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
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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