Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Aufklärung der für die Prozesse Spiralkneten, Teigextrusion, Auswalzen und Gärunterbrechung jeweils geeigneten molekularen Glutenzusammensetzung in Weizenmehl

In Deutschland werden jährlich ca. 6,5 Mio. t. Weizenmehl hergestellt, die hauptsächlich in der Backwarenproduktion eingesetzt werden. In den letzten beiden Jahrzehnten haben sich neue Verarbeitungsprozesse, wie die Teigextrusion, das Auswalzen und die Gärunterbrechung, etabliert. Das Gelingen dieser Prozesse in Bezug auf Prozesssicherheit und Endproduktqualität ist maßgeblich von den Eigenschaften des im Mehl enthaltenen Glutens (Weizenkleber) abhängig, wobei jeder Prozess den Teig auf spezielle Weise beansprucht und somit andere Anforderungen an das Gluten stellt. Bisher ist nur wenig darüber bekannt, welche Glutenzusammensetzung besonders vorteilhaft bzw. nachteilig für die jeweiligen Prozesse ist.

Ziel des Vorhabens ist es, das hierüber empirisch in der Praxis vorhandene Wissen auf die molekularen Grundlagen der Glutenzusammensetzung zurückzuführen und aufzuklären, welche Glutenzusammensetzung für welchen Prozess am besten geeignet ist. Der Fokus liegt dabei auf den wirtschaftlich bedeutenden Prozessen Spiralkneten, Teigextrusion, Auswalzen und Gärunterbrechung und auf zwei Produkten mit hoher Marktrelevanz (Toastbrot und Weizenbrötchen).

Die Ergebnisse kommen einer Vielzahl von KMU entlang der gesamten Wertschöpfungskette - von der Weizenzüchtung und -produktion bis hin zur Verarbeitung - zugute. Anhand der im Vorhaben erarbeiteten Spezifikationen für bestimmte Endprodukte werden Lebensmittelhersteller an Prozesssicherheit gewinnen, Standzeiten und Materialverluste vermeiden und den Einsatz von Hilfsstoffen zur Standardisierung reduzieren können.

Ergebniszusammenfassung:

Für moderne Verarbeitungsprozesse während der Backwarenherstellung werden hohe Anforderungen an die Qualität von Weizenmehlen gestellt. Insbesondere ist die Funktionalität des Glutens von hoher Bedeutung, da die viskoelastischen Eigenschaften des Teiges vorrangig vom Gluten abhängen. Ziel dieses Forschungsvorhabens war, das empirisch vorhandene Wissen auf die molekularen Grundlagen der Glutenzusammensetzung zurückzuführen und aufzuklären, welche Glutenzusammensetzung für welchen Prozess am besten geeignet ist. Der Fokus lag auf den wirtschaftlich bedeutenden Prozessen Spiralkneten, Teigextrusion, Auswalzen und Gärunterbrechung, mit denen zwei Produkte von hoher Marktrelevanz, Toastbrot und Weizenbrötchen, hergestellt werden.

Spektroskopische, rheologische und immunologische Schnellmethoden zur Quantifizierung der Glutenzusammensetzung wurden an FS1 etabliert. Mittels NIR-Spektroskopie konnte je der Gluten-, Gliadin-, und Gluteningehalt mit akzeptablem Fehler vorhergesagt werden. Als rheologische Schnellmethode wurde der GlutoPeak-Test etabliert. Mit den aus der Kurve extrahierten Parametern, war es möglich, ebenfalls je den Gluten-, Gliadin-, und Gluteningehalt mit akzeptablem Fehler vorherzusagen.

Mittels ELISA wurde eine immunologische Methode weiterentwickelt, die eine parallele Quantifizierung der Gliadine und Glutenine nach nur einem Extraktionsschritt erlaubt.

An FS2 wurden mit den ausgewählten Mehlen umfangreiche Anwendungsversuche und Korrelationsanalysen durchgeführt. Es hat sich dabei bestätigt, dass die rheologischen Eigenschaften der Teige und die physikalischen Eigenschaften der Gebäcke mit der molekularen Zusammensetzung des Glutens zusammenhängen, sowie dass für unterschiedliche Anwendungen verschiedene Zusammensetzungen von Vorteil sind. Insbesondere scheint der Polymerisierungsgrad des Glutens im Mehl eine bedeutende Rolle zu spielen.