Ist der Rohproteingehalt heute noch das geeignete

Kriterium zur schnellen Beurteilung der Backqualität

von Winterweizen ?

Dr. Simone Seling

Max Rubner-Institut (MRI)

Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel

Detmold

02.02.2010

am Besten durch einen geeigneten Backversuch !

Einschätzung der Backqualität …

- 1 -

? ?

Definition der Produkt-Qualität Bezahlung der Qualität

Weizenaustauschbares

Schüttgut

VerarbeitungAnbau

Qualitäts-orientierte Erzeugung

Wechselbeziehung zwischen Anbau & Verarbeitung

u.a.: äußere Beschaffenheit, Wassergehalt,

Stärkebeschaffenheit, Proteingehalt, …- 2 -

Besonderheiten der Proteine im Weizen

~ 1740 BeccariWeizenmehl

Trennung in Stärke & Kleber

~ 1900 Osborne Proteintrennung n. Löslichkeit

Albumine

Globuline

Gluten Gliadine

Glutenine

Struktur-

Proteine

( 20%)

Speicher-

proteine

( 80%)

- 3 -

Bedeutung des Proteingehaltes für das Backvolumen

Zunahme des Backvolumens

Hefe-gelockerter Brote mit

steigendem Proteingehalt

Sortenspezifisch

unterschiedliche Zunahme

„Proteinqualität“

molekulare Zusammensetzung der Proteine

genetische Fixierung der Protein-Zusammensetzung

Schnell-Methoden zur Proteingehalts-Bestimmung

~ 1948 Finney & Barmore

Finney & Barmore (1948) Cer. Chem. 25, 291-312

- 4 -

Methoden zur Bestimmung des Protein-Gehaltes bei Weizen

Dumas-Proteingehalt [% i.TS]

0 8 10 12 14 16 18 20

Kje

lda

hl-

Pro

tein

ge

ha

lt [

% i

.TS

]

0

8

10

12

14

16

18

20

Kjeldahl = 0,232 + 0,962 Dumas

r ² = 0,988 (n=1655)

y = x

Bedeutung in der

Routineanalytik:Kjeldahl (ICC 105)

Dumas (ICC 167)

NIRS-Scan vom Fallzahlschrot

Wellenlänge [nm]

500 1000 1500 2000 2500

Log (

1/R

)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

Bedeutung in der

Getreide-Annahme:Nah-Infrarot-Spektroskopie

(NIR, NIT )

Schnell

Zuverlässig

Richtig ?

- 5 -

kneten

kneten

Kleber

GlutenineGliadine

Disulfid-

BindungMehl

Schematische Darstellung der Glutenin- u. Gliadin-

Vernetzungsfähigkeit

Quelle: Köhler, P.; Schurer, F.; Kieffer, R.; Wieser, H.; Forschungsreport 2006- 6 -

Intra- und intermolekulare

Disulfid-Bindungen

von entscheidender Bedeutung

Zusammensetzung

der Kleberproteine

Polymerisierung,

Depolymerisierung

Abbruch der

Polymerisierung

Menge

der Kleberproteine

Polymeres Proteinnetzwerk

Bildquelle: Amend, T.; Beliz, H.D.; Kurthen, C., 1990- 7 -

Ansprüche an Proteinqualität & –quantität bei Weizengebäck

Toast

Brötchen

Brot

Pro

tein

qu

alit

ät

Proteingehalt [%TS]

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Hohe Proteinqualität

fördert: Teigausbeute,

Teigeigenschaft,

Gebäckvolumen und

Krumenbeschaffenheit

Fladenbrot

niedrig

hoch

Kekse

Toast

Brötchen

Brot

Pro

tein

qu

alit

ät

Proteingehalt [%TS]

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Hohe Proteinqualität

fördert: Teigausbeute,

Teigeigenschaft,

Gebäckvolumen und

Krumenbeschaffenheit

Fladenbrot

niedrig

hoch

Kekse

- 8 -

Ein Backversuch kann nicht die Backqualität

für alle mögliche Verwendungszwecke voraussagen.

In der Praxis sind Optimierungsmöglichkeiten vorhanden.

Ermöglicht Materialvergleich unter Standardbedingungen.

Backqualität Rapid-Mix-Test

Standardisierter Brötchen-Backversuch mit Mehl Type 550

- 9 -

Korn-Proteingehalt [%TS]

0 10 11 12 13 14 15 16 17 18

RM

T-B

ac

kvo

lum

en

[m

L/1

00

g]

0

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

Eliteweizen AufmischweizenBrotweizen sonstige Weizen

E

A

B

CZunahme des Backvolumens je Prozent Protein: 25 – 40 mL

(je nach Backqualitätsgruppe)

Zusammenhang zwischen Proteingehalt und Backvolumen bei

den deutschen Backqualitätsgruppen

Zusammenstellung aus den Ergebnisse der Wertprüfung (MRI & BSA), Stand 2009- 10 -

Sorte Akteur (E)

Korn-Prot.: 12,7 13,6 14,7 16,0%

Mehl-Prot.: 12,1 13,1 14,3 15,5%

RMT-Vol.: 649 666 701 740

KP: 12,0 13,0 14,0 %

MP: 11,3 12,1 13,1 %

Vol: 645 681 744 Sorte Türkis (A)

- 11 -

KP: 11,1 11,8 12,8 13,9%

MP: 10,4 11,3 12,2 13,3%

Vol: 621 636 668 677 Sorte Brilliant (A)

Sorte Tommi (A)

KP: 11,0 11,5 12,6 13,9 %

MP: 10,0 10,8 11,8 13,0 %

Vol: 552 583 598 643

- 12 -

Batis

Korn-Proteingehalt [%TS]

0 11 12 13 14 15 16R

MT

-Ba

ck

vo

lum

en

[m

L/1

00

g]

0

500

550

600

650

700

750

Verschiedene Standorte

*Ergebnisse der Wertprüfung (BSA, MRI)

r2=0,75

*Ergebnisse des JKI, Braunschweig (Prof. Greef) u. MRI

Batis

Korn-Proteingehalt [%TS]

0 8 9 10 11 12 13 14 15 16

RM

T-B

ac

kvo

lum

en

[m

L/1

00

g]

0

400

450

500

550

600

650

700

750

800

1 Standort (N-Steigerungsversuch)

r2=0,96

Unterschiede im Backvolumen

lassen sich zu 96% durch die

Unterschiede im Protein erklären

+ 34 mL + 42 mL

Einfluss des Proteingehaltes auf das RMT-Backvolumen*

- Ergebnisse der Sorte Batis in 2003-2005 -

- 13 -

Korn-Proteingehalt [%TS]

0 11 12 13 14 15 16

RM

T-B

ac

kvo

lum

en

[m

L/1

00

g]

0

570

600

630

660

690

720

750

780

Korn-Proteingehalt [%TS]

0 11 12 13 14 15 16

RM

T-B

ackvo

lum

en

[m

L/1

00g

]0

570

600

630

660

690

720

750

780

Tarso (r2=0,03)

Toras (r2=0,01)

Pamier (r2=0,76)

Kranich (r2=0,77)

*Ergebnisse der Wertprüfung

Je nach Sorte ist der Zusammenhang unterschiedlich eng:

Toras, Tarso Pamier, Kranich*

- 14 -

Ernte- und Wertprüfungsmuster von 1996 – 2008

nur Sorten-reine Muster mit Korn-Fallzahl > 220 s

Proteingehalt „erklärt“ 20-47% der Variabilität im Backvolumen

Vertrauensbereich beträgt im Ø + 75 mL

E

A

B

(n= 422) 0,38 96

(n=1068) 0,47 74

(n= 383) 0,36 76

(n= 665) 0,33 66

(n=1871) 0,32 67

(n=1336) 0,20 78

Qualitäts- Erntemuster Wertprüfungsmuster

gruppe r2 +VB r2 +VB

Statistische Auswertung langjähriger Untersuchungen

- 15 -

obligatorische

Zusammenhänge

für hefe-gelockerte

Weizenbackwaren

(Bolling, 1973)

Qualit

Umwelt, Anbau, Ernte

Kra

nkh

eite

n

ät

Komplexes Netzwerk der Backqualität

- 16 -

MüllerE, A, B-Weizen

Protein

Fallzahl

„Heterogene Qualitäten“ Weizen-Separierung bei der Getreide-Annahme

„Homogene Qualitäten“

Kundenspezifisch & ständig verfügbar ! „Mehlprofil“ eines Industriekunden

Selektion & Separierung & Vermahlungstechniken& Mehl-Mischungen

Öko-Weizen Brotweizen

A-Weizenhoch-

wertiger

A-Weizen

Keksweizen

Öko-Weizen Brotweizen

A-Weizenhoch-

wertiger

A-Weizen

hoch-

wertiger

A-Weizen

Keksweizen

Herausforderungen an den Erst-Verarbeiter

- 17 -

Ist der Rohproteingehalt heute noch das geeignete Kriterium

zur schnellen Beurteilung der Backqualität von Winterweizen?

Bei Nicht-Fallzahl-schwachen Weizenpartien erklärt der Proteingehalt

20-47% der Unterschiede im Backvolumen

Rechtfertigt das die hohe Bedeutung, die dem

Proteingehalt in der Praxis beigemessen wird ?

JA, denn …

Die besonderen funktionalen Eigenschaften der Weizenproteine sind

unerlässlich für die Herstellung Hefe-gelockerter Backwaren

Zunahme des RMT-Backvolumens je Prozent Protein

- ist sortenspezifisch unterschiedlich groß

Zusammenhang zwischen Protein und RMT-Backvolumen

- ist sortenspezifisch unterschiedlich eng

- wird von Standort-/Witterungsfaktoren beeinflusst

- 18 -

Der Proteingehalt

liefert einen hohen Einzelbeitrag zum Backvolumen !

ist einfach & rel. zuverlässig bestimmbar !

Ausblick

?

- 19 -

Außerdem: Es gibt z.Zt. keine praxistaugliche

Methode, deren Ergebnisse in engerem

Zusammenhang zum Backvolumen stehen !

ABER: Grenzen der

Aussagekraft kennen !

Herausforderungen an die Landwirtschaft

§

€

umweltverträglichenachhaltige rentable

Erzeugung qualitativ hochwertiger pflanzlicher Rohstoffe

Auswirkung auf die gesamte Wertschöpfungskette

Zukunft des regionalen Angebots von Qualitätsweizen ?Produktlabeling ? „CO2-Bilanz / CO2-Fußstapfen“

Ausblick

Nachdenken über die Praxis der N-Spätdüngung

Nachdenken über

die Höhe der Protein-anforderung

- 20 -

der

Proteine,

(A) Verstärkte Nutzung vorhandener Kenntnisse

Berücksichtigung von

Menge,

Zusammensetzung und

funktionalen Eigenschaften

Sortenkenntnis stärker nutzen Zusammenstellung großer

Partien von Sorten mit ähnlichem guten Backverhalten

ABER:

• eher geeignet für die Vermarktung in der Nacherntezeit

• Sortenvielfalt und Sortenwechsel erschweren Vermarktungs-

vorteil (Verarbeiter können sich kaum darauf einstellen)

(B) Entwicklung aussagekräftigerer & praxistauglicher

Methoden

Stärke,Fette,

Pentosane…

Ausblick

- 21 -

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit