Prof. Dr. K. Lösche 1
Abb. Nr. 24 Schematisierte Darstellung des Rückganges und der Zunahme der indirekten Teigführungen; Quelle: Sodenkamp 1994
100
80
90
70
60
50
40
30
20
10
1920 1940 1960 1980 20001880 1900Jahre
%
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Die Lebenstätigkeit der Mikroorganismen im Sauerteig wird durch folgende Parameter beeinflußt
Qualität und Zusammensetzung des Getreidemahlerzeugnisses
Zusammensetzung, Menge und Alter des Anstellgutes
Temperatur
Teigausbeute
Stehzeit
Zugabe von Nährstoffen
Zugabe von Hemmstoffen (Kochsalz)
Anwesenheit von Hefen und Milchsäurebakterien
Anwesenheit von Sauerstoff
pH-Wert bei Beginn der VersäuerungÜbersicht Nr. 11 Parameter, die bei der Bereitung von Sauerteigen beeinflußt werden können und für das Ergebnis der Fermentation von Bedeutung sind
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Tabelle 2. SYSTEMATIK UND WICHTIGE EIGENSCHAFTEN DER IN FER MILCHWIRTSCHAFT VERWENDETEN MILCHSÄUREBILDENDEN KEIMARTEN (Gram positiv, Katalase negativ)
Familie
Gattung
Spezies
S. c
rem
oris
S. la
ctis
S.la
ctis
su
bs
p.
dia
ce
tyla
ctis
S. th
ermo
ph
ilus
Lc. crem
oris
Lc. d
extranicu
m
Lb
. lactis
Lb
. bu
lgaricu
s
Lb
. helveticu
s
Lb
. ac
ido
ph
ilus
Lb
. ca
se
i
Lb
. pla
nta
rum
Lb
. bre
vis
Lb
. ferm
en
tum
B. b
ifidu
s
B. lo
ng
um
B. b
rev
e
Milchsäuregärung
homofermentativ+ + + + - - + + + + + + - - - - -
heterofermentativ - - - - + + - - - - - - + + + + +Milchsäure-konfiguration
L (+)
L (+)
L (+)
L (+)
D (-)
D (-)
D (-)
D (-)
DL DLL (+)
DL DL DLL (+)
L (+)
L (+)
Zitratvergärung - - + - ++ - - - - -
+ - - - - - - -
Temperatur - optimum
30 30 3040-43
18-24
20-30
40-42
40-42
40-42
37-40
30 30 30 3037-40
37-40
37-40
Streptococcaceae
Streptococcus Leuco- nostoc Thermo- Strepto- Beta-
bakterien bakterien bakterien
Bifido- bacterium
Lactobacillus
Lactobacillaceae Actinomy-cetaceae
S = Streptococcus Lc. = Leuconostoc Lb. = Lactobacillus B. = Bifidobacterium (Hunger 1987)
Kokken, mikroaerophil Stäbchen, mikroaerophil bis anaerob Pleomorphe Stäb. obligat anaerob
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Organismus Gärungstyp Hauptprodukte aus Glucose (Molverhältnis)
Streptococcus * homofermentativ L (+) - Lactat
Pediococcus * homofermentativ D, L- Lactat
Lactobacillus
Thermobakterium
Streptobakterium
Betabakterium
homofermentativ
homofermentativ
heterofermentativ
D(-), L(+)-, D, L- Lactat
D(-), L(+)-, D, L- LactatD, L- Lactat: Acetat***:CO2
1 : 1 : 1
Leuconostoc heterofermentativ D (-) - Lactat : Acetat**:CO2
1 : 1 : 1
Bifidobacterium heterofermentativ L (+) - Lactat : Acetat
2 : 3
Tabelle 5. Gruppen der Milchsäurebakterien, Gärungstypen und Molverhältnis der wichtigsten Gärungstypen (19)
* Fakultativ heterofermentativ;Pentosen zu Lactat: Acetat = 1: 1 ** unter anaeroben Bedingungen wird Acetat zu Alkohol reduziert
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Glucose
Fru-1,6-P Glc-6-P
Triose-3-P
Pyruvat
Laktat
Glycolyse
Fru-6-P
Acetyl-P + Erythrose- 4- P
Heptose-P
Fru -6-P
Pentose-P
Acetyl-P + Triose-3-P
Pyruvat
LaktatAcetat
Gluconat-6-P
Xylulose-5-P + CO2
Triose-3-P + Acetyl-P
Pyruvat
Laktat Acetat
(Äthanol)
Bifidus-Weg 6-P-Gluconat-Weg
(Homofermentation) (Heterofermentation)Phosphoketolase-Wege
Ald
ola
s
e
Ph
os
ph
o
ke
tola
se
Die verschiedenen Abbauwege der Hexosen bei Milchsäurebakterien
+
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Sauerteig aus: Endsäuregrad End-pH-Wert
Weizen, Type 550 10,2 3,8
Roggen, Type 813 13,8 3,8
Roggen, Type 997 16,3 3,9
Weizen, Type 1050 15,3 3,8
Roggen, Type 1150 17,0 3,8
Roggen, Type 1370 18,1 3,8
Weizenvollkornmehl 17,3 3,9
Roggenvollkornmehl 20,8 3,9
Säuerungsverlauf bei Verwendung von Mehlen mit unterschiedlichem Ausmahlungsgrad
Tabelle Nr. 8 Ergebnis der Versäuerung von Mehlen mit unterschiedlichen Ausmahlungsgrad, Detmolder Ein-Stufen-Führung, 10 Prozent Anstellgut, 25°C, Teigausbeute 200, 18 Stunden Abstehzeit
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Einteilung von Milchsäurebakterien, die im Sauerteig vorkommen
Tabelle Nr. 9 Eigenschaften von im Sauerteig vorkommenden Milchsäurebakterien und typische Vertreter dieser Gruppen. Quelle: Spicher/Stephan 1993
Merkmal Thermobacterium Streptobacterium Betabacterium
Vergärung von Kohlenydraten
Homofermentativ Homofermentativ Heterofermentativ
Stoffwechsel-produkte
Milchsäure Milchsäure Milchsäure
Essigsäure
CO2
Wachstum bei
45°C
15°C
ja
nein
teilweise
ja
ja
ja
Name typischer Lactobacillus Lactobacillus Lactobacillus
Vertreter dieser - acidophilus - casei - brevis
Gruppe - delbrueckeii
- lichmannii
- farciminis
- plantarum
- sanfrancisco
- fermentum
- fructivorans
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Abb. Nr. 25 Verlauf der Zu-und Abnahme der Zellen in einer Kultur von Mikroorganismen, beispielsweise bei einem Sauerteig
1612 24 2820 36324 80
Dauer der Kulturen in stunden
An
zah
l de
r
Ze
llen
An
lau
fph
ase
Bes
chle
un
igu
ng
sph
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lle
Ph
ase
sta
tio
nä
re
Ph
ase
Ab
ste
rbe
ph
ase
Dauer der Kulturen in Stunden
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Einfluß der Temperatur auf die Generationszeit von Milchsäurebakterien
Tabelle Nr. 10 Generationszeiten von Milchsäurebakterien bei unterschiedlichen Temperaturen, im Bereich zwischen 30 und 40°C vermehren sich die Lactobacillen am schnellsten und produzieren am meisten Säure. Quelle: Spicher/Stephan 1993
Lactobacillus 20°C 25°C 30°C 35°C 40°C 45°C
L. fermentum - 450 150 130 70 120
L. brevis 160 150 60 40 140 -
L. plantarum 180 170 80 75 40 -
L. fructivorans - 105 70 100 100 160
L.sanfrancisco 180 160 120 80 120 -
Generationszeit in Minuten bei
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Beeinflussung des Milch- und Essigsäuregehaltes durch die Temperatur und Festigkeit des Sauerteiges
Tabelle Nr. 12 Wirkung der Führungsparameter auf die Qualitätsmerkmale von BrotenErläuterung:warm: Anfrischsauer: 25-26°C; Grundsauer: 28-30°C; Vollsauer: 30-32 °C kalt: Anfrischsauer: 20-23°C; Grundsauer: 20-23°C; Vollsauer: 20-23 °C weich: Anfrischsauer: TA 200; Grundsauer: TA 200; Vollsauer: TA 200 fest: Anfrischsauer: TA 200; Grundsauer: TA 160; Vollsauer: TA 160 (Quelle: Spicher/Stephan 1993)
Führung SäuregradVerhältnis Milch-
zu EssigsäureGeschmack
Roggenmehl: Type 1150
warm / weich 7,4 89,7 zu 10,3etwas kräftig aromatisch
warm / fest 5,2 86,2 zu 13,8 mild aromatisch
kalt / weich 6,4 70,1 zu 29,9 fade
kalt / fest 5,8 71,0 zu 29,0 fade
Roggenmehl: Type 1370
warm / weich 7,1 85,6 zu 14,4 kräftig aromatisch
warm / fest 6,8 84,2 zu 15,8 mild aromatisch
kalt / weich 8,8 69,1 zu 30,8 mild, essigsauer
kalt/ fest 7,7 72,9 zu 27,1fade, saurer
Nachgeschmack
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Verfahren Indirekte Führung von Weizenteigen
kurze Führung
lange Führung
feste Führung über Nacht
weiche Führung über Nacht
1. Vorteig
Mehlmenge (%) 20 - 50 30 - 50 20 - 40 15 - 30
Hefe (auf Mehl) (%) 5 3 0,2 - 0,5 0,01 - 0,04
Teigtemperatur °C 22 - 26 22 - 25 22 - 24 20 - 23
Teigausbeute 160 160 160 190
Stehzeit Std 0,5 - 1 2 - 4 16 - 20 16 - 20
2. Hauptteig Brötchen
Teigtemperatur (°C) 26 26 26 26
Hefe (auf restl. Mehl) % 5 6 - 7 6 - 8 6 - 7
Teigreifezeit min. 10 10 5 5
2. Hauptteig Weißbrot
Teigtemperatur (°C) 27 27 27 27
Hefe (auf restl. Mehl) % 3 - 3,5 4 - 5 4 - 6 4 - 5
Teigreifezeit min. 30 30 20 - 30 20 - 30
Tabelle Nr. 15 Führungsparameter von Weizenvorteigen Quelle: Sodenkamp 1994
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Berechnung einer Drei-Stufen-Sauerteig-Führung
Bedarf an Broten: 150 Stück
Gewicht des einzelnen Brotes: 1.000 g
Backverlust: 13 Prozent
Teigeinlage: 1.150 g
Gewicht der notwendigen Teigcharge: ca. 170 kg
Teigausbeute: 170
Mehlmenge: 100 kg
Verhältnis Roggenmehl zu Weizenmehl: 90 zu 10
Roggenmehlmenge: 90 kg
Roggenmehlmenge bei einer Versäuerung von 50%:
45 kg
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Teigrezeptur: 45 kg Roggenmehl
10 kg Weizenmehl
85,5 kg Vollsauer
29,5 l Wasser
bis 2 kg Hefe
1,8 kg Salz
Vollsauer: 30 kg Roggenmehl
31,5 l Wasser
24 kg Grundsauer
Parameter:
3 Stunden Stehzeit
Teigausbeute 190
Teigtemperatur 30°C
Grundsauer 13 kg Roggenmehl
7 l Wasser
4kg Anfrischsauer
Parameter:
8 Stunden Stehzeit
Teigausbeute 160
Teigtemperatur 27°C
Anfrischsauer: 2 kg Roggenmehl
2 l Wasser
0,4 kg Anstellgut (wird dem Vollsauer wieder abgenommen)
Parameter:
6 Stunden Stehzeit
Teigausbeute 200
Teigtemperatur 26°C
WeizenmehlVollsauer
RoggenmehlWasser
WasserRoggenmehl
Grundsauer
WasserRoggenmehl
Anfrischsauer
Roggenmehl
Anstellg
ut
Wasser
Übersicht Nr. 14 Vorgang der Berechnung von Sauerteigmengen zur Durchführung einer Drei-Stufen-Führung
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VerfahrenSäuregrad des
VollsauerspH-Wert des Vollsauers
Sauerteiganteil in % des
Roggenmehlanteils
Berliner Kurzsauer 9,5 4,1 50 bis 60
Detmolder Ein-Stufen-Führung
17 3,8 30 bis 40
Monheimer Salzsauer-Führung
20 3,6 25 bis 35
Wochen-Sauerteig 27 3,5 20 bis 25
Drei-Stufen-Führung 10,5 4,0 45 bis 55
Sauerteigverfahren und Endsäuregrade
Tabelle Nr. 23 Zusammenhang von erreichbaren Endsäuