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Steuerung der technologischen Funktionalität von mechanisch modifizierten Mehlen

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: AiF 18679 N
Laufzeit: 01.01.2015 - 31.12.2017
Fördersumme: 498.680 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Durch die Zerkleinerung während der Vermahlung werden die Struktur- und Funktionseigenschaften eines Weizenmehles über eine Modifikation der Stärke und der Proteine im Mehl maßgeblich beeinflusst. Insbesondere ist bekannt, dass eine mechanische Modifizierung der Stärke einen positiven Einfluss auf das Brotvolumen und die Krustenbräunung hat. Mechanisch modifizierte Stärke kann somit vielfältig und produktspezifisch eingesetzt werden. Ursachen hierfür sind mitunter die durch die mechanische Mehlbehandlung hervorgerufenen strukturellen Veränderungen der Stärkekörner auf mikroskopischer bis hin zur molekularen Ebene. Dies kann sowohl zu einer Änderung der chemisch-physikalischen Eigenschaften als auch zu einer Verkleinerung der Partikelgröße und damit zu einer Vergrößerung der relativen Oberfläche der Partikel führen. Die während der Zerkleinerung eintretende Stärkemodifikation ist bisher ein globaler Sammelbegriff für eine Vielzahl an Effekten auf verschiedenen Strukturebenen der Weizenstärke, von der molekularen Ebene bis hin zur Stärkegranulaebene. Analysenmethoden zur Bestimmung der Stärkemodifikation setzen meist an diesen nicht genau definierten Strukturgrößen an, wodurch eine Vergleichbarkeit nicht immer gegeben ist. Eine spezifische Definition der Stärkemodifikation auf technologischer Ebene wurde bislang noch nicht erarbeitet, was jedoch für die Mühlenindustrie bis hin zur Backbranche eine bessere Beschreibung der Mehlfunktionalität bieten würde. Neben der Stärkemodifikation gibt es Hinweise in der Literatur, dass die mechanische Beanspruchung beim Zerkleinern auch zu einer Proteinmodifikation führt. Allerdings liegen bisher nur wenige Informationen über die Auswirkungen der Zerkleinerung auf die Proteineigenschaften vor. Mit der Anwendung von bereits im Markt erhältlichen Mehlen mit erhöhten Stärkemodifikationsgraden sollen Endprodukteigenschaften verbessert werden. Besonders der weitgehend unbekannte Faktor Proteinmodifikation (in Kombination mit der Stärkemodifikation) erschwerte bisher eine umfassende Aufklärung der Ursachen für die Funktionalität dieser Mehle bzw. machte sie unmöglich. Könnten die zwei Eigenschaften Stärke- und Proteinmodifikation gezielt über die Einstellung der Prozessparameter bei der Zerkleinerung beeinflusst werden, wäre eine zielgerichtete Anwendung von Weizenmehlen möglich. Dies würde die wirtschaftliche Bedeutung derartiger Produkte erhöhen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, prozessbedingte Stärke- und Proteinmodifikationen bei Weizenmehlen objektiv zu erfassen und deren Auswirkungen auf die Mehlqualität bzw. -funktionalität aufzuklären. Durch eine geeignete Zerkleinerung von Weizen sollen die Stärke- und Proteinmodifikationen des entstehenden Mehles gezielt beeinflusst werden, um daraus hochwertige Backwaren mit möglichst geringen Qualitätsschwankungen herstellen zu können. Dazu soll eine Methode zur Charakterisierung des Proteinmodifikationsgrades entwickelt werden sowie bereits existierende Methoden zur Bestimmung des Stärkemodifikationsgrades miteinander verglichen werden.

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