Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Optimierung des Gaseintrags in glutenfreie Teige durch Variation der Headspace-Atmosphäre beim Mischen

Die derzeit am Markt erhältlichen glutenfreien Backwaren weisen im Vergleich zu glutenhaltigen Produkten erhebliche qualitative Defizite auf. Durch das fehlende Glutennetzwerk, das sich beim Kneten glutenhaltiger Teige ausbildet und das den Teig viskoelastisch macht, haben diese Brote meist eine mangelhafte Gasrückhaltung und ein geringes Volumen.

Vorarbeiten der Forschungsstelle ergaben, dass bei glutenfreien Teigen der Gaseintrag beim Mischen durch Variation der Prozessparameter (Geschwindigkeit, Geometrie, Füllmenge, Dauer) deutlich erhöht werden kann. Bei Weizenteigen können spezielle, geschlossene Kneter eingesetzt werden, um die Größe und Verteilung der Gasblasen im Teig durch eine modifizierte Headspace-Atmosphäre zu beeinflussen. Unter- und Überdruck stellen auch bei glutenfreien Teigen ein hohes Potential für eine optimierte und gesteuerte Gasblasenausbildung im Teig während des Mischens dar. Es wurden hierzu bislang jedoch weder systhematische Untersuchungen durchgeführt noch kausale Zusammenhänge aufgeklärt.

Ziel des Vorhabens ist die Steuerung der Krumentextur glutenfreier Backwaren durch den Gasblaseneintrag während des Mischens der Teige sowie die Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen.

Die Ergebnisse werden es insbesondere KMU, die derartige Nischenprodukte herstellen, erlauben, glutenfreie Backwaren hinsichtlich der Qualitätsmerkmale Volumen und Porenstruktur gezielt zu optimieren und Produkte mit gleichbleibender Qualität herzustellen.

Glutenfreie Erzeugnisse sind per se heute noch immer ein Nischenprodukte, aber mit hohen Wachstumsraten. Der Markt für solche Produkte wird insbesondere von KMU bedient und ist für diese ein wichtiges Differenzierungsmerkmal.

Der Plan zum Ergebnistransfer entspricht dem üblichen Vorgehen. Die aufgeführten Elemente ermöglichen einen raschen Informationsfluss nicht nur zu den unmittelbar Interessierten.

Glutenfreie Backwaren haben bereits an sich einen konkreten wirtschaftlichen Nutzen für Unternehmen und jede Verbesserung sei es in Qualität oder in organoleptischen Eigenschaften führt zu einem vermehrten Absatz und damit zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.

Ergebniszusammenfassung:

Eine Mischanlage wurde adaptiert und optimale Prozessparameter zur Herstellung von glutenfreien Teigen ermittelt (Dauer, Geschwindigkeit und Druck in der Headspace Bereich des Mischers). Durch die Einstellung spezifischer Prozessparameter konnten unterschiedliche Produktqualität (Gebäckvolumen, Porenbild der Krumenfestigkeit, Krustenfarbe) erzeugt werden. Ausgehend vom Umgebungsdruck konnte bei einer Druckerhöhung von 0.5 bar der Gaseintrag um ca. 60 %, bei einer Erhöhung um 1.3 bar um ca. 120 % erhöht werden wodurch das Gebäck eine signifikante Erhöhung des spezifischen Volumens um 7 % und eine Absenkung der Krumenhärte um 35 % erreichte. Durch Gasreduktion während des Mischens konnten sehr feine Porenstrukturen erreicht werden. Der Druck im Headspace Bereich des Mischers korreliert mit dem spezifischen Brotvolumen (R2 = 0.843). Ein Austausch der Gaszusammensetzung im Headspace Bereich des Mischers ermöglichte eine Anpassung der Krustenfarbe und ermöglichte einen positiven Einfluss auf das spezifische Brotvolumen (auch ohne Gärphase) und somit auch auf die Krumenfestigkeit. Der Austausch durch CO2 in der HSA kann eine Alternative oder Ergänzung zu gärgesteuerten Prozessen sein. Einfluss stofflicher Zusammensetzung: DATEM Zugabe bei hoher TA verbessert Qualitätseigenschaften der Backwaren (erhöhter Gaseintrag im Teig, höheres spezifisches Brotvolumen, Reduktion der Krumenfestigkeit). Eine höhere TA ist positiv bei der Herstellung gf Teige unter modif. Headspace Atmosphäre. Lipidverteilung im Teig wirkt sich signifikant auf die Gashaltung während der Gärphase und damit signifikant auf das spezifische Brotvolumen und eine feine Porenverteilung der Brotkrume. Sensorische Untersuchungen zeigen vergleichbare Ergebnisse zu instrumentellen. Qualitätsmerkmale wie Geschmack/Geruch werden durch das Mischen unter mod. HSA nicht negativ beeinflusst. Mischanlage ermöglicht auch beim Einsatz anderer Rohstoffe eine Verbesserung und Steuerung der Produktqualität gf Backwaren.