DE2227368C3 - Verwendung eines Enzymprodukts zusammen mit einem Quellstoff und mit Backmehlen bei der Herstellung von Backwaren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die im Patentanspruch definierte Verwendung.

Der Ausfall von Backwaren hängt in starkem Maße von den Mehleigenschaften ab. So beeinflußt der Gehalt an Eiweißstoffen in Weizenmehlen oder der Gehalt an Sehleimsioffen in Roggenmehlen zusammen mit der Stärke die Theologischen Eigenschaften des Teigs und die Qualität des fertigen Brotes. Sowohl ein Überschuß als auch ein Mangel an diesen Stoffen führt zu Brotfchlcrn. Bei der Herstellung von Hefebackwaren ist ein ausreichender Trieb vom Angebot an vergärbaren Zuckern abhängig, deren Menge wiederum von dem natürlichen Gehalt an stärkeabbauenden Enzymen im Mehl abhängt.

Um trotz wechselnder Mehlqualitäten zu Backwaren gleichbleibender Beschaffenheit zu gelangen, ist es üblich, die Mehle bzw. den Teig zu modifizieren, was zum Teil durch den Zusatz der im Mehl fehlenden Stoffe, zum Teil durch den Abbau der im Überschuß vorliegenden Stoffe mit Hilfe von Enzymen geschieht. Die Verwendung von Enzymen verursacht jedoch zusätzliche Kosten.

Aufgabe der Erfindung war, bei vermindertem Enzymeinsatz, auch dann Backwaren von einwandfreier Qualität herzustellen, wenn Mehle von ungünstiger Zusammensetzung verarbeitet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der im Patentanspruch angegebenen Art gelöst.

In vielen Fällen ist es daher möglich, mit der Hälfte der bisher erforderlichen Enzymmenge auszukommen, wenn man im Sinne der Erfindung Quellstoffe zusetzt.

Das Quellvolumen wird ermittelt, indem man I g des Quellstoffes mit Wasser gleichmäßig befeuchtet, mit Wasser von 20⁰C auf 20 ml auffüllt, durchschütteil und 2 Stunden bei 20"C stehen läßt. Das vom Quellstoff eingenommene Volumen ist dann gegen den klaren Überstand scharf abgegrenzt.

Der Zusatz von Quellstoffen dürfte von wesentlicher Bedeutung für die Benetzung des Substrates und somit für die Einwirkungsmöglichkeit des Enzyms sein. I'rockenes Mehl verhält sich wasserabstoßend; einzelne Wassertronfen auf Liner trockenen Mehlfläche bleiben kugel- oder linsenförmig - wie Quccksilbertropfcn ■-darauf liegen und dringen nur allmählich in das Mehl ein. Aus dem gleichen Grunde wandern Mehlparlikel, die auf die Oberfläche eines Wasserfilms oder Wassertropfens gestreut werden, an solche Stellen, wo die Wasseroberfläche konvex und die Berührungsfläche zwischen Mehlkorn und Wasser am geringsten isi. Vermutlich wird die Oberfläche der Mehlparlikel auch dann, wenn sie vollkommen umschlossen und angequollen sind, nur teilweise benetzt. Eine Vergrößerung der Benetzungsfläche zwischen Mehl und Wasser sollte die Angriffsmöglichkeit eines im Wasser gelösten Enzymes verbessern. Talsächlich läßt sich auch eine verstärkte Enzymeinwirkung auf Mehl durch den Zusatz von Net/.mitteln beobachten, jedoch kommen derartige Zusätze aufgrund der Bestimmungen des l.ebensmiltelgesetzes nicht in Betracht. Dagegen ist der Zusatz, von Quellstoffen, die ohnehin als Hilfsstoffe in der Backwarenherstellung gebräuchlich und zulässig sind, unbedenklich. Es gibt Hinweise dafür, daß Quellstoffe ähnlich wie Tenside das Netzvermögen des Wassers verbessern. So wird in Iprozentigen, wäßrigen Suspensionen von Quellstoffen eine deutlich verminderte Oberflächenspannung gemessen. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, daß es sich nicht um echte Lösungen handelt, wie es die Definition der Oberflächenspannung fordert. Die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Meßwerte dienen daher eher einem qualitativen Nachweis der grenzflächenaktiven Wirkung als einem quantitativen Vergleich.

