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1. Beeinflussung der plastischen und elastischen Eigenschaften bei der Teigbereitung Klaus Lösche ttz Bremerhaven – www.ttz-bremerhaven.de Kontakt: Prof. Dr. K Lösche -Head of InstituteBaking and Cereal Technology Tel: +49-471-972-9712 e-mail: loesche@ttz-bremerhaven.de

2. Weizenteige (WZ-Qualität, Rezeptur) polydispers, dreiphasig, hochgradig redox-sensitiv Teigeigenschaften Teigrheologie “stressfrei” plastisch Reduktion Oxidation (u. a. m.) z. B. Hydratation elastisch scherempfindlich Endprodukt: Ergebnis des Zusammenspieles von Redoxsituation, Teigrheologie und angepaßter Anlagentechnik maschinelle Teigbe- und -verarbeitung Backen Abb.: Stellung der Teigrheologie u. a. als Resultante einer spezifischen Redox-situation einerseits und als Maßgabe für die maschinelle Teigbe- und verarbeitung andererseits (Schema).

3. Reaktivität von L-Ascorbinsäure und Sauerstoff in Weizenteigen (kleberstarkes Mehl) ca. 20 ppm Sauerstoff-Zufuhr, 0 ppm Ascorbinsäure ohne Sauerstoff -Zufuhr , 0 ppm Ascorbinsäure ca. 20 ppm Sauerstoff-Zufuhr, 30 ppm Ascorbinsäure ohne Sauerstoff-Zufuhr, 30 ppm Ascorbinsäure ca. 20 ppm Sauerstoff-Zufuhr, 100 ppm Ascorbinsäure ohne Sauerstoff-Zufuhr, 100 ppm Ascorbinsäure Temperatur: 25°C Mittelwerte nach 45 min Mittelwerte nach 135 min Abb.: Einfluss von Sauerstoff und L-Ascorbinsäure auf die Teigdehnungseigenschaften (Extensogramm) von Weizenteigen (T.550)

4. Dehnwider- stand (EE) überstabilisiert normal Elastische Komponente viskos-plastisch plastisch-viskos SS Dehnbar-keit (mm) Plastisch/Viskose Komponente SH Abb. : Differenzierung der rheologischen Größen von Weizenteigen im Kraft-Weg-Diagramm

5. SH Dehnwider-stand (EE) Cys-SH S S SH Handelsmehl; Teige „schnurren“ Elastische Kompo-nente 20ppm L-Cystein konstante Flächenausdehnung SS Dehnbarkeit (mm) Plastisch/Viskose Komponente SH Abb. : Einfluß von L-Cystein auf die Teigrheologie von ascorbinsäurehaltigen Weizenmehlen der Type 550

6. Redox-Reaktionen in Weizenteigen Oxidation 1) 2 P – CH2 – SH P – CH2 – SS – CH2 – P + 2 H Reduktion 2) Austauschreaktion P1 – SS – P3 + P2 - SH P1 – SH + P2 – SS P3

7. Prot-SS-Prot DH-Asc H2O 2 GSH GSH-DH Asc Prot-SH ½ O2 GSSG Redox-Reaktion von L-Ascorbinsäure in Weizenteig GSH = reduziertes GluthationGSSG = oxidiertes GluthationASC = L-AscorbinsäureDH-Asc. = Dehydro-L-Ascorbinsäure Prot.SS-Prot. = oxidiertes KleberproteinProt.-SH= reduziertes KleberproteinGSH-DH= Gluthation-Dehydrogenase Abb.: Biochemischer Mechanismus der Ascorbinsäure-Reaktion bei Weizenteigen

8. Schematischer und typischer Ablauf einer Teigherstellung und -verarbeitung im Wechselspiel von mechanischem Stress und Teigentspannung Rohstoffe Mechanischer Stress Kneten Teigentspannung Teigruhe Verwiegen Formen Stress Teigentspannung Ballengare Verwiegen Formen Stress Teigentspannung Stückgare Backen

9. Einfluß der oxidativen Bedingungen während der Teigknetung auf die Dehnungseigenschaften von Weizenteigen direkt nach der Teigbereitung mit 2 min. Sauerstoff-Injektion Reduzierte Backmittelzugabe (50 %) und 4 min. Sauerstoff-Injektion mit 4 min. Sauerstoff-Injektion mit 6 min. Sauerstoff- Injektion ohne Sauerstoff-Injektion mit Kohlendioxid-Injektion

10. Weizenteigförderung mit verschiedenen Förderkurven NIROSTA-beschichtet TEFLON-beschichtet

11. Rheologisch aktive Disulfidbindungen Max. 30% der SS-Gruppen (je nach WZ) 100 Reduktionsdynamik Elastizität Plastizität 50 Viskosität 0 0 10 20 30 40 [%] reduzierte SS-Brücken in Kleberprotein

12. Knetenergie und Gebäckvolumen Gebäckvolumen 350 Upm 120 Upm 60 Upm Zeit in Minuten 5 10 15 20 Einfluss der Knetintensität auf das Gebäckvolumen (Schema)

13. Antioxidation und Kleberaggregation durch Pflanzenpolyphenol (PPP) 2.5 0.5% PPP NullversuchBrema 550 0.005% PPP 2 0.03% PPP 1.5 Stromstärke I in A 1 0.5 0 0 100 200 300 400 500 600 Zeit t in s

14. Einfluss von N-Ethylmaleinimid (NEMI) und Ascorbinsäure auf die Teigbildung bzw. Kleberaggregation NEMI(100ppm), nachfolgend Ascorbinsäure dosiert (100 ppm) 2 normal (ohne Ascorbinsäure) 1.8 1.6 1.4 Stromstärke I in A 1.2 NEMI (100ppm) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Zeit t in s

15. Einfluss von Pflanzenpolyphenolen (PPP) auf die Teigdehnungs-eigenschaften von Weizenteigen (Type 550, Dosierung PPP (%) bezogen auf Mehl)

16. Bestimmung wasserlöslicher SH-Gruppen in Mehl und Malzmehl

17. Zeitliche Abfolge der unterschiedlichen Wirkung von L-Ascorbinsäure L-Dehydroascorbinsäure + H2O L-Ascorbinsäure + 1/2O2 Sauerstoff Wasserbindung: Teigstabilisierung: Enzyme u.a.m trockene, wollig und zarte Teige Beginn der Wirkung: sofort (noch während d. Teigbildung Erhöhung des Dehnungswiderstandes Beginn ab ca. 45 min. der Wirkung: (=Stückgare, Gefriertau-Vorgang Backphase)

18. Einteilung von Xylanasen anhand der Teigeigenschaften elastisch Xyl 1 Xyl 2 Xyl 3 klebrig, feucht trocken Xyl 4 Xyl 5 plastisch

19. Einfluss von Ascorbinsäure und Knetenergie auf die Volumenausbeute bei Weizengebäck

20. Wirkung von Druck und Vakuum bei der Weizenteigentwicklung Druck-Knetung (auch atmosphärisch) (Teil-) Vakuum-Knetung Art: Teig-Oxidation stark minimierte Teig-Oxidation möglicherweise Proteinentfaltung Dauer: Zeit-Reaktion: schnell sofort (im Kneter) (nach ca. 45 min.) Ergebnis: Teig eher feucht Teig eher trocken Teige elastisch Teige plastisch scherempfindlich Oxidationsreaktionen treten verzögert ein (nach dem Knetprozeß!) scherunempfindliche Teige