Praktische Realisierung einer Natriumreduzierung bei Brot und Kleingebäck

INHALTSVERZEICHNIS SEITE

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

TABELLENVERZEICHNIS

1 Einleitung

2 Theoretischer Hintergrund
2.1 Gesetzlicher Hintergrund der Salzreduktion in Brot und Kleingebäck
2.2 Zu Brot und Kleingebäck
2.2.1 Eigenschaften von Brot und Kleingebäck
2.2.2 Rohstoffeigenschaften
2.2.2.1 Mahlerzeugnisse
2.2.2.2 Wasser
2.2.2.3 Kochsalz
2.2.2.4 Lockerungsmittel
2.2.2.5 Sauerteig
2.2.3 Herstellung von Brot und Kleingebäck
2.2.3.1 Kneten und Teigbildung
2.2.3.2 Gärführung
2.2.3.3 Backprozess

3 Methodik
3.1 Vorüberlegungen
3.2 Versuchsablauf
3.3 Geräte und Materialien
3.3.1 Teigbereitung
3.3.2 Gebäckherstellung
3.3.3 Volumenmessung
3.3.4 Na-Bestimmung
3.3.5 Sensorik-Test
3.4 Versuchsdurchführung
3.4.1 Teigbereitung
3.4.2 Gebäckherstellung
3.4.2.1 Brote
3.4.2.2 Kleingebäck
3.4.3 Volumenmessung
3.4.4 Natriumbestimmung
3.4.4.1 Kalibrierstandards
3.4.4.2 Probenaufbereitung
3.4.4.3 Probenanalyse
3.4.5 Sensorik-Test
3.5 Auswertung
3.5.1 Teig- und Gebäckbeurteilung
3.5.2 Volumenmessung
3.5.3 Na-Bestimmung
3.5.4 Sensorik-Test

4 Ergebnisse
4.1 Versuchsreihe 1-4 (Weizen-/Kaiserbrötchen)
4.2 Ergebnisse Versuchsreihe 5-8 (Mischbrot 50/50)
4.3 Ergebnisse Versuchsreihe 9-12 (Kartoffelbrot)
4.4 Ergebnisse Versuchsreihe 13-16 (Dinkelvollkorn)
4.5 Ergebnisse Versuchsreihe 17-20 (Mehrkornbrötchen)

5 Fazit

6 Zusammenfassung

7 Summary

8 Quellenverzeichnis

9 Anhang

Danksagung

Eidesstaatliche Erklärung

ABBILDUNGSVERZEICHNIS SEITE

Abbildung 1: Teige bzw. Brote ohne Salz, mit gewöhnlicher Menge Salz, mit doppelter Menge Salz (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 2: Backhefe (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 3: Reifer Sauerteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 4: (Industrie-) Spiral-/Intensivkneter (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 5: Zutaten im Knetkessel (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 6: Roggenteig nach der Mischphase (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 7: Fertig gekneteter Roggenteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 8: Weizenteig nach der Mischphase (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 9: Fertig gekneteter Weizenteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 10: Rundwirken (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 11: Aufarbeiten zu Langbrote (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 12: Brot "schießen" (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 13: fertiges Brot im Ofen (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 14: Versuchsablauf zur Natriumreduzierung (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 15: Spiralkneter "Diosna" SP12F (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 16: Brötchenanlage von König (Quelle: eigene Abbildung

Abbildung 17: MIWE condo (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 18: MIWE roll-in (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 19: Volumenmessgerät beim Scannen (das eingespannte Brot dreht sich; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 20: Perkin Elmer AAS 2280 (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 21: Sensorikkabinen (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 22: Mittelgang mit Eingabetüren (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 23: trockener Weizenteig, feuchter Roggenteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 24: Teigstücke rundwirken (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 25: Brote (mit Schluss nach oben) in Brotkörbe (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung 26: 3-D Abbildungen eines Kartoffelbrotes (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 27: F-AAS; Perkin Elmer AAS 2280 (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 28: Kalibrierstandards in 25ml Messkolben (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 29: Ultra Turrax (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 30: Zentrifugiere Proben in Eppendorf-Tubes (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 31: AAS-Flamme ohne Probe (kein Natrium = blaue Flamme; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 32: AAS-Flamme mit Probe (Natrium = gelb/rote Flamme; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 33: Eichkurve für Na-Bestimmung (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 34: Hergestellte Kaiserbrötchen (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 35: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 1-4 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 36: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 1-4 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 37: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 1-4 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 38: Hergestellte Mischbrote im Stikkenwagen (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 39: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 5-8 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 40: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 5-8 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 41: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 5-8 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 42: Hergestellte Kartoffelbrote (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 43: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 9-12 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 44: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 9-12 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 45: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 9-12 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 46: Hergestelltes Dinkelvollkornbrot (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 47: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 13-16 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 48: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 13-16 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 49: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 13-16 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 50: Hergestellte Mehrkornbrötchen (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 51: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 17-20 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 52: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 17-20 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung 53: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 17-20 (Diagramm; Quelle: eigene Abbildung)

TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Eigenschaften und Merkmale von Brot und Kleingebäck (Quelle: in Anlehnung Backmittelinstitut e.V., 1999)

Tabelle 2: Mehltypen von Weizen- und Roggenmehl nach DIN 10355 (Quelle: in Anlehnung Schünemann und Treu, 2003)

Tabelle 3: Wirkung von Salz auf Teig und Gebäck (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Tabelle 4: Verwendete Hefemengen bei Brot und anderem Gebäck (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Tabelle 5: Zeitaufwand verschiedener Sauerteigführungen (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Tabelle 6: Beispiele für Knetbedingungen bei der Herstellung von Weißbrotteigen (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Tabelle 7: gängige Beispiele für Backzeiten und Backtemperaturen (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Tabelle 8: Stichworte/Aussagen für die Teig- und Gebäckbeurteilung

Tabelle 9: Absorbtionen der Kalibrierstandards (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 10: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 1-4 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 11: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 1-4 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 12: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 1-4 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 13: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 5-8 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 14: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 5-8 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 15: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 5-8 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 16: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 9-12 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 17: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 9-12 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 18: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 9-12 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 19: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 13-16 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 20: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 13-16 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 21: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 13-16 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 22: Ergebnisse Volumenmessung Versuchsreihe 17-20 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 23: Ergebnisse Na-Bestimmung Versuchsreihe 17-20 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 24: Ergebnisse Sensorik-Test Versuchsreihe 17-20 (Quelle: eigene Tabelle)

Tabelle 25: Endergebnis und Fazit

1 Einleitung

Diese Bachelor-Thesis befasst sich mit der Theorie und Praxis einer Natriumreduzierung (Kochsalzreduzierung) bei Brot und Kleingebäck und wurde, was den praktischen Teil betrifft, mit der Unterstützung der „Uldo Backmittel GmbH“ Neu-Ulm erstellt.

Zuerst wird das Gesundheitsrisiko einer erhöhten Kochsalzaufnahme und den Versuch der EU-Kommission, die eine Kochsalzreduzierung per Gesetz etablieren will, dargestellt. Darauf folgen die Eigenschaften von Brot und Kleingebäck, die Rohstoffkunde und die Theorie zur Brot- und Kleingebäckherstellung.

Anschließend werden in der Methodik die Vorüberlegungen - das Kernstück dieser Bachelor-Thesis – erläutert. Darin wird beschrieben, wie und vor allem mit welcher Vorgehensweise eine Kochsalzreduzierung in Brot und Kleingebäck realisiert, akzeptiert bzw. fundiert und bewiesen werden kann. Der Versuchsaufbau und die verwendeten Materialien für die Versuchsdurchführung folgen im Anschluss. Die Methodik der Versuchsdurchführung gliedert sich dabei hauptsächlich in die Herstellung der Brote und Kleingebäcke und in die verschiedenen Verfahren bzw. Methoden zum Beweis und zur Akzeptanz einer Kochsalzreduzierung. Da die Auswertung der Versuchsdurchführungen sehr komplex ist, bedarf es anschließend noch ihrer Erläuterung.

Die Ergebnisse der verschiedenen Versuche werden detailliert dargestellt und diskutiert. Eine Zusammenfassung beendet die vorliegende Arbeit.

2 Theoretischer Hintergrund

Eine tägliche Zufuhr von ca. 1,5g Kochsalz ist aus ernährungsphysiologischen Gründen empfohlen, jedoch beträgt die tatsächlich durch die Nahrung aufgenommene Menge an Kochsalz in Europa, länderspezifisch und geschlechterabhängig, 7 bis 14g/Tag. Ein ständig ansteigender Konsum an verarbeiteten Lebensmitteln und veränderte Essgewohnheiten führen zu dieser hohen Aufnahme von Kochsalz. Dabei weisen verschiedene epidemiologische Studien darauf hin, dass es einen Zusammenhang zwischen zu hohem Kochsalzkonsum und Bluthochdruck gibt, und somit ein kardiovaskuläres Risiko für die gesamte Bevölkerung bestehen kann [Unbehend, Elbegzaya und Kuschmann, 2008].

2.1 Gesetzlicher Hintergrund der Salzreduktion in Brot und Kleingebäck

Anfang 2007 wurde die Verordnung (EG) Nr. 1924/2006 über nährwert- und gesundheitsbezogene Angaben über Lebensmittel im Amtsblatt der Europäischen Union (EU) veröffentlicht und trat ab dem 1. Juli 2007 in Kraft. Artikel 4 der Verordnung beinhaltet die Bedingung, dass Lebensmittel einem vorgegebenen Nährwertprofil entsprechen müssen, um mit nährwert- und gesundheitsbezogenen Aussagen beworben werden zu dürfen. Dabei versteht man unter einem Nährwertprofil die charakteristische Nährstoffzusammensetzung eines Lebensmittels, die künftig als Kriterium für die grundsätzliche Entscheidung entsprechend der Verordnung herangezogen wird, ob ein Lebensmittel mit einer nährwert- oder gesundheitsbezogene Aussage beworben werden darf [BfR, 2007].

„Nährwertbezogene Angaben sagen, welche Nähr- und Inhaltsstoffe in einem Lebensmittel in erhöhten oder verringerten Mengen vorhanden sind, oder sogar fehlen, wodurch die Wertigkeit des Lebensmittels in der Ernährung zunimmt. Beispiele sind „reich an Vitaminen“, „wenig Fett“, „ohne Zucker“ [FAQ des BfR, 25. Mai 2007].

„Für gesundheitsbezogene Angaben wird häufig der englische Begriff „Health Claims“ gebraucht. Health Claims sind Angaben auf Lebensmittelverpackungen oder -etiketten, in der Regel zu Werbezwecken. Sie weisen auf Beziehungen zwischen einem Lebensmittel bzw. einem seiner Bestandteile und der Gesundheit hin. Bereits jetzt findet man auf Lebensmitteln Angaben wie „Stärkt die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers“. Künftig dürfen Lebensmittelhersteller Health Claims nur verwenden, wenn sie auf einer EU-Positivliste aufgeführt sind und das Lebensmittel einem bestimmten Nährwertprofil entspricht. In dieser „Liste“ werden zwei Arten von Health Claims aufgeführt: Es wird zum einen Aussagen zur physiologischen Funktion eines Nährstoffs geben, zum Beispiel „Calcium ist wichtig für gesunde Knochen“. Zum zweiten wird es künftig Aussagen geben, die auf die Verminderung eines Krankheitsrisikos hinweisen, wie „Ausreichende Calcium-Zufuhr kann zur Verringerung des Osteoporose-Risikos beitragen“. Für die Zulassung von Health Claims ist die europäische Kommission zuständig“ [FAQ des BfR, 25. Mai 2007].

Die formulierten Anforderungen an Nährwertprofile sollen Verbraucher vor Irreführung schützen und sicher stellen, dass Lebensmittel, die mit positiven Gesundheitseffekten beworben werden, nicht gleichzeitig Nährstoffe enthalten, deren übermäßiger Verzehr mit chronischen Erkrankungen in Verbindung gebracht wird [BfR, 2007]. So soll auf dem „Verordnungswege“ versucht werden, zum einen die Bürger zur bewussteren Auswahl der Lebensmittel anzuhalten und zum anderen die Hersteller zur Produktion von gewissermaßen „gesünderen“ Nahrungsmitteln zu zwingen [ABZ, 03.12.2008]. Im Jahr 2005 erhielt das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) als wissenschaftlicher Berater der Bundesregierung den Auftrag, allgemeine Prinzipien und Vorschläge für die Erarbeitung von Nährwertprofilen zu formulieren. Das erarbeitete Positionspapier [Anlage 1] ist das Ergebnis intensiver Diskussionen und der Zusammenarbeit von anerkannten nationalen Experten und Wissenschaftlern des BfR [BfR, 2007]. Dabei hat sich, speziell für die Backwarenbranche, in den letzten Monaten die „Disqualifikation des Natrium“ herauskristallisiert und eine regelrechte „Kochsalzdiskussion“ entfacht.

Da vor allem über den Verzehr von Brot und Kleingebäck 25-45% der täglichen Kochsalzmenge aufgenommen wird und sehr viele Backwaren mit z.B. „reich an Ballaststoffen“ usw. beworben werden, bedarf es besonderes in diesem Produktbereich einer Regulierung [Unbehend, Elbegzaya und Kuschmann, 2008]. Für Getreideerzeugnisse einschließlich Brot und Kleingebäck wird ein Natriumgehalt von 400 mg/100 g fertigem Brot vorgeschlagen. Das entspricht, bei einem durchschnittlichen Wassergehalt, der Salzmenge von 1,016 g/100 g fertigem Brot und liegt damit deutlich unter dem durchschnittlichen, üblichen Salzgehalt von Brot und Kleingebäck [ABZ, 03.12.2008]. Dieses gesamte Vorhaben im Zusammenhang mit den Nährwertprofilen wurde nun allerdings auf Herbst 2009 verschoben^[1] [Backwelt, 18.03.2009].

2.2 Zu Brot und Kleingebäck

Einführend werden die Eigenschaften, die Rohstoffeigenschaften und die Herstellung zu Brot und Kleingebäck dargestellt.

2.2.1 Eigenschaften von Brot und Kleingebäck

Brot und Kleingebäck wird aus Mahlerzeugnissen des Weizens, Roggens, Dinkels und in geringem Umfang auch aus anderen Getreidearten unter Zusatz von Wasser, Kochsalz, Lockerungsmittel und gegebenenfalls weiteren Stoffen (Fett, Milch, Zucker, Eier u.a.) hergestellt. Die eindeutige Einteilung und die Beurteilungsmerkmale von Brot und Kleingebäck unter den Backwaren sind dabei genau in den „Leitsätzen für Brot und Kleingebäck“ [Anlage 2] geregelt. Es muss ganz oder überwiegend aus Getreidemahlerzeugnissen hergestellt sein und einen mittleren Wassergehalt (15%) besitzen. Zusätze von Zucker und/oder Fett dürfen insgesamt nicht mehr als 10% betragen. Kleingebäck unterscheidet sich vom Brot allein durch Größe, Form und Gewicht [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001; Leitsätze für Brot und Kleingebäck, 19. 10. 1993]. Somit gelten bei Brot und Kleingebäck dieselben Gebäckeigenschaften und –Merkmale (Tab. 1) als maßgebend [Backmittelinstitut e.V., 1999], nämlich:

Tabelle 1: Eigenschaften und Merkmale von Brot und Kleingebäck (Quelle: in Anlehnung Backmittelinstitut e.V., 1999)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.2.2 Rohstoffeigenschaften

Nachfolgend werden die Grundrohstoffe und deren Eigenschaften für Brot und Kleingebäck beschrieben.

2.2.2.1 Mahlerzeugnisse

Der Begriff Mahlerzeugnisse im engeren Sinne bezeichnet das durch das Mahlen von Getreidekörnern entstehende Produkt. Mahlerzeugnisse oder auch Mehle genannt werden aus den Getreidesorten Weizen, Dinkel, Roggen, Hafer, Gerste, Hirse, Mais und Reis gewonnen. Allein backfähig – also zur Brotherstellung geeignet – sind jedoch nur die Mehle aus Weizen, Dinkel und Roggen (Brotgetreide) [Anlage 2]. Die Ermittlung der Type bzw. Helligkeit erfolgt durch die Bestimmung des Mineralstoffgehaltes. Niedrige Mehl-Typen wie 405 sind – mit geringem Mineralstoffgehalt – sehr hell, hohe Typen wie 1800 sehr dunkel und reich an Mineralstoffen (Tab. 2). Die Typenzahl bezeichnet hierbei den Mineralstoffgehalt in Gramm pro 100 Kilogramm wasserfreiem Mehl [Schünemann und Treu, 2003].

Tabelle 2: Mehltypen von Weizen- und Roggenmehl nach DIN 10355 (Quelle: in Anlehnung Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.2.2.2 Wasser

Wasser dient bei der Brot und Kleingebäck Herstellung grundsätzlich und überwiegend der Verbindung, Verteilung und Homogenisierung der trockenen Zutaten. Dabei beschreibt die Teigausbeute (TA) eines Rezeptes das Verhältnis von Wasser in Liter zu 100 kg Mehl und lässt damit Rückschlüsse auf die Festigkeit des Teiges zu.

Beispiel: TA 170 = 70 l Wasser auf 100 kg Mehl

Während des Backprozesses verliert das Brot und Kleingebäck 10-20% an Gewicht durch Wasserverdampfung [Schünemann und Treu, 2003].

2.2.2.3 Kochsalz

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Teige bzw. Brote ohne Salz, mit gewöhnlicher Menge Salz, mit doppelter Menge Salz (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3: Wirkung von Salz auf Teig und Gebäck (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Der Zusatz von 1-2% Kochsalz auf die Gesamtmehlmenge hat, entgegen den ernährungswissenschaftlichen Empfehlungen, eine große Bedeutung für die Herstellung von Brot und Kleingebäck (Abb. 1).

Zum einen dient es zur Abrundung des Geschmacks, zum anderen bringt es Eigenschaften wie Erhöhung der Teigstabilität und Hemmung der Hefeaktivität (Tab. 3) mit sich, die technologisch von großer Bedeutung sind [Schünemann und Treu, 2003].

2.2.2.4 Lockerungsmittel

Teige, die nur aus Mehl und Wasser bestehen, ergeben ein dichtes Fladengebäck. Brot und Kleingebäck mit poröser Krume erfordern eine Lockerung des Teiges mit Hefe (Tab. 4) und/oder Sauerteig [Schünemann und Treu, 2003].

Für Backhefe (Abb. 2) werden dabei bevorzugt Hefen der Gattung Saccharomyces cerevisiae eingesetzt, die metabolisch bei 28-32°C Saccharose abbauen. Neben der Bildung von CO2 und Ethanol, die den Teig lockern, entstehen bei dieser Gärung auch eine Reihe von Aromastoffen [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Backhefe (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Tabelle 4: Verwendete Hefemengen bei Brot und anderem Gebäck (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei der Sauerteigherstellung werden ebenfalls Hefen (Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces minor u.a.), die in erster Linie für die Teiglockerung verantwortlich sind, und eine kompliziert zusammengesetzte Bakterienflora, in der die Milchsäurebildner Lactobac. plantarum, Lactobac. San Francisco und Lactobac. brevis dominieren, vermehrt [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001].

2.2.2.5 Sauerteig

Roggenmehl wird nur durch Säuerung (Absenken des pH aus 4,0-4,3) backfähig. Dabei entstehen auch über enzymatische Prozesse Geruchs- und Geschmacksstoffe, die für Roggenbrot und -kleingebäck charakteristisch sind. Sauerteig (Abb. 3) kann nach verschiedenen Techniken (Tab. 5) hergestellt oder „geführt“ werden, die sich erheblich im Zeitbedarf unterscheiden (Tab. 5) [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001].

Tabelle 5: Zeitaufwand verschiedener Sauerteigführungen (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Reifer Sauerteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

2.2.3 Herstellung von Brot und Kleingebäck

Die backtechnischen Eigenschaften der Brotgetreideerzeugnisse (Mahlerzeugnisse, Mehle, etc.) werden erst nach Zugabe von Flüssigkeit, Triebmittel und anderen Stoffen durch die technische Bearbeitung – Mischen, Kneten, Formen, Gären und Backen – zur Wirkung gebracht. Die dem Getreide innewohnenden backtechnischen Eigenschaften, und seien sie noch so gut, müssen im technischen Prozess realisiert werden. Dies erfolgt durch Einbringung von mechanischer und thermischer Energie sowie durch die stoffliche Beeinflussung der Getreidemahlprodukte während des Herstellungsprozesses mittels der Rezepturbestandteile Flüssigkeit, Triebmittel und Salz. Alle Brot und Kleingebäcke werden nach dem gleichen Verfahrensschema hergestellt:

- Mischen der Mahlerzeugnisse mit Flüssigkeit und anderen Rohstoffen
- Herstellen eines Teiges durch Kneten
- Lockerung des Teiges durch Gase
- Thermische Umwandlung des Teiges in eine feste Backware, die nach dem Abkühlen schneid-, bestreich und kaubar ist.

Die Verfahren zur Herstellung von Brot und Kleingebäck sind empirisch entstanden. Die Kunst des Bäckers war und ist es noch heute, aus dem für den Verzehr wenig attraktiven Getreidekorn bzw. seines Mahlproduktes, schmackhafte, gut verdauliche und vielseitig verwendbare und mit anderen Lebensmitteln kombinierbare Backwaren herzustellen. In den vergangenen Jahrzehnten sind, um die Forderungen des Verbrauchers nach Vielfalt und Qualität des Backwarensortiments zu erfüllen, neue Arbeitsweisen bei der Herstellung von Brot und Kleingebäck eingeführt worden. Die Produktion wurde mechanisiert und automatisiert.

Nach der Einführung von Schnellknetern – heute werden vor allem Spiralkneter verwendet – haben kontinuierlich arbeitenden Teigteil- und Wirkmaschinen sowie Gärschränke mit z.B. Stüpfelstationen für Kleingebäck Eingang in die Produktion gefunden. Vollautomatische Aufarbeitungsanlagen stellen große Anforderungen an die zu verarbeitenden Teige. Die Teige müssen sich störungsfrei verarbeiten lassen, dürfen nicht an den Maschinenteilen kleben und müssen den mechanischen Belastungen, die den Teiglingen beim Ab- und Umsetzen unterworfen sind, widerstehen. Auch die Verfahrensschritte Gären und Backen, die früher zeitlich ohne Unterbrechung ablaufen mussten, können heute mit dem Verfahren der Gärunterbrechung/-verzögerung durch Kühlen oder Gefrieren getrennt werden und stellen somit hohe Anforderungen an die Stabilität der Teiglinge. Die Absenkung der Temperatur und das Wiedererwärmen belastet die Teiglinge und führt zu beträchtlichen Volumeneinbußen, die nur durch Verwendung von für dieses Verfahren eigens entwickelten Backmittel verhindert werden können. Doch so ist es heutzutage möglich, dass es in Zeiten geringen Arbeitsanfalls in der Bäckerei, z.B. am Nachmittag, die Teiglinge herzustellen und diese erst am darauffolgenden Tag zu backen [Backmittelinstitut e.V., 1999].

2.2.3.1 Kneten und Teigbildung

Kennzeichnend für den Knetprozess sind folgende Phasen: Mischen (Abb. 6 und Abb. 8) der Rohstoffe und Zutaten (Abb. 5) und Teigbildung. Knetenergie, Teigeigenschaften und Gebäckvolumen hängen dabei zusammen. Für jeden Teig durchläuft das Gebäckvolumen in Abhängigkeit von der zugeführten Knetenergie ein Maximum. Geht die Knetung über das Maximum hinaus, so wird der Teig feuchter, beginnt an der Wand des Knetbottichs zu kleben und sein Gashaltevermögen lässt nach. Weizenmehle benötigen zur Teigbildung etwa doppelt so lange Knetzeiten wie Roggenmehle. Die zum Kneten verwendeten Maschinen werden nach der Knetdauer in Schnell-, Intensiv- (Abb. 4) und Hochleistungskneter oder Mixer eingeteilt (Tab. 6). Mit zunehmender Knetgeschwindigkeit steigt die Teigtemperatur (Tab. 6), die gegebenenfalls durch Kühlung mit Eis anstatt Flüssigkeit auf 20-30°C für Kleingebäck bzw. 26-33°C für Brot gehalten werden muss.

Tabelle 6: Beispiele für Knetbedingungen bei der Herstellung von Weißbrotteigen (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: (Industrie-) Spiral-/Intensivkneter (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Vom Mixer wird der Teig weniger geknetet, sondern eher zerrissen und zerschnitten. Dies kann sich negativ auf die Teigstabilität auswirken, so dass mit solchen Teigen zwar Kastenbrote (hier wird der Teig durch die Form abgestützt), aber keine frei geschobenen Brote hergestellt werden können.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Zutaten im Knetkessel (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Die Teigbildung ist bei allen Geräten ungefähr dieselbe: Die einzelnen Mehlpartikel bestehen aus einer schwammartigen Proteinmatrix, in die Stärke eingelagert ist. Nach Flüssigkeitszugabe wird das Matrixprotein klebrig und bewirkt, dass die Mehlpartikel, befördert durch die Knetung, zu einer kontinuierlichen Struktur zusammenhaften. Gleichzeitig wird die Proteinmatrix gedehnt und an den Verzweigungspunkten der Stränge kommt es zur Bildung von Proteinfilmen, die in einem optimal gekneteten Teig (Abb. 7 und Abb. 9) das vorherrschende Strukturelement sind und zum positiven Gashaltevermögen beitragen.

Bei weiterem Kneten perforieren die Filme zunehmend unter Bildung von kurzen, unregelmäßigen Proteinsträngen, die für einen überkneteten Teig charakteristisch sind [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Roggenteig nach der Mischphase (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Fertig gekneteter Roggenteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: Fertig gekneteter Weizenteig (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Weizenteig nach der Mischphase (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

2.2.3.2 Gärführung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: Rundwirken (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Zur Entwicklung des Triebes durchlaufen biologisch gelockerte Teige mehrere Gärstufen. Nach der ersten Gare wird der Teig portioniert und die einzelnen Stücke gewirkt^[4] (Abb. 10). Auf eine kurze Zwischengare folgen Formgebung (Abb. 11) und Stückgare. Im Ofen wird das Teigstück dann auf das Endvolumen hochgetrieben (Ofentrieb). Die Dauer der Gare ist variierbar und unterschiedlich. Sie hängt von der Mehlsorte, den Zutaten, der Triebmittelkonzentration und der Ofentemperatur ab. Die Beschaffenheit des Mehles bestimmt die Gärtoleranz, d.h. die Zeit nach der die Gare frühestens oder spätestens abgebrochen und das Teigstück in den Ofen geschoben werden muss.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11: Aufarbeiten zu Langbrote (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Die während der Teigbearbeitung erforderlichen Ruhezeiten (Zwischen- und Endgare) werden bei kontinuierlich arbeitenden Backstraßen in klimatisierten Gärräumen realisiert, durch welche die Teigstücke auf Gärgehängen ruhend mit definierter Geschwindigkeit gefördert werden [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001].

2.2.3.3 Backprozess

In Tabelle 7 sind für einige Gebäckarten die Ofentemperaturen und Backzeiten zusammengestellt. Davon mitunter abweichend werden Roggen- und Roggenmischbrote bei hoher Temperatur kurz vorgebacken (Abb. 12), d.h. 2-3 min. bei bis zu 400°C, und dann bei 200-260°C nachgebacken. Die äußere Schicht der Teigstücke (Kruste) erreicht beim Backen eine Temperatur von etwa 120°C. Im Innern des Brot und Kleingebäcks (Krume) wird gegen Ende der Backzeit (Abb. 13), je nach Stabilität der Kruste eine Temperatur von 98-106°C erreicht. Das beim Anteigen zugesetzte Wasser verdampft nur im Krustenbereich. Durch Diffusion des Wassers ins Innere des Brotes oder Kleingebäcks kann der Wassergehalt in der frischen Krume sogar etwas höher als im Teig sein. Durch Schwadengabe nach dem Einschießen des Brotes oder Kleingebäcks in den Ofen wird die Wasserdampfkonzentration im Ofen reguliert, welche ebenfalls einen Einfluss auf das Backergebnis hat [Belitz, Grosch, Schieberle, 2001].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 13: fertiges Brot im Ofen (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12: Brot "schießen" (Quelle: Schünemann und Treu, 2003)

Tabelle 7: gängige Beispiele für Backzeiten und Backtemperaturen (Quelle: Belitz, Grosch, Schieberle, 2001)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3 Methodik

Nachfolgend werden die Vorüberlegungen, der Versuchsaufbau, die verwendeten Geräte und Materialien, die Versuchsdurchführung und die Auswertung beschrieben und erläutert.

3.1 Vorüberlegungen

Wie in Punkt 2.1 erwähnt wird ein Wert von 400mg Natrium/100g Brot oder Kleingebäck angestrebt. Das entspricht etwa 1,016g^[6] Kochsalz. Um diese Werte zu erreichen bedarf es, je nach Art des Brot oder Kleingebäcks, einer Kochsalz- oder Natriumreduzierung um 20-35%.

Diese Reduzierung kann nur praktisch durch Herstellen verschiedener Brot und Kleingebäcke durchgeführt werden, welche als erstes nach verschiedenen Kriterien wie folgt ausgesucht wurden:

Kaiserbrötchen: 100% Weizenmehl; Standardkleingebäck in Bäckereien.

Roggenmischbrot: 50% Roggenmehl, 50% Weizenmehl; Standardbrot in Bäckereien.

Mehrkornbrötchen: Durch Mehrkorn-/Saatenvielfalt und Röstmalz wird der Geschmack dieses Kleingebäcks nicht nur durch die Zugabe von Kochsalz bestimmt = guter Ansatz für eine (verstärkte) Reduzierung.

Kartoffelbrot: Weizenmisch-Kartoffelbrot mit Röstmalz. Der Geschmack dieses Brotes wird nicht nur durch die Zugabe von Kochsalz bestimmt = guter Ansatz für eine (verstärkte) Reduzierung.

Dinkelvollkornbrot: 100% Dinkelvollkornmehl mit Sonnenblumenkerne im Kasten gebacken; der Geschmack dieses Brotes wird nicht nur durch die Zugabe von Kochsalz bestimmt = guter Ansatz für eine (verstärkte) Reduzierung.

Nach dieser Auswahl wurden anschließend die Orginalrezepturen^[7] für das Brot und Kleingebäck herangezogen. Für nachvollziehbare Ergebnisse und Bedingungen musste in den folgenden Versuchsreihen der Kochsalzanteil kontinuierlich gesenkt werden. Dies geschah in 3 Stufen um 16,66%, 33,33% und 50% (siehe 4.1 – 4.5).

Um einem „Geschmacksverlust“ bei einer Kochsalzreduzierung entgegen zu wirken, mussten andere Stoffe gefunden werden, die diesen evtl. ausgleichen könnten. Somit wurden „Salzersatzstoffe“ der Hersteller Dr. Lohmann [Anlage 5], ESCO [Anlage 6] und Symrise [Anlage 7] herangezogen. Die reduzierte Menge an Kochsalz der verschiedenen Versuchsreihen (3 Stufen) wurde jeweils durch diese ersetzt (siehe 4.1 – 4.5).

Für die Dokumentation wurden die einzelnen Teige und entstandenen Gebäcke während und nach jeder Versuchsreihe einer Beurteilung unterzogen (siehe 3.5.1).

Um qualitativ hochwertige und genaue Ergebnisse in dem Beurteilungspunkt „Volumen“ zu erhalten, wurde nach jeder Versuchsreihe eine Volumenmessung durchgeführt.

Um zu dem sicherzustellen, dass nach der Reduzierung des Kochsalzes und evtl. einer Substitution eines Salzersatzstoffes der möglicherweise bald vorgeschriebene Grenzwert von 400mg/100g fertigem Brot und Kleingebäck nicht überschritten wird, wurde festgelegt, zusätzlich eine quantitative elementare Natrium-Bestimmung mittels Flammen-Atomabsorptionsspektrometrie (F-AAS) für jede Versuchsreihe durchzuführen.

Zum Schluss musste noch erfasst werden, ob einige einzelne, ausgewählte Versuche (Backwaren) mit gering verändertem oder substituiertem Kochsalzanteil immer noch geschmacklich den Anforderungen der Konsumenten entsprechen. Dies geschah mit Hilfe eines geprüften Sensorikpanels und den ausgewählten Backwaren.

3.2 Versuchsablauf

Abbildung 15 stellt den Versuchsablauf schematisch dar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 14: Versuchsablauf zur Natriumreduzierung (Quelle: eigene Abbildung)

3.3 Geräte und Materialien

Nachfolgend werden alle Geräte und Materialien für die einzelnen Versuch aufgeführt.

Abbildung 15: Spiralkneter "Diosna" SP12F (Quelle: eigene Abbildung)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Teigbereitung

Für die Teigbereitung wurden verwendet:

- Große Waage: „ADE“, AHW (1g Auflösung)
- Spatel
- Analyse Waage: „Sartorius“, TE 153S-DS
- Teigspiralkneter: „Diosna“, SP12F (Abb.15)
- Mehlschaufel
- Schüsseln
- Teighorn
- Messbecher
- Thermometer: „Testo“, Digitalthermometer
- Stoppuhr
- Weizenmehl Type 550
- Roggenmehl Type 1150
- Dinkelvollkornmehl
- Wasser
- Hefe
- „Uldo“, Weizenbrötchenbackmittel
- „Uldo“, Teigsäuerungsmittel
- „Uldo“, Dinkelvollkornbrot Mix (Spezialmischung ohne Kochsalz)
- „Uldo“, Kartoffelbrot Mix (Spezialmischung ohne Kochsalz)
- „Uldo“, Mehrkornbrötchen Mix (Spezialmischung ohne Kochsalz)
- Kochsalz (Lieferant: „Böck“)
- Salzersatzstoff: Loma-Salt RS 50 Classic (Hersteller: „Dr. Lohmann“) [Anlage 5]
- Salzersatzstoff: ESCO Balancen Salt (Hersteller: „ESCO“) [Anlage 6]
- Salz Verstärker Aroma: SY00383453 (Hersteller: „Symrise“) [Anlage 7]

[...]

^[1] „Auszeit für Nährwertkennzeichnung und Salzdebatte:

Die Beratungen des Europaparlaments über die neue Verordnung zur Lebensmittelinformation wurden durch die Entscheidung des Umweltausschusses auf den Herbst verschoben. Das Parlament sah sich außerstande, bis zur Europawahl über 1.200 Änderungsanträge zu beraten. Damit sind bis nach der Europawahl auch die erweiterten Nährwertkennzeichnungen auf Eis gelegt und damit auch erst einmal die Diskussion um den Salzgehalt des Brotes, der möglicherweise einer Auslobung als gesundes Lebensmittel im Wege steht“ [Backwelt, 18.03.2009].

^[2] Bezogen auf die Mehlmenge

^[3] Während der Knetzeit

^[4] Wirken = Die portionierten Teigstücke werden in kreisenden Bewegungen rundgeknetet. Hierdurch wird eine Porenvermehrung erreicht, die der Teigstabilität zugute kommt. Desweiteren kann das durch die Gärung entstandene Kohlenstoffdioxid aus dem Teig entweichen und neuer Sauerstoff eingearbeitet werden. Dieser wird von der Hefe für ihre weitere Aktivität gebraucht.

^[5] Nach dem Backen

^[6] Aus dem Atomgewicht berechnet: 100% Kochsalz (NaCl) = 39,34% Na + 60,66% Cl

^[7] der Uldo-Backmittel GmbH, Neu-Ulm