Tabelle I

Oberflächenspannung (gemessen mit einem Tensiometer nach DcNo ü y und Quell volumen von Quellsiolfen)

Qiiellstnl'f

Ober- (.)iiL-llv(ilu

flächen- inen von

in dvn/cni in 2 h in ml

Johannisbrotkernmehl 52 18

Maisquellsiärke b2 I J

Guarmehl 32 18

Apfel-Sprühpekiin 5b I i

Vergleich: reines Wasser 72

Die durch Quellstolfe herbeigeführte Wirkungssteigerung von Enzymen, die bei der Backwarenherslellung gebräuchlich sind, wurde untersucht. v-Amylase wird zum Abbau von Stärke zu vergärbaren Zuckern, unterstützt durch die in der Regel in ausreichender Menge vorhandene, getreideeigenc /i-Amylase, einge setzt. Mehlen mit ungenügendem Hefetrieb werden u. a. ΡϊΙ/.-Λ-Amylasen in Mengen von 500 bis 50 000 SK B-Einheiten je 100 kg zugesetzt.

In der Abbildung ist in der Kurve I die C'().>-F.ntwicklung ohne einen solchen Enzym/usatz und in der Kurve 2 mit einem Zusatz von 15 000 SKB-Einheiten handelsüblicher Ρϊΐζ-Λ-Aniylasc je 100 kg Mehl aufgetragen. Bereits durch die Zugabe von 10 g Quellstoff je 100 kg Mehl steigt das Gasbildcvcrmögcn ties Mcliles beträchtlich an, wie aus den Kurven }(für Maisquellstärke) und 4 (für Guarmehl) hervorgeht. Die durch das Enzym bewirkte Triebsieigerung ist bei Mitverweiulung von Maisquellstärke oder Guarmehl etwa 4fach höher als bei Weizenstärke. Daraus erhellt auch, daß es sich

nicht um eine Substratwirkiuig handelt. - I jnzelheilen der Versuchsdurchiührung sind im Beispiel I angegeben.

Kin ÜberschuU von Schleimstoffen in R jggenmehlen führt zu zähen Teigen, die schwer maschinell zu verarbeiten sind, und kann das Abb^cken der Krume von der Oberkniste zur Folge haben. Die Schleinistoffe, die chemisch als Pentosane bezeichnet werden und aus Arabinose und Xylose bestehen, lassen sich durch Pentosanasen enzymatisch abbauen. Die nachfolgende Tabelle zeigt, wie die Wirkung dieses Enzyms duidi den /iis-'lz von Quellsiolfen gesteigen wird (als ModelKubstanz wurde Weizenmehl verwendet. Roggciimchl verhall sich entsprechend).

Tabelle Il

SteigerimjT der Pentosanaseaktivität durch Maisqucllst.irkc in einer 20"/'oigen Mchlsuspcnsioii

Ans. Zusammensetzung:

Ni". lxlrakl ;ius Weizenmehl I "»>()

ohne Zusatz

t- IO g Maisquellsuirke pro K)I¹ kg Mehl
HOg Penlosanasepräparat pro 100 kg Mehl f lOg l'entosanasepräparat f 10g Maisqnellstiirke/ HK) kg Mehl

Einzelheiten ilei Versiiehsiliin. liluliiιι;ιμ siehe Beispiel 2

I Mn.r, hei ">4<	b mn	11 if Mall pn, ml lAliakl	ι ,se	/im at ils μι'ί-' iinhji.iüilelle niL· Mal lust· Mil	L'Π	MP,Ί Mtl,
0.2 J		2.7		—		Il
0.2")		2.4		f 0.2	T	7.")
0.28		U		K).)	f	18.Ί
D.J2		i.b		i 0.4	f	ii.i

Ahnlich wie die Schleinistoffe bei den Roggenmehlen wirken sich Hiv/eißstoffe, die als Kleber bezeichnet werden, bei den Weizenmehlen aus. Menge und Struktur der Kleber beeinflussen die rheologischen Eigenschalten dos leigs und die Backeigensehaf;en.

Kk-ber mit harten Strukturen lassen sich durch Proteasen enzymatisch modifizieren. Die durch Quell stoffe erreichte Wirkungssteijicnmg der Proteasen laßt sich aus folgender Tabelle sehr deiiilich entnehmen:

labeile III

Einfluß der Maisquellstärke auf die Wirkung eines Protcascpiäparates in einer Mehl-Wasser Suspension (20"'in;j)

Ans.
Nr.

/iisiinini.-iiselzunj;:

«)μ Weizenmehl Γ mi). iOOinl Kuchsal/Insiiii·: Γ""

ohne /iisatz

f IO g Maisquellstarke pro 100 kg Mehl

f H)Og Protease pro 100 kg Mehl

f H)Og Protease f 10 g Maisquellstärke pro 100 k Mehl

') niMtil Amimiiaiire |in> I I xti.ikl bezogen auf !· !'lie. I iii/ellieilen ilei" Veisiielisilinvhliihi ιιπμ siehe lieispiel i.

I MinkiioM	niMol Γ)	/tiw .it Ils	he/u^eii aiii
">7H mn		iiAtul I	lehes Mehl
0.12	i.i		I)
0.08	0.88	0,42	J2
0.19	2,1	f 0.8	t tli
0.27	2,97	f I .h 7	ι 12«
		( I 2.D9)	( (2 50)

Bei diesen Werlen ist zu berücksichtigen, daß bei der Erfassung der enzymatisch erzeugten Spuliprodukte mittels Ninhydrin auch eine Anzahl weiterer Stoffe, die auch in unbchandollem Mehl vorhanden sind, miterfaßt werden. Dieser »Mindwert« winl durch den Zusatz, von Quellstoffen allein, d. h. ohne gleichzeitgen Enz.ymzusatz, scheinbar gesenkt, was nur so zu erklären ist, daß ein Teil dieser mit Ninhydrin reagierenden Stoffe durch die Quellstoffc »maskiert« wird. In der Tabelle III sind daher bei den mit linz.ym und Quellsloff erhaltenen Meßergebnissen (Ansatz 4) in Klammern die Werte zugesetzt, die sich ergeben, wenn man den Zuwachs auf die mit Quellmehl allein erhaltenen Werte (Ansatz. 2) bezieht.

Als Quellstofle, die im Sinne der Hrfindungsdefiniiion durch ihr Quellverhalien in Wasser gekennzeichnet sind, kommen zum Beispiel Johannisbrotkernmehl, (iuarmelil. Galaktomannane, Alginate, Pektine, Quellmehle, Qiiellstärke usw. in Betracht. Sofern diese Stoffe einen geringen natürlichen (ichalt an Hnzsmen haben, werden sie nicht als linzymprodukte, die im Sinne der I>finduiig aus einem Quellstoff und einem Kiizym zusammengesetzt sind, angeschen. Quellmehle und Queilstiiiken sind als Mehlzusiitze bei der Herstellung von hellen Roggenbroten und Weizenschrotbroten zur Regulation des Wasserhaushaltes, Erhöhung der Teigaus'ueüte und Verbesserung der Broteigenschaften gebräuchlich. Sie werden jedoch zu diesem Zweck in Mengen von 2 bis 4 kg je 100 kg Mehl eingesetzt, wahrend die Ijizymprodukte gemäß der Erfindung in Mengen eingesetzt werden, bei denen auf 100 kg Mehl nicht mehr als 200 g, bevorzugt 5 bis 20 g Quellstoffe entfallen. Das Mischungsverhältnis von Enzym und QuelKlol! v.ird so gewählt, daß auf die genannten Mengt-n !■-■. Quellstoffes die /tir Behandlung von 100 kg Mehl erforderliche Enz.ymmenge entfällt. Es können gewünschtenl.ills auch mehrere verschiedene Enzyme verwendet werden, was jedoch ti,mn nicht zweckmäßig ist, wenn man die

■»ersi-hiedencr. 'n/wni' den Ijfordei Missen dc\ Amwcii cliingslalles ciuspi ctliL-iitl unterschiedlich dosieren möchte. Dagegen kann es zweckmäßig sein, versciikdc ne OiicllstolIe in einem Produkt zu ki ■ ιnhinieren.

