Janssen, Anna Margaretha

English

University of Groningen

University of GroningenObelisk and katepwa wheat gluten a study of factors determining bread making performanceJanssen, Anna MargarethaIMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite fromit. Please check the document version below.Document VersionPublisher's PDF, also known as Version of recordPublication date:1992Link to publication in University of Groningen/UMCG research databaseCitation for published version (APA):Janssen, A. M. (1992). Obelisk and katepwa wheat gluten a study of factors determining bread makingperformance. s.n.CopyrightOther than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of theauthor(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).The publication may also be distributed here under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license.More information can be found on the University of Groningen website: https://www.rug.nl/library/open-access/self-archiving-pure/taverne-amendment.Take-down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediatelyand investigate your claim.Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons thenumber of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.Download date: 30-12-2025SAMENVATÏINGTarwebloem wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het bakken van brood. Een deeg vantarwebloem heeft namelijk specifieke visco-elastische eigenschappen, waardoor het gas dattijdens het brood bereiden ontstaat erin wordt vast gehouden en een geÍezen brood wordtverkregen. Deze eigenschappen worden ook aangetroffen in een deeg van roggebloem, zijhet in mindere mate, maar zijn verder afwezig bij alle andere graansoorten. Het is vooralaan de gluten-eiwitten te danken dat tarwebloem geschikÍ is voor het bakken van eenluchtig brood: in een deeg vormen de gluten-eiwitten een visco-elastische matrix. Gluten-eiwitten (of kortweg het gluten) zijn de opslageiwitten van de tarwekorrel en kunnengrofweg in twee groepen worden onderverdeeld, de gliadinen en de gluteninen. Gliadinenzijn monornere eiwitten met een molecuulmassa tussen 30 en 80 kDa. Gluteninen zijngrote complexen gevormd door subeenheden die aan elkaar gekoppeld zijn door disulfrde-bruggen. De molecuulmassa van de gluteninen varieert van honderd tot enkele duizendenkDa. Twee typen glutenininesubeenheden worden onderscheiden: de hoog molecuulge-wicht ("high molecular weight", HMw) en laag molecuulgewicht ("low molecularweight", LMW) gluteninesubeenheden.De bakkwaliteit van diverse tarwerassen is verschillend. Door bloem afkomstig vanverschillende trarwerassen in drie fracties (gluten, zetmeel en water-oplosbare componen-ten) te scheiden en door uitwisseling van deze fracties is aangetoond dat het glutengrotendeels verantwoordelijk is voor de verschillen in bakkwaliteit. Hierbij speelt zowelde hoeveelheid gluten in de bloem als de kwaliteit ervan een rol. De redenen die tengrondslag liggen ÍIan kwaliteitsverschillen tussen gluten-eiwitten van verschillendetarwerassen zijn niet geheel duidelijk. Eveneens is nog onopgehelderd hoe de specihekevisco-elastische eigenschappen van tarwebloerndeeg tot stand komen en waarorn hetmogelijk is er een geÍezen brood van te bakken. Het onderzoek beschreven in ditproefschrift is erop gericht meer inzicht te verkrijgen in factoren die bepalend zijn voorverschillen in bakkwaliteit van tarwerassen. Hiertoe is een vergelijkende studie uitgevoerdaan twee typen gluten afkomstig van tarwerassen die sterk in bakkwaliteit verschillen:143gluten van een Nederlands ras, Obelisk (slechte bakkwaliteit), is vergeleken met glutenvan een Canadees ras, Katepwa (goede bakkwaliteit).Het gluten is uit de Obelisk en Katepwa bloem geïsoleerd en een deel ervan isgefractioneerd in gliadinen en gluteninen (Hoofdstuk 2). Door beide glutens aan eenbasisbloem (biskwiebloem met een zeer slechte bakkwaliteit) toe te voegen, is vastgestelddat de bakkwaliteit van Katepwa gluten beter is dan van Obelisk gluten. De chemischesamenstelling en het disulfrde- en thiolgehalte van de glutens en fracties van beide rassenis vergelijkbaar. In de eiwitsamenstelling zijn typische raskenmerken zichtbaar. Belangrijkin verband met de bakkwaliteit zijn vooral de verschillen in HMW gluteninesubeenheidsamenstelling: HMW subeenheden aanwezig in Katepwa tarwe worden in de literatuurgerelateerd Ítan een betere bakkwaliteit dan die aanwezig in Obelisk tarwe. Uit defractionering van de glutens blijkt dat Katepwa gluten meer glutenine bevat dan Obeliskgluten: de glutenine/gliadine-verhouding van Katepwa en Obelisk gluten is respectievelijk53,5 | 46,5 en 45,51 54,5.Om een correlatie te kunnen leggen tussen fysisch-chemische parameters en debakkwaliteit worden in Hoofdstuk 3 en 4 een aantal technieken getoetst op hun bruikbaar-heid voor het vinden van verschillen tussen de beide rassen. Met elektronen-microscopie,róntgen-diffractie en tH NMR relaxatietijd-metingen zijn geen verschillen vastgesteld.Licht-microscopische opnamen van de verdeling van het gluten over een bloemdeegduiden erop dat Kalepwa gluten grotere aggregaten vormt dan Obelisk gluten. Mogelijk iser een relatie tussen de aggregatietendens van gluten en de bakkwaliteit. Met contacthoek-metingen zijn aanwijzingen verkregen dat Katepwa gluten hydrofober is dan Obeliskgluten, echter deze metingen blijken niet erg geschikt voor het bestuderen van gluten(fracties). Uit een fluorescentie-studie, waarbij het fluorescerende label l-anilinonaftaleen-sulfonaat aan de eiwitten werd gebonden, blijkt dat vooral de Katepwa gliadinen hydrofo-ber zijn dan die van Obelisk. Deze waarneming ondersteunt de suggestie die in deliteratuur is gedaan dat de hydrofobiciteit van gliadinen correleert met een goede bakkwa-liteit. Andere onderzoekers echter ontkennen deze relatie. Het reologisch gedrag vangehydrateerd Obelisk en Katepwa gluten is zeer verschillend. Daarom is een groot deelvan dit proefschrift gewijd aan reologische studies.In Hoofdstuk 5 wordt een korte introductie in de reologie gegeven, vooral in het lichtvan de reologische studies die verricht zijn met de glutens.In Hoofdstuk 6 worden de resultaten van twee typen fundamentele reologischet44geleken met gluteneen deel ervan ise glutens Íran een:gen, is vastgesteldten. De chemische:s van beide rassenchtbaar. Belangrijk;luteninesubeenheiden in de literatuurisk tarwe. Uit debevat dan Obelisk,n is respectievelijkparameters en deop hun bruikbaar-ronen-microscopie,:hillen vastgesteld.'er een bloemdeeggluten. Mogelijk is:. Met contacthoek-er is dan Obeliskluderen van gluten1-anilinonaftaleen-gliadinen hydrofo-rggestie die in de:en goede bakkwa-rgisch gedrag vanis een groot deelvooral in het lichtentele reologischemetingen, dynamische (oscillerende) metingen bij kleine vervormingen onder afschuivingen uniaxiale compressiemetingen bij grote vervormingen onder biaxiale rek, beschreven.Met behulp van de dynamische metingen zijn de opslag- en de verliesmodulus (resp. G' enG') en de tangens van de verlieshoek ó (tg ó : G"/G) bepaald. Deze laatste is een maatvoor de relatieve bijdrage van de viskeuze en van de elastische component aan demechanische reactie van een materiaal op een aangelegde spanning. De resultaten van decompressieproeven zijn geïnterpreteerd als een biaxiale rekviscositeit, een paÍameter diekaraliÍeristiek is voor de weerstand van deeg tegen de groei van een gasbel. GehydrateerdKatepwa gluten heeft een grotere weerstand tegen vervorming en vertoont een minderviskeus gedrag dan Obelisk gluten. Dit verschil in reologisch gedrag van de beide glutenscorreleert met de bevinding uit het licht-microscopische onderzoek dat Katepwa glutenmogelijk grotere aggregaten vormt dan Obelisk gluten: een matrix die een meer uitgebreidglutennetwerk bevat is elastischer tijdens vervorming.Uit compressieproeven blijkt dat gehydrateerd gluten zeer rekbaar is en dat dunne hlmsvan beide typen gehydrateerde glutens een hogere weerstand tegen verdere uitrekkinghebben dan dikkere films. Dit zogenaamde "strain hardening" gedrag (versteviging doorveworming) vertoont Katepwa gluten in sterkere mate dan Obelisk gluten.In Hoofdstuk 7 wordt het effect van de glutensamenstelling op het reologisch gedragvan de gehydrateerde glutens bestudeerd. Hiervoor zijn glutens gereconstitueerd door degliadine- en gluteninefractie, afkomstig van hetzelfde of van verschillende rassen, inverschillende verhoudingen te mengen. Het blijkt dat op de eerste plaats de glutenine/glia-dine-verhouding het meest bepalend is voor het reologisch gedrag van gehydrate€rdeglutens. Een hoge glutenine/gliadine-verhouding resulteeÍ in ze.rur elastisch gluten, terwijleen lage verhouding meer viskeus gluten geeft. Verder geeft een hoge glutenine/gliadine-verhouding een meer uitgesproken "strain hardening" gedrag. Glutenine draagt dus vooralbij aan de elastische en gliadine aan de viskeuze eigenschappen van gehydrateerde glutens.Op de tweede plaats blijh de afkomst van de gluteninefractie belangrijk voor het reolo-gisch gedrag van de gehydrateerde glutens. Katepwa glutenine is elastischer dan Obeliskglutenine. Een derde factor blijkt de afkomst van de gliadinefractie te zijn. Vooral incombinatie met de minder elastische gluteninefractie is Katepwa gliadine makkelijker teveryormen dan Obelisk gliadine.Het reologisch gedrag van Obelisk en Katepwa bloemdegen is bestudeerd in Hoofd-stuk 8. In de broodindustrie in Europa is het de gewoonte de bakkwaliteit van slepht145bakkende bloem te verbeteren door er extra gluten aan toe te voegen. Daarom is het effectvan een toevoeging van Obelisk en Katepwa gluten op het reologisch gedrag van biskwie-bloemdeeg onderzocht. Naast de twee fundamentele reologische methoden zijn ook tweeempirische methoden toegepast: er zrjn testen uitgevoerd met de extensograaf en dealveograaf. Deze beide apparaten worden gebruik voor de industriële beoordeling vanbloemsoorten.De resultaten van de fundamentele metingen aan bloemdegen zijn in overeenstemmingmet die verkregen voor de gehydrateerde glutens. Een deeg van Katepwa bloem heeft eengrotere weerstand tegen vervorming, is elastischer en vertoont "strain hardening" insterkere mate dan een deeg van Obelisk bloem. Het toevoegen van Obelisk gluten aanbiskwiebloem heeft nauwelijks effect. Een toevoeging van Katepwa gluten resulteert in eengrotere weerstand tegen vervorming, een elastischer deeg en een grotere mate van "strainhardening".Informatie over het reologisch gedrag van de bloemdegen verkregen met de fundamen-tele en de empirische reologische metingen is aanvullend en stemt redelijk goed overeen.Vergelijking van de resultaten van de reologische metingen met die van bakproeven leertdat verschillen in de bakkwaliteit niet aan één reologische parameter kunnen wordentoegeschreven maar aan een combinatie van drie. Om een groot broodvolume en een hjnekruimstructuur te verkrijgen is biaxiale "strain hardening" en rekbaarheid van het deegboven een minimum waarde vereist en moet de weerstand tegen vervorming (waarschijn-lijk) binnen een bepaald gebied vallen.Uit het onderzoek beschreven in dit proefschrift blijh dat voor een goede bakkwaliteit,een geschikÍe balans tussen de hoeveelheid glutenine en gliadine nodig is. Teveel gliadinezal resulteren in een mindere mate van "strain hardening" en een overmatige expansie vanhet deeg, met als gevolg het scheuren van de gasbellen en instorten van het brood. Deexpansie van een deeg met teveel glutenine