Analytische Charakterisierung von Weizen- und Roggenmehl Klaus Lösche ttz Bremerhaven – www.ttz-bremerhaven.de Kontakt: Prof. Dr. K Lösche -Head of Institute Baking and Cereal Technology Tel: +49-471-972-9712 e-mail: loesche@ttz-bremerhaven.de

• Mikrobiologisch unbedenklich • Rückstandsfrei Getreide - Anforderung für die Technologie • Mikrobiologisch unbedenklich • Rückstandsfrei • Protein-Zusammensetzung • Lipid-Zusammensetzung • Stärkegehalt • Enzymaktivität • Backeigenschaften

Gegenüberstellung von Weizen und Roggen Quellstoffe 7 - 9 % Pentosane 7 - 13 % Proteine 7 - 13 % Kleberprotein 6 - 7 % Pentosane Wasserbindungsvermögen der Quellstoffe 6 - 8 fach ca. 2 fach wasserlösliche Stoffe viel 13 - 16 % wenig 7 - 9 % Stärkeverkleisterung 56 - 68 °C 60 - 88 °C enzymatische Angreifbarkeit der Stärke groß geringer Auswuchsgefährdung vorhanden Teigverarbeitung mit Sauerteig oder Säuerungsmittel ohne Säuerung, u.U. mit Vorteig; Wasser oder Milch pH-Wert 4,5 ± 0,5 5,5 ± 0,5

Mehl und seine Qualität

Farinograph – Standardisiertes Kneten

Extensograph – Standardisiertes Ziehen

Amylograph - Verkleisterungstest

Teigbereitung mit Weizenmehl Knetzeit

Backmittel Backmittel sind Mischungen von Lebensmitteln einschließlich Zusatz-stoffen, die dazu bestimmt sind, die Herstellung von Backwaren zu ereichtern oder zu vereinfachen, die wechselnden Verarbeitungs-eigenschaften der Rohstoffe auszugleichen und die Qualität der Backwaren zu beeinflussen. Sie werden meist in einer Menge von weniger als 10 Prozent (auf Mehl berechnet) bei der Teigherstellung zugegeben. Typische Bestandteile: • Zucker • Enzyme (Amylasen und Proteasen) • Ascorbinsäure (meist schon dem Mehl zugegeben) • Emulgatoren • Aminosäuren • Fett

Viskoelastisches, kohäsives drei- dimensionales Netzwerk Das technologisch ‚Besondere‘ von Getreide Kohlenhydrate Proteine Lipide Energie (Zusätze) Viskoelastisches, kohäsives drei- dimensionales Netzwerk Weizen Roggen

Teigentwicklung im Detail

Besonderheiten bei Roggenmehl

Teiglockerung

Vorgänge beim Backen

Getreideinhaltsstoffe

Rohprotein Rohprotein ist ein Standardausdruck für den Gesamtgehalt des Untersuchungsproduktes an Stickstoffverbindungen, der durch Multiplikation des entsprechenden Gesamtstickstoffgehaltes mit einem Standardfaktor errechnet wird. Backweizen: >13 % Brauweizen: 12-13 % Braugerste: <11 % für helles Malz <13 % für dunkles Malz

Qualitätseigenschaften von Weichweizen Fallzahl Zeit, die Normstab benötigt, um durch eine verkleisterte Mehlsuspension zu fallen. Niedrige Fallzahlen sind ein Hinweis auf hohe Amylaseaktivität Schwächung der Krumenelastizität. Rohproteingehalt Neben dem Einfluss der Düngung, gibt es Sortenunterschiede. Hoher Proteingehalt für Brot, niedriger für Kekse. Sedimentationswert Mehl in Milchsäurelösung suspendiert, Eiweiß bildet Sediment. Wichtiges Kriterium für die Eiweißqualität (Quellungsvermögen). Griffigkeit Rückstand auf einem 75 µm Sieb. Maß für die Kornhärte. Griffige Mehle (=harter Weizen) werden für Brot bevorzugt. Feine Mehle aus Weizen mit geringerer Kornhärte eignen sich für Kekse und Vollkornbackwaren.