I.s werden also an! I kg (JuclKtoll K)¹ bis 5 > KC SKIt-I ">'·.'■ -\\rr ; S a it d · ι cd I . K n e e ;ι ι mc! K I i ·. I' ( uv.nl hem. Id. S. 712: IM 34) an vAmyliiscn. K)¹ bis KV I'D r.inheiieii ( Il a g i Ii a r;i. B. ti. Miiarb.. |. llioeheiii. |lok\o| 45. S. IK5. 251; 1<)58. rirmeiiselnlft Köhm (iiiibil »Aiialyscnii"'lhodeM Proiemase-l hüls« 1470) .im '.oteasen oder 5 χ K)"¹ bis ^n K)' mlli·,,,, l'iiiheilcii") an l'enlosaiiascii verwendet. Dabei ist der (^'lellst'iifanieil so heicchnct. dal.! er auch dann eine deutliche Wirkiingssteigeriing herbeiführt, wenn nur ein geringer I n/\ m/usai/ erforderlich ist.

I .!i/Miie weiden häutig /um /wecke der lcichluc:' Dosiei barkeit mit \ .ι schnillnhllcln \ ersetzt. Diese l'iinktion erlüllen hiei die Qiiellstoiie, so dal! andere /usäi/e an sieh entbehrlich sind. Sie können jedoch mii\ei wendet werden, wenn es im I.in/ellalle Vorteile bietei. So können üii/vme, durch ihr I lcrstcllimgsvei-I,ihren beding!, im Gemisch mil Sal/en oder anderen Stollen aiilallen und werden dann zweckmäßig in dieser I οι in in die I n/Miiprodiikte eingearbeitet. Andere Stolle können in bekannter Weise als l.nzynislabilisaloi in. 1 rockcnmillcl und dergleichen /iigesel/t werden.

Beispiele

I. 1 rhöhiing des (iasliildcvermögcns einer Mehl I lefe-Wasser-Suspension durch l'il/amylase undQiiellslofle.

|e i ml einer lOpro/enligen Mehlsuspension (Mehl I 550) mit folgenden Zusätzen

Ansät/ 1: ohne Zusatz.

Ansät/ 2: 0.03 mg Wei/cnstärke

-I 0.04 5 SKB-l-inh. Ι'ϊΙζ-Λ-Amyhise Ansal/ 3: 0.03 mg Maisquellslärke

+ 0,045 SK Β-ΠηΙι Pil/-A-Amylase Ansatz 4: 0.03 mg(jüartiic'ni

werden in Warburg-Apparaturcn auf 30"C vortemperier! und mit 0.5 ml einer Hefesiispension von 0.2 g Hefe je ml bei 30 C inkiibicil. Die enzymatisch in vergärbare Zucker abgebaute Stärke wird durch Hefe z.u CO.. fermentier!, dessen

') 1 IVnliisiinasi'-l.inlicillUivtiilentsprii'linliTl n/jiuiiiLMipc·,du· in einem eiwciö uml slarkcfrcicn Rogjicnmchlcxtnikl mil einer Aiisgangsviskusilät von etwa 100 see bei 3(1 C in 40 min eine ViskositätserniL'drijjunjz von 25% bewirkt. Ok^- Viskosiui len werden mit einem Oslwald-Viskosimetcr mil einem Wasser« en von 38.5 see gemessen.

Menge über 120.ivn in Abhängigkeit um de !■•'■•liiiMioiiszeii i'cr.y.'sscn wird.

Die l.igebnisse sii'?¹ i¹' Abb. I grapiiisti diii geslelll. wobei an den Kurven die Nummern de Ansalze angegeben sind. ( ileicliai !ige l'ij-ebnissi w ei (ieii e; hüllen. \M'!iη man iinslelit· von MMS(JiH¹II Miii ke odv. ;■ {jiiiinii'.hl lohaiiü -lirotkei niiiehl. l'ek im (ApIeI-Sjvülipektin). (ialaklomamiiiiu¹ odi· Al{- naie einsetzt.

llei weiteren Versuchen mil dem glfichei (ii uiidansnl/ wird eine (iasi)ildung \on jeweil !'120 bis 1(14OuI CO.· in 120 min gelunden, wem in:··) mit loigeiii'eii Zusäl/en arbeilcl:

Aiisalz 5: 0.1 ISkIi l.inli. Pilz Λ-Ainylase
Ansatz d: 0.055 SK H l.inli. Pil/-<vAmylasc
H 0,015mg Maisquellslaike

2. Sleigei ung der Peiilosiin.ise Aktivität durch
Maisquellslärke.

Vier Ansätze aus je WIg Weizenmehl T 550 und

Ansatz 1: ohne weitere Zusätze
Ausatz 2: b mg Maisquellstäi ke
Ansatz 3: (i mg Pentosanase-I'iäparal
Ansatz 4: (i mg Maisqiicllstärke

4 (i mg l'enlosanase·Präparat

werden in jeweils 300 ml vorgewärmter Iprozeuti get Kochsalzlösung suspendiert und 1 Stunde he 30 C gerührt. Danach wird das Mehl ab/entrilii giert, der Überstund K) min im kochenden Wasser bad erhitzt, abgekühlt und erneut /entriliguert. In I Ibcrstaiid werden die vorhandenen bzw. enzyniit tisc^-(i freigesetzten reduzierenden Ziickeiveibin düngen mit Dinitrosalicylsäure-Rcagcns bestimmi und anhand einer Mallose-Iiichkurve aiii mj; Maltose pro ml I !!Verstand umgerechnet. Dii I rgebnisse sind in I libelle II angegeben.

J. Is weiden vier Suspensionen aus je 60 g Weizen mehl 1 550. 300 ml vorgewärmter lprozentigei Kochsalzlösung und

Ansatz 1: ohne weitere Zusätze
Ansatz 2: b mg Maisqiicllstärke
Ansatz 3: M) mg Piolcasc-i'räparat
Ansatz 4: 6 mg Maisquellstärkc

4 60 mg Protcasc-Präparat

hergestellt, 1 Stunde bei 30 C inkubiert und dei durch Zentrifugieren erhaltene Überstand mi Ninliydrinlosung nach Moore auf Aminosäuren Peptide und ninhydrinposilivc Verbindungen gc prüft. Die Trgebnissc sind in Tabelle III angegeben.

lliei/u 1 Wan Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentanspruch:
2. Verwendung eines Enzymproduktes, zusammengesetzt aus einem oder mehreren der Enzyme , x-Aniylase, Protease oder Pentosanase und einem Quellstoff mit Kohlenhydratslruktur, von dem 1 g in Wasser von 20"C innerhalb von 2 Std. auf mindestens 8 ml, vorzugsweise mehr als 10 ml anquillt, wobei der Quellstoff vorzugsweise aus m Quellstärke, Quellmehl, Guarmehl, Johannisbrotkernmehl, Gülaktomannanen, Pektinen cder Alginaten oder Gemischen davon besteht, zusammen mit Backmehlen bei der Herstellung von Backwaren, wobei auf 100 kg Mehl nicht mehr als 200 g, r, vorzugsweise 5 —20 g Quellstoff und, bezogen auf I kg Quellstoff,
3. IC"¹ - 5 χ 10" SK B- Einheiten dt-Amylase,
4. 10^J- 10* PU-Einheiten Proteaseoder
5. 5 χ 10'·— 5 χ 10*mUivii[-Einhei(en Pentosanase

   angewendet werden.