zal worden geremd. In Katepwa bloem is deglutenine/gliadine-verhouding beter dan in Obelisk bloem. Bovendien is de grotereelasticiteit van de Katepwa gluteninen en de lagere weerstand tegen vervorming van deKatepwa gliadinen, in vergelijking met deze fracties van Obelisk gluten, gunstig voor eengoede bakkwaliteit."Strain hardening" boven een bepaald niveau blijkt gerelateerd te zijn met broodvolu-me. Het "strain hardening" gedrag veroorzaakÍ dat tijdens het rijzen in de eerste plaats dedikkere deegfilms uitgerelÍ worden, wÍrardoor een homogeen schuimsysteem verkregent46larom is het effectdrag van biskwie-den zijn ook twee<tensograaf en de: beoordeling vanr overeenstemmingra bloem heeft eenain hardening" in)belisk gluten aan:n resulteert in eene mate van "strainmet de fundamen-Íijk goed overeen.n bakproeven leert:r kunnen wordenolume en een fijneheid van het deegrming (waarschijn-goede bakkwaliteit,is. Teveel gliadinentige expansie vanvan het brood. De.tepwa bloem is deien is de grotere'ervorming van de, gunstig voor eenjn met broodvolu-de eerste plaats deiysteem verkregenwordt tot het moment dat de films gefixeerd worden en scheuren tijdens het bakken. Bijvoldoende "strain hardening" ontstnat er een meer uniforme verdeling in grootte van degasbellen. Hierdoor wordt een fijne kruimstructuur en een groot broodvolume verkregen.Frn deeg van Katepwa bloem overschrijdt het minimum niveau voor "strain hardening":het volume van een brood van Katepwa bloem is groter en de kruimstructuur ervanbehaald een hogere score dan van een brood van Obelisk bloem. Een deeg van Obeliskbloem daarentegen, bereikt deze minimum waarde niet, waardoor na enige tijd coalescen-tie van de gasbellen zal optreden. De sterkere mate van "strain hardening" van de filmsvan Katepwa bloemdeeg zorgt ervoor dat er minder filmbreuk optreedt tijdens het rijzen invergelijking met films van een Obelisk bloemdeeg. Hierdoor gazt eÍ minder gas verlorenaan de omgeving en worden meer gasbellen, die bovendien van regelmatige grootte zijn,verkregen. Een voorwaarde is wel dat de deeghlms voldoende @iaxiaal) rekbaar zijn. Derekbaarheid is voor beide rassen vergelijkbaar, althans in de empirische reologischemetingen.Samenvattend, factoren die bijdragen tot de betere bakkwaliteit van Katepwa tarwe invergelijking met Obelisk tarwe, zijn:- een hoger gluteninegehalte;- de grotere aggregaten van de gluteneiwitten;- een grotere mate van "strain hardening";- een relatief meer elastisch karalÍer;- een grotere we€rstand tegen vervorming.Verschillende van deze factoren zijn aan elkaar gerelateerd en de laatste drie mechani-sche factoren vormen deels een afspiegeling van de eerste twee biochemische. Eveneens iser waarschijnlijk een verband tussen deze drie laatste factoren en de HMW glutenine-subeenheid samenstelling van Katepwa tarwe. De verklaring voor de manier waarop aldeze factoren aan elkaar gerelateerd zijn is echter nog onduidelijk.Uit dit onderzoek blijkt dat een deeg aan drie reologische criteria moet voldoen om eengroot broodvolume en een fijne kruimstructuur te geven, namelijk "biaxiale strain"hardening en rekbaarheid boven een bepaald minimum niveau en een optimale weerstandtegen vervorming. Het bepalen van deze drie reologische parameters lijkt daarom, bij dehuidige stand van onze kennis, de aangewezen weg om de bakkwaliteit te voorspellen. Omdit met zekerheid te kunnen stellen moeten echter nog andere tarwerassen, die een heelgebied van bakkwaliteiten bestrijken, worden onderzocht.t47

Obelisk and katepwa wheat gluten a study of factors determining bread making performance

https://pure.rug.nl/ws/files/14485233/Janssen.PDF

Obelisk and katepwa wheat gluten a study of factors determining bread making performance

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

University of Groningen