Qualitätseigenschaften von Weichweizen Wasseraufnahme Dem Teig wird beim Kneten Wasser zugesetzt bis eine definierte Teigfestigkeit erreicht ist. Abhängig vom Proteingehalt und der Quellfähigkeit des Klebers. Die Wasseraufnahme eines Mehles ist maßgebend für die Teigausbeute und die Teigfestigkeit. Aschewertzahl Die Aschewertzahl wird aus dem Mehlanfall nach 6 Passagen berechnet. Mineralstoffgehalt % i. Tr. Aschewertzahl = –––––––––––––––––––––––––––– x 100 000 Mehlausbeute % Mehlausbeute Type 550 Die Ausbeute der Mehltype 550 bei einem festgesetzten Mineralstoffgehalt von 0,6 %

Qualitätseigenschaften von Weichweizen Volumenausbeute (Rapid-Mix-Test) Zentrales Bewertungskriterium. Der Rapid-Mix-Test ist ein Backversuch unter erschwerten Bedingungen (intesives Kneten, kurze Garen). Das Volumen der entstandenen Gebäckstücke wird als Qualitätskriterium herangezogen. Elastizität des Teiges Beurteilung des Teiges, der im Rapid-Mix-Test hergestellt wird. Beschreibende Bewertung (normal, kurz, zäh, geschmeidig usw.) Oberflächenbeschaffenheit des Teiges Beurteilung des Teiges, der im Rapid-Mix-Test hergestellt wird. Beschreibende Bewertung (normal, trocken, feucht, schmierig)

Farinograph • Der Farinograph misst und registriert den Knetwiderstand eines Teiges, seine Bildung aus Mehl und Wasser, seine Entwicklung und seine Teigerweichung. • Der Widerstand (Konsistenz) wird gegenüber der Drehung der Knetarme gemessen. Die Übertragung des Widerstands erfolgt über einen pendelnd gelagerten Motor und einen Hebelarm zur Neigungswaage, die mit der Schreibvorrichtung verbunden ist. • Die Maximalkonsistenz des Teiges wird durch Änderung der zugegebenen Wassermenge auf einen bestimmten Wert eingestellt. • Mit dieser Menge, der Wasserabsorption, erhält man eine vollständige Knetkurve, aus deren verschiedenen Kennzeichen die Qualität des Mehls ersichtlich ist.

Farinograph – Standardisiertes Kneten Auswertung • Absorption (> 56 %) • Teigentwicklungszeit (> 2 min) • Stabilität (> 0,5 min) • Teigerweichung (< 70 FE) • Qualitätszahl

Extensograph- Standardisiertes Ziehen • Ein Teig aus Weizenmehl, Wasser und Salz wird im Farinographen standardisiert mit einer Konsistenz von 500 FE nach fünfminütiger Knetung hergestellt. • Mittels Rund- und Langwirker werden Teigstränge geformt, die nach 45, 90 und 135 Minuten Ruhezeit, in welcher sich der Kleber entspannt (Relaxation), gedehnt werden. • Die Dehnung geschieht mittels eines Hakens, welcher sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Hierbei wird die der Dehnung entgegenwirkt Kraft über ein Hebel- und Waagensystem auf eine Schreibvorrichtung übertragen. • Anhand der ermittelten Kurven lassen sich Aussagen über das Verhalten der Teige bei der Verarbeitung und auf Gare gewinnen.

Extensograph – Standardisiertes Ziehen Auswertung Wasserabsorption beim Extensograph-Test Dehnwiderstand R50 ("Resistance") [EE] mittlere Höhe der beiden Kurven 50mm nach Beginn der Dehnung (450 – 600 EE) Dehnbarkeit E ("Extensibility") [mm]: Länge des Extensogramms (120-150 mm) Energie A ("Area") [cm2]: Fläche des Extensogramms (100-130 cm2 ) Verhältniszahl R/E [-]: Quotient aus Dehnwiderstand und Dehnbarkeit (3-4)

Amylograph – Verkleisterungstest • Aus einem Amylogramm ergeben sich Informationen über das Verkleisterungsverhalten von Mehlen (v.a. von Roggen-, aber auch von Weizenmehlen) oder Stärken. • In Anlehnung an den Temperaturverlauf während des ersten Teils des Backprozesses wird eine Mehl-Wasser-Suspension von 30 °C auf 95 °C mit einer konstanten Aufheizrate von 1,5 K pro Minute erwärmt. • Da die Stärke abbauenden Enzyme auch noch in der Aufheizphase aktiv sind, gibt ein Amylogramm nicht nur Auskunft über die Stärkeverkleisterung, sondern auch über die verflüssigende Wirkung der Amylasen. • Während des Versuchs dreht sich der Messbecher mit konstanter Geschwindigkeit und überträgt einen Widerstand auf den Messfühler, welcher in die verkleisternde Probe hineinragt.

Amylograph – Verkleisterungstest Auswertung Verkleisterungsmaximum [AE] höchster Punkt auf der Amylogrammkurve unter 250 AE: starker Auswuchs, starke Säuerung erforderlich, Gefahr einer klitschigen Brotkrume 250 - 400 AE: leicht auswuchsgeschädigt, mittlerer Säurebedarf, etwas unelastische Brotkrume 400 - 600 AE: gute Qualität, normaler Säurebedarf, gute Brotkrume über 600 AE: geringer Säurebedarf, etwas fader Geschmack Verkleisterungsendtemperatur [°C] Temperatur, die am Maximum erreicht ist unter 65 °C : unbefriedigender Verarbeitungswert 65 °C – 75 °C : guter Verarbeitungswert über 75 °C : befriedigender Verarbeitungswert

Fallzahl • Die Fallzahl ist ein Maß für die α-Amylaseaktivität in Getreide, Mehl oder stärkehaltigen Produkten und beruht auf der raschen Verkleisterung einer Mehl/Wasser-Suspension im kochenden Wasserbad und der anschließenden Verflüssigung des Stärkegels. • Die Fallzahl ist die Zeit in Sekunden, die der Rührstab benötigt, um eine bestimmte Strecke in das sich in Verflüssigung befindliche Gel einzusinken (incl. der Rührzeit!). • Diese Methode eignet sich zur schnellen Erkennung von auswuchsgeschädigtem Getreide, ebenso zur Festlegung des Saueranteils oder des Enzymeinsatzes.

Feuchtklebergehalt Feuchtkleber ist die Substanz, die beim Auswaschen von Weizenteigen mit Kochsalzlösung als unlösliche, viskoelastische Masse zurückbleibt. Feuchtkleber besteht aus den Eiweißfraktionen Gliadin und Glutenin. Die Menge an Feuchtkleber und dessen qualitative Eigenschaften (Dehnbarkeit und Dehnwiderstand) sind entscheidende Kriterien bei der Beurteilung von Weizenmehlen. Zur Herstellung von Kleingebäcken benötigt man ein Mehl mit viel Kleber und guter Dehnbarkeit. Klebermenge: hoch über 27,0 % mittel 20 - 27,0 % niedrig unter 20,0 % Dehnbarkeit: gute Qualität: nimmt nach einer Dehnung schnell wieder die alte Form an schlechte Qualität:schlaff, zusammen-hanglos, zeigt beim Dehnen nur schwachen Widerstand

Sedimentationswert • Diese Methode erfasst die Quellung der Kleberteilchen von Mehl in einer Milchsäurelösung und die anschließende Sedimentationsgeschwindigkeit der Mehlsuspension. • Sowohl ein höherer Klebergehalt als auch eine bessere Kleberqualität führen zu langsamerer Sedimentation und höheren Sedimentationswerten. • Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, müssen die Mehle die gleiche Granulation aufweisen, deshalb werden die Mehle auf einer speziellen Versuchsmühle (Brabender Sedimat) ermahlen. Bewertung < 25 Eh nicht ausreichend 25-35 Eh ausreichend 36-40 Eh befriedigend 41-50 Eh gut > 50 Eh sehr gut

Backversuche Backversuche dienen zum Charakterisieren von Getreide und Mehl hinsichtlich der Backeigenschaften. Weizenmehl Der Rapid-Mix-Test ist ein Backversuch unter erschwerten Bedingungen (intesives Kneten, kurze Garen). Das Volumen der entstandenen Gebäckstücke wird als Qualitätskriterium herangezogen. Roggenmehl Der Hefebackversuch lässt den unterschiedlichen Backwert der Roggen-typenmehle ohne Säuerung erkennen. Der Milchsäurebackversuch lässt den unterschiedlichen Backwert der Roggentypenmehle bei schwacher Säuerung erkennen. Der Sauerteigbackversuch lässt den unter-schiedlichen Backwert der Roggentypenmehle bei optimaler Säuerung mit Sauerteig erkennen und kommt der üblichen Roggenbrotherstellung am nächsten

Beurteilung der Gebäcke DLG Prüfschema für Brot (1) Form, Aussehen (2) Oberfläche-, Krusteneigenschaften (4) Lockerung, Krumenbild (4) Struktur, Elastizität (9) Geruch, Geschmack Für anderes Gebäck existieren Prüfschemata, die ähnlich aufgebaut sind. Grundsätzlich gibt es bei DLG-Verkostungen Punktabzüge nur für Fehler.

Brotfehler