DE2442552B2

DE2442552B2 - Verfahren zur Verbesserung der Backeigenschaften von Weizen

Info

Publication number: DE2442552B2
Application number: DE2442552A
Authority: DE
Inventors: Stanley Peter High Wycombe Buckinghamshire Cauvain; Norman James Harold Chorleywood Hertfordshire Dodds; Donald Gordon Chesham Buckinghamshire Hodge; David Donald Rickmansworth Hertfordshire Muir
Original assignee: FLOUR MILLING AND BAKING RESEARCH ASSOCIATION RICKMANSWORTH HERTFORDSHIRE GB
Current assignee: FLOUR MILLING AND BAKING RESEARCH ASSOCIATION RICKMANSWORTH HERTFORDSHIRE GB
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1981-04-16
Also published as: GB1444173A; DE2442552A1; DE2442552C3; US3974298A; NL7411906A; CA1028193A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Backeigenschaften von Weizen durch Erhitzen während einer bestimmten Zeitspanne.

Kuchenmehle sind allgemein schwach gefärbt und sehr fein ausgemahlen; sie enthalten üblicherweise etwa 6 bis 9% Protein, wobei allerdings für Kuchen, die getrocknete Früchte oder Kirschen enthalten, ein Mehl mit einem Proteingehalt bis zu 14% häufig bevorzugt wird. Seit etwas mehr als 40 Jahren weiß man, daß wenn mit Chlor behandeltes Mehl verwendet wird, zuckerreiche Kuchen mit einem erhöhten Gewichtsverhältnis von Zucker zu Mehl hergestellt werden können. Derartige Kuchen können 0,9 bis 1,4 Gew.-Teile Zucker auf jeweils 1 Gew.-Teil Mehl enthalten. Wird hingegen in einer zuckerreichen Rezeptur ein nicht mit Chlor behandeltes Mehl anstelle von mit Chlor behandeltem Mehl verwendet, so fehlen dem dabei erhaltenen Kuchen oder Backwerk ein oder mehrere der angestrebten Eigenschaften: beispielsweise fällt das Backwerk beim Herausnehmen aus dem Ofen zusammen oder es ist im Innern nur teilweise gar und enthält stellen- oder streifenartige Bereiche völlig anderer Konsistenz als sie die übrige Krume des Backwerks aufweist. Die Chlorbehandlung bewirkt eine Reihe von chemischen und physikalischen Veränderungen beim Mehl: einige Komponenten wie Proteine und Pentosane; das Wesen dieser Wirkungen ist bis heute noch nicht vollständig aufgeklärt

Die chemische Mehlbehandlung oder Mehlveredelung mit Hilfe von Chlor hat sich zwar bisher nicht als gesundheitsschädlich erwiesen; sie wird jedoch in einigen Ländern, einschließlich der meisten Länder der EG nicht angewandt In Großbritannien jedoch ist die Chlorbehandlung noch wirtschaftlich wichtig und es würden im mehlverarbeitenden Gewerbe erhebliche Schwierigkeiten auftreten, wenn — aus welchen Gründen immer — diese Chlorbehandlung entfiele.

Seit langem ist auch bekannt, daß eine mäßige Wärmebehandlung von Weizen bzw. Weizenmehl auf Temperaturen von etwa 50 bis 80⁰C eine milde Wirkung auf das Weizenprotein ausübt derart daß man ein Mehl mit verbesserten Backeigenschaften erhält Gemäß der DE-PS 8 27 573 wird ein Spezialmehl für die Keksherstellung durch Erhitzen des Weizens auf Temperaturen über 60° C, z. B. 73° C erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Backeigenschaften von Weizen zur Verfügung zu stellen, das die bekannte Chlorbehandlung ersetzen kann und zu gleichartigen hochwertigen Mehlen führt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß der zur Herstellung bestimmte Weizen oder ein Mahlzwischenprodukt nach einer Vortrocknung auf eine wesentlich höhere Temperatur als bisher üblich erhitzt und dann nach Abkühlen auf unterhalb 100⁰C in üblicher Weise vermählen wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit das in den vorstehenden Patentansprüchen bezeichnete Verfahren zur Verbesserung der Backeigenschaften von Weizen. Es zeichnet sich dadurch aus, daß ohne Anwendung von Chlor, einem gefährlichen, giftigen Gas, bei dessen Handhabung spezielle Sicherheitsvorkehrungeii beachtet werden müssen, ein hochwertiges Mehl für die Herstellung von zuckerreichen Backwaren, wie Kuchen, Biskuit und dergleichen, hergestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf Vollweizen (ganze Körner) und auf Weizengrieß (Mahlzwischenprodukt) anwenden, wobei alle Arten von Grob- und Feingrieß in Frage kommen.

Erfindungsgemäß wird der Vollweizen oder der Weizengrieß zunächst auf beliebig bekannte Weise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6% oder darunter getrocknet und dann im Falle des Vollweizens auf eine Temperatur von 100 bis 140°C und im Falle des Weizengrießes auf eine Temperatur von 100 bis 200⁰C erhitzt, während einer ausreichenden Zeit bei dieser Temperatur gehalten und dann auf eine Temperatur unterhalb 100°C abgekühlt.

Die Dauer der Wärmebehandlung hängt ab von der Temperatur, auf die der Weizen erhitzt wird, und die Beziehung zwischen Zeit und Temperatur kann durch folgende Gleichung wiedergegeben werden

Proteine werden denaturiert bzw. veränder
Pigmente werden entfärbt und die Wirkung erstreckt sich auch auf die Stärke und solche wasserlöslichen

in der 7'die Temperatur in °C und t die Zeit in Minuten ist und a, b und c Konstanten bedeuten.

Für die Mindestzeit, die beim Erhitzen von Vollweizen eingehalten werden muß, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, haben die Konstanten in der

CII VJlCIUUlIlIg IW Ig

α = 535, b = 7,253, c = 0,02501

Dies bedeutet, daß bei 100°C beispielsweise während mindestens einer Stunde erhitzt wird; bei 120⁰C während mindestens 25 Minuten und bei 140°C während mindestens 10 Minuten. Vorteilhafterweise wird der Weizen etwas langer erhitzt, als von der obigen Gleichung angegeben, vorausgesetzt, daß nicht so lange erhitzt wird, daß der Weizen oder das daraus gemahlene Mehl den Geschmack von gekochtem Produkt annimmt Für die bevorzugte Zeitspanne, während welcher Vollweizen erhitzt werden muß, um vollständig den angestrebten Effekt zu erzielen, nehmen die Konstanten in der obigen Gleichung folgende Werte an:

a = 2188, b = 31,533, c= 0,11438

Dies bedeutet, daß bei einer vorgegebenen Temperatür von !00⁰C der Weizen vorzugsweise 3 Stunden lang erhitzt werden soll; bei 120⁰C beträgt die bevorzugte Zeitspanne 51 Minuten und bei 14O⁰C 15 Minuten.

Bei der Behandlung von ganzen Weizenkörnern ist die Anwendung höherer Temperaturen durch die Entwicklung des Geschmacks von gekochtem Mehl im Weizen oder daraus gemahlenem Mehl beschränkt. Bei Grieß jedoch können höhere Temperaturen von 100 bis 200⁰C angewandt werden. Die Beziehung zwischen Zeitdauer und Temperatur wird wiederum durch die oben angegebene Gleichung ausgedrückt Bei Weizengrieß errechnet sich die Mindestzeitspanne, während welcher erhitzt werden muß, um den angestrebten Effekt zu erzielen, mit Hilfe folgender Zahlenwerte für die Konstanten:

a = 275, b = 2,858, c = 0,00752

Die bevorzugte Zeitspanne, während welcher Weizengrieß erhitzt werden muß, errechnet sich mit folgenden Konstanten:

a = 408, b = 4,252,C= 0,01121

Dies bedeutet, daß bei 200⁰C beispielsweise die Mindestzeit 4 Minuten und die bevorzugte Zeitspanne 6 Minuten beträgt.

Nach dem Erhitzen soll der Weizen oder das Mahlzwischenprodukt bzw. Mehl so schnell wie möglich abgekühlt oder abkühlen gelassen werden.

Die angegebenen Gleichungen für Vollweizen und für Mahlzwischenprodukte definieren den empfohlenen Arbeitsbereich, innerhalb dessen die Wärmebehandlung die Eigenschaften des Endproduktes vorteilhaft beeinflußt. Bei beliebiger Temperatur innerhalb der definierten Bereiche kann durch noch längeres Erhitzen des Weizens oder der Mahlzwischenprodukte als für den bevorzugten Bereich angegeben, eine weitere Verbesserung der nachfolgenden Backeigenschaften des Mehls erzielt werden; es besteht aber in zunehmendem Maße die Gefahr, daß sich in dem Weizen oder in dem Mahlzwischenprodukt oder in dem ausgemahlenen Mehl der Geschmack nach oder von gekochtem Mehl entwickelt, wenn die Zeitspanne über den bevorzugten Bereich hinaus verlängert wird.

Wird bei niedereren Temperaturen oder während kürzerer Zeitspannen verfahren als angegeben oder ein fto Weizen oder Mahlzwischenprodukt mit einem Feuchtigkeitsgehalt von über 6% der Behandlung unterworfen, so wird zwar eine teilweise Veränderung des erhaltenen Mehls in der Weise erreicht, daß es mit einem höheren Anteil Zucker zu einigen Arten von h5 Kuchen u. a. Backwaren verarbeitet werden kann; diese Veränderung ermöglicht aber nicht den durchgehenden Ersatz von mit Chlor behandeltem Mehl in zahlreichen »zuckerreichen« Rezepten.

Das Erhitzen des Weizens oder der Mahlzwischenprouukte kann auf zahlreiche verschiedene Art und Weise durchgeführt werden; nachfolgend werden einige Beispiele genannt:

1) Erhitzen in einer rotierenden Trommel entweder absatzweise oder kontinuierlich;

2) Erhitzen in einem kontinuierlichen Schneckenförderer, wobei entweder die Schnecke oder der Mantel oder sowohl Schnecke als auch Mantel erhitzt werden können;

3) Erhitzen in einem stehenden Ofen oder Tunnelofen, der mit Vorrichtungen für die Luftumwälzung versehen ist;

4) Erhitzen in einer Heißluft-Wirbelschicht ^:

5) Erhitzen mittels Mikrowellen oder anderer Höchfrequenzstrahlung;

6) Erhitzen durch IR-Bestrahlung;

7) Erhitzen in einem üblichen Kom-TrocKner;

8) Erhitzen in einem Sprühtrockner.

Wenn es sich als zweckmäßig erweist, kann die Trocknungsstufe unmittelbar vor der Wärmebehandlung liegen und mit dieser im Zusammenhang stehen; das Trockenverfahren selbst ist aber nicht Teil der Erfindung.

Nach dem Erhitzen bzw. der Wärmebehandlung enthält der Weizen sehr wenig Feuchtigkeit und für übliche weitere Mahlbehandlung und Weiterverarbeitung des Mehls wird zweckmäßigerweise ein Feuchtigkeitsgehalt von 11 bis 17% eingestellt; aber der Feuchtigkeitsgehalt des Weizens bei Eintritt in die Walzenmühle, ist ebenfalls nicht Teil der Erfindung.

Um den angestrebten Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen, das heißt ihn für die weiteren Mahlgänge geeignet zu machen, ka:in das benötigte Wasser auf beliebig geeignete Weise zugegeben werden. Die üblichen Konditionierungsvorrichtungen werden verwendet oder es wird der wärmebehandelte Weizen mit oder ohne Abkühlen unmittelbar in Wasser eingetaucht, von diesem nachher abgetrennt und in üblicher Weise auf den angestrebten Feuchtigkeitsgehalt konditioniert.

Dieser Weizen wird dann in einer Mühle üblicher Bauart zu Auszugsmehlen gemahlen bzw. fertig gemahlen. Das Mehl-Endprodukt soll vorzugsweise eine mittlere Korngröße unter 32 μπι besitzen; wenn notwendig, wird die Teilchengröße noch mit Hilfe einer Stiftmühle oder auf andere Weise verringert; das Mehl kann anschließend noch einer Luftsichtung unterworfen werden.

Das erhaltene Mehl wird anstelle des mit Chlor behandelten Mehls, das in gleicher Weise aus nicht wärmebehandeltem Weizen ermahlen worden ist, für »zuckerreiche« Backwaren verwendet.

Die nachfolgenden Beispiele und die Zeichnungen dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

In England kultivierter Weizen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 13,7% wurde zu einem Feuchtigkcitsgenalt von 5,8% getrocknet, und zwar mit Warmluft von 40 bis 50⁰C in einem vertikalen Trockner mit sich drehender oder umlaufender Schaufel, i Kilo dieses Weizens wurde in dünner Schicht auf ein Aluminiumblech gegeben und durch einen Druckluft-Tunnelofen geführt, bei Lufttemperatur 100⁰C und während unterschiedlicher Zeitspannen und zwar a) 30 Minuten,

b) 60 Minuten und c) 120 Minuten. Anschließend wurde der Weizen unter Raumbedingungen abkühlen gelassen und dann in einen feuchtigkeitsdichten Behälter gegeben mit ausreichend Wasser, um seinen Feuchtigkeitsgehalt auf 15% einzustellen.

Nach dieser Behandlung v/urde der Weizen in einer Laboratoriums-Walzenmühle gemanlen und zweimal durch eine Laboratoriums-Stiftmühle gegeben, um die Mehlteilchengröße soweit zu verringern, daß in einem Druckluftsichter mehr ais 90% des Mehles durch das Sieb mit Maschenweite 32 μίτι fiel.

Eine weitere Weizenprobe wurde wie oben beschrieben auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5,8% getrocknet und dann auf 15% Feuchtigkeit konditioniert Dieser Weizen wurde ebenfalls gemahlen und das Mehl wie oben in der Stiftmühle behandelt; ein Teil dieses Mehls wurde mit Chlor behandeil im Verhältnis von 227 g Chlor je 127 kg Mehl (d) und der Rest wurde unbehandelt (e) für Backversuche eingesetzt.

Die verschiedenen Mehlproben a bis e wurden gemäß folgender Rezeptur zu einem Kuchenteig verarbeitet und anschließend gebacken.

Mehl

Puderzucker

Backpulver

Salz

Backfett

Magermilchpulver

Vollei

Wasser

100g

130 g

5g

2,5

75 g

8g

75 g

77 g

Das unbehandelte Mehl e ergab einen Kuchen von geringem Volumen, der zusammenfiel und sich beim Essen als feucht bzw. klitschig erweis.

Das mit Chlor behandelte Mehl d ergab einen Kuchen von gutem Volumen, der gut aufgegangen war und sich gut essen ließ.

Das erhitzte Weizenmehl a ergab einen Kuchen mit etwas besserem Volumen und Aussehen als das Mehl e, der sich aber beim Essen immer noch als etwas teigig erwies.

Das erfindungsgemäß wärmebehandelte Weizenmehl b ergab einen Kuchen mit vergleichbarem Volumen und Aussehen wie bei d, jedoch mit geringfügig dunklerer Krume, die sich beim Essen als spurenweise feucht erwies.

Das erfindungsgemäß wärmebehandelte Weizenmehl c ergab einen Kuchen mit vergleichbarem Volumen und Aussehen wie bei d, das heißt mit gutem Volumen, gutem Aussehen und angenehmen guten Eßeigenschaften, jedoch war die Krume geringfügig dunkler gefärbt.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde der Weizen auf 5,8% Feuchtigkeit in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 getrocknet. Anschließend wurde der Weizen in einem Ofen ebenfalls wie in Beispiel 1, jedoch bei einer Lufttemperatur von 140⁰C erhitzt, und zwar während 10 Minuten (a), während 15 Minuten (b) und während 20 Minuten (c). Anschließend ließ man den Weizen unter Raumbedingungen abkühlen, so daß seine Temperatur innerhalb von 6 Minuten unter 100⁰C abfiel. Anschließend wurde der Weizen wie in Beispiel 1 beschrieben wciterbehandelt. Ebenso wie in dem Beispiel 1 wurde aus dem getrockneten Weizen eine Probe mit Chlor behandeltes Mehl d und eine Probe nicht behandeltes Mehi e gewonnen. Aiii; fviehiproben wurden wie in Beispiel 1 zu Kuchen verbacken.

Das mit Chlor behandelte Mehl d und dai unbehandelte Mehl e ergaben Kuchen wi; in Beispiel beschrieben.

Das hitzebehandelte Mehl a ergab einen Kuchen vor] gleichem Aussehen wie d, jedoch mit geringfügig feuchter oder pastenartiger Eigenschaft beim Essen.

Das erfindungsgemäß hitzebehandelte Mehl b ergati

Kuchen, die hinsichtlich Volumen, Aussehen und Eßeigenschaften mit den Kuchen aus chlorbehandelter

ίο Mehl vergleichbar waren, jedoch eine geringfügig dunklere Krume aufwiesen.

Das ebenfalls erfindungsgemäß hitzebehandelte Mehl| c ergab Kuchen wie bei b, jedoch mit einen geringfügigen Geschmack nach gekocht oder getoastet! bzw. geröstet und einer geringfügig dunkler gefärbter) Krume.

Beispiel 3

0,5 kg Grieß, ein Mahlzwischenprodukt, wurde einem Ofen gemäß Beispiel 1 mit Lufttemperatur 200' erhitzt. In diesem Beispiel wurde die Trocknungsstufi unmittelbar vor der Wärmebehandlungsstufe durchge führt; benötigt wurden 3 Minuten bei einer Lufttempe ratur von 200°C, um den Feuchtigkeitsgehalt des Grießes auf weniger als 6% zu verringern. Nachdem der Grieß diesen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 6% erreicht hatte, wurden verschiedene Grießproben bei einer Lufttemperatur von 200⁰C unterschiedlich lang erhitzt und zwar 3 Minuten (a), 5 Minuten (b) und 7 Minuten (c). Anschließend ließ man den Grieß unter Raumbedingungen auskühlen, so daß seine Temperatur im Verlauf von 4 Minuten auf unter 100⁰C fiel. Anschließend wurde der Wassergehalt des Grieß durch Belassen an feuchter Luft auf 13% eingestellt, ii Dann wurde der Grieß in einer Laboratoriums-Stift mühle gemahlen; der erhaltene Feingrieß wurde au einem Seidengazesieb Nr. 10 (Öffnung 0,14 mm gesichtet und das hindurchfallende »Mehl« nocl zweimal durch die Laboratoriums-Stiftmühle gegeben um die optimale kleine Teilchengröße zu erreichen.

Es wurden weiterhin nichtwärmebehandelte Proben von Grieß in gleicher Weise in der Stiftmühle gemahlen, gesiebt und erneut in der Stiftmühle gemahlen; ein Teil des hierbei erhaltenen Mehles wurde mit 227 g Chlor je 127 kg Mehl behandelt (d); der andere Teil wurde unbehandelt (e) weiterverarbeitet.

Die verschiedenen Mehlproben wurden unter verwendung der Rezeptur gemäß Beispiel 1 zu Kuchen verbacken.

Die nicht behandelte Mehlprobe e ergab einen Kuchen mit kleinem Volumen, der zusammengefallen war und bei Essen sich als feucht erwies.

Die mit Chlor behandelte Mehlprobe (d) ergab Kuchen von gutem Volumen und gutem Aussehen sowie guten Eßeigenschaften.

Die wärmebehandelte Mehlprobe a ergab Kuchen mit besserem Volumen als bei e, die sich jedoch noch geringfügig gesetzt hatten und ganz leicht feuchte Eigenschaften beim Essen besaßen.

Die durch erfindungsgemäße Wärmebehandlung des Grießes hergestellte Mehlprobc b ergab Kuchen, die in Volumen, Aussehen und Vcr/.ehrcigenschaften den aus Mehlprobc d hergestellten Kuchen glichen, jedoch in der Krume etwas dunkler gefärbt waren.

Die durch erfindungsgemäße Wärmebehandlung desl Grießes hergestellte Mehlprobc c ergab Kuchen von]

gleicher Quaiiiäi wie bei u, jOuuCii ii'iii cii'icilV geringfügigen Geschmack nach gekocht oder getoastet.

Beispiel 4

Englischer Weizen wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben getrocknet und der getrocknete Weizen dann in einem Ofen bei einer Lufttemperatur von 100°C während einer Zeit von 120 Minuten (a) wie in Beispiel 1 erhitzt.

Es wurden weiterhin Proben von mit Chlor behandeltem Mehl (b) und unbehandeltem Mehl (c) ebenfalls wie in Beispiel 1 hergestellt. Die verschiedenen Mehlproben wurden zu Biskuitteig-Kuchen verbacken unter Verwendung der folgenden Rezeptur:

Mehl

Zucker

Flüssigei

Magermilchpulver

Erdnußöl

Salz

Backpulver

Wasser

100g

105 g

60 g

Sg

15g

Ig

5g

50 g

Emulgator

(handelsübliches destilliertes
Monoglycerid)

2,6 g

Die mit unbehandeltem Mehl c hergestellten Kuchen hatten ein geringes Volumen, unbefriedigendes äußeres Erscheinungsbild mit weicher Krume und teigige, feuchte Eßeigenschaften.

Die mit Chlor behandeltem Mehl b hergestellten Kuchen besaßen ein gutes Volumen und ein gutes Erscheinungsbild mit einer feinen gleichmäßigen Krume sowie guten Eßeigenschaften.

Die aus erfindungsgemäß wärmebehandeltem Weizenmehl c hergestellten Kuchen hatten ein gleichgutes Volumen, Aussehen und Krumengefüge wie die aus mit Chlor behandeltem Mehl b hergestellten Kuchen; die Krume war etwas dunkler gefärbt und etwas weicher beim Essen.

Der Vergleich zeigt, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Behandlung Kuchenmehle ohne Chlorbehandlung erzeugt werden können, die vergleichbar gute Ergebnisse liefern, wie die mit Chlor behandelten Mehle.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Backeigenschaften von Weizen durch Erhitzen während einer bestimmten Zeitspanne, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Herstellung von Mehl für zuckerreiche Backwaren wie Kuchen, Biskuit und dergleichen bestimmte Vollweizen (ganze Körner) oder Weizengrieß (Mahlzwischenprodukt) zunächst auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6% oder weniger getrocknet, dann auf eine Temperatur Terhitzt wird, die im Falle des Vollweizens 100 bis 140⁰C und im Falle des Weizengrießes 100 bis 200⁰C beträgt, anschließend bei dieser Temperatur T während mindestens einer Zeitspanne t in Minuten gehalten wird, die sich im Falle des Vollweizens nach der Gleichung

/ -■= 535-7,253 · T+0,02501 · V
und im Falle des Weizengrießes nach der Gleichung f = 275-2,858 · T+ 0,00752 · ~P

bemißt, und schließlich vor dem (weiteren) Vermählen auf unter 100⁰C abgekühlt und auf einen für das Vermählen geeigneten Feuchtegehalt gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei Vollweizen die Zeitspanne

t = 2188-31,533 · Γ+0,11438 · V

beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Weizengrieß die Zeitspanne

t = 408-4,252 · 7+0,01121 ■ V
beträgt.