Forschung

Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe Getreideverfahrenstechnik

Die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe Getreideverfahrenstechnik gliedern sich in drei Schwerpunkte auf: Zum einen werden bei der Analyse und Beeinflussung von Strukturbildungsreaktionen die Freisetzung von Brotaromastoffen im Bezug zur Textur untersucht, Proteine enzymatisch verknüpft, um neue Produktgruppen zu schaffen, Phasenverteilungen von Teigen und Backwaren aufgeklärt sowie durch definierte Getreidefraktionierung Eigenschaften im Produkt gezielt beeinflusst. Als zweiter Schwerpunkt sind Produktvariationen und –verbesserungen zu sehen, indem alternative Rohstoffe wie Pseudozerealien zu backfähigen Produkten verarbeitet werden und der Einsatz, der Nutzen und die Verfügbarkeit von vorhandenen Inhaltsstoffen wie Süßungsmittel, Ballaststoffe und Kochsalz optimiert werden. Des Weiteren steht die Optimierung von Verfahrensschritten im Mittelpunkt, die die Verbesserung und Neubetrachtung von etablierten Anwendungen (Einsatz von Gärgutträgern), der Nutzung von innovativen und neuartigen Analysenverfahren im Teig-, Produkt- und Prozessbereich, sowie hinsichtlich der Erarbeitung eines intelligenten bzw. „sehenden“ Backofens gekennzeichnet ist.

Bioaktive Pflanzliche Lebensmittel

Funktionelle Lebensmittel können einen Beitrag zur Prävention vor Zivilisationskrankheiten, wie Übergewicht, Herz- und Gefäßkrankheiten und Diabetes mellitus Typ 2 leisten. Das über das „Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand – ZIM“ geförderte Netzwerk „Bioaktive pflanzliche Lebensmittel“ stellt eine Technologie- und Kommunikationsplattform dar zur Erarbeitung von innovativen Produktlösungen.

Korrelationsanalysen von Teigeigenschaften und Oberflächenstrukturen mittels optischer Messmethoden

Bei Herstellung von Backwaren wird der Knetprozess als einer der wichtigsten Grundbausteine angesehen. Um eine anhaltend hohe Teigqualität sicherstellen zu können wird in diesem Forschungsvorhaben die Entwicklung und Evaluierung einer nicht-invasiven, direkten Teigbeurteilungsmethode auf Basis einer digitalen Oberflächenbetrachtung angestrebt.

 Applikation von Mahlfraktionen zur Optimierung glutenfreier, stärkebasierter Backwaren

Aufgrund von Zöliakie nimmt die Bedeutung glutenfreier Backwaren stetig zu. Pseudocerealien wie Amaranth, Buchweizen oder Quinoa zur Herstellung sind aus backtechnologischer Sicht mit Einschränkungen behaftet. Das Forschungsvorhaben zielt auf den Einsatz von Mahlfraktionen zur Steigerung der Teig- und Endproduktqualität ab.

Qualitätsüberwachung von kontinuierlich hergestelltem Weizenteig mittels Ultraschall

Ziel der Backwarenindustrie ist es, eine gleichmäßige Porenstruktur der Krume zu erzeugen. Während der Teigherstellung werden mittels Ultraschall die Gasblasen im Teig erfasst und quantifiziert. Daraus errechnet sich die Dichte. Diese ist Grundlage zur Ansteuerung von kontinuierlich arbeitenden Teigteilmaschinen.

Alterungsprozesse von Kuchen

Die Lagerungseigenschaften von Kuchen hängen vor allem von der verwendeten Rezeptur, der Wasseraktivität sowie von der Lagerzeit und -temperatur ab. Diese Parameter sind maßgeblich für die Strukturveränderung von Kuchen verantwortlich. Ziel ist es daher, u.a. den Einfluss dieser Prozessparameter auf die Kuchenalterung zu untersuchen, aufzuklären und darzustellen.

Entwicklung geeigneter Backmittel zur Verbesserung und Erweiterung des Backwarenangebotes für Menschen mit Zöliakie

Die Krankheit Zöliakie gewinnt immer mehr an Bedeutung. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Voraussetzung für eine neue Generation von Backmitteln zur Herstellung sicherer, qualitativ hochwertiger Backwaren für Menschen mit Zöliakie erarbeitet werden.

Mikrostrukturelle Verbesserung feinen Backwaren

Komplexe Inhaltsstoffe und deren Aufarbeitungen zeigen bei süßen Backwaren differenzierte Struktureigenschaften, die bisher nicht vollständig aufgeklärt sind. Ziel ist es, die Auswirkungen derjenigen Inhaltstoffe auf das Endprodukt zu evaluieren, die zur Verbesserung der Haltbarkeit und der strukturellen Eigenschaften führen.

Strukturaufklärung von Getreidebestandteilen

Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und rheologischen Kenngrößen von Teigen und Backwaren während des aufarbeitungs- und thermischen Behandlungsprozesses. Dabei besteht das Ziel die Aufklärung von relevanten Inhaltsstoffe von Feinen Backwaren (pound cakes), in Roggenteigen und –backwaren sowie während des Backprozesses voranzutreiben sowie eine Quantifizierung von differenzierten Getreidebestandteilen zu erreichen.

Beeinflussung der Fermentationskinetik und Endproduktqualität von Getreideerzeugnissen in Abhängigkeit des Triebmittels

S. cerevisiae produziert während der Gare CO2, welches zur Ausbildung von Brotvolumen führt und synthetisiert sekundäre Stoffwechselendprodukte, die Einfluss auf Aroma und Teigeigenschaften nehmen. Untersuchungen sollen den Einfluss der Triebmittelaktivität auf die Gasentwicklung und die Beeinflussung der Bildung von sekundären Metaboliten aufklären und die Auswirkungen von Gärbedingungen auf die Endproduktqualität zeigen.

Verbesserung der technologischen Eigenschaften von Roggenteigen und -backwaren mit Transglutaminase und Peptidasen

Die strukturellen Eigenschaften von Backwaren, beruht maßgeblich auf den Proteinfraktionen.  Durch eine verstärkte, enzymatische Vernetzung der Roggenproteine (mittels Transglutaminase), die in der herkömmlichen Verarbeitung von Roggenmahlerzeugnissen nur sehr beschränkt auftritt, kann die Gebäckqualität verbessert werden.

 Einfluss von Textur, Herstellungsbedingungen und Brotalter auf die Verfügbarkeit wichtiger Brotaromastoffe unter Verzehrsbedingungen

Zielsetzung ist die Aufklärung der Interaktionen der qualitätsbestimmenden Merkmale Textur und Aroma in Weizenbroten. Die Forschungsergebnisse werden es ermöglichen, erstmalig zwischen tatsächlichen Konzentrationsverschiebungen der aromaaktiven Substanzen und Abweichungen der Aromafreisetzung durch strukturelle Unterschiede des Brotes zu differenzieren.

Mikrobiell optimierte Gärgutträgermaterialien

Gärgutträger verursachen häufig Schwierigkeiten bei der automatisierten Produktion von Backwaren. Teiglinge lösen sich beim Umkippen der Gärgutträgerkasten schlecht aus den Kästen und verursachen so einen enormen Reinigungsaufwand. Daher muss die Anhaftung von Teigen an Gärgutträger sowie die Verkeimung der Materialien vermindert werden.

 

Minimierung des Einsatzes von Kochsalz in der Brotrezeptur unter Beibehaltung der Backeigenschaften und der Geschmacksqualität

Eine erhöhte Natriumzufuhr wird in Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen gebracht. Da der Großteil der täglichen Natriumaufnahme durch Backwaren zugeführt wird, soll NaCl in der Brotrezeptur reduziert werden. Der gleichzeitige Erhalt von sensorischen und technologischen Eigenschaften ist hierbei zielführend.

Neuartige Technologien: Entwicklung eines intelligenten Backofens (IBO)

Kein Ofensystem ist in der Lage, selbständig Einfluss auf den Backverlauf und deren Parameter zu nehmen. Mittels digitaler Bilderfassung und der Implementierung einer fuzzygesteuerten Software soll ein System geschaffen werden, das selbständig den Backprozess steuert. Zielsetzung dieser „intelligenten Steuerung“ ist eine rationalisierte Anwendbarkeit, um die Ausschussware zu reduzieren.

Verbesserung der technologischen Eigenschaften von Roggenteigen und -backwaren mit Transglutaminase und Peptidasen

Die strukturellen Eigenschaften von Backwaren, beruht maßgeblich auf den Proteinfraktionen. Fehlt ein ausgeprägtes Proteinnetzwerk aufgrund mangelnder Glutenqualität, –quantität in Roggenmahlerzeugnissen entstehen fehlerhafte Gebäcke. Durch eine verstärkte, enzymatische Vernetzung der Roggenproteine (mittels Transglutaminase), die in der herkömmlichen Verarbeitung von Roggenmahlerzeugnissen nur sehr beschränkt auftritt, kann die Gebäckqualität verbessert werden.