6 25 bis 35 Wochen-Sauerteig 27 3,5 20 bis 25 Drei-Stufen-Führung 10,5 4,0 45 bis 55 Tabelle Nr. 23 Zusammenhang von erreichbaren Endsäuregraden verschiedener Sauerteigführungen und dem Anteil des zu versäuernden Roggenmehles Quelle: Spicher / Stephan 1993

15 Roggenmehlanteil zu versäuernde Menge bei:
% Detmolder Ein-Stufen-Führung Drei-Stufen-Führung Wochensauer 100 30 bis 35 % 45 bis 50 % bis zu 25 % 70 bis 90 35 % 50 % bis zu 20% 50 bis 70 50 bis 60 % 30 bis 50 40 bis 50 % 60 bis 70 % 10 bis 30 50 bis 100 % 70 bis 100 % Tabelle Nr. 22 Menge des zu versäuernden Roggenmehles bei verschiedenen Sauerteigführungen

16 Glucose Glucose Glucose-6-P Ethanol Glucose-6-P 2-Mannit 6-P-gluconat
ATP ADP ATP ADP Glucose-6-P Ethanol Glucose-6-P 2-Mannit NAD+ NADH + H+ NAD+ NADH + H+ 6-P-gluconat Acetaldehyd 6-P-gluconat NAD+ NADH + H+ NAD+ NADH + H+ CO2 CO2 P Pentose-5-P Acetyl-CoA Pentose-5-P 2 Fructose P CoASH Glyceraldehyd-3-P Acetyl-P Glyceraldehyd-3-P Acetyl-P P P ADP NAD+ NADH + H+ NAD+ NADH + H+ ADP ATP ATP Acetat 2 ADP 2 ATP 2ADP 2ATP Acetat 1 Glucose 1 Laktat 1 Acetat GQ=1 0 1 CO2 2 ATP Pyruvat Pyruvat NADH + H+ NAD+ NADH+H+ NAD+ Laktat Laktat Abb.1: Heterofermentativer Gärungsstoffwechsel Abb.2: Einfluß der Fructose auf die Acetatbildung

17 Fructose Fructose Fructose
Abb. 14: Einfluß von Fructose auf die Säurebildung in Roggensauerteig Trockensauer GQ 4,8 GQ 8,8 GQ 2,8 GQ 1,9 mmol/100g Mehl Sauerteig % % 10% Fructose Fructose Fructose Laktact Acetat

18 Quality criteria of three-stage sour doughs and bread as a function of the species of lactobacilli of the starter Lactobacillus spp. Sour sough Bread Quality Elasticity of crumb Taste + Flavour Shelf Live 1 2 3 4 5 L. acidophilus 4,5 7,25 4,6 6,4 L. plantarum 4,25 7,00 6,5 L. brevis 4,20 9,95 4,4 8,0 L. brevis var. Linderi I 3,90 11,50 4,3 8,9 NB-1: L. fermentum 3,9 13,00 8,8 Starter conventional 3,8 12,55 8,5 Spontaneous 6,1 4,8 pH Acidity pH Acidity