DD300503A5

DD300503A5 - Verfahren zur Herstellung eines Broterzeugnisses oder anderer Lebensmittelauf Getreidebasis mit verzögerter Krumenverfestigungsrate während derLagerung

Info

Publication number: DD300503A5
Application number: DD343363A
Authority: DD
Original assignee: Gist Brocades Nv
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1992-06-17
Also published as: JP3104980B2; DE69006970D1; FI903962A0; ATE101964T1; DK0412607T3; FI104303B1; EP0412607A1; DE69006970T2; ES2052162T3; US5023094A; EP0412607B1; FI104303B; JPH03119949A

Abstract

Verzoegerung der Krumenverfestigung durch Einbindung von waermebestaendiger Glukanase. Durch die waermebestaendige Glukanase wird die Retrogradation des Amylopektin eingeschraenkt, ohne dasz der Amylose-Bestandteil der Staerke wesentlich beeinfluszt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verzögerung der Krumenverfestigung während der Lagerung.

Das Altbackenwerden von Brot stellt ein bekanntes Problem dar, welches sich mit der Verlängerung des Zeitraums zwischen der Herstellung des Broterzeugnisses und seines Verzehrs nech vergrößert. Unter dem Begriff Altbackenwerden im Prinzip alle vom Verbraucher unerwünschten Veränderungen der Eigenschaften des Broterzeugnisses nach Verlassen des Backofens verstanden. Die wichtigsten Veränderungen sind:

1. Zunahme der Krumenfestigkeit,

2. Veränderungen der Kruste, die aufgrund der Feuchtigkeitsübertragung von der Krume auf die Kruste des Broterzeugnisses zäh und lederartig wird,

3. Verdunstung der Feuchtigkeit aus der Krume,

4. Verlust des Brotgeschmacks und Veränderungen im Brütgeschmack,

5. MikrobieMer Verderb.

In der hier erfolgten Verwendung sollen sich die Begriffe „Brot" und „Broterzeugnis" auf Backwaren allgemein beziehen. Die Veränderungen im Brot setzen unmittelbar nach Verlassen des Backofens ein. Bis zu 4 Stunden nach Verlassen des Ofens werden diese Veränderungen nicht als negativ betrachtet. Im Ergebnis der Rekristallisierung der während des Backvorgangs gelatinierten Stärke tritt in diesem Zeitraum sogar eine Verbesserung der Schneidbarkeit und der Kaueigenschaften ein. Der Rekristallisationsprozeß der Stärke dauert jedoch während der Lagerung des Brotes an. Während der Lagerung nimmt die Festigkeit der Brotkrume bis zu einem Grad zu, der als negativ betrachtet wird. Die Zunahme der KrumenfestigkeU, die als der wichtigste Aspekt des Altbackenwerdens gilt, wird vom Verbraucher wahrgenommen, lange bevor das Broterzeugnis für den Verzehr ungeeignet wird.

Untersuchungen zum Altbackenwerden von Grot haben gezeigt, daß die Amy lose und das Amylopektin in der Brotkrume, und zwar hauptsächlich das Amylopektin, beim Altbackenworden eine Rolle spielen. Offenbar kristallisieren die linearen Kohlenhydratketten der Amylose fast sofort (innerhalb der ersten Stunden nach dem Backvorgang) und verursachen so die Verfestigung der Krumenstruktur. Die Festigkeit der frischen Brotkrume wird hauptsächlich durch den Amylose-Bestandteil

bestimmt, der während des Backens und Abkühlens des Brots zu einem Amylosegel kristallisiert ist. Während der Lagerung tritt mit der Zeit eine Assoziierung bzw. Ausrichtung der verzweigten Kohlenhydratketten des Amylopektins ein und ruft die Festigkeit und Reduzierung löslicher Dextrine hervor, die eine altbackene Krume kennzeichnen. Auf diese Weise wird während der Lagerung das aus kristallisierter Amylose bestehende Stärkegel durch eine langsame Kristallisation des Amylopektin-Bestandteils weiter verstärkt.

Nach dem bisherigen Stand der Tachniksind bereits Vorschläge zur Verringerung der negativen Aspekte des Altbackenwerdens von Brot bekannt. Alle bisherigen Vorschläge beziehen sich auf die Verbesserung der Krumenweichheit unmittelbar nach dem Gackvorgang. Ein geringerer Ausgangswert für die Krumenfestigkeit unmittelbar nach dem Backvorgang führt zu einem geringeren Wert für die .Krumenfestigkeit nach einer bestimmten Lagerzeit, ohne daß sich dabei die< Krumenverfestigungsrate verändert. Dadurch wird der Zeitpunkt hinausgezögert, zu dem der Verbraucher den Fastigkeitsgrad nicht mehr akzeptiert. Die Verringerung der Krumenfestigkeit ergibt sich aus dem Zusatz von a-Amylase (Getreide oder bakteriell) bzw. Emnlgatoren zum Teig. Die Nachteile dieser Lösung nach dem bisherigen Stand der Technik bestehen in einem zu hohen Ausgangswert für die Krumenweictiheit, der zu einem schlechteren Gefühl im Mund und einer schlechteren Schmidbarkoit des frischen Brots führt. Darüber hinaus Ist die Brotkrume durch die Verwendung von Emulgatoren schwach um' nichtelastisch, und aufgrund der Verwendung von - Amylase ruft die Brotkrume ein gummiartiges Gefühl im Mund hervor, insbesondere dann, wenn die Dosierung des Malzes bzw. der bakteriellen a-Amylase nicht richtig gesteuert wird. In der US-Patentschrift 4.654.216 wird ein Verfahren beschrieben, durch welches der letztgenannte Nachtei¹ durch Zusatz von bakterieller b?.w. Getreide-a-Amylaso in Kombination mit Pullulanase zum Teig ausgeschlossen werden soll. Die a-Amylase macht die Brotkrume weicher, während die Pullulanase Gummiartigkoit dar Brotkrume verhindert, die durch kleine (verzweigte), im Verlaufe des Stärkeabbaus durch die a-Amylase gebildete Dextrine hervorgerufen wird. Das nicht wärmebeständige Promozyrn TM wurde als Pullulanase eingesetzt, führte jedoch allein laut jenem Patent zu keiner krumenweichrnachenden Wirkung. Laut jenem Patent besteht die Erklärung darin, daß die Verwendung des Piomozyms TM durch die Aufspaltung von Dextrinen mit geringer iVlolekülmasse die Gummiartigkeit verringert.

Obwohl eine der nachteiligen Wirkungen der Verwendung der a-Amylase verhindert wird, ist die Krume des frischen Backerzeugnisses aufgrund eines überhöhten Dextringehaltes der Brotkrume durch einen zu starken Abbau des Amylose-Bestandteils noch immer sehr weich, wohingegen die Retrogradation des größten Teils des Amylopektin-Bestandteils nicht betroffen ist.

Auf diese Weise beeinflussen a-Amylasen und Emulgatoren durch den Abbau bzw. die komplexe Bindung des Aroylose-Bestandteils insbesondere die Weichheit das Brots unmittelbar nach dem Backvorgang. Jedoch haben sie keinen Einfluß auf die Erhöhung der Krumsnfostigkeit während der woiteren Lagerung, welche durch die Kristallisation des Amylopektin-Bostandieils hervorgerufen wird.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besteht in dsr Einbindung mindestens einer Verbindung in den Teig, und zwar vorzugsweise eines Enzyms, welches in der Lage ist, vorzugsweise die Retrogradation des Amy lopekiin-Toils i verhindern oder zumindest einzuschränken. Vorzugsweise hat dieses Enzym keinen wesentlichon Einfluß auf das Retrogradationsverhalten des Amylose-Bestandteils.

Daher wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einns Broterzeugnisses oder eines anderen Lebensmittels auf Getreidebasis geschaffen, bei dem die Krumenverfestigungsrate während der Lagerung verzögert wird und welches den Zusatz zumindest eines wärmebeständigen Enzyms zum Teig beinhaltet, das die Kristallisationseigenschaften des Amylopekiin-Bestandteils während des Backvorgangs selektiv modifizieren kann.

Unter Lebensmittel auf Getreidebasis wercien Erzeugnisse verstanden, die durch das Backen von geschlagenem oder geknetetem Teig aus einer Mischung von Wasser und Getreidemehl entstehen.

Bei Anwendung der Erfindung erhält man ein Broterzeugnis, dessen Krumenelastizität unmittelbar nach der Abkühlung auf Zimmertemperatur keine wesentliche Abnahme Aufweist.

Erfindungsgemäß wird vorteilhafterweise ein wärmebeständiges Enzym verwendet, welches die Verzweigungen des Amylopektins durch Aufspaltung der a-1,6-Glukosidbindungen abspalten kann. Derartige a-1,6-Glukanasen sind in der Literatur z.B. als Pullulanase, Isoamylasen bzw. R-Enzyme bekannt. Isoamylase und R-Enzyme spalten a-1,6-Bindungen In Amylopektin auf. Pullulanase hydrolisiert auch a-1,6-3indungen in Pullulan. Des weiteren können auch wärmebeständige a-1,4-Exoglukanasen wie ß-Amylase bzw. Amyloijlukosidaso verwendet werden. Diese Exoamylasen sind in der Lage, G!"kose (Amyioglukosidase) bzw. Maltose (ß-Amylase) von den nichtreduzierenden Kettenenden der Amylose und des Amylopektins abzuspalten. Dabei ist die Rekristallisationsneigung im wesentlichen von der mittleren Kettenlänge der linearen a-1,4-Kohlenhydratkeiten der Amylose und des Amylopektins abhängig. Da die mittlere Kettenlänge der linearen a-1,4-Seitenketten im Amylopektin wesentlich geringer is! als die mittlera Kettenlänge der Amylose (15-50 bzw. 500-2000 Glukoseeinheiten), verringern diese Exoenzyme die Rekiistallisationsneigung des Amylopektins recht selektiv. Im Gegensatz dazu werden die Kristallisationseigenschaften der Amylob"» nach Abtrennung von 5-1 i? Glukoseeinheiten von der langen Amylosekatte kaum beeinflußt. VorteilhaKsrweise werden 2EO-75000E/kg, vorzugsweise 2500-25000E/kg, einer wärmebeständigen Pullulanase und/oder 25000-500 000 E/kg, vorzugsweise 50 000-250 OOOE/kg, wärmebeständiger Amylglukosidase und/oder 12500-250 00ö E/kg, vorzugsweise *5000-125000E/kg, wärmebeständiger ß-Amylase zugesetzt (die Mengenangaben beziehen sich auf kg Mehl). Unter Einheit (E) wird die Enzymmenge verstanden, die bei 80⁰C1 pmol pro min produziert. Im Fall der Pullulanase bedeutet das die Bildung von 1 μιτιοΙ Maltotriose pro min aus Pullulan. Im Fall der Amyioglukosidase produziert eine Einheit 1 μηιοΙ Glukose pro min aus Zulkowski-Stärke bei 8D⁰C. Im Fall der ß-Amylase produziert 1 Einheit 1 μιτιο! Maltese pro min aus Zulkowski-Stärke bei 8O⁰C.

Es stellte sich heraus, daß Brot aus einem Taig mit diesen wärmebeständigen, stärkeaLbauenden Enzymen nach der Abkühlung auf Zimmertemperatur eine Krurne mit einer Elastizität aufweist, die der eines Brotes aus einem Teig ohne derartige Enzyme vergleichbar ist. Es wird erkennbar sein, daß diese wärmebeständigen Enzyme nur die Festigkeit der Brotkrume während der Lagerung beeinflussen. Die ursprüngliche Festigkeit der Brotkrume unmittelbar nach der Abkühlung wird von ihnen nicht signifikant beeinflußt, und daher ist die Gefahr einer Überdosierung ausgeschlossen. Durch den Fachmann läßt sich eine geeignete Dosierung einfach bestimmen.

Vorzugsweise für die Verzögerung der Krumenverfestigungsrate verwendete Enzyme sind ein oder mehrere Enzym(e) aus der Gruppe der wärmebeständigen Pullulanaso und wärmebeständigen Exoamylasen. Wärmebeständige Pulluldnasen werden

beispielsweise von folgenden Organismen produziert:

Pyrococcus furiosus Pyrococcus woesei Clostridium thermohydrosulfurlcum Thermococcus species Thermoanaerobacter specie*. Wärmebeständige Exoamylasen werden beispielsweise von folgenden Organismen produziert: Clostridium thermosulfurogenes (ß-Amylase) Bacillus stearothermophilus (ß-Amylase) Clostridium thermohydrosulfurlcum (Amylglukosidase). Unter wärmebeständig wird verstanden, daß das Enzym während des Backvorgangs nicht inaktiviert wird, bevor der größte Teil

der Stärke gelatinisiert wurde und so für stärkeabbauende Enzyme zugänglich geworden ist. Enzyme können Stärke nur nachderen Gelatinisierung abbauen und müssen deshalb während des Backvorgangs bei Temperaturen zwischen 60°C und 95⁰Cwirksam werden, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 65⁰C und 95°C und noch besser bei Temperaturen zwischen 8O⁰Cund95^eC.

Entsprechend diesem Aspekt der Erfindung wird das wärmebeständige Enzym während des Backvorgangs nur bei Temperaturen von mehr als 60°C wirksam und bleibt bis zu einer Temperatur von ca. 95°C wirksam. Danach wird das Enzym

während des letzten Teils des Backvorgangs inaktiviert.

Kurcheschreibung der Zeichnung Die Figur zeigt die Festigkeit dor Brotkrume als eine Funktion der Lagerungezeit. Die Messung und Ermittlung der Festigkeit der Brotkrume erfolgt nach A. E. Baker et al., Cereal Foods World, Jg. 32, Nr.7 (1987), S.486 unter Verwendung eines Strukturanalysators nach Voland und Stevens. Zur Messung der Festigkeit der Brotkrume können

jedoch verschiedene Instrumente und Verfahren angewendet werden; das vorliegende Meßverfahren dient lediglich zur

Verdeutlichung der Erfindung. Auf dem Gebiet des Backens wird im allgemeinen bevorzugt, daß die Elastizität des Broterzeugnisses während einer Lagerung

von mehreren Tagen unverändert bleibt. In der Figur wird dies durch Kurve a dargestellt, bei der die Krumenfestigkeit mindestens3 bis 5 Tage konstant bleibt.

Es ist bekannt, daß die Festigkeit des Brots zunimmt, wenn dem Teig keine Verbindungen zugesetzt werden, was einen gut

bekannten Aspekt des Altbackenwerdens darstellt. In der Figur zeigt Kurve d, daß sich bei diesen öroterzeugnissen die Festigkeitinnerhalb des Zeitraums zwischen dem ersten und dem fünften Tag etwa verdoppelt. Die Erscheinung des Altbackenwerdens istauf diesem Gebiet eingehend untersucht worden, und es sind der Fachwelt viele Vorschläge für Möglichkeiten einer Verzögerungdes Altbackenwerdens gemacht worden. All diesen Ansätzen ist gemein, daß die Ausgangsfestigkeit drastisch verringert wird.

Die Festigkeit kann beispielsweise nach einem Tag auf die Hälfte der Festigkeit ohne einen derartigen Zusatz verringert sein. Wenn sich die Festigkeit zwischen dem ersten und dem letzten Tag etwa verdoppelt, entspricht sie am fünften Tag ungefähr der Ausgangsfestigkeit des er st ο η Tages bei Brot ohne Zusatz. Die Wirkt« ,ig eines derartigen bekannten Zusatzes wird durch Kurve b

dargestellt. Zwischen dem zweiten und dem fünften Tag schneidet diese Kurve b die Kurve a. Daher wird der Verbraucher dieses

Brot nach dem dritten und dem fünften Lagerungstag als recht weich betrachten. Durch den Zusatz des Promozyms TM, wie in US-Patentschrift 4.624.216 beschrieben, wird keine signifikante Veränderung der Kurve b feststellbar. Der Zusatz von Promozym TM, das nicht sehr wärmebeständig ist, führte zu einer Verringerung der Gummiartigkeit, jedoch nicht zu einer

wesentlichen Änderung der Festigkeit.

Erfindungsgemäß wird die Festigkeit der Brotkrume durch selektives Angreifen des Amylopektin-Bestandteils der Stärke

verzögert, ohne daß dadurch die Retrogradation des Amylose-Bestandteils der Stärke wesentlich beeinflußt wird. In der Figurwird die vorliegende Erfindung als Kurve c dargestellt. Der Verbraucher wird nicht nur feststellen, daß das Broterzeugnis übereinen langen Zeitraum recht frisch bleibt, sondern sich auch davon überzeugen können, daß Nebenwirkungen von Emulgatorenbzw. Getreide-/bakteriellera-Amylase hinsichtlich Klebrigkeit, Gummiartigkeit und schlechter Schneideeigenschaftenausgeschlossen werden.

Wie in der Figur ersichtlich, kann die Festigkeit der Brotkrume mit der Zeit leicht zunehmen. Wenn eine relativ lange Lagerfähigkeit erwünscht ist, ist es möglich, kleine Mengen eines Emulgators und/oder einer Getreide-/bakteriellen a-Amylase

zuzusetzen, die für eine etwas höhere Ausgangsweichheit sorgen. Es können jedoch geringere Mengen verwendet und so dienegativen Nebeinwirkungen bei den genannten nach dem bisherigen Stand der Technik höheren Mengen zur Erreichung einerkrumenerweichenden Wirkung ausgeschlossen werden.

Alle in dieser Patentbeschreibung angeführten Publikationen und Patentanmeldungen sind durch Verweis hierin aufgenommen,

als ob jede einzelne Publikation bzw. Patentanmeldung besonders und im einzelnen als durch Verweis aufgenommen angegeben

Obwohl die Erfindung mittels Illustration und Beispiel recht ausführlich beschrieben wurde, wird der Fachmann bei genauer Betrachtung erkennen, daß sich bestimmte Veränderungen und Modifikationen ohne Abweichen von Wesen und Schutzumfang

der nachstehenden Patentansprüche vornehmen lassen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Broterzeugnisses oder anderer Lehensmittel auf Getreidebasis mit verzögerter Krumenverfestigungsrate während der Lagerung, gekennzeichnet durch den Zusatz von mindestens einem wärmebeständigen Enzym zum Teig in einer Menge, mit der die Kristallisationseigenschaften des Amylopektin-Bestandteils während des Backvorgangs selektiv modifiziert werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Zusatz eines wärmebeständigen Enzyms, welches bei Temperaturen zwischen 65^CC und 95°C, vorzugsweise zwischen 80⁰C und 95°C, wirksam ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmebeständige a-1,6-Endoglukanase zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmebeständige Pullulanase zugesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmebeständige a-1,4-Exoglukanase, vorzugsweise Amyloglukosidase oder ß-Amylase, zugesetzt wird.

6. Verfahren zur Verzögerung der Krumenverfestigung, gekennzeichnet durch den Zusatz mindestens einer Verbindung, vorzugsweise eines wärmebeständigen Enzyms, zum Teig, wodurch sich die Retrogradation des Amylopektin-Bestandteils im Broterzeugnis ausschließen oder zumindest einschränken läßt.

7. Broterzeugnis, dadurch gekennzeichnet, daß es durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6 hergestellt werden kann.

8. Broterzeugnis, dadurch gekennzeichnet, daß das wie oben beschriebene Verfestigungsverhältnis nach 120 Stunden und 24 Stunden zwischen 1 und 1,7, vorzugsweise zwischen 1,05 und 1,6, und noch besser zwischen 1,1 und 1,5 liegt.

9. Verbesserungsmittelm'schung fLrTeig, Brot und andere Lebensmittel auf Getreidebasis mit normalen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 250-75000 E/kg, vorzugsweise 2500-25 000 E/kg, einer wärmebeständigen Pullulanase enthält.

10. Verbesserungsmittelmischung für Teig, Brot und andere Lebensmittel auf Getreidebasis mit normalen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 25000-500000E/kg, vorzugsweise 50000-

250000E/kg, einer wärmebeständigen Amyloglukosidase enthält. 1 i. Verbesserungsmittelmischung für Teig, Brot und andere Lebensmittel auf Getreidebasis mit normalen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 12500-250000E/kg, vorzugsweise 25000-125000 E/kg, einer wärmebeständigen ß-Amylase enthält.

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