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Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane?

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Entschlüsselung des Zutatenbereichs von Nährwertetiketten

Selbst in einer Zeit, in der jeder auf Bio und lokal setzt, mag die Zutatenliste auf den Nährwertetiketten immer noch wie eine Fremdsprache erscheinen. NPR hat uns allen einen Gefallen getan und zusammengestellte Definitionen der beliebtesten im Labor erstellten Produkte.

Überraschenderweise werden die meisten Zutaten aus Pflanzen hergestellt. Carrageenane sind Kohlenhydrate aus Rotalgen, Guarkernmehl wird aus den Samen eines Guarkernmehlstrauchs gewonnen und Pektin stammt aus den Schalen von Zitrusfrüchten und Zuckerrüben.

Einige der Zutaten mögen nach dem Lesen weniger appetitlich klingen. Beispiel: "Xanthangummi wird durch industrielle Fermentation von Zucker durch die Bakterien hergestellt Xanthomonas campestris." Aber immerhin wissen wir, was wir essen.

Der Daily Byte ist eine regelmäßige Kolumne, die sich mit interessanten Nachrichten und Trends über das Essen im ganzen Land befasst. Klicken Sie hier für vorherige Spalten.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen – Hydrokolloide – ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist hochmethyliertes Pektin der am weitesten verbreitete wasserbindende Stoff bei der glutenfreien Brotherstellung [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung eines neuen Rezepts für glutenfreies Brot, das Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Vier Brote wurden basierend auf jedem Rezept erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23–24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde basierend auf der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot.Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) .Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5.Die Krumenkaubarkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden.Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot.Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3). Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.


Was sind Pektin, Guarkernmehl und Carrageenane? - Rezepte

DIE WIRKUNG DER VERWENDUNG VON GUAR GUM MIT PEKTINMISCHUNG IN GLUTENFREIEM BROT

Halina Gambu , Anna Nowotna, Rafa Ziobro, Dorota Gumul, Marek Sikora

Die Qualität von glutenfreiem Brot, das durch die Verwendung von Pektin, Guarkernmehl und deren 1:1-Mischung erzielt wurde, wurde verglichen. Basierend auf der Verteilung der Kohlenhydratfraktionen in Krümelextrakten, die mittels Größenausschlusschromatographie erfasst wurden, wurde der Versuch durchgeführt, die Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen diesen Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären.

Schlüsselwörter: glutenfreies Brot, Lebensmittelhydrokolloide, Brotalterung, Retrogradation, Krumentextur.

Brot – eines der grundlegendsten Lebensmittel – hat sich als schädlich für eine Gruppe von Menschen erwiesen, darunter auch für Zöliakie-Betroffene. Diese glutensensitive Enteropathie wird durch diätetisches Gluten ausgelöst und die Behandlung des Patienten mit einer glutenfreien Diät führt zu ihrer Remission [32, 33].

Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss Gluten aus allen verzehrten Lebensmitteln entfernt werden [9, 27] einschließlich Brot. Die Entfernung dieser wichtigen Strukturkomponente ist nur möglich, wenn wir sie durch andere wasserbindende Verbindungen - Hydrokolloide - ersetzen. Bei der glutenfreien Brotherstellung werden am häufigsten Pektin, Guarkernmehl, Xanthangummi und Johannisbrotkernmehl verwendet [11, 34, 2, 23].

In Polen ist das bei der glutenfreien Brotherstellung am weitesten verbreitete Wasserbindemittel hochmethyliertes Pektin [2, 24]. Auf dem Markt erhältliche verzehrfertige Backwaren weisen jedoch einen schlechten Geschmack und Geschmack auf, und ihre Krume ist knusprig und wird schnell hart [27].

Das Ziel dieser Forschung war die Einführung einer neuen Rezeptur für glutenfreies Brot, die Pektin durch andere Hydrokolloide ersetzt, die organoleptischen Eigenschaften des Produkts verbessert und die Haltbarkeit bei vergleichbaren Kosten verlängert. Es wurde der Versuch unternommen, die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen gebrauchten Hydrokolloiden und Maisstärke, die beim glutenfreien Brotbacken verwendet wird, zu erklären.

Tabelle 1. Rezepte des Teigs zum Backen von glutenfreiem Brot

Die Brote wurden im Ofen VIVA Meteor Typ MD 08/6511 bei 230°C eine halbe Stunde lang gebacken. Je nach Rezeptur wurden vier Brote erhalten. Nach 1,5 Stunden Abkühlen wurden sie ausgeglichen, dann wurden Ofenverlust und Broteffizienz berechnet [13].

Das Volumen wurde in körnigem Material unter Verwendung von Rapssamen gemessen. Die am Backtag nicht für die Analyse ausgewählten Laibe wurden in Verpackungen (in Bäckereien zum Verpacken verwendet) bei 23-24°C und 64% relativer Feuchtigkeit gelagert. Dann wurden sie 24, 48 und 72 Stunden nach dem Backen analysiert.

Die sensorische Bewertung wurde am Tag des Backens gemäß PN-89/A-74108 durchgeführt. Die Brotqualitätsklasse wurde auf der Grundlage der Gesamtpunktzahl festgelegt.

Als Trockenmasse wurde der Gesamtkohlenhydratgehalt, ermittelt durch die Anthronmethode [20], genommen.

Um die Gründe für die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen verwendeten Hydrokolloiden und Maisstärke zu erklären, wurde eine Größenausschlusschromatographie des Extrakts durchgeführt, wie von Gambu beschrieben [6].

Die Analyse der erhaltenen Fraktionen umfasste:

- Gesamtkohlenhydratbestimmung mit der Anthron-Methode [20]
- Jodfärbung bei 640 und 525 nm [28],

Pullulan-Standards wurden für die Molekulargewichtskalibrierung verwendet.

Tabelle 2 enthält die Ergebnisse zum Einfluss der verwendeten Hydrokolloide und der Rezeptur auf die Backindizes und die Qualität von glutenfreiem Brot. Als Standard wurde Brot verwendet, bei dem Gluten durch hochmethyliertes Pektin ersetzt wurde. Solche Mischungen sind allgemein für Personen mit Zöliakie erhältlich.

Tabelle 2. Einfluss von Hydrocoloid und verwendeter Rezeptur auf Backfaktoren und Qualität glutenfreier Brote I - III Rezeptbeschreibung - siehe Tabelle 1

Brote, die Guarkernmehl oder seine Mischung mit Pektin im Verhältnis 1:1 enthielten, zeigten eine höhere Masse an kaltem Brot und somit einen geringeren Ofenverlust im Vergleich zu Standardbrot. Ihre Krume hatte einen höheren Wassergehalt als im Fall von reinem Pektinbrot, wahrscheinlich aufgrund einer besseren Quellung von Guarkernmehl, die dazu führte, dass beim Backen ein größerer Teil des Wassers in der Krume gehalten wurde.

Brote mit Guarkernmehl hatten das höchste Volumen – sie waren 9% größer als solche mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin und 12% im Vergleich zu reinem Pektinbrot (Abb. 1). Sie wurden jedoch aufgrund großer, unregelmäßiger Poren in der Krume in die Klasse II der organoleptischen Qualität eingestuft. Die gleiche Qualitätsklasse wurde Pektinbrot wegen der Krumenknusprigität eingeräumt (Tabelle 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits beschrieben [6, 1]. Sensorische Ergebnisse der Qualitätsklasse I wurden nur bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin gefunden.

Abb. 1. Einfluss der Hydrokolloidauswahl auf das Brotvolumen

Abb. 2. Feuchtigkeitsänderungen der Krumen während der Lagerung von glutenfreien Broten

Die Texturprofilanalyse hat gezeigt, dass am Tag des Backens die besten Krumenparameter, d.h. die geringste Härte (Abb. 3), die geringste Kaukraft (Abb. 5) und die höchste Belastbarkeit (Abb. 6) sind charakteristisch für Brot mit Guarkernmehl. Die Gummiigkeit aller untersuchten Brote war am Backtag gleich (Abb. 4).

Abb. 3. Veränderungen der Krumenhärte während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 4. Die Krumengummiigkeit verändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 5. Die Krümelkaubarkeit ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Abb. 6. Krümelelastizität ändert sich während der Lagerung von glutenfreien Broten

Weitere Studien betrafen den Alterungsprozess der erhaltenen Brote. Zu diesem Zweck wurden sie 3 aufeinanderfolgende Tage unter stabilen Bedingungen bei Raumtemperatur gelagert und an jedem Tag wurden der Feuchtigkeitsgehalt und das Texturprofil ihrer Krume überprüft.

Wie auf Abb. 2, während der Lagerung konnte in allen Fällen ein geringer Feuchtigkeitsverlust in der Krume beobachtet werden, was mit der Literatur übereinstimmt [14, 15, 6]. Standardbrot (Pektin) zeigte den niedrigsten Feuchtigkeitsgehalt der Krume während der gesamten Lagerzeit, viel niedriger als die anderen. Die geringsten Feuchtigkeitsänderungen während 4 Tagen Backen wurden für Brot gefunden, das mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin zubereitet wurde. Vermutlich beeinflusste es die Veränderungen der Krumenhärte, die im Vergleich zu anderen Brotsorten am geringsten waren, und verursachte folglich die geringste Härte nach 3 Tagen Lagerung (Abb. 3).Aufgrund der sehr schnellen Aushärtung von glutenfreiem Brot scheint bereits eine geringfügige Reduzierung dieses Prozesses als Qualitätsverbesserung zu werten [27].

Der höchste Härteanstieg wurde bei allen Broten nach dem ersten Lagertag beobachtet, ähnlich wie bei traditionellen Brotsorten [14, 15, 10, 22]. Diese Änderung beeinflusste vor allem die Krume von Brot mit Guarkernmehl, was die Verwendbarkeit dieses Rezepts deutlich verringert. Auch die Gummiigkeit und Zähigkeit dieses Brotes nach dem ersten Lagertag waren unbefriedigend, und dies hielt bis zum Ende der Lagerzeit an (Abb. 4, 5). Die Belastbarkeit dieses Brotes blieb jedoch am höchsten (Abb. 6).

Die geringste Gummiigkeit und Krümeligkeit nach 3 Tagen Lagerung wurde bei Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin beobachtet, was seine bessere Frische im Vergleich zu Brot mit nur einem Hydrokolloid beweist (Abb. 4, 5).

Da die obigen Ergebnisse einen unterschiedlichen Einfluss von getrennten und gemischten Hydrokolloiden auf die Qualität von Backwaren zeigten, konzentrierten sich die folgenden Studien auf Wechselwirkungen zwischen Stärke und Hydrokolloiden, die beim Brotbacken verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde der Wasserextrakt der Krume auf einem Größenausschlusssystem fraktioniert, und es wurden an jedem Lagertag Messungen des Blauwerts (Bv) als freie, nicht-trogradierte Amylose in Krume durchgeführt.

Es ist allgemein bekannt, dass die maximale Absorption von Jod-Amylose-Komplex zwischen 640-660 nm und Jod-Amylopektin im Bereich von 520-540 nm liegt [3, 4, 31]. Praznik und seine Mitarbeiter [28, 29, 30] schlagen vor, dass der hohe Extinktionswert bei 640 nm oder das Verhältnis der Extinktionen bei 640 und 525 nm ausreicht, um die Anwesenheit von Amylose nachzuweisen. Andererseits sind hohe Extinktionswerte bei 525 nm und niedrige Werte des oben erwähnten Verhältnisses Indikatoren für Amylopektin. Wenn dies auf Fraktionen angewendet wird, die durch Größenausschlusschromatographie erhalten wurden, kann man Bereiche trennen, in denen diese Glucane eluiert werden.

Das SEC-Profil des Wasserextrakts von Standardbrot (Pektin), das am Tag des Backens zubereitet wurde, ist in Abb. 2 dargestellt. 7. Es war zu sehen, dass am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-77 eluiert wurde, was den Molekulargewichten 2-50 x 10 5 Da entspricht, und Fragmente von Amylopektin in den Fraktionen 49-59 (5-30 x 10 6 Da). Die Gesamtkohlenhydratmenge, gemessen mit der Anthron-Methode, zeigte eine höhere Amylosemenge (ca. 162 µg/cm³ Extrakt, was ca. 80 % der Amylose in der Krume entspricht) als Amylopektin (ca. 40 µg/cm³ Extrakt).

Abb. 7. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Im Guar-Semmelbrösel-Extrakt (Abb. 8) wurde am Tag des Backens Amylose in den Fraktionen 59-73 in viel geringerer Menge als im Pektin-Brot-Extrakt identifiziert, aber das Molekulargewicht war ähnlich (4-50 × 10 5 Da) . Außerdem wurde in den Fraktionen 43-59 (5-90 x 106 Da) viel mehr Amylopektin gefunden. In der Gesamtkohlenhydratmenge betrug die Amylose nur 40 %, was 51 µg/cm³ Extrakt entsprach, und der Amylopektingehalt etwa 77 µg/cm³ Extrakt.

Abb. 8. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Pektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Abb. 9. Gesamtkohlenhydratgehalt und Jodfärbung von Krümelwasserextraktfraktionen, die am Tag des Backens von Guarpektinbrot aus SEC-Säulen gesammelt wurden

Die Anwesenheit einer so großen Menge an Amylopektin bedeutet eine hohe Verkleisterung der Stärke in der Brotkrume mit Guarkernmehl, die auf die hohe Wasserbindungskapazität dieses Hydrokolloids zurückzuführen ist. Bei der Teigbildung gebundenes Wasser wird unter Backbedingungen freigesetzt und erleichtert die Stärkegelatinierung [18, 19] und das Austreten von Amylose und im nächsten Schritt Amylopektin. Ein niedriger Amylosegehalt im Extrakt von Brot mit Guarkernmehl sollte durch seine hohe Retrogradation vor der Herstellung des Extrakts und nicht durch sein hohes Auslaufen erklärt werden. Amylose mit kurzen Ketten könnte im Ofen oder beim Abkühlen von Broten nach dem Backen retrogradieren [16, 22, 8, 5], da dieser Prozess hauptsächlich durch die Kettenlänge bestimmt wird [25] und eine hohe Konzentration der freigesetzten linearen Stärkefraktion ihre Rekristallisation beschleunigte [35].

Bei der Herstellung des Wasserextrakts aus der Krume von Guarbrot konnten nur untrogradierte Amyloseketten beobachtet werden, deren Größe denen des Extrakts von Pektinbrot ähnelte. Diese Amylose wurde in beiden Fällen nach dem ersten Tag der Lagerung rekristallisiert (Abb. 10).

Abb. 10. Amylose-Retrogradation in der Krume von glutenfreien Broten während der Lagerung

Da im Extrakt aus Guarbrotkrume der anfängliche Gehalt an Amylose viel niedriger war als im Extrakt von Pektinbrot und die Retrogradationsrate in beiden Fällen ähnlich war, scheint es, dass nicht die Retrogradation der linearen Fraktion die Hauptsache war Faktor der Aushärtung von Guarbrot nach dem ersten Backtag. Wahrscheinlich war die starke Verkleisterung der Stärke beim Backen von Guarbrot der Grund für die schnelle Aushärtung im Vergleich zu Pektinbrot (Abb. 3)

Eines der neuesten Modelle der Brotalterung, das von Martin und Hoseney [17] vorgeschlagen wurde, geht von Wechselwirkungen zwischen gequollenen Stärkekörnern und kontinuierlicher Glutenphase (bei glutenfreiem Brot, dünner Hydrokolloidfilm) im Brot aus, basierend auf relativ schwachen Wasserstoffbrücken. Diese Bindungen während der Brotalterung, wenn das Brot seine kinetische Energie verliert, werden zahlreicher und stärker, was zu einer Verhärtung der Krume führt.

Aufgrund der Autoren dieses Modells wird die Anzahl der Querverbindungen zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) durch Stärkequellung und Verkleisterung gesteuert. Wenn das Granulat weniger gequollen ist und weniger Glucane gelöst werden, wird die Kontaktfläche zwischen Stärke und Gluten (Hydrokolloid) begrenzt und es werden schwächere Vernetzungen gebildet, was die Härtung verringert. Diese Ansicht wurde von Inagaki und Seib [12] unterstützt, die nachwiesen, dass die Stärkekörner im Brot umso stärker aushärten, je stärker die Stärkekörner gequollen sind.

In Brot mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurden Zwischenmengen von Amylose und Amylopektin gefunden (Abb. 9). Amylose wurde in den Fraktionen 57-81 eluiert, was 1-70 × 10 5 Da entsprach, so dass längere Ketten als in Guarbrot gefunden wurden. Das Molekulargewicht von Amylopektin, das in den Fraktionen 47-57 vorhanden war, war im Vergleich zu diesem Brot (7-45 × 10 6 Da) signifikant niedriger, was auf eine geringere Gelatinierung der Stärkekörner in der Krume mit einer Mischung von Hydrokolloiden hindeutet.

Unter Berücksichtigung des Gesamtkohlenhydratanteils enthielt 1 cm 3 Krümelextrakt 100 µg Amylose und 39 µg Amylopektin. Der Anteil der Amylose am Gesamtkohlenhydratgehalt betrug dann 72 % und war damit höher als bei Guarbrot und etwas niedriger als bei Pektinbrot (1 × 10 5 Da).

Allerdings waren einige kurze Amyloseketten im Extrakt vorhanden, die Retrogradation der linearen Fraktion im Ofen und während des Abkühlens wurde durch die geringere Wassermenge, die unter Backbedingungen nach der Stärkegelatinierung verfügbar war, begrenzt [34]. Es wurde hauptsächlich von Hydrokolloiden gebunden, die eine höhere Wasseraffinität als Stärke aufweisen. Dies könnte die hohe Menge an Amylose erklären, die am Tag des Backens in Semmelbrösel mit einer Mischung aus Hydrokolloiden vorhanden ist.

Es scheint, dass das Ausmaß der Stärkeverkleisterung in Guarbrot durch den teilweisen Ersatz dieses Hydrokolloids durch Pektin verringert wurde, was den Krumenhärteprozess dieses Brotes (Abb. 3) positiv beeinflusste, ohne seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Es ist auch wahrscheinlich, dass diese begrenzte Verkleisterung der Grund für die längere Frische dieses Brotes war, da keine Unterschiede in der Retrogradationsrate der Krume der erhaltenen Brote (Abb. 10) bestanden.

In Broten mit Pektin und mit einer Mischung aus Guarkernmehl und Pektin wurde ein ähnlicher Verkleisterungsgrad festgestellt, was durch fast den gleichen Austritt von Amylopektin aus Stärkekörnern angezeigt wird - 40 und 39 µg/cm 3 Extrakt (Abb. 7. und 9), so waren die Veränderungen der Krumenhärte in diesen Fällen ähnlich und unterschieden sich von Guarbrot.