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Bäckerei- und Getreidetechnologie
Sitzung des Ausschusses für Bäckerei-Technologieam 22. März 2012 in Minden
Optimierung von Weizen- und Reisbackwaren durch Phytase-gestützte Sauerteigfermentationen
Klaus Löschettz Bremerhaven
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Ziele der Fermentation von Getreidemahlerzeugnissen
1. pH-Wertsenkung2. Erhöhung des Säuregrades3. Aromabildung4. Geschmacksbildung5. Beeinflussung der Geschwindigkeit der Fermentation6. Geringe Verflüssigung des Sauerteiges7. Gebäckqualitätsmerkmale (z. B. Frischhaltung)8. Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen (z. B. Mineralien)9. Mikrobiologische Haltbarkeit10. anderes
~ Backfähigkeit
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Abb.: Fermentationsleistung von Lactob. fermentum (PL 1 ) in Weizen- und Roggensauerteig (einstufige Führung)
0
5
10
15
20
1 3 5 7 9
11 13 15 17 19 21 23 25
Zeit (h)
Säu
regr
ad (0
,1 m
ol N
aOH
) Weizen-Sauerteig
Roggen-Sauerteig
5 1510 20
TA = 200Temp. = 30° C
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Abb.: Grundreaktion aller Fermentationen
Mikrobieller Stoffwechsel als Grundlage von Fermentationen
Allen Fermentationen gemeinsam ist die Grundreaktion:
Substrat (S) Stoffwechsel Stoffwechselprodukte (X)
+ Mikroorganismus (A) (Zellzuwachs) + vermehrte Mikroorganismus (A)
Stoffbilanz: S=X+∆ A(X dominiert bei katabolischen ReaktionenX : z. B. mehr Aromabiosynthese etc.)
Voraussetzungen:1. Das Substrat muss nutzbar sein, Nähr-
und Wuchsstoffe enthalten 2. Die physikalisch-chemischen
Bedingungen müssen geeignet sein.
Zeit →
↑Menge
SX
A
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Abb.: Aufnahme der Nährstoffe und Abgabe von Stoffwechselprodukten durch die Zelloberfläche (Schema)
Gärungsorganismen: Saccharomyces cerevisiae Kluyveromyces marxianus (fragilis)Schizosaccharomyces pombeZymononas mobilisMilchsäurebakterien: verschied. Spezies etc.
ZelleNähr-
stoffe
Stoffwechsel-produkte
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Abb.: Zuckerkomposition in Weizenmehl (T. 550) der Ernte 2003
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Abb.: Säuregrad und pH-Wert von Reissauerteig (Reispuder aus Weißreis).Einstufige Führung, TA = 200, T = 35 °C (konst.), Starter: 0,5 % PL 1 bezogen auf Mehl
3
3,5
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4,5
5
5,5
6
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0
2
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8
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12
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
pH
-We
rt
S°
in m
L N
aO
H (
c =
0,1
mo
l/L)/
10
g
Zeit [h]
0 ppmPhytase
pH-Wert 0 ppm
Charakterisierung der Fermentation von Reissauerteig
Geringe Säuregradentwicklung! Säure-grad
pH-Wert
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss einer mikrobiellen Phytase auf den Säuregrad und den pH-Wert von Reissauerteig (Reispuder aus Weißreis).Einstufige Führung, TA = 200, T = 35 °C (konst.), Starter: 0,5 % PL 1 bezogen auf Mehl
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
0
2
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12
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
pH
-We
rt
S°
in m
L N
aO
H (
c =
0,1
mo
l/L)/
10
g
Zeit [h]
0 ppmPhytase200 ppmPhytase400 ppmPhytase800 ppmPhytasepH-Wert 0 ppm
pH-Wert 200 ppm
pH-Wert 400 ppm
pH-Wert 800 ppm
Säuregrad = ca. 75 %
Reissauerteig
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Weizen 0,6 – 1,4 % w/w Sojaflocken 1,5 – 1,8 %
Kleie 2,6 – 5,4 % w/w Sojaprotein 2,0 – 3,0 %
Mais 0,9 – 1,0 % w/w Rapssaat 2,0 – 4,0 %
Mais-Keim 5,7 – 6,7 % w/w Rapsprotein 5,3 – 7,5 %
Reis, poliert 0,24 % Reis, unpoliert 0,89 %
Phytinsäure in Getreide und Ölsaaten
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Phytaseaktivitäten in verschiedenen Getreidemahlerzeugnissen
Abb.: Phytaseaktivität in µg umgesetztes Phosphor je g Probe und min. von verschiedenen MehlenBedingungen: Inkubationszeit: 20 Min., Inkubationstemperatur: 50°C Inkubationszeit: 20 Min., pH 5,0
Reispuder Weizenmehl Roggenmehlaus Weißmehl Type 550 Type 1150
Bäckerei- und Getreidetechnologie
0
1
2
3
4
5
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11
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13
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Säur
egra
d °S
in m
L N
aOH
(c =
0,1
mol
/L)/1
0 g
Phytasemenge in ppm T = 25 °C
T = 30 °C
T = 35 °C
T = 40 °C
Einfluss der Menge einer mikrobiellen Phytase und der Temperatur auf den Säuregrad eines Reissauerteiges (Reispuder aus Weißreis)TA = 190; t = 16 h; Starter: 0,5 % PL 1 bezogen auf Mehl (Grafik aus einer multiplen Regressionsgleichung)
Reissauerteig – Einfluss von Phytase und Temperatur auf den Säuregrad von Reissauerteigen
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Aleurone – Concentrated Source of Phytic Acid (~ 4%)
Phytic acidMyoinositol hexaphosphate
Aleurone cell with inclusion bodies containing protein and phytin
*Hoseney (1994). Principles of Cereal Science and Technology.
OPO3H2
H2O3PO OPO3H2
OPO3H2
OPO3H2
H2O3PO
Bäckerei- und Getreidetechnologie
OPO3H2
OPO3H2
OPO3H2
OPO3H2
OPO3H2
H2O3PO
+ n H2 0
OH OH
OH
OH
OH
OH
Phytase
Phytase Reaktion
oder Inositol (1~5) Phospate + n H3PO4 (n=1~6)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
+ n H20
Phytase
Phytinsäure / Phytat Strukturformel
Abb.: Chemische Struktur von Phytinsäure und von Phytat
Bäckerei- und Getreidetechnologie
0
2
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8
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16
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Phytate conc. (mM)
Inh
ibit
ion
(%
)
Weizen α-Amylase
Bacillus α-Amylase
Pacreatic lipase
Abb.: Inhibition verdauungsfördernder Enzyme durch Phytate
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 2 4 6 8 10
Phytate conc. (mM)
Inh
ibit
ion
(%
)β-Galactosidase
Pepsin
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss einer Phytase auf die Viskosität eines Reissauerteiges
Menge an Phytase (bez. a. Mehl)
Viskosität in Pa s Standardabweichung
0 ppm 2,057 ± 0,143
200 ppm 2,054 ± 0,165
400 ppm 1,705 ± 0,165
600 ppm 1,154 ± 0,003
800 ppm 1,110 ± 0,255
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
Verwendeter Sauerteigstarter: PL-1-Starterkultur (Lb. fermentum), Probenahme nach 17 stündiger Fermentation, n=2
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Phytase-Wirkung in Reissauerteig
Einfluss einer Phytase auf die Verflüssigung von Reissauerteig links: Lb. fermentum ohne Phytaserechts: Lb. fermentum mit 400 ppm Phytase bez. auf Mehl
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Verflüssigung von Reissauerteig durch Phytase
Menge an Phytase (bez. a. Mehl)
Viskosität in Pa s Standardabweichung
0 ppm 1,304 ± 0,129
200 ppm 0,654 ± 0,059
400 ppm 0,511 ± 0,026
600 ppm 0,484 ± 0,029
800 ppm 0,473 ± 0,058
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von Gluten-free Produkten, 2011
Einfluss einer Phytase auf die Viskosität eines Reissauerteiges, verwendeter Sauerteigstarter: Böcker-Reinzuchtkultur, Probenahme nach 17 stündiger Fermentation, n=2
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss einer Phytase auf die Viskosität eines Reissauerteiges nach 18,5 stündiger Fermentation (Böcker-Reinzuchtkultur)
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
Phytase = 0 ppmTA = 200Fermentationstemperatur T = 33°CBöcker-Reinzuchtkultur
Phytase = 800 ppm
TA = 200Fermentationstemperatur T = 33°CBöcker-Reinzuchtkultur
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss von Calcium auf die Aktivität von -Amylase
Abb.: Einfluß von Calcium auf die Aktivität der -Amylase in Gegenwart von verschiedenen Phytinsäurekonzentrationen
Quelle:Thompson L. U.: Antinutrients and blood glucose. Food Tech 42 (1988); S. 123-132Haros, M.; Rosell, C. M.:, Benedito, C.: Use of fungal phytase to improve breadmaking performance of whole wheat bread. Journal Agric Food Chem 49 (2001) 11, S. 5450-5454
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluß der Phytasemenge und Zeit auf die -Amylaseaktivität
Abb.: Einfluß der Phytasemenge und der Zeit auf die relative -Amylaseaktivität (T= 34 °C; TA = 190)
Bis zu einer Fermentationszeit von ca. 17 h bewirkt eine Erhöhung der Phytasemenge einen Anstieg der -Amylaseaktivität.Das Optimum der -Amylaseaktivität wird nach ca. 14-17 h erreicht und variiert , je nach Höhe der eingesetzten Phytasemenge, von 130-150 %.Fermentationszeiten länger als ca. 17 h bewirken einen Abfall der -Amylaseaktivität.
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Bestimmung von Milchsäurebakterien und Hefen in Sauerteigen unter Verwendung einer Böcker-Reinzuchtkultur
Milchsäurebakterien : kbE/ g Sauerteig, unter Verwendung einer PL-Starterkultur, n=2
Stunde 0 ppm Phytase 800 ppm Phytase
0 6,5*102 5,9*102
6 3,7*104 4,8*105
16 3,3*105 2,6*106
Hefen : kbE / g Sauerteig, unter Verwendung einer PL-Starterkultur, n=2
Stunde 0 ppm Phytase 800 ppm Phytase
0 1,7*102 2,1*102
6 2,6*104 5,5*104
16 3,5*105 3,5*106
Quelle: Diplomarbeit P. Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von Gluten-free Produkten, 2011
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Nachweis von Milchsäurebakterien und Hefen in Sauerteigen unter Verwendung einer PL1-Starterkultur (Lb. fermentum)
Milchsäurebakterien : kbE pro g Sauerteig, unter Verwendung einer Böcker-Starterkultur, n=2
Stunde 0 ppm Phytase 800 ppm Phytase
0 9,0*10 1,2*102
6 5,8*104 1,5*105
16 3,2*107 8,5*106
Hefen : kbE pro g Sauerteig, unter Verwendung der Böcker-Starterkultur, n=2
Stunde 0 ppm Phytase 800 ppm Phytase
0 2,1*102 1,9*102
6 3,2*105 4,3*105
16 2,0*107 8,5*107
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss von Phytase und eines Sauerteigstarters „PL1“ auf die Leitfähigkeit von Reissauerteigen (Lb.fermentum)
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
n=2
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss von Phytase und eines Sauerteigstarters „Böcker-Reinzucht“ auf die Leitfähigkeit von Reissauerteigen
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
n=2
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Bestimmung von löslichen Proteinen nach Bradford während Phytase-gestützter Sauerteigfermentation
lösliche Proteine in Reissauerteig in mg/100g, Böcker-Reinzucht, TA=200,
T=33°C, n=2
Konzentration an Phytase in ppm
lösliche Proteine in g/100 g Reissauerteig
0 ppm 0,149
200 ppm 0,137
400 ppm 0,121
600 ppm 0,100
800 ppm 0,115
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
lösliche Proteine in Reissauerteig in mg/100g, PL1-Starter, TA=200, T=33°C,
n=2
Konzentration an Phytase in ppm
lösliche Proteine in g/100 g Reissauerteig
0 ppm 0,113
200 ppm 0,091
400 ppm 0,055
600 ppm 0,169
800 ppm 0,174
Der Einsatz von Phytase hat einen geringen Einfluss auf die Konzentration der löslichen Proteine.
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Methode zur Charakterisierung des Ladungszustandes von Getreidemehlen
Partikelladungsmessung
(PCD = Particle Charge Detector)
• Standardmethode in der Papierindustrie, sowie in der Abwasseranalytik• vereinzelt Einsatz im Bereich der Lebensmittel (Vermeidung von Ablagerungen in Rohrleitungen)
Mütek PCD 03 pH
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Proteine Lipide Stärke Salz
Interaktion der funktionellen Gruppen
Gesamtladungsmenge
Funktionelle Eigenschaften
Lebensmittel als elektrolytisch interagierendes System
Bäckerei- und Getreidetechnologie
PCD-Messung (Particle Charge Detector)
Ziel der Ladungscharakterisierung:
Vorhersagbarkeit von funktionellen Eigenschaften, welche die
bisher vorhandenen Messmethoden nicht vorhersagen können,
z. B.
• Teigqualität oder Backfähigkeit eines Mehles
• Mischungsgüte von pulvrigen Mischungen (z.B.
Backmischungen)
• Einfluss von Rezepturbestandteilen auf die
Ladungscharakteristik einer
Getreidemehlmischung (z. B. Salz, Backpulver, Emulgatoren,
Proteine)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
PCD-Messung (Particle Charge Detector)
Prinzip der PCD-Messung
• PCD-Messgerät misst ein Strömungspotential
• Polyelektrolyttitration wird durchgeführt
• Endpunkt der Polyelektrolyttitration, wenn
Strömungspotential 0mV (bei Annahme einer 1:1-
Stöchiometrie)
• zum Vergleich mehrerer Proben, welche unter
gleichen
Bedingungen gemessen wurden, reicht der
Titriermittelverbrauch aus und muss nicht
umgerechnet
werden
Grenzmodelle der Symplexbildung a) Leitermodell, b) Rühreimodell
Quelle: http://www.chem.uni-potsdam.de/kolloid/Lehre/Praktikum/Polyelektrolyttitration.pdf (26.10.08)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
PCD-Messgerät:PCD 03 pH der Firma Mütek
Schematischer Aufbau einer PCD-Messzelle zur Bestimmung der Ladungsdichte von Partikelsystemen und Polyelektrolyten. (A) Kolben in Ruhe, (B) oszillierende Kolbenbewegung
PCD-Messgerät
Quelle: LOHMANN C.A.; Charakterisierung von ionischen und nicht-ionischen Polymeren im Hinblick auf ihre Anwendung; Dissertation Universität Hamburg 2006
Quelle: http://www.btg-group.com/ products.asp?langage=12&appli=5&numProd=413&cat=prod (20.10.08)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
PCD-Messung
Umrechnung des Titriermittelverbrauchs:
(mit q = Gesamtladungsmenge [mol]; V = Volumen des verbrauchten Titrationsmittels [l]; c = Konzentration des Titrationsmittels [mol/l])
(mit Q = Gesamtladungsmenge [C]; F = Faraday-Konstante = 96.486 C/mol)
(mit QM = massenspezifische Gesamtladungsmenge [C/g]; Q = Gesamtladungsmenge [C]; m = Feststoffgehalt der eingesetzten Probe, bzw. deren Wirksubstanz [g])
q V c
Q q F
M
m
Voraussetzung für eine PCD-Messung ist die Bildung einer elektrischen Doppelschicht um ein Partikel in einem Lösungsmittel.
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Ergebnisse von PCD-Messungen
-3,50
-3,00
-2,50
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0 10 20 30 40 50 60 70
mas
sens
pez
ifis
che
Lad
ung
smen
ge
QM
in C
/g
Quellzeit der Mehl-Wasser-Suspension in min
PCD-Messungen von Weizenmehl Type 550 & Maismehl in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen(Mischungsverhältnisse in Weizenmehl:Maismehl angegeben)
Maismehl Weizenmehl:Maismehl 1:5-Mischung Weizenmehl:Maismehl 1:2-Mischung
Weizenmehl:Maismehl 1:1-Mischung Weizenmehl:Maismehl 2:1-Mischung Weizenmehl:Maismehl 5:1-Mischung
Weizenmehl
T=20 � C=const.
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss einer Phytase auf die Ladungsmengen eines Reismehles mit unterschiedlicher Dosierung einer Phytase nach verschiedenen Quellzeiten
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
n= 2, Messtemperatur 20°C ; ppm: bezogen auf Mehl
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Einfluss einer Phytase auf die Ladungsmenge im Reissauerteig
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
PL1-Starterkultur, n=2, Messtemperatur 20°C
Böcker-Reinzucht, n=2, Messtemperatur 20°C
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Sensorische Bewertung –Reissauerteig mit Phytase
Handelsüblicher Starter PL3 (enzymgestützt)
Geschmack wenig sauer milchsauer
Geruch etwas muffig, nach gekochtem Reis
michsauer, leicht hefig, rein, fruchtig
Struktur bröselig, fest cremig, homogen
Gashaltung/ -bildung arttypisch gering üppig
Tab.: Einfluss von handelsüblichen Sauerteigstarter und PL3 (Phytase-aktiver Sauerteigstarter) auf die Eigenschaften eines Reissauerteiges (Reispuder auf Weißreis)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Reis-Brote mit 0 und 200 ppm Phytase (bez. auf zu versäuerndes Mehl)
Quelle: Diplomarbeit Patrick Welt, HS Bremerhaven: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteigfermentation auf die Backfähigkeit von gluten-free Produkten, 2011
0 ppm 200 ppm
verwendeter Sauerteigstarter: Böcker-Reinzucht
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Back-Ergebnisse : Reisbrote aus enzymgestützer Fermentation
PL 1 PL 3 PL 3 + Phytase
PL 1 PL 3 PL 3 + Phytase
Abb.: Einfluss von Phytase auf die Qualität bei Reisbrot
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Tab.: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteig - Fermentation auf Reisbrotqualitätsmerkmale
PL 1 PL 3 (Phytase)
Farbe Helle Kruste Dunkle, typische Brotfarbe
Geruch Leer, nach ReisAromatisch, fruchtig (wenig nach Reis)
Geschmack Etwas leerAromatisch, fruchtig (wenig nach Reis)
Elastizität Geschwächt, krümeltElastische Krume, kein Krümeln
Schneidbarkeit Ungünstig Gut
Frischhaltung Gering Ausgeprägt
Sensorische Bewertung – Reisbackware mit Phytase
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Ohne Weizensauer-teig
PL 1 – Weizensauerteig 10 %
PL 1 – Weizensauerteig 20 %
PL 3 – Weizensauerteig 10 %
PL 3 – Weizensauerteig 20 %
Backergebnisse: Phytase-gestützte Weizensauerteige im Vergleich
Einfluss von Phytase (PL3) auf die Qualitätsmerkmale von Weizenbrot (Weizensauer: TA 200, Fermentation bei 16 Std. und 35°C)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Ohne Weizensauer-teig
PL 1 – Weizensauerteig 10 %
PL 1 – Weizensauer-teig 20 %
PL 3 – Weizensauer-teig 10 %
PL 3 – Weizensauer-teig 20 %
Weizensauerteig TA 200, Fermentationszeit 16 Stunden bei 35°C
Phytase-gestützte Weizensauerteige im Vergleich
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Aroma compounds from arabinoxylan-bound hydroxycinnamic acids (Vogel, 2011)
Chemical Structures of Phenolic Compounds in Cereals
Gallic:R1=R2=R3=OHVanillic:R1=H, R2=OH, R3=OCH3
ferulic: R1=OCH3, R2=OH, R3=Hp-coumaric: R1=H, R2=OH, R3=Hsinapic: R1=OCH3, R2=OH, R3=OCH3
caffeic: R1=R2=OH, R3=H
Ferulic acid concentration > 1% in aleurone cell walls
BenzoatesBenzoates CinnamatesCinnamates
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Lactic acid bacteria ( like PL 3) and yeasts ( e.g. dekkera) with e.g. phenolic acid decarboxylases activities (and transaminases) creats aroma active volatile phenols (Vogel, 2011)
Abb.: Biosynthese of 2-Phenylethanol from Phenylalanin (Hall, 2001)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Phytase
Phytase
Milchsäure-bakterien, Hefen
Milchsäure-bakterien, Hefen
-Amylase-Amylase
Fermentation:- beschleunigt- hohe KbE- erhöhtes Gashaltevermögen- Intensivierung der Aromabiosynthese (fruchtiges Aroma)
Fermentation:- beschleunigt- hohe KbE- erhöhtes Gashaltevermögen- Intensivierung der Aromabiosynthese (fruchtiges Aroma)
Stärke
Calciumionen,
Ca2+
ortho-Phosphatemyo-InositMineralien (Ca, Mg, Fe, …)Spurenelemente (Selen …)
Oligosaccharide
Einfluss von Phytase auf Teig und Gebäck (Thesen) Model: schematisch
Proteine, PeptideProteine, Peptide
Rheologie: vermehrt plastische Teigeigenschaften, Intensivierung der Bräunungsreaktion beim Backvorgang
Rheologie: vermehrt plastische Teigeigenschaften, Intensivierung der Bräunungsreaktion beim Backvorgang
Phytin-säure
MeMe
Protein A Protein B
Metalle (Fe, Cu…)
Metalle (Fe, Cu…)
KatalyseMaillard-Reaktion
Fermentation: Wachstum, Biosynthese anderes
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
Eine Phytase-gestützte Sauerteiggärung beeinflusst vielfältig das Gesamtsystem vom Sauerteig
bis hin zur Backware:
• Erhöhte Säuregrade während der Gärung• Aktivierung von Enzymen wie α-Amylasen im Verlauf der Fermentation• Beschleunigte Gärraten (u.a. erhöhte kbE ggf. durch erhöhte Bioverfügbarkeiten von
Nährstoffen bzw. Mineralien und Spurenelementen)• Verringerte Viskositäten bis hin zur Verflüssigung (namentlich bei Reissauerteigen)• Massenspezifischer Ladungswechsel (Coulomb/g) nach einer Phytase-gestützten
Reissauerteiggärung (von anionisch nach kationisch) ist besonders ausgeprägt.• Fruchtige Aromanoten nach Phytase-gestützter Gärung und nach dem Backen (insgesamt
aromatisch) werden beobachtet, Decarboxylierungen und Transaminierungen z.B. von phenolischen Säuren können vermutet werden (Bsp.: Phenylalanin nach Phenylethanol)
• Verbesserte Teigrheologie: mehr plastische Teigeigenschaften liefern Maschinengängigkeit• Intensivierte Bräunungsreaktionen beim Backen (arttypisches Gebäck-Aroma,
arttypischer Geschmack namentlich auch bei Reisbackwaren) kann theoretisch der Freisetzung von katalytisch reaktiven Metallen durch Phytase–Reaktionen zugeschrieben werden
• Insgesamt und vergleichsweise günstigere Qualitätsmerkmale bei Backwaren aus einer Phytase-gestützten Fermentation (u.a. Frischhaltung, Farbe, Struktur, Schneidbarkeit)
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Danksagung
Ich danke nachstehenden Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern /Studenten :
•Thomas Park, Dipl.-Ing.(FH)•Patrick Welt , Dipl.-Ing.(FH)•Markus von Bargen, Teamleiter•Iris Auffarth , Laborleitung•Julia Börsmann, Dipl.-Ing.(FH)
Bäckerei- und Getreidetechnologie
Klaus Löschettz Bremerhaven Am Lunedeich 1227572 BremerhavenTel. : +49 471 97297-0 Fax.: +49 471 97297-22
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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