_____ __ ___ _______ Prof. K. Lösche BILB Bremerhaven.

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1 _____ __ ___ _______ Prof. K. Lösche BILB Bremerhaven

2 Tabelle 1: Übersicht über die historische Entwicklung des Einsatzes von Enzymen bei der Backwarenherstellung 1859: Englisches Patent über die Nutzung von enzymatischem Malzextrakt bei der Teigbereitung 1898: Diastatischer Malzextrakt für die Weißbrotherstellung 1899: Einführung eines Backmittels auf Malzmehlbasis 1929: Einsatz von enzymaktivem Sojamehl als Backmittel seit 1950: Einsatz von Pilz-alpha-Amylasen und Proteinasen seit 1970: Einsatz von mikrobiellen Xylanasen seit 1990: Einsatz von Glucoseoxidase, maltogener Amylase, Peroxidase, Lipase und Amyloglucosidase

3 Wirkung Schlüsselenzyme
Tabelle 2: Wirkungsweise von Enzymen bei der Teig- und Gebäckherstellung Wirkung Schlüsselenzyme Teigentwicklung Xylanasen, Glucoseoxidase, Peroxidase Trockene, nicht klebende Teige Xylanasen Gärstabilität, Gärtoleranz Gebäckvolumen Amylasen, Xylanasen Gebäckfarbe, Geschmack Amylasen, Proteasen, Peptidasen Frischhaltung Amylasen, Xylanasen, Lipasen

4 red. Zucker (ber. als Maltose) Stärke Eiweiß (Nx5,8) Mineralstoffe
Tabelle 3: Zusammensetzung handelsüblicher Malzmehle Wasser 5-10 % red. Zucker (ber. als Maltose) 5 – 8% Stärke 53 – 57% Eiweiß (Nx5,8) 10 – 12 % Mineralstoffe 1 – 2 % Alpha-Amylase (ICC-Einheiten*/g) *nach ICC-Standard 108

5 red. Zucker (ber. als Maltose) Maltose Glucose Dextrine Eiweiß (Nx5,8)
Tabelle 4: Zusammensetzung handelsüblicher, enzymaktiver Malzextrakte Wasser 18-23 % red. Zucker (ber. als Maltose) 48 – 60% Maltose 27 – 39% Glucose 5 –9 % Dextrine 7 – 13 % Eiweiß (Nx5,8) Mineralstoffe 3 – 8 % Alpha-Amylase (ICC-Einheiten*/g) *nach ICC-Standard 108

6 Bakterien-alpha-Amylase
Tabelle 5: Temperaturcharakteristika von stärkeabbauenden Enzymen Enzymtyp Topt (°C) T50 (°C) Malz-alpha-Amylase 55 – 60 65 – 75 Pilz-alpha-Amylase 50 –55 60 – 70 Bakterien-alpha-Amylase 70 – 80 85 – 90 Topt = Temperatur, bei der das Enzym seine höchste Aktivität aufweist T50 = „Halbwertstemperatur“ (Temperatur, bei der das Enzym 50% seiner höchsten Aktivität aufweist

7 Bestandteile von Weizenmehl
Enzyme Amylasen Stärke (77%) Glucoseoxidase Peroxidase Lipoxidenase Protease Stärke, beschädigt (7%) Protein (12%) Hemicellulose (2%) Pentosane (1) Lipide (1%) Xylanase Peroxidase Lipasen Lipoxigenasen Abbildung 1: Die Bestandteile von Weizenmehl und deren Beeinflussung durch backtechnisch wirksame Enzyme

8 Backvolumen (ml) Xylanase Emulgator Amylase Ascorbin- säure Emulgator Amylase Ascorbin- säure Amylase Ascorbin- säure Ascorbin- säure Kontrolle Abbildung 2: Einfluss verschiedener Zusatzstoffe in Backmitteln auf das Volumen (x103) von Weizenbrötchen (6 Stück)

9 Weizen- und Gerstenmalz
Maischen: vollständiger enzymatischer Stärkeabau in Maltose, Dextrine und Glucose Zerkleinern Abläutern: Abfiltern der unlöslichen Bestandteile Malzextrakte dickflüssig Konzentrieren: Eindampfen in Vakuum Malzmehl Trocknen: Walzen, Sprüh- oder Vakuumtrocknung MALZEXTRAKTPULVER Abbildung 3: Verfahrensablauf bei der Gewinnung von Malzprodukten

10 Bakterien-alpha-Amylase
Tabelle 5: Temperaturcharakteristika von stärkeabbauenden Enzymen Enzymtyp Topt (°C) T50 (°C) Malz-alpha-Amylase 55 – 60 65 – 75 Pilz-alpha-Amylase 50 –55 60 – 70 Bakterien-alpha-Amylase 70 – 80 85 – 90 Topt = Temperatur, bei der das Enzym seine höchste Aktivität aufweist T50 = „Halbwertstemperatur“ (Temperatur, bei der das Enzym 50% seiner höchsten Aktivität aufweist

11 Stärkeverkleisterung
°C 100 90 80 75 72 70 70 65 Stärkeverkleisterung 56 55 Malzmehl Pilzamylase bakterielle maltogene Amylase Amylase11 Abbildung 4: Temperaturbereich der Inaktivierung von stärkeabbauenden Enzymen

12 überschüssiges Wasser
Verkleisterungstemperatur 60°C überschüssiges Wasser Wassergehalt Abbildung 5: Übersicht über die historische Entwicklung des Einsatzes von Enzymen bei der Backwarenherstellung

13 Standard* (1) + 0,3% Monoglycerid (90%) (2) + 0,3% Monoglycerid (90%) + Enzym 1 (200 ppm) (Amylase) (3) + 0,3% Monoglycerid (90%) + Enzym 2 (200 ppm) (Amylase) (4) * Standardrezeptur : 100 Teile Weizenmehl T550; 62% Wasser; 2 % Salz; 3 % Hefe geschlossener Kasten,; spez. Volumen: 3,7 ml/g Gerät: Texture Anaylser (Stable Micro Systems) Abbildung 6: Frischhaltung von Amylasen bei Weißbroten nach 4 Tagen Lagerung

14 Abbildung 8: Abbau von Hemicellulose durch Xylanasen

15 Abbildung 9: Einfluss einer backaktiven Xylanase auf die Gärstabilität von Weizenteigen ohne Xylanase; ______________ mit Xylanase

16 Abbildung 7: Ausschnitt der Struktur von Arabinoxylanen

17 Einteilung von Xylanasen anhand der Teigeigenschaften
elastisch trocken plastisch klebrig, feucht Xyl 5 Xyl 1 Xyl 3 Xyl 2 Xyl 4 elastische Krume Xyl 1 Xyl 2 Volumen (-) Volumen (+) Xyl 3 Xyl 4 Xyl 5 plastische Krume