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62. Tagung für Getreidechemie 2011

Die Arbeitsgemeinschaft Getreideforschung e.V. veranstaltete vom 29. - 30. Juni 2011 in Detmold auf dem Schützenberg ihre 62. Tagung für Getreidechemie. 68 Teilnehmern aus Irland, Österreich und Deutschland wurde ein umfangreiches Tagungsprogramm geboten. Themenschwerpunkte waren u.a. im Bereich Fermentation,Teig- und Backeigenschaften und Analytik gesetzt.

Prof. Dr. Meinolf LindhauerNach der Eröffnung durch den Vizepräsidenten der AGF, Prof. Dr. Meinolf Lindhauer (MRI Detmold), berichtete Anika Wolter (University College Cork, Department of Food Technology, Cork City (Irland) über das Screening verschiedener glutenfreier Mehle bezüglich Nährwertprofil, Ultrastruktur und Eignung zur Brotherstellung. Weizenbrot als weitverbreiteter Bestandteil der menschlichen Ernährung kann nicht von allen Teilen der Bevölkerung verzehrt werden. Die durch Gluten ausgelöste Autoimmunerkrankung Zöliakie führt zur Zerstörung der Darmschleimhaut und damit verbundenen Malabsorption von Nährstoffen. Patienten sind somit auf glutenfreie Alternativen angewiesen.

Anika WolterIm Rahmen dieser Studie wurden Mehle von Getreiden (Hafer, Mais, Reis, Sorghum und Teff) und Pseudogetreiden (Amaranth, Buchweizen und Quinoa) bezüglich ihrer ernährungsphysiologischen und technologischen Eigenschaften analysiert und mit denen von Vollkorn- und einfachem Weizenmehl verglichen. Die durchgeführten Analysen beinhalteten die Bestimmung des Fett-, Eiweiß-, Stärke-, Ballaststoff-, Polyphenol-, Phytat- und beta-Glucan-Gehalts. Die Eignung zur Brotherstellung wurde an Hand eines einfachen Basisrezepts beurteilt. Qualität und Haltbarkeit der Brote wurde mittels verschiedener Parameter wie spezifisches Volumen, Verhalten während des Altbackenwerdens sowie Verderb durch Schimmel beurteilt.

Carolin FranzmannDie Bestimmung der Ricinolsäure im Vergleich zur Untersuchung der Mutterkornalkaloide als Marker für Mutterkorn im Roggen, stellte Carolin Franzmann (Universität Münster - Institut für Lebensmittelchemie) dar. Als Mutterkorn werden die Sklerotien des Pilzes Claviceps purpurea bezeichnet. Der Pilz infiziert insbesondere Roggen als Fremdbefruchter, woraufhin das dunkel gefärbte Sklerotium anstelle eines Kornes wächst. In dem Sklerotium können toxische Sekundärmetabolite, die Ergotalkaloide enthalten sein. Die wichtigsten Ergotalkaloide sind die Lysergsäurealkaloide Ergometrin, Ergosin, Ergotamin, Ergocornin, Ergokryptin, Ergocristin und die entsprechenden Isolysergsäure-Alkaloide oder -inin-Formen. Ziele der vorgestellten Arbeit waren eine Datenerhebung zum Alkaloidgehalt in Mutterkornsklerotien, die Entwicklung einer Alternativmethode zur Bestimmung des Besatzes sowie Untersuchungen zum Verhalten von Mut-terkornalkaloiden bei der mühlentechnischen Verarbeitung und im Backprozess.

Dr. Christine Schwake-AnduschusDr. Christine Schwake-Anduschus (Max Rubner-Institut, Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide) referierte über Mutterkorn und Ergotalkaloide in deutschem Getreide. Als Mutterkorn wird sowohl der Pilz Claviceps purpurea bezeichnet als auch die Dauerform des Pilzes, welches auf vielen Gräsern und Getreidearten vorkommen kann. Die sich durch den Pilz bildenden Sklerotien enthalten giftige Stoffwechselprodukte, die Ergot Alkaloide. Nachdem vor einigen Jahren teils sehr hohe Ergot Alkaloidgehalte (> 7000 µg/kg) von der damaligen BAGKF (Bundesanstalt für Getreide-Kartoffel- und Fettforschung/ heute MRI-Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide) in einigen Mehlproben analysiert wurden, gelangten Mutterkorn und die Ergot Alkaloide zunehmender in den wissenschaftlichen Fokus. Auch die europäische Lebensmittelbehörde (EFSA) hat im Jahr 2010 einen Aufruf zur Aufnahme von Forschungsaktivitäten über Mutterkorn und den assoziierten Alkaloiden veröffentlicht. Das Max Rubner-Institut, Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide, untersucht im Rahmen der besonderen Ernte- und Qualitätsermittlung von Getreide (BEE) jährlich stichprobenartig die Belastungssituation von Weizen und Roggen mit Mykotoxinen.

Markus C.E. BelzMarkus C.E. Belz (Universiät Cork, Dept. of Food & Nutritional Sciences, Irland) sprach über Salzreduktion in Brot sowie über Verbesserung der Produktqualität durch Einsatz von Sauerteig. Salzreduktion in Brot ist eine effektive Maßnahme, um die tägliche Natriumaufnahme zu senken. Aus technologischer Sicht ist Natriumchlorid in Brot jedoch eine äußerst wichtige Zutat, deren verminderter Einsatz sowohl während des Produktionsprozesses zu Problemen führen kann als auch die Brotqualität wesentlich beeinflusst. Die Zugabe geringerer Mengen an Natriumchlorid beeinflusst Teigeigenschaften wie z.B. Teigentwicklungszeit, Teigstabilität und Teigklebrigkeit. Ferner führt die Salzreduktion zu qualitativen Veränderungen, die den Erwartungen der Konsumenten bzgl. des Standartproduktes „Brot“ nicht entsprechen; betroffen sind Sensorik, Haltbarkeit, Brotvolumen, Krumenstruktur und Farbe der Kruste.

Melanie WieschebrockMelanie Wieschebrock (Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V.) erläuterte in ihrem Vortrag den Nachweis des Ursprungs von Milchsäure in Sauerteigen. Nach den Leitsätzen des Deutschen Lebensmittelbuches ist die Säurezunahme in Sauerteigen ausschließlich auf die Gärung durch die im Teig vorhandenen Mikro¬organismen zurückzuführen. So bauen vor allem die Milchsäurebakterien während der Fermentation die im Teig vorhandenen Kohlenhydrate zu Lactat oder Acetat ab. Des Weiteren entstehen während der Fermentation für den Sauerteig typische Aromastoffe. Neben den fermentierten Sauerteigen sind auch Teigsäuerungsmittel kommerziell erhältlich.

Christoph VerheyenChristoph Verheyen (Technische Universität München, Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie) stellte eine Methodik zur Erfassung rheologischer Kenndaten hefegelockerter Weizenteige während der Gare vor. Der rheologische Einfluss von Saccharomyces cerevisiae in Weizenteigen wurde bereits in zahlreichen wissenschaftlichen Studien untersucht. Diese haben gezeigt, dass reproduzierbare rheologische Analysen hefegelockerter Weizenteige nur eingeschränkt möglich sind. Demzufolge wird das Fließ- und Deformationsverhalten in der Regel an hefelosen Modellteigen untersucht. Die Analyse hefeloser Teige liefert jedoch keine präzisen Aussagen über die komplexen strukturellen Veränderungen während der Gare. Basierend auf den bisher veröffentlichten wissenschaftlichen Studien bestand das Ziel dieser Arbeit in der Entwicklung einer reproduzierbaren Methodik zur Charakterisierung der rheologischen Änderung von Weizenteigen während der Gare. Es wurden sowohl fundamental rheologische Oszillationsversuche mittels Rheometer als auch empirisch rheologische Analysen der Dehnungseigenschaften nach Kieffer durchgeführt.

Markus SchirmerMarkus Schirmer (Technische Universität München, Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie) referierte über Strukturveränderungen während des Backprozesses. Als abschließender Prozess bei der Backwarenherstellung wird der Backprozess angesehen. Durch diese thermische Behandlung von Teigen und Massen, bestehend aus Mehlbestandteilen und Wasser, wird der Transformationsprozess zu einer festen, schaumartigen Krume, durch strukturelle Veränderungen hervorgerufen. Dabei zählt, im speziellen bei Teigen, die Stärkeverkleisterung – neben der Proteindenaturierung – zur wichtigsten physikochemischen Veränderung. Die vorliegende Studie liefert neben den fundamentalen Erkenntnissen zur Stärkeverkleisterung während der thermischen Behandlung Aufschluss über die Textureigenschaften in Korrelation zu mikroskopischen Eigenschaften von weizenstärkebasierten Broten.

Prof. Dr. Peter KöhlerProf. Dr. Peter Köhler (Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie) wies Korrelationen zwischen der Backfähigkeit und chemisch-analytischen Parametern von Weizenmehl nach. Weizenmehl besteht aus Stärke (70 - 75 %), Wasser (ca. 14 %), Proteinen (10 - 13 %) und Minorkomponenten, wie Nicht-Stärkepolysacchariden (Arabinoxylane, 2 - 3 %) und Lipiden (ca. 2 %). Alle genannten Inhaltsstoffe beeinflussen den Herstellungsprozess und die Qualität von Brot, wobei insbesondere ein Teil der Proteinfraktion, der so genannte Weizenkleber, den größten Beitrag zu den Backeigenschaften liefert. Daher liegt es nahe, die Qualität von Weizenmehl über die Menge und die Qualität des Weizenklebers zu definieren, wobei die Kleberqualität sehr gut durch das Gliadin/Glutenin-Verhältnis und den Gehalt an Gluteninmakropolymer (GMP) beschrieben ist. Ziel der vorgestellten Untersuchungen war es daher, die Proteinfraktionen und Proteintypen in einem Weizensortiment quantitativ zu bestimmen und die Ergebnisse mit den technologischen Eigenschaften der Weizenmehle zu korrelieren.

Elena LutzDie massenspektrometrische Identifizierung und Quantifizierung von Disulfidbindungen in Kleberproteinen im Verlauf der Brotherstellung stellte Elena Lutz (Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie) vor. Der Kleber in Weizenteigen besteht aus den beiden Fraktionen Gliadine und Glutenine. Die für die Viskosität des Teiges verantwortlichen Gliadine liegen überwiegend monomer vor und bilden intramolekulare Disulfidbindungen aus. Die Menge und Zusammensetzung der polymeren Glutenine ist für die Elastizität und Festigkeit von Weizenteig von Bedeutung. Im Gegensatz zu den Gliadinen liegen bei den Gluteninen intra- und intermolekulare Disulfidbindungen nebeneinander vor. Die Anzahl und Ausrichtung von Disulfidbindungen innerhalb des Weizenklebers bestimmt dessen Eigenschaften und spielt hinsichtlich der Qualität des Brotes eine entscheidende Rolle. Die Disulfidstruktur nativer Kleberproteine wurde zwar zum größten Teil aufgeklärt, bisher ist allerdings nur wenig über hitzeinduzierte Veränderungen von Disulfidbindungen im Verlauf der Brotherstellung bekannt. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es daher, cystinhaltige Peptide aus Weizenkleber im Verlauf der Brotherstellung durch massenspektrometrische Methoden zu identifizieren und dadurch strukturelle Veränderungen des Klebers im Verlauf der Brotherstellung zu belegen.

Dr. Michael GranvoglDr. Michael Granvogl (Technische Universität München, Lehrstuhl für Lebensmittelchemie) untersuchte die Bildung von Monochlorpropandiol- und Glycidolfettsäureestern in Speiseölen. Freies 3-MCPD ist ein seit längerem bekannter Lebensmittelinhaltsstoff, dem karzinogenes Potential zugeschrieben wird. Kürzlich wurde auch über die Anwesenheit von 3-MCPD-Fettsäureestern (3-MCPD-FE) in Lebensmitteln berichtet, u.a. in raffinierten Speiseölen und -fetten. Aufgrund der Tatsache, dass nach Verzehr eine Spaltung dieser Ester zu freiem 3-MCPD denkbar ist, werden seitdem Minimierungsversuche angestrebt. Im Rahmen dieser Maßnahmen zeigte sich, dass neben den 3-MCPD-FE auch die sogenannten Glycidyl-Fettsäureester (Glycidyl-FE) in Speiseölen vorkommen. Bis jetzt werden diese Verbindungen mittels Methoden quantifiziert, die nur eine Summenbestimmung aller 3-MCPD-FE sowie aller Glycidyl-FE erlauben. Im Rahmen dieser Studie wurden deshalb verschiedene Stabilisotopenverdünnungs¬assays (SIVA) entwickelt, womit erstmalig eine direkte Quantifizierung der Glycidyl-FE möglich ist.

Dr. Jürgen Hollmann Dr. Jürgen Hollmann (Max Rubner-Institut, Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreidestellte) stellte die Bachelorarbeit von Anja Förster mit dem Titel „Bestimmung mutagener Benzoxazinone in Lebensmitteln auf Getreidebasis“ vor. Benzoxazinone sind toxische Inhaltsstoffe von Keimlingen des Weizens, Mais und Roggens und sind als natürliche Pestizide Bestandteil der pflanzlichen Abwehr von Mikroorganismen, Pilzen und Insekten. Keimlinge und Sprossen gelten als wichtige Bestandteile einer gesunden Ernährung, da sie kalorienarm, nährstoff- und ballaststoffreich sind.

 

Theresa SchwalbTheresa Schwalb (Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie) verglich verschiedene ELISA-Kits zum Nachweis von Gluten in Lebensmitteln. Zöliakie, auch als glutensensitive Enteropathie bezeichnet, ist eine krankhafte Veränderung des Dünndarms, die durch die Speicherproteine von Weizen, Roggen, Gerste und eventuell Hafer ausgelöst wird. Diese Speicherproteine bestehen aus zwei Fraktionen, den alkohollöslichen Prolaminen und den alkoholunlöslichen Glutelinen und werden allgemein auch als Gluten bezeichnet. Verschiedene ELISA-Kits wurden auf ihre Eignung zur Quantifizierung dieser Proteine in Lebensmitteln untersucht.  Dafür wurden Assays mit möglichst unterschiedlichen Charakteristika in Bezug auf die eingesetzten Antikörper und die verwendeten Extraktionsmethoden gewählt.

Dr. Jens DreisörnerDr. Jens Dreisörner (Brabender GmbH & Co.KG) stellte ein Gerät zur Bestimmung des Aggregationsverhaltens von Weizenklebern vor. Die Bildung von Weizenkleber wurde in wässrigen Salzlösungen der Hofmeister Serie mittels Brabender Gluten Peak Tester untersucht. Hierzu wurden 8 g Probenmehl und 10 g Lösung bei 2750 UPM unter Einwirkung hoher Scherkräfte im Gerät gemischt und während der Mischzeit ein Klebernetzwerk erhalten.

 

Dr. Namjiljav ElbegzayaDr. Namjiljav Elbegzaya (Arbeitsgemeinschaft Getreideforschung e.V.) stellte Einsatzmöglichkeiten der Lab-on-Chip-Kapillarelektrophorese vor. Die Lab-on-Chip-Kapillar-Elektrophorese ist eine Methode, die in anderen Ländern schon seit einigen Jahren zur elektrophoretischen Auftrennung der Weizenproteine verwendet wird. Im Rahmen eines Kooperationsprojektes der AGF und des MRI wurden nun erstmals deutsche Weizensorten mittels des Agilent 2100 Bioanalyzer untersucht, wobei zunächst nur die hochmolekularen Glutenin-Untereinheiten im Focus standen.

 

Die ausführlichen Tagungsnachbetrachtungen der Tagungen für Getreidechemie 2009, 2010 und 2011 finden Sie nachfolgend.

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