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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Getreidekeimzusatzes
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie dessen Verwendung
zur Backwarenherstellung.
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Es
ist seit langem bekannt, daß es
in ernähungsphysiologischer
Hinsicht Vorteile mit sich bringt, in Lebensmittel, wie Backwaren,
einen hohen Anteil an Getreidekeimlingen, wie Weizenkeimlinge, einzubringen.
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Es
hat sich allerdings gezeigt, daß Getreidekeimlinge
insbesondere in Backwaren nicht in gewünscht hohem Anteil eingebracht
werden können, weil
dabei die in den Getreidekeimlingen in hoher Konzentration enthaltenen
Phytate schädliche
Wirkungen entfalten können.
Auch sind die in den Getreidekeimlingen enthaltenen ernährungsphysiologisch
wertvollen Inhaltsstoffe, nämlich
Mineralstoffe, Vitamine und Antioxidantien, bei unmittelbarem Zusatz
von Getreidekeimen zu z. B. einem Brotteig nicht in der ernährungsphysiologisch
eigentlich gewünschten
Weise aktiviert und stabilisiert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Getreidekeimlinge als Zusatz
bei der Lebensmittelherstellung, insbesondere bei der Backwarenherstellung,
in besser aufgeschlossener Form und in größerer Konzentration als bislang
einsetzbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmalskombination
des Hauptanspruches gelöst.
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Besondere
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
Erfindung liegt die überraschende
Erkenntnis zugrunde, daß es
gelingt, die wertvollen Inhaltsstoffe der Getreidekeime, insbesondere
Weizenkeime, dadurch ernährungsphysiologisch
zu aktivieren und zu stabilisieren, indem in der erfindungsgemäß angegebenen
Weise ein enzymatischer Aufschluß in einer Maische erfolgt.
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Die
Getreidekeime werden vorzugsweise mit temperiertem Wasser auf ein
bestimmtes Temperaturniveau angemaischt. Die Maische wird zur Auflösung der
Zellstruktur und zum Öffnen der
Zellen mechanisch mazeriert, so daß die löslichen und die unter den Verfahrensbedingungen
in Lösung
gehenden Inhaltsstoffe der Keime eine homogene wässrige Phase bilden, in der
die unlöslichen,
weitgehend zerkleinerten Keimbestandteile suspendiert sind.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, die Keime mit temperiertem Wasser auf ein
bestimmtes Temperaturniveau anzumaischen. Die Maische wird zur Auflösung der
Zellstruktur und Öffnung der
Zellen mechanisch mazeriert, so daß die löslichen und die unter den Verfahrensbedingungen
in Lösung
gehenden Inhaltsstoffe der Keime eine homogene wässrige Phase bilden, in der
die unlöslichen,
weitgehend zerkleinerten Keimbestandteile suspendiert sind. Die
Vitamine und Antioxidantien der Keime sind durch die Homogenisierung
im Hinblick auf ihre erstrebte ernährungsphysiologische Wirkung
bereits aktiviert. Demgegenüber
muss ein Großteil
der Mineralstoffe erst noch aktiviert werden, um sie ernährungsphysiologisch
verfügbar
zu machen. Dazu wird die enzymatisch hoch aktive Maische auf das
pH-Wert-Optimum
des in ihr enthaltenen Enzyms Phytase durch Ansäuern der Maische eingestellt.
Die temperierte und auf das pH-Wert-Optimum eingestellte Maische
wird so lange enzymiert, bis die an das Phytat gebundenen Mineralstoffe,
darunter vor allem die essentiellen Spurenelemente, freigesetzt
und damit im Sinne der Erfindung ernährungsphysiologisch aktiviert
sind.
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Die
so bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung über
die Bereitung der Maische ernährungsphysiologisch
aktivierten Keime, respektive die genannten Inhaltsstoffe, können bezogen
auf ihren Trockenmasseanteil in der Maische in Abhängigkeit
von der Art der Backware in unterschiedlichen Mengen der Backrezeptur
zugesetzt werden. Dieser Anteil ist bei Trockenflachbackwaren, wie
Knäckebroten,
viel größer als
bei Frischbackwaren, unter denen er bei Weißbroten, beispielsweise Toastbrot,
gegenüber
Vollkornbroten relativ am kleinsten ist.
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Die
Begrenzung der Zugabemenge ergibt sich dabei aus der enzymatischen
Aktivität
der Maische, darunter insbesondere der α-Amylaseaktivität, von der
das Backvolumen und die Krumenstruktur beeinflußt werden. Darüber hinaus
wird die Zugabemenge bei hellen Broten zusätzlich durch die Zufärbung der
Krume begrenzt, die sich aus der Wirkung der Antioxidantien im Teig
ergibt, durch welche diese für
ihre erstrebte ernährungsphysiologische
Wirkung teilweise aufgebraucht werden. Dieser Verlust tritt zwar
bei allen Broten ein, wird aber nur bei den hellen Frischbackwaren
optisch wahrgenommen, in denen die mit dem ernährungsphysiologischen Verlust
verbundene Zufärbung
als sensorischer Qualitätsverlust wahrgenommen
wird.
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In
bevorzugter Ausführungsform
sieht die Erfindung auch vor, daß die enzymierte Maische erhitzt wird,
um die Enzyme zu inhibieren. Damit wird ein nachteiliger Einfluss
der Enzyme, darunter vor allem der Wirkung der α-Amylase, auf die Krumenausbildung
bei der Verwendung der Maische zur Backwarenherstellung vermieden.
Außerdem
wird durch das Erhitzen das Redoxpotential der Maische stabilisiert und
gleichzeitig wird die Maische damit mikrobiologisch stabil gemacht.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, die Säuerung
der temperierten und macerierten Maische mikrobiologisch durchzuführen. Dazu
wird die Maische mit einem Inokulum aus Milchsäurebakterien beimpft. Das Inokulum
kann ein Teil der vorausgehenden Maische sein. Die Milchsäurebakterien
können
solche sein, die homofermentativ oder heterofermentativ den Gehalt
der Maische an Zuckern aus den Keimen zu organischen Säuren, hauptsächlich Milch-
und Essigsäure,
umsetzen. Dadurch wird der pH-Wert der Maische abgesenkt, so dass
das Enzym Phytase in der Maische in sein Wirkungsoptimum geführt wird.
Die mikrobiologisch gesäuerte
Maische kann in Abhängigkeit
vom erreichten Säuregrad
auch als Teigsäuerungsmittel
eingesetzt werden. Damit erfüllt
die Maische neben ihrer Funktion als Lieferant aktivierter Keime,
respektive Keiminhaltsstoffen, zusätzlich die Funktion der Teigsäuerung.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, die mikrobiologisch gesäuerte Maische zu erhitzen.
Damit werden nach erreichter Aktivierung der Mineralstoffe die Enzyme
inhibiert und das Redoxpotential stabilisiert. Damit wird erreicht,
daß in
Abhängigkeit
von der für
viele Frischbackwaren notwendigen Säuerung der Teige, vor allem
solchen, die Roggenteige enthalten, im Vergleich zu den vorgenannten
Ausführungsformen
größere Anteile
an aktivierten Keimen, respektive Keiminhaltsstoffen, der Backrezeptur
zugesetzt werden können.
Es bleibt aber der Nachteil bestehen, daß die Zugabe von der maximal
möglichen
Säuerung
des Teigs und der tolerierbaren Krumenzufärbung begrenzt wird.
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Außerdem sieht
eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung vor, die mikrobiologische Säuerung so weit fortzusetzen,
daß die
Zucker in der Maische weitgehend zu Säuren umgesetzt werden. Dies
bringt den Vorteil mit sich, die Maische mit ernährungsphysiologisch wertvollen
Mineralstoffen über
deren Salze, beispielsweise Calciumcarbonat, anreichern zu können. Die
Anreicherung kann in Abhängigkeit
vom Säuregrad
der Maische und der für die
jeweilige Brotsorte erforderlichen Teigsäuerung so gelenkt werden, daß die Maische
drei Funktionen erfüllt.
Sie bestehen in der Aktivierung ihrer Mineralstoffe und Antioxidantien,
ihrer Verwendung als Teigsäuerungsmittel
sowie der Nutzung ihres Säuerungspotentials
zur Anreicherung mit ernährungsphysiologisch
wertvollen Mineralstoffen, die in den Keimen, respektive im Getreide
und Mehl, nicht in ausreichender Menge vorkommen. Die Maische wird
vor ihrer Verwendung im Falle größerer Zugabemengen
an aktivierten Keimen, respektive Keiminhaltsstoffen, zur Backrezeptur
erhitzt.
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Weiterhin
schlägt
die Erfindung ggf. vor, das Redoxpotential der Maische durch Zugabe
eines Antioxidans zu stabilisieren. Dazu wird der Maische so viel
Antioxidans zugesetzt, z. B. Ascorbinsäure, daß sich ein Redoxpotential ergibt,
durch welches bei Verwendung der Maische in der Backrezeptur die Krumenzufärbung auch
bei Weißbrot
signifikant zurückgedrängt wird.
Die Verwendung von Ascorbinsäure
als Antioxidans bringt den zusätzlichen
Vorteil mit sich, daß mit
ihr die notwendige Ansäuerung
der Maische zur ernährungsphysiologischen Aktivierung der
Mineralstoffe erfolgen kann. Mit dieser Einstellung des Redoxpotentials
wird erreicht, daß die
aus vielen Einzelkomponenten bestehenden Antioxidantien der Keime
in ihrer durch die Herstellung der Maische erreichten Aktivierung
ihr volles ernährungsphysiologisches
Potential behalten.
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Aus
der
DE 39 05 055 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines gekeimten und laktosefermentierten
Getreidevollkornproduktes bekannt, bei dem aber weder Ascorbinsäure zugesetzt
wird noch ein Calciumcarbonatzusatz erfolgt.
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Ferner
ist es im Stand der Technik (A. Täufel (u. a.) Hrsg.: Lebensmittel-Lexikon,
Bd. 2, B. Behr's Verlag
GmbH, Hamburg, 3. Aufl. 1993, Seiten 334/335 – Stichworte: Phytase, Phytinsäure) bekannt,
den Phytinsäuregehalt
von Backwaren durch geeignete Fermentierung zu senken, ohne daß in irgendeiner
Weise die zusätzliche
Verwendung von Ascorbinsäure
und Calciumcarbonat, die in Kombination für die Erfindung wesentlich
sind, angesprochen wäre.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung,
in der Ausführungsbeispiele
im einzelnen erläutert
sind.
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Beispiel 1:
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Zur
Herstellung einer Maische zur ernährungsphysiologischen Aktivierung
von Keiminhaltsstoffen und eines Trockenprodukts daraus werden 50 kg
Weizenkeime mit 80 kg Leitungswasser, das eine Temperatur von 45°C besitzt,
in einem temperierbaren Rührbehälter angemaischt.
Die Maische wird mit einem Homogenisator (z. B. Ultra-Turrax oder
Hochdruckhomogenisator) mechanisch behandelt, um die Keime zu zerkleinern
und ihre Zellen aufzuschließen. Die
so homogenisierte Maische wird mit Milchsäure (90 g Milchsäure/l) auf
einen pH-Wert von 5,2 eingestellt. Die angesäuerte, homogenisierte Maische
wird dann 180 min mit den keimeigenen Enzymen bei 30°C enzymiert.
Die enzymierte Maische ist danach gebrauchsfertig und kann zur Herstellung
von Backwaren entweder direkt oder nach Trocknung und Pulverisierung
verwendet werden. In getrockneter Form kann sie auch direkt verzehrt
werden oder kann Bestandteil von anderen Lebensmitteln sein, beispielsweise
von Müsli.
Die Trocknung der Maische erfolgt zur thermischen Stabilisierung
der Antioxidantien vorteilhaft durch Walzentrocknung.
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Beispiel 2:
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Zur
Herstellung einer Maische zur ernährungsphysiologischen Aktivierung
und thermischen Stabilisierung von Keiminhaltsstoffen sowie Anreicherung
mit Calcium zur Verwendung bei der Herstellung von Vollkornbroten
werden 50 kg Weizenkeime mit 80 kg Leitungswasser, das eine Temperatur
von 45°C
besitzt, in einem temperierbaren Rührbehälter angemaischt. Die Maische
wird mit einem Homogenisator (z. B. Ultra-Turrax oder Hochdruckhomogenisator)
mechanisch behandelt, um die Keime zu zerkleinern und ihre Zellen
aufzuschließen.
Der so homogenisierten Maische werden 2,0 kg eines Milchsäurebakterien
enthaltenden Impfguts zugegeben, das aus einer vorausgegangen Charge
der Stufe der mikrobiologischen Fermentierung der Maische entstammt. Die
Maische wird 24 h bei 30°C
fermentiert. Dabei wird ein Säuegrad
von ca. 35 erreicht (≈ 35
ml 0,1 n NaOH/10 g Maische). Die Maische wird nach der Fermentation
mit 70 kg Leitungswasser, das eine Temperatur von 90°C hat verdünnt und
dann auf 80°C
erwärmt.
Die Maische wird 10 min bei dieser Temperatur gehalten und danach
auf ca. 25°C
gekühlt.
Der gekühlten
Maische werden kurz vor ihrer Zugabe zur Backrezeptur 3,5 kg Calciumcarbonat
zugesetzt.
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Aus
20 kg der aktivierten Keimmaische wird zusammen mit 95 kg teilweise
versäuerter
Mahlprodukte, 1,8 kg Kochsalz und 82 kg Leitungswasser ein Vollkornbrotteig
hergestellt, der zu Vollkornbroten ausgebacken wird. Die Vollkornbrote
zeichnen sich insbesondere durch einen hohen Gehalt an Calcium aus.
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Beispiel 3:
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Herstellung
einer Maische zur ernährungsphysiologischen
Aktivierung und biochemischthermischen Stabilisierung von Keiminhaltsstoffen
sowie Anreicherung mit Calcium zur Verwendung bei der Herstellung
von Toastbrot werden 50 kg Weizenkeime mit 80 kg Leitungswasser,
das eine Temperatur von 45°C
besitzt, in einem temperierbaren Rührbehälter angemaischt. Die Maische
wird mit einem Homogenisator (z. B. Ultra-Turrax oder Hochdruckhomogenisator)
mechanisch behandelt, um die Keime zu zerkleinern und ihre Zellen
aufzuschließen.
Der so homogenisierten Maische werden 2,0 kg eines Milchsäurebakterien enthaltenen
Impfguts zugegeben, das aus einer vorausgegangenen Charge der Stufe der
mikrobiologischen Fermentierung der Maische entstammt. Der Maische
wird außerdem
1 kg Ascorbinsäure
zugegeben. Die Maische wird 24 h bei 30°C fermentiert. Dabei wird ein
Säuregrad
von 35 erreicht (≈ 35
ml 0,1 n NaOH/10 g Maische). Die Maische wird nach der Fermentation
mit 70 kg Leitungswasser, das eine Temperatur von 90°C hat, auf
80°C erwärmt. Die Maische
wird 10 min bei dieser Temperatur gehalten und danach auf ca. 25°C gekühlt. Der
gekühlten
Maische werden kurz vor ihrer Zugabe zur Backrezeptur 3,5 kg Calciumcarbonat
zugesetzt.
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Aus
20 kg der aktivierten Keimmaische wird zusammen mit 95 kg eines
hellen Weizenmehls, 1,8 kg Kochsalz, 5 kg Backfett und 45 kg Leitungswasser ein
Toastbrotteig hergestellt, der zu Toastbroten ausgebacken wird.
Die Toastbrote zeichnen sich durch einen um 30% erhöhten Gehalt
an getreideeigenen Mineralstoffen, Vitaminen, Lipiden und Antioxidantien sowie
einen hohen Gehalt an Calcium und Ascorbinsäure aus. Außerdem besitzen die Toastbrote
die gewünschte
helle Krumenfarbe.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.