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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Körner
(wie im Folgenden definiert) mit wesentlich verbesserten Fähigkeiten,
Feuchtigkeit aufzusaugen, und damit mit einer verbesserten Eignung
für die
Verwendung in verschiedenen Backwaren. Die vorliegende Erfindung
betrifft auch Verfahren für
die Herstellung von Körnern
mit einer/einem wesentlich verbesserten Fähigkeit oder Potential, Feuchtigkeit
aufzusaugen. Die Produkte der Erfindung können als aufsaugende Körner bezeichnet
werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Körner, Samen
und Bruchstückfraktionen,
die von Körnern
und Samen stammen, werden in breitem Umfang als Zusatz zu Backwaren – Broten,
weiche Kuchenbrötchen,
Muffins, Keksen und dergleichen – verwendet. Diese davon stammenden
Körner,
Samen und Bruchstücke,
die alle im Folgenden einfach als "Körner" bezeichnet werden,
wenn sie zu Backwaren zugesetzt werden, liefern Nahrungsstoffe,
ein vielfältiges
Aussehen und eine neue Essenskonsistenz. Körner können zum Beispiel ganze Körner von
Weizen, Roggen, Gerste, Hafern, Reis, Soja, Triticale oder anderen
Samen, wie Leinsamen oder Sonnbenlume, Nüssen oder Fragmenten bzw. Bruchstücken, wie
Maisschrot, grob gemahlenen Zubereitungen, die aus Roggen, Gerste,
Soja, Weizen oder Hafern und dergleichen hergestellt wurden, umfassen.
Die Verwendung von Körnern,
die einzigartige Farbeffekte beisteuern, wie gelber Maisschrot,
dunkler Roggen, Leinsamen, Triticale und rote und purpurrote Weizensorten
werden von Konsumenten besonders bevorzugt.
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Es
versteht sich für
Verarbeiter von Backwaren, die Körner
enthalten, dass diese Körner
in den Endprodukten, wie sie an Verbraucher verkauft werden, vor
oder während
des Backvorgangs auf irgendeine Weise weich geworden sein sollten.
Wenn zum Beispiel ganze Körner
von Weizen einem Brotteig zugegeben werden, bleiben sie sehr hart,
da ihre Fähigkeit,
Feuchtigkeit aus der Teigmischung aufzusaugen, minimal ist. Die
Körner
in auf diese Weise hergestellten Broten sind sehr hart und trocken
in der Kruste – was
zu einem Potential für
eine Schädigung
der Zähne
der Konsumenten führt.
Selbst die Körner
im inneren Teil des Brots (der "Krume") bleiben hart und
unakzeptabel, obgleich sie weniger hart als in der Kruste sind.
Darüber
hinaus saugen diese ganzen Körner
weiter Feuchtigkeit langsam aus dem Rest der Backware während der
Lagerung. Diese langsame und verzögerte Feuchtigkeitsabsorption
durch die Körner
führt zu
einem vorzeitigen Altbackenwerden der Backware als eine Folge dieser
Feuchtigkeitsmigration.
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Bis
zur heutigen Zeit sind mehrere Verfahren angewandt worden, um zu
versuchen, die Zartheit von in Backwaren verwendeten Körnern zu
verbessern. Beispiele für
diese bekannten Verfahren sind die folgenden:
- a)
Unverarbeitete Körner
können
in Wasser bis zu mehrere Stunden lang vor der Zugabe zu dem Teig
oder der Mischung voreingeweicht werden. Dieser Prozess ist sowohl
mühsam
als auch gefährlich,
dadurch dass sich Mikroorganismen rasch im einweichenden Korn entwickeln
mit den sich daraus ergebenden negativen Auswirkungen auf die Bekömmlichkeit
und Qualität
des Backendprodukts. Es erfordert ebenfalls Einweichbehälter, Raum
und die Abflussentsorgung.
- b) Unverarbeitete Körner
können
gedämpft
und anschließend
zerstoßen
werden durch Hindurchführen
zwischen Walzen einer Walzenmühle.
Dies ist ein verbessertes Verfahren im Verhältnis zur Verwendung von unverarbeiteten
Körnern,
jedoch sind die Ergebnisse immer noch weniger als ideal in den Fertigprodukten, da
die Feuchtigkeitsabsorption zu langsam erfolgt und die gewalzten
Körner
bröckelig
sind und dazu neigen, während
des Kneten aufzubrechen.
- c) Unverarbeitete Körner
können
auf einen spezifischen Feuchtigkeitsgehalt voreingestellt werden,
danach einem raschem Temperaturanstieg in einem Umluftstrom ausgesetzt
werden. Temperaturen von 250°C
bis 600°C
oder höher
werden benötigt,
um eine geringfügige
Ausdehnung der Körner
zu induzieren. Die durch dieses Verfahren behandelten Körner werden
in einem gewissen Grad weich gemacht, absorbieren aber Feuchtigkeit
von dem Teig nicht mehr so leicht als Körner, die gedämpft und
zerstoßen
wurden. Sie bleiben hingegen ganz. Eine spezielle Gerätschaft
und viel Energie ist zur Behandlung von Körnern auf diese Weise erforderlich.
Die Kornfarbe und das Aroma wird durch eine derartige Hochtemperaturbehandlung
negativ beeinflusst. Eine Tendenz zur Ranzigkeit bei Lagerung kann
sich aus einer solchen Hochtemperaturbehandlung ergeben.
- d) Unverarbeitete Körner
können
in ihrer Größe verkleinert
werden, wie durch Grobmahlen bzw. Schroten, Hindurchführen durch
eine Schrotschneidemaschine oder durch Mahlen zur Erzeugung von
Maisschrot von festgelegter Größe. Auf
diese Weise bieten die Kornbruchstücke eine größere Oberfläche als ein ganzes Korn, und
die Bruchstücke
werden nicht völlig
durch eine Kleieschicht umhüllt
wie bei ganzen Körnern.
Allerdings absorbieren Bruchstücke
immer noch nicht genug Feuchtigkeit, um ein sehr zartes Produkt
zu ergeben, sie haben nicht das Aussehen von ganzen Körnern und
absorbieren weiter Feuchtigkeit von der Krume, was zu einem vorzeitigen
Altbackenwerden führt,
wie weiter oben beschrieben ist.
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Von
den oben genannten Verfahren ergibt die Verwendung von vollständig voreingeweichtem
Korn die besten Resultate, um Zartheit bei Körnern innerhalb der Krume zu
erzeugen. Allerdings trocknen Körner
innerhalb der Kruste während
des Backens aus und werden in unbefriedigender Weise hart. Dazu
kommt, dass ein völlig
voreingeweichtes Korn mehrere Stunden der Vorbereitung erfordert
und folglich beschwerlich ist und ein geplantes Handeln verlangt.
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Die
US 4 650 681 beschreibt
Vollkornbackwaren, in die ganze Körner von Getreide, wie Weizen
oder Roggen, eingebracht sind, wobei die Körner mikroporös sind.
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Die
US 3 495 989 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung eines Schnell-Koch-Nahrungsmittels in dem Bestreben, die
End-(Verbraucher-)Kochzeit von zum Beispiel Reis zu verkürzen.
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Die
US 4 761 297 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von Reis mit einer verringerten Kochzeit und
in dem die Stärke
in dem Reis nicht durch das Verfahren vorgelatinisiert wird.
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Die
GB 1 466 479 stellt ein
Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus essbaren Samen
bereit, welches die Zugabe von Zutaten in Risse oder Spalten, die
in den Samen induziert wurden, wie von Aromen, Gewürzen, Saucen,
Zuckern, Salzen, Speiseölen
und -fetten, pflanzlichen Säften,
Fleischsäften,
Konservierungsmitteln, Nahrungsergänzungen, wie Vitaminen und
Mineralien, Enzymen, Therapeutika, Farbstoffen, Antioxidanzien oder
Sequestraten oder irgendeiner anderen gewünschten Zutat, gestattet.
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Wie
weiter oben erläutert,
gibt es Probleme in Zusammenhang mit Verfahren des Stands der Technik für die Herstellung
von Körnern,
die für
die Verwendung in Backwaren geeignet sind. Vorzugsweise sollten
die in Backwaren verwendeten Körner
die folgenden Eigenschaften besitzen:
- a) Körner sollten
zu einer raschen Absorption oder Aufsaugen von Feuchtigkeit aus
einem Teig imstande sein, sodass sie im Wesentlichen völlig in
dem frisch gebackenen Produkt aufgesogen werden.
- b) Eine weitere Absorption durch die Körner von Feuchtigkeit bei einer
Lagerung des fertigen Backprodukts sollte minimal sein, um kein
vorzeitiges Altbackenwerden der Backware zu induzieren.
- c) Körner
sollten zart und bröckelig
bleiben, wenn sie während
des Backens voll ausgetrocknet werden, wie in der Kruste eine Brotlaibs.
Sie sollten selbstverständlich
ihre Zartheit in den weichen Teilen einer Backware, wie in der Krume
eines Brotprodukts, beibehalten.
- d) Körner
sollten für
die sofortige Zugabe zu Backformulierungen nach Bedarf ohne das
Erfordernis eines Voreinweichens oder andere eine vorausgehende
Planung erforderlich machende Vorbereitungsschritte verfügbar sein.
- e) Körner
sollten sowohl in Vollkorn- als auch in Bruchstückform, je nach den Bedürfnissen
des Bäckers, verfügbar sein.
Die physische Form des Korns, so wie es zu einem speziellen Produkt
hinzu gegeben wird, sollte bis zum Endprodukt beibehalten werden.
Daher sollten die Körner
imstande sein, der physischen 'Misshandlung' von Backteigen zu
widerstehen, ohne einen unakzeptablen Grad der physikalischen Zersetzung
oder Beschädigung
zu erleiden.
- f) Körner
sollten in einem beträchtlichen
Maße den
Gehalt an natürlicher
Farbe, Aroma, Faser, Vitamin und Mineralien des rohen Korns beibehalten,
da Konsumenten Kornbrote für
das beanspruchte natürliche
Aussehen von Nahrungsmittelqualität und für Aromaattribute einer solchen
Kornzugabe verwenden.
- g) Körner
sollten während
der Herstellung so behandelt werden, das das für die Backzutatenverwendung verfügbar gemachte
Produkt, wenn es auch nicht steril ist, zumindest keine übermäßige mikrobiologische Verunreinigung
in sich trägt
und vorzugsweise eine geringere mikrobiologische Belastung hat als
andere Mehlzutaten, die in der Backware verwendet werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Korns in Backwaren
bereitgestellt, in der bei Korn ein extensives Kapillarnetzwerk
induziert worden ist und wobei das Korn zu einem raschen Aufsaugen
von Feuchtigkeit aus einem Teig imstande ist als eine Folge sowohl
des Kapillarnetzwerks als auch des Vorhandenseins innerhalb des
Korns von einem oder mehreren osmotisch aktiven gelösten Stoffen.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Behandeln von
Korn bereitgestellt, um die Eignung für die Verwendung in Backwaren
sicherzustellen, umfassend die Schritte:
- a)
das Korn wird auf zwischen etwa 12 % und etwa 30 % w/w Feuchtigkeit
voreingestellt;
- b) das voreingestellte Korn wird einer physikalischen Einwirkung
unterzogen, die ausreicht, ein inneres Kapillarnetzwerk zu induzieren,
ohne den Zerfall des Korns zu verursachen;
- c) das Korn, das ein Produkt des Schritts (b) von oben ist,
wird einer Lösung
aus osmotisch aktiven gelösten Stoffen
unter Bedingungen ausgesetzt, die die Absorption einer erforderlichen
Menge von Lösung
gestatten.
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Weiterhin
kann gemäß der zweiten
Ausführungsform
das Verfahren den weiteren Schritt d) des Temperns des Korns, welches
ein Produkt von Schritt c) ist, einschließen.
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Noch
weiter kann das Verfahren gemäß der zweiten
Ausführungsform
den weiteren Schritt e) des Trocknens des Korns einschließen, welches
ein Produkt entweder von Schritt c) oder von Schritt d) ist, um
Korn herzustellen, welches bei verlängerter Lagerung bei Umgebungsbedingungen
stabil ist.
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Gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung wird ein gemäß dem weiter
oben umrissenen Verfahren hergestelltes Korn bereitgestellt.
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Gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Backware bereitgestellt, welche durch das
weiter oben kurz umrissene Verfahren behandeltes Korn umfasst.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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In
der gesamten Patentschrift und den anhängigen Ansprüchen sollen
die Wörter "einschließen", "umfassen" oder Abwandlungen
wie "umfasst" oder "umfassend" auch den Einschluss
eines angegebenen Elements oder einer Ganzheit oder Gruppe von Elementen
oder Ganzheiten bedeuten, aber nicht den Ausschluss irgendeines
anderen Elements oder einer Ganzheit oder einer Gruppe von Elementen
oder Ganzheiten, es sein denn, der Kontext verlangt etwas Anderes.
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Hierin
werden Körner
beschrieben, die eine überraschend
starke Fähigkeit
haben, Feuchtigkeit rasch aus der Umgebung eines Backteigs aufzusaugen.
Diese Fähigkeit,
Feuchtigkeit rasch aufzusaugen, die als Aufsaugpotential (IP) bezeichnet
werden kann, leitet sich aus der Charakteristik in den Körnern (dem
aufsaugenden Körper)
einer erhöhten
kapillaren Fähigkeit
in Zusammenhang mit dem osmotischen Einfluss von funktionellen gelösten Stoffen,
die in den Körnern
vorhanden sind, ab.
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Um
die erhöhte
kapillare Fähigkeit
zu erreichen, werden die Körner
durch ein beliebiges aus mehreren verfügbaren Verfahren, wie die plötzliche
Erhitzung der Körner
oder das Unterwerfen der Körner
einer plötzlichen
Einwirkung, ohne deren Ganzheit zu zerstören, behandelt. Diese Verfahren
können
als eine physikalische Einwirkung oder ein physikalischer Stoß bezeichnet
werden. Welches Verfahren auch angewandt wird, ist es von Vorteil,
aber nicht obligatorisch, die Körner
einer Erhitzung zu unterziehen, um die mikrobielle Belastung des
rohen Korns zu verringern und Enzyme zu deaktivieren, welche die
nachfolgende Aufbewahrungsqualität
beeinträchtigen
können.
Das in dem Korn erzeugte Kapillarnetzwerk kann ein kapillares Netz
oder Netzwerk sein, das mikroskopische Spalten oder Risse umfasst.
Dieses Kapillarnetzwerk kann neben anderen Techniken durch standardmäßige Lichtmikroskopie,
zum Beispiel durch Aufschneiden eines Korns mit anschließender mikroskopischer
Analyse begutachtet werden. Das Korn kann somit als ein solches
betrachtet werden, das ein Kapillarnetzwerk einschliesst oder umfasst.
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Um
den oben genannten osmotischen Einfluss innerhalb der Körner zu
induzieren, können
gelöste Stoffe
von Lebensmittelgüte
ausgewählter
Typen mit einem nützlichen
osmotischen Potential leicht in das oben beschriebene Kapillarnetz
oder -netzwerk in den Körnern
eingebracht werden. Die gewählten
gelösten
Stoffe können
ein oder mehrere aus einem weiten Bereich von löslichen Stoffen von Lebensmittelgüte umfassen,
wie sie für
das Vorhandensein in der letztendlichen Backware geeignet sein können. Beispiele
für gelöste Stoffe, die
in das Kapillarnetz der Körner
eingebracht werden können,
sind verschiedene Mineralsalze, für die gewöhnliches Salz (Natriumchlorid)
ein Beispiel ist, verschiedene Zucker, die entweder süßere Zucker,
wie Saccharose, Maltose oder Fructose, oder weniger süße Zucker,
wie Glucose oder Lactose sein können,
je nach der letztendlichen Anwendung, Alkohole, wie Ethanol oder
Glycerol, und jeglicher andere gelöste Stoff, welcher in dem Lebensmittelendprodukt
akzeptabel wäre,
welcher imstande wäre,
zu dem osmotischen Potential des so gebildeten aufsaugenden Korns
beizutragen.
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Die
gelösten
Stoffe können
in das physikalisch behandelte Korn in einer Lösung vorzugsweise unter Bedingungen
eingebracht werden, unter denen im Grunde die Gesamtmenge an Lösung in
das Kapillarnetz des Korns absorbiert wird. Durch die Verwendung
eines Systems mit einer beträchtlichen
Gesamtabsorption, wie beschrieben, kann man exakt die Konzentration
von osmotisch aktiven gelösten
Stoffen und Lösemitteln in
dem aufsaugenden Korn erfahren. Während ein Einweichen oder Einquellen
von Körnern
in einer Lösung eine
Möglichkeit
ist, ist es weniger zweckmäßig und
garantiert nicht die Kenntnis der präzisen Konzentration von osmotisch
aktiven gelösten
Stoffen und Lösemitteln
in dem aufsaugenden Korn. Dies liegt daran, weil das Lösemittel
und der gelöste
Stoff oder die gelösten
Stoffe, die vorhanden sind, aus einer Einquelllösung in das physikalisch behandelte
Korn mit unterschiedlichen Anteilen absorbiert werden können. Das
Aussetzen der physikalisch behandelten Körner einem Besprühen mit
Lösung
ist ebenfalls eine Möglichkeit,
doch leidet eine solche Vorgehensweise unter den gleichen Nachteilen,
wie dem Einweichen der Körner
in einer geeigneten Lösung.
Der gelöste
Stoff oder die gelösten
Stoffe, die vorhanden sind, können
in das physikalisch behandelte Korn mit unterschiedlichen Anteilen
von einer Einquelllösung
absorbiert werden.
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Die
Erfindung gestattet die Absorption jeglicher anderer Substanzen
in das physikalisch behandelte Korn getrennt oder zum selben Zeitpunkt,
da osmotisch aktive, gelöste
Stoffe eingebracht werden, vorzugsweise in einer mengenmäßig kontrollierten
Weise, wie weiter oben beschrieben wird.
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Das
zur Bildung der Lösung
von osmotisch aktiven gelösten
Stoffen verwendete Lösemittel
für die quantitative
Einbringung in die physikalisch behandelten Körner kann Wasser oder jegliches
andere Lösemittel oder
Lösemittelmischung
sein, die für
das spezielle Produkt geeignet sein können. Beispiele für einige
andere geeignete Lösemittel
schließen
Alkohole, insbesondere Ethylalkohol und Glycerol, ein.
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Wenn
die Absorption der osmotisch aktiven gelösten Stoffe in das physikalisch
behandelte Korn abgeschlossen ist, und zwar mit oder ohne eine nachfolgende
Temperperiode, können
die resultierenden aufsaugenden Körner als solche verwendet werden,
oder sie können
als solche durch eine Reihe geeigneter Verfahren konserviert werden,
oder sie können
weiter behandelt werden, um ausreichend Lösemittel zu entfernen, damit
eine lagerstabile Form des Korns zurückbleibt, welche jetzt die
osmotisch aktiven gelösten
Stoffe enthält, die
im Folgenden als aufsaugende Körner
bezeichnet werden, egal, ob Lösemittel
entfernt wurde oder nicht. Gegebenenfalls kann vor oder nach dem
Tempern das aufsaugende Korn weiter gelatinisiert werden.
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Man
fand heraus, dass aufsaugende Körner
der hierin offenbarten Zusammensetzung und Struktur, wenn sie Backteigen
zugegeben werden, die Fähigkeit
besitzen, Feuchtigkeit rasch aus dem Teig aufzusaugen, sodass in
der Endbackware das aufsaugende Korn in der Krume und auch im krustigen
Teil des gebackenen Lebensmittels weich und/oder zart ist.
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In
der Praxis fand man heraus, dass die aufsaugenden Körner erhalten
werden, wenn 1 % bis 6 % Natriumchlorid (mit oder ohne andere Salze),
insbesondere 2–4
% in das physikalisch behandelte Korn eingeführt werden. Ferner, oder alternativ,
können
bis zu 20 % eines Zuckers oder einer Mischung von Zuckern, insbesondere
2 % bis 10 %, oder noch stärker
bevorzugt 3 % bis 8 % eines Zuckers oder einer Mischung von Zuckern
in vorteilhafter Weise in das physikalisch behandelte Korn eingebracht
werden. In Verbindung mit Salzen und/oder Zuckern können andere
osmotisch aktive Komponenten, wie Alkohole, insbesondere Ethylalkohol
oder Glycerol, sowie Säuren,
wie Citronensäure,
Essigsäure,
Milchsäure
oder Salze davon und dergleichen, oder alkalische Substanzen, wie
Natriumbicarbonat, Natriumcitrat und dergleichen, verwendet werden. Andere
Mineralsalze können
in Verbindung mit oder als Ersatz für Natriumchlorid, zum Beispiel
Kaliumchlorid, verwendet werden.
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Bei
dem weiter oben Gesagten stehen die angegebenen Prozentsätze für das Gewicht
von osmotisch aktivem gelöstem
Stoff in Verhältnis
zu dem Gewicht von behandeltem Korn mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 12 %.
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Die
resultierenden aufsaugenden Körner
erhalten ein Aufsaugpotential als Folge der oben beschriebenen kontrollierten
Einbringungen von osmotisch aktiven gelösten Stoffen in das Korn. Das
bedeutet, die aufsaugenden Körner
besitzen das Potential, Lösemittel,
wie Wasser, rasch aus einer Umgebung, zum Beispiel einem Teig, zu
absorbieren, bis der Aufsaugdruck in dem Korn sich dem osmotischen
Druck des Teigs annähert.
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Wenn
das aufsaugende Korn durch Einbringen von in Wasser gelösten Stoffen
ohne eine sich anschließende
Feuchtigkeitsentfernung vor der Verwendung in einer Backware vorbereitet
wird, kann das Aufsaugpotential aus der molalen Konzentration von
ge lösten
Stoffen in der freien Wasserphase in dem aufsaugenden Korn berechnet
werden, wobei die freie Wasserphase hier als die Menge an Feuchtigkeit,
die über
12 % für
die meisten Körner
hinausgeht, angesehen wird.
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Wenn
das so vorbereitete aufsaugende Korn wieder auf etwa 12 % Feuchtigkeit
getrocknet wird, ist das Aufsaugpotential schwieriger zu quantifizieren.
Das Potential kommt zum Tragen, wenn das aufsaugende Korn an verfügbare freie
Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Mit der fortschreitenden Aufsaugung
von Feuchtigkeit ist das Aufsaugpotential anfänglich hoch und nimmt dann
mit der zunehmenden Feuchtigkeitsabsorption infolge der Verdünnung der
gelösten
Stoffen ab.
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Um
diese veränderliche
Situation zu erklären,
sodass das Aufsaugpotential in einer standardmäßigen Weise ausgedrückt werden
kann, wird es hier für
einen standardmäßigen Feuchtigkeitsgehalt
eines aufsaugenden Korns mit 30 % Feuchtigkeit berechnet, bei der
angenommen wird, dass die gelösten
Stoffe in Lösung sind
in den 18 % Feuchtigkeit, die weiter oben als freies Wasser bezeichnet
wird.
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Eine
molale Lösung
besitzt theoretisch einen osmotischen Druck von 2,27 MPa (22,4 atm)
bei 0°C
und in der Praxis einen Druck von etwa 2,43–2,74 MPa (24–27 atm)
bei 25 bis 30°C – die typische
Temperatur von Backteigen. Es kann errechnet werden, dass ein aufsaugendes
Korn mit 30 % Feuchtigkeit würde
ein negatives Aufsaugpotential aufweisen würde, das nummerisch dem osmotischen
Druck wie folgt entspricht, je nach der Konzentration von in dem
freien Wasser enthaltenen Salzen oder Zuckern.
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In
der Tat können
die Drücke
höher sein
als weiter oben berechnet, wenn es zu einer Dissoziation eines Elektrolyts
kommt. Die Drücke
können
auch höher
werden, wenn die Moleküle
von freiem Wasser an gelöste
Stoffe, wie Zucker, gebunden sind, und dies erhöht wirksam die Konzentration
von gelösten
Stoffen im Verhältnis
zu freiem Wasser.
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Entwicklung
einer erhöhten
Kapillarität
in den Körnern
Ein wirksamer Weg zur Erreichung dieses Resultats umfasst das Unterwerfen
des Korns einem kontrollierten Grad eines physikalischen Stoßes oder
Aufpralls, um ein inneres Kapillarnetz oder -netzwerk zu induzieren,
ohne wirklich die Ganzheit des Korns zu zerstören. Der Aufprall oder Stoß kann beispielsweise
in der Form erfolgen, dass man Korn gegen eine harte Oberfläche knallen
läßt, indem
man das in geeigneter Weise voreingestellte Korn einer plötzlichen
Erhitzung aussetzt und so einen inneren Bruch der Kornsubstanz infolge
von Feuchtigkeitsexplosion bewirkt, oder durch Hindurchführen des
Korns, das wiederum in geeigneter Weise voreingestellt wurde, zwischen
zwei Rollen bzw. Walzen, wie in einer Höckermühle (bump mill) oder einer
Walzenmühle.
Im letztgenannten Fall erwies es sich als wirksam, das Korn bei
Bedarf auf etwa 12–30
Feuchtigkeit voreinzustellen, dann das Korn einer Erhitzung zu unterziehen,
zum Beispiel bei Atmosphärendruck
in Direktdampf (live steam) oder einem Druck von über Atmosphärendruck.
Im Anschluss wird das Korn, während
es noch heiß ist,
zwischen Walzen mit einer geeigneten Abstandseinstellung hindurchgeführt, in
Abhängigkeit
von der Größe des Korns,
um das Korn geringfügig
zu plätten
und in der inneren Substanz ein Kapillarnetz mikroskopischer Spalten
oder Risse zu induzieren, ohne ein Zerbrechen des Korns zu Fragmenten
zu bewirken. Gleichzeitig entwickelt der Samenüberzug oder die Kleieschicht
des Korns feine Risse, aber vorzugsweise ohne einen wirklichen Verlust
irgendeines wesentlichen Anteils des Samenüberzugs oder der Kleieschicht.
Der Feuchtigkeitsgehalt des so behandelten Korns oder der Grad der
durch den Heizvorgang induzierten Gelatinisierung unterliegt keiner
speziellen Beschränkung.
Es ist selbstverständlich
erwünscht,
dass die Verarbeitungsbedingungen so gewählt werden, dass eine praktikable
Handhabung des Korns in verschiedenen Stufen des Verfahrens ermöglicht wird.
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Induzierung
einer erhöhten
Aufsaugfähigkeit
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Nachdem
ein bestimmtes Maß einer
erhöhten
Kapillarität
in dem Korn induziert wurde, wird es mit einer Lösung von osmotisch aktiven,
gelösten
Stoffen behandelt, wodurch das Korn rasch die Lösung absorbiert, vorzugsweise
zu einer kontrollierbaren Zusammensetzung, sodass das resultierende
Korn eine bekannte Zusammensetzung von gelöstem Stoff oder gelösten Stoffen
und von Lösemittel
oder Lösemitteln
besitzt. Ein sehr zufrieden stellender Weg zur Erzielung dieses
Resultats ist das behutsame Mischen des Korns von erhöhter Kapillarität mit einem
bekannten und vorausberechneten Lösungsgewicht von bekannter
Konzentration eines gelösten
Stoffs oder von gelösten
Stoffen, bis die Lösung
vollständig
durch das Korn absorbiert wird. Wenn das Korn noch warm oder heiß ist, wird
die Lösung
in die Kapillaren des Korns in wenigen Minuten absorbiert.
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Als
eine Alternative kann das Korn von erhöhter Kapillarität in einer
Lösung
von gelösten
Stoffen von bekannter Konzentration für eine Zeit, die ausreichend
ist, um die Absorption der erforderlichen Menge der Lösung zu
gestatten, eingeweicht werden. Im Anschluss wird das Korn aus der
Lösung
entfernt und entwässert. Dieses
Verfahren ist zwar zufrieden stellend, gestattet aber nicht die
genaue Kontrolle des Gehalts an gelösten Stoffen, weil der Grad
der Absorption von Lösung
sogar bei geringfügigen
Temperaturschwankungen schwankt. Es kann auch eine Veränderung
der Anteile geben, bei welcher die verschiedenen gelösten Stoffe im
Verhältnis
zu dem Lösemittel
absorbiert werden. Wenn dies nicht sorgfältig überwacht wird, wird die Endzusammensetzung
des aufsaugenden Korns nicht mit Sicherheit bekannt sein.
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Ein
kurzer Zeitraum des Temperns, zum Beispiel zehn bis zwanzig Minuten,
ermöglicht
vorteilhafter Weise, dass die absorbierte Lösung in das Korn eindringt,
wenn das aufsaugende Korn wieder getrocknet werden soll, sodass
es bei verlängerter
Lagerung bei Umgebungsbedingungen stabil ist. Zum Beispiel kann
das Trocknen auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt zwischen 12 % bis
20 % Feuchtigkeit angemessen sein in Abhängigkeit von den Lagerungsbedingungen,
die wahrscheinlich angetroffen werden. Allerdings ist ein solches Trocknen
optional.
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Gegebenenfalls
kann das aufsaugende Korn weiter nach der Absorption von gelöstem Stoff
oder gelösten
Stoffen vor oder nach dem Tempern gelatinisiert werden. Dies kann
durch ein beliebiges geeignetes Verfahren erreicht werden, welches
keinen signifikanten Verlust von gelösten Stoffen aus dem aufsaugenden
Korn bewirkt, wie durch Dämpfen,
Mikrowellenerhitzung, Induktionserhitzung, Strahlungserhitzung,
Infraroterhitzung und dergleichen.
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Es
liegt innerhalb des Umfangs der Erfindung, sowohl aufsaugende Körner bereitzustellen,
welche wieder auf den Feuchtigkeitsgehalt des ursprünglich verwendeten
Korns getrocknet wurden, zum Beispiel auf 12 %, und/oder aufsaugende
Körnern
mit einem erhöhten
Feuchtigkeitsgehalt (aufsaugende Körner mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt
oder aufsaugende HM-Körner).
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Die
letztgenannte Produktform kann in Abhängigkeit von dem Gehalt an
freiem Wasser, dem Gehalt an gelöstem
Stoff und der Natur des gelösten
Stoffs oder der gelösten
Stoffe in der Tat ziemlich stabil sein bei normalen umgebenden Lagerungsbedingungen.
Alternativ, und bei Bedarf, kann die Stabilität durch solche Maßnahmen,
wie Lagerung bei verminderter Temperatur, Lagerung unter Umgebungsbedingungen
in Abwesenheit von Sauerstoff, Pasteurisierung, Einsatz von natürlichen
oder künstlichen
Konservierungsmitteln zur Verhinderung von mikrobiellem Wachstum
und dergleichen, erhöht
werden. Das Vorliegen von gelösten
Stoffen in dem Korn hat einen Einfluss auf die Wasseraktivität des Korns,
sodass das aufsaugende Korn einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als
ein nicht aufsaugendes Korn mit der gleichen Wasseraktivität aufweist.
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Aufsaugende
HM-Körner,
wenn sie einer Backwarenzubereitung hinzugegeben werden, absorbieren Feuchtigkeit
aus dem Teig in einer speziellen Sollmenge rascher als aufsaugende
Körner,
die – sagen
wir – mit 12
% Feuchtigkeit verwendet werden. Damit kommt es zu einer geringfügigeren
Verzögerung
in der Erzielung eines hohen Feuchtigkeitsgehalts in den Körnern in
dem Teig, wenn aufsaugende HM-Körner
verwendet werden. Weiterhin wird bei der Herstellung von aufsaugenden
HM-Körnern
eine beträchtliche
Einsparung erzielt, da kein Trocknungsvorgang erforderlich ist.
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Körner, die
gemäß den Verfahren
der Erfindung behandelt werden, können in Backwaren durch im Fachbereich
bekannte Routineverfahren eingebracht werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun weiter in Bezug auf die folgenden
nicht einschränkenden
Beispiele beschrieben.
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Beispiel 1
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In
diesem Beispiel werden ganze Roggenkörner behandelt, um sie zu aufsaugendem
Roggen für
die Zugabe zu Backwaren zu verändern.
Bei standardmäßigem trockenem
Roggenkorn von 11,0 % Feuchtigkeitsgehalt wurde der Feuchtigkeitsgehalt
durch in der Mühlenindustrie
bekannte herkömmliche
Verfahren auf 17,5 % erhöht
und danach über
Nacht getempert. Es erfolgte eine weitere Zusetzung von Wasser,
die 5 % des Gewichts des ursprünglichen
Roggens entsprach. Dies wurde kurz mit dem Roggen wenige Minuten
lang gemischt und danach etwa dreißig Minuten lang ohne Feuchtigkeitsverlust
stehen gelassen. Die so behandelten Roggenkörner wurden in einem Direkttrocknungsstrom
bei 100°C
siebzehn Minuten lang erhitzt, danach unter Heißdämpfen zwischen den glatten
Walzen einer Walzenmühle,
die auf einen Abstand von 0,44 mm (d. h. 0,44 mm auseinander) eingestellt
waren, hindurchgeführt.
Dieser Betrieb führte
zur Entwicklung eines Kapillarnetzwerks durch den Roggen, ohne die
Ganzheit und Identität
der Samen zu zerstören.
Der Roggen wurde dann mit einer Lösung von Natriumchlorid und
Glucose in Wasser gemischt, welche 2, 6 bzw. 10 Gewichtsteile, bezogen
auf 100 Gewichtsteile des ursprünglich
verwendeten trockenen Roggens, umfasste.
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Diese
Lösung
wurde auf den gewalzten Roggen gesprüht, während er behutsam in einem
Mischer vom Taumel-Typ rotieren gelassen wurde. Die Lösung wurde
vollständig
durch den Roggen in wenigen Minuten absorbiert, wobei die Gesamtdauer
des Taumelnlassens etwa fünf
Minuten betrug. Im Anschluss wurde der so behandelte Roggen weiter
etwa fünfzehn
Minuten lang getempert, danach wieder auf etwa 12 % Feuchtigkeitsgehalt
getrocknet. Der so behandelte Roggen war ziemlich stabil und kann
als aufsaugender Roggen bezeichnet werden. Dieser aufsaugende Roggen
wurde so berechnet, um ein Aufsaugpotential zu besitzen, das numerisch
einem osmotischen Druck von 9,1 MPa (90 atm oder 1318 psi) entspricht.
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Aufsaugender
Roggen, der wie oben beschrieben zubereitet wurde, wurde mit Brotmehl
in einem Anteil von 30 % (Bäcker-%)
mit anderen normalen Brotzutaten vermischt. [Bäcker-% definiert Komponenten
eines Teigs im Verhältnis
zu der Menge an Mehl, wie zum Beispiel in Practical Baking, Sultan,
W.J., 5. Ausg. Van Nostrand Reinhold, 115 Fifth Avenue, New York,
NY, USA, insbesondere Seite 108, verwendet. Die Offenbarung dieses
Textes ist hierin in ihrer Gesamtheit als Referenz eingeschlossen.]
Wasser wurde mit einem Anteil von 60 % für die Mehlkomponente und 30
% für die
aufsaugende Roggenkomponente (beide Bäcker-%) zugesetzt, der Teig
wurde fünf
Minuten lang geknetet, geformt und in einer Brotform fermentiert,
um einen Laib von gutem Volumen zu ergeben, danach gebacken, gekühlt und
verpackt, und danach kritisch am folgenden Tag geprüft. Der
aufsaugende Roggen war integral, weich und zart im Essgefühl, wo er
ein Teil des weichen inneren Teils des Laibs (der Krume) war. Der
aufsaugende Roggen wurde gut gehen gelassen und ähnelte im Aussehen einem natürlichen
Roggenkorn. Wo er ein Teil der Kruste war, war er auch zart im Kaugefühl. Dies steht
im deutlichen Gegensatz zu unbehandelten Körnern, unter Erhitzung gepufften
bzw. aufgeblähten
Körnern
oder gedämpften
und leicht gewalzten Körnern,
die dem Brot zugegeben wurden, die hart und klebrig in der Krume
und extrem hart in der Kruste bleiben.
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In
nachfolgenden Experimenten wurden bis zu etwa 50 % Wasser im Verhältnis zu
dem Gewicht von aufsaugendem Roggen mit sehr akzeptablen Resultaten
in Bezug auf die Zartheit des Korns, die Teighandhabung und die
am Ende erhaltene Brotqualität
zugesetzt.
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Beispiel 2
-
In
diesem Beispiel wurde standardmäßiger australischer
weißer
(ASW) Weizen behandelt, um aufsaugenden Weizen bereitzustellen,
der für
die Verwendung in Backanwendungen geeignet ist. Weizen mit 10,8
% Feuchtigkeit wurde voreingestellt und danach in Direktdampf in
einer ähnlichen
Weise wie bei Roggen in Beispiel 1 erhitzt. Der dampfend heiße Weizen
wurde gewalzt, wobei der Abstand zwischen den Walzen 0,64 mm betrug.
Der Weizen wurde mit einer Lösung
von Salz, Glucose und Saccharose in Wasser, die 2, 3, 3 bzw. 12,5 Gewichtsteile,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des ursprünglich verwendeten Weizens,
umfasste, in einer Weise wie in Beispiel 1 gemischt. Ein Teil des
resultierenden aufsaugenden Weizen wurde wieder auf etwa 12 % Feuchtigkeit
getrocknet und ein Teil wurde direkt bei der Herstellung von Vollweizenbrot
in der wie in Beispiel 1 beschriebenen Weise verwendet. Da aber
der aufsaugende Weizen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt bereits etwa
28 % Feuchtigkeit enthielt, wurde die Menge an zugesetztem Wasser
zu der Formel um die Menge an Feuchtigkeit in dem aufsaugenden Weizen,
die über
12 % hinausging, verringert. Als das resultierende Vollweizenbrot
kritisch geprüft
wurde, waren die Weizenkörner
feucht und zart durch die ganze Krume hindurch und waren zart und
leicht zu kauen, wo sie in dem krustigen Teil des Laibs vorkamen.
Wenn der Laib mehrere Tage lang gelagert wurde, bestand der feuchte
Charakter der Krume fort, was ein Indiz dafür ist, dass die aufsaugenden
Körner
nicht mehr signifikante Mengen an Feuchtigkeit absorbierten. Dies
soll daran liegen, weil der aufsaugende Weizen rasch sein volles
feuchtigkeitsabsorbierendes Potential im Verhältnis zu dem Wasseraktivitätsgrad der
frisch gebackenen Krume erreichte. Brot, das unter Verwendung von
aufsaugendem Weizen gebacken wurde, das auf 12 % Feuchtigkeit getrocknet
worden war, lieferte fertig gebackenes Brot ähnlich wie das, bei dem ein
aufsaugender Weizen mit höherem
Feuchtigkeitsgehalt verwendet wurde, solange eine angemessene Anpassung
an die Menge des zugesetzten Wassers zu der Brotformel erfolgte.
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Beispiel 3
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In
diesem Beispiel wurde gelber Maisschrot behandelt, um eine aufsaugende
Version dieses Produkts bereitzustellen. Maisschrot, zum Beispiel
Schrot von etwa 1 bis 1,5 mm durchschnittlicher Mindestabmessung, wird
direkt Backprodukten zugesetzt, um der Krume und der Kruste von
Broten ein attraktives, gelbes, gesprenkeltes Aussehen zu verleihen.
Allerdings ist die Backindustrie sehr unzufrieden mit der Esstextur
von unverarbeitetem Maisschrot, welcher Broten und dergleichen zugegeben
wird.
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Maisschrot
(12,5 % Feuchtigkeit) des oben beschriebenen Typs wurde mit Wasser
voreingestellt, um den Feuchtigkeitsgehalt auf 26 % zu bringen.
Ein geringer Anteil an Amylase (BAN240L, Novo Nordisk A/S, Dänemark)
wurde dem Anfeuchtungs- bzw. Anteigungswasser mit einem Anteil von
0,1 % des Trockenschrots zugesetzt. Die Verwendung von Amylase ist
optional. Jedoch dient es dazu, einen höheren Grad der Trennung in
den gedämpften
Körnern
zu erzielen, um das Aroma zu verbessern und auch um während des
Dämpfens bescheidene
Veränderungen
in der Oberflächenstärke bei
osmotisch aktiven gelösten
Stoffen zu induzieren. Da der Schrot eine viel kleinere Größe aufweist
als ganze Körner,
könnte
ein Voreinstellen bei Umgebungstemperatur unter langsamem Taumelnlassen
in weniger als 1 Stunde zu Ende gebracht werden. Der getemperte
Schrot wurde wie in Beispiel 1 gedämpft, danach unter Verwendung
eines Abstands von 0,24 mm zwischen den Walzen gewalzt. Der Schrot
war ziemlich getrennt und leicht zu handhaben. Während der Schrot immer noch
heiß war,
wurde eine Lösung
von Natriumchlorid, Glucose und Saccharose in Wasser, welche 2, 3,
3 bzw. 12,5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile verwendeten
Trockenmaisschrot, umfasste, durch Sprühen auf den gewalzten Schrot
zugesetzt, während
der gleichzeitig in einem Rotationsmischer taumeln gelassen wurde.
Die Lösung
wurde nahezu unverzüglich
vollständig
durch den Schrot absorbiert. Nach einem kurzen Tempern von etwa
fünfzehn
Minuten wurde der aufsaugende Maisschrot wieder auf etwa 12 % Feuchtigkeit
getrocknet. Beim Backen zu Brot, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde,
hatte der Maisschrot eine helle, gelbe Farbe und war extrem zart
und feucht in der Krume und war auch sehr zart innerhalb des krustigen
Teils des Laibs. Im Gegensatz dazu war der Maisschrot vom gleichen
Typ, der nicht zu der aufsaugenden Form umgewandelt worden war,
hart und grobkörnig
und für
die Konsumenten sehr unakzeptabel.
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Beispiel 4
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Eine
Reihe von aufsaugenden Weizen wurde wie in Beispiel 2 zubereitet,
ohne getrocknet zu werden, außer
dass zusätzlich
zu den nach dem Walzen dem Weizen zugesetzten gelösten Stoffen
Essig eingeschlossen wurde, sodass der Prozentanteil von darin enthaltener
Essigsäure
im Verhältnis
zu dem verwendeten Trockenweizen 0,2 %, 0,4 %, 0,6 % und 0,8 % betrug.
Das zur Herstellung der Lösung
verwendete Wasser wurde in seiner Menge um die Menge an Wasser,
die in der verwendeten Essig vorhanden war, verringert. Die daraus resultierenden
aufsaugenden Weizenproben mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, die 28
% Feuchtigkeit enthielten, wurden bei Umgebungstemperatur in versiegelten
feuchtigkeits-/dampfbeständigen
Beuteln aufbewahrt. Die gleichen aufsaugenden Körner mit hohem Feuchtigkeitsgehalt,
jedoch ohne zugesetztem Essig, wurden ebenfalls unter den gleichen
Bedingungen verpackt und gelagert. Innerhalb etwa 2 Wochen waren
die aufsaugenden Körner
mit hohem Feuchtigkeitsgehalt ohne die Zugabe von Essig verdorben
infolge des starken Wachstums einer Vielzahl an Schimmeln. Im Gegensatz
dazu entwickelten die essighaltigen Behandlungen kein Schimmelwachstum
und blieben in gutem Zustand, frisch riechend und frisch schmeckend über mehrere
Monate hinweg.
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Aufsaugende
Körner
mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, die Essig enthielten, wurden in ein
Brot eingebacken, wie in Beispiel 2 beschrieben, zusammen mit frisch
gemachten Körnern
mit hohem Feuchtigkeitsgehalt mit einer ähnlichen Zusammensetzung an
gelösten
Stoffen mit Ausnahme des Fehlens von Essig. Beide Brote fermentierten
normal und lieferten Brote, die in Aussehen und Aroma nicht unterscheidbar
waren. Es ist offensichtlich, dass der Essig in der Lage war, das
aufsaugende Korn zu konservieren, jedoch, wenn er durch die aus
dem Teig absorbierte weitere Feuchtigkeit verdünnt wurde, keine spürbare Auswirkung
auf das Wachstum von Hefe im Teig während der Fermentation oder
des Gehenlassens besitzt.
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Andere
Konservierungsstoffe können
in ausgewählten
Konzentrationen als Alternativen zu Essig je nach den Lebensmittelvorschriften
oder Kontroll- bzw. Regulationsfaktoren verwendet werden.