Einsatz von Inulin in Hefe- und Hefefeinteigen - Analytische, fermentative, rheologische und backtechnische Untersuchungen

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Ein geändertes Ernährungsverhalten führt zu neuen Trends in der Lebensmittelproduktion. Lebensmittelzutaten werden nicht nur wegen ihres Nährwertes und der technologischen Funktionen in Lebensmitteln eingesetzt, sondern auch aufgrund von ernährungs-physiologischen Eigenschaften. Lebensmittel mit gesundheitlichem Zusatznutzen werden unter dem Begriff „Functional Foods“ zusammengefasst. Functional Foods lassen sich in probiotische, prebiotische und synbiotische Lebensmittel einteilen. So finden Lactobacillen und Bifidobakterien besonders in probiotischen Molkereiprodukten ihren Einsatz. Die löslichen Ballaststoffe wie Oligofructose und Inulin finden in prebiotischen Lebensmitteln ihre Anwendung.

Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit ist der prebiotische Zusatz „Inulin“. Das aus Zichorien gewonnene Inulin ist ein Gemisch aus Fructooligosacchariden unterschiedlich langer Molekülketten. Seinen Einsatz als Prebiotikum verdankt Inulin insbesondere seiner Unverdaubarkeit im Dünndarm sowie ernährungsphysiologischen und krankheitsvor-beugenden Eigenschaften. Ein breites Anwendungsspektrum findet Inulin in Milchprodukten, Füllungen, Fruchtzubereitungen und Backwaren.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von Inulin (Handelsname: Raftiline® GR und HP) auf die rheologischen Teigeigenschaften, das Backverhalten und die Stabilität von Inulin bei der Herstellung von Hefe- und Hefefeingebäck untersucht.

Die Trennung und der Nachweis der unterschiedlichen Fructooligosaccharide in Teigen und Backwaren erfolgte mittels High-Performance Anion-Exchange Chromatography (HPAEC-PAD). Die HPLC-Methode ermöglichte es, die einzelnen Fructooligosaccharide mit unterschiedlichem Molekulargewicht zu charakterisieren und mögliche Inulinverluste bei der Teigherstellung und dem sich anschließenden Backprozess nachzuweisen.

Bei in vitro Fermentationen konnte gezeigt werden, dass die Hefe Saccharomyces cerevisiae in der Lage ist, niedermolekulare Inulineinheiten bis zu einer Kettenlänge von 14 Monosaccharidbausteinen (GF14) zu metabolisieren. Die Verluste an niedermolekularen Fructooligosacchariden sind auch in den verzehrsfertigen Backwaren nachweisbar. Hochmolekulare Fructooligosaccharide (GF > 14) werden von Hefen nicht mehr abgebaut. Im Gegensatz dazu stehen die in vitro Fermentationen mit Lactobacillen der Stämme Lactobacillus sanfranciscensis und Lactobacillus acidophilus. Verluste von nieder- und höhermolekularen Fructooligosacchariden sind hierbei nicht feststellbar.

Die gewonnenen Erkenntnisse zum Inulinabbau aus den in vitro Fermentationen sind auf reale Teigsysteme übertragbar. Untersuchungen zeigten, dass in der Teigruhe- und Gärphase, entsprechend den in vitro Fermentationen, Verluste an kurzkettigen Fructooligosacchariden auftreten. Der anschließende Backprozess der rohen Teigware hatte keinen weiteren Einfluss auf die Inulinverteilung. Das zugesetzte Inulin ist gegenüber den Temperaturen des Backprozesses beständig, so dass durch diesen Schritt im Herstellungsprozess von Hefe- und Hefefeinteigen keine weiteren Verluste auftreten. Eine Abnahme der kurzkettigen Fructooligosaccharide ist ausschließlich auf den Einfluss der Hefe S. cerevisiae zurückzuführen. In nicht-hefegelockerten „Feinen Backwaren“ wird demzufolge kein Abbau der Inuline gefunden.
Bei Teigen mit erhöhten Saccharosekonzentrationen konnten die Verluste an niedermolekularen Inulinen reduziert werden.

Durch Verwendung von zwei unterschiedlichen Inulintypen (Raftiline® GR und auch HP) konnte gezeigt werden, dass sich das hauptsächlich aus höhermolekularen Fructooligosacchariden bestehende Raftiline® HP besser für den Einsatz in hefegelockerten Backwaren eignet.

Neben der Stabilität von Inulinen im Verlauf der Teigbereitung wurde sein Einfluss auf die rheologischen Teigeigenschaften untersucht.
Unter Verwendung des Glutenaggregations-Testes konnte gezeigt werden, dass Inulin die Kleberbildung in Weizenteigen verzögert und eine verlängerte Teigbildungsphase verursacht. Rheologische Analysen mittels Extensograph, Farinograph und Kriech-Erholungsmessungen ergaben, dass eine reduzierte Wasserzugabe von inulinhaltigen Teigen im Standardbackversuch zu einem „Nachsteifen“ und zu einer deutlich verlängerten Knetdauer führte. Der Einsatz von Inulin in Weizenteigen bedingt einen veränderten Herstellungsprozess. Die Untersuchungen ergaben, dass inulinhaltige Teige mit der gleichen Wassermenge wie Standardteige hergestellt werden können. Die Knetdauer muss jedoch auf den entsprechenden Inulintyp und die zugesetzte Konzentration abgestimmt sein. So müssen Teige mit Raftiline® HP (Teiganteil: 2 Teile) 50 s und Teige mit Raftiline® GR (Teiganteil: 2 Teile) 100s länger geknetet werden als Teige ohne Inulinzusatz.

Die Berücksichtigung dieser geänderten Herstellungsbedingungen führt zu qualitativ hochwertigen und sensorisch einwandfreien Backergebnissen von Teigen mit dem prebiotischen Zusatz Inulin. Darüber hinaus zeigten Lagerversuche, dass ernährungsphysiologisch wertvolle Backwaren keine Beeinträchtigung der geschmacklichen wie optischen Eigenschaften zur Folge haben.

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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultäten und Einrichtungen:
Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften » Chemie » Dissertationen
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie » 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Dokument erstellt am:
03.04.2003
Dateien geändert am:
23.11.2020
Datum der Promotion:
21.02.2003
Medientyp:
Text
Quelle:
Datei d090301a.pdf ist die CD-Beilage zur Arbeit.