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Steuerung der Struktur, Aromaqualität und Frischhaltung von Weizenbackwaren durch optimierte Teigführungen und modifizierte Stärkeeigenschaften
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 17718 N
Laufzeit: 01.02.2013
- 31.12.2016
Fördersumme: 489.600 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Bei der Backwarenherstellung werden grundsätzlich direkte oder indirekte Teigführungsarten angewandt. Unter direkter Teigführung werden alle Teigherstellungsprozesse verstanden, die in einem durchgängigen Arbeitsgang ohne zeitliche Verzögerung erfolgen. Unterteilt wird diese Führungsart in die Kurz- sowie Langzeitführung und Gärverzögerung von Teigen. Bei der indirekten Teigführung ist dagegen die Teigherstellung in mindestens zwei Stufen (Vor- und Hauptteig) aufgeteilt. Bei beiden Teigführungsarten findet nach der Teigherstellung eine Aufarbeitung zu Teiglingen statt. Durch Veränderungen der Teigführungsart kann – neben dem Ausgleich von Produktionsspitzen – produktspezifisch eine Qualitätssteigerung, z.B. durch ein verbessertes Volumen, eine verstärkte Bräunung, verbesserte Frischhaltung und ein intensiveres Aroma, erreicht werden. Im Gegensatz dazu kann eine falsche Anwendung der Prozessparameter (z.B. eine zu lange Gärzeit) Qualitätsmängel, z.B. eine 'gummiartige, zähe' Kruste (zu geringe Rösche), 'Süßblasen', eine zu starke Bräunung und/oder Fehlaromen, hervorrufen.
Für eine verbesserte Frischhaltung wird wesentlich die Stärkequellung verantwortlich gemacht, die wiederum von der Mehlzusammensetzung, dem Grad der mechanischen Stärkeschädigung sowie der mehleigenen Enzymaktivität abhängig ist. Die mehleigenen Proteine spielen diesbezüglich eine zweitrangige Rolle, diese sind in der Regel für die Teigbildungseigenschaften verantwortlich. Für die Verbesserung des Aromaprofils kann ein verändertes Metabolitspektrum durch die Hefefermentation bei niedrigen Temperaturen bzw. bei verlängerter Zeit angenommen werden. Hierbei entstehen in höheren Konzentrationen wesentliche Vorstufen für Aroma- und Bräunungssubstanzen.
Bisherige Forschungsprojekte haben sich vor allem auf den Schwerpunkt der Mehlprotien und damit primär mit Gluten befasst. Des Weiteren beschäftigten sich bisherige Untersuchungen zu Teigführungsarten lediglich mit Produktbewertungen der hergestellten Backwaren ohne Informationen zu Aromavorläufern und Strukturbildungsverläufen von der Teigmatrix bis zum Endprodukt.
Strukturveränderungen während des Teigführungsprozesses werden primär durch die Quellungseigenschaften des Teigsystems (vor allem durch die Quellungseigenschaften der Stärke u.a. bedingt durch den Grad der Stärkebeschädigung), der Enzymaktivität der Weizenmehle oder durch Stoffwechselprodukt der Hefe hervorgerufen. Dabei werden die rheologischen Teigeigenschaften verändert und das Gashaltevermögen der Teigmatrix reduziert, was sich letztendlich auf die Endprodukteigenschaften (z.B. Volumen, Krumenbeschaffenheit) der jeweiligen Produkte auswirkt. Die Endproduktbewertungen allein erlauben aber keine Aussagen, in welchem Maße die Teigeigenschaften auf die Gebäckqualität Einfluss nehmen bzw. wo sich die jeweiligen Optima und Grenzbereiche hinsichtlich spezifischer Qualitätsparameter (primär: Struktur, Aroma, Frischhaltung) befinden. Dies setzt detaillierte Kenntnisse über physikochemische Veränderungen der Teige während des gesamten Prozessverlaufes dieser wesentlichen Teigführungsarten sowie deren Einfluss auf Struktur und Aroma der Endprodukte voraus.
Die in den letzten Jahrzehnten auftretende Erhöhung (inkl. jährlicher Schwankungen) der Weizenfallzahlen deutet auf veränderte Enzymaktivitäten und Stärkeeigenschaften der Rohware hin. Untersuchungen zu den Auswirkungen von Fallzahlschwankungen sowie des Stärkebeschädigungsgrades auf chemisch-physikalische Abläufe in der Teigmatrix, deren Einfluss auf die Hefeaktivität und auf Gebäckqualitäten (im Besonderen auf die Struktur, das Aromaprofil und die Lagerfähigkeit) wurden bislang zu wenig durchgeführt. Diesbezüglich liegen bis heute noch keine rheologischen Untersuchungen zu hefeaktiven Teigen vor, was jedoch für eine exakte Charakterisierung der Teigstruktur während des Gärprozesses entscheidend ist.
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Aufklärung der Struktur- und Aromaprofile von direkten und indirekten Weizenteigführungsarten in Abhängigkeit von stärkebeeinflussenden Komponenten (Amylaseaktivität, Stärkebeschädigung), Prozessparametern (Zeit, Temperatur) und unterschiedlichen Hefemengen. Dabei dient die Klärung von Prozessgrenzen (Optima und Grenzbereiche) zur Einstellung einer optimalen Weizenbackwarenqualität sowie zur Aufstellung prozessoptimierter Führungssysteme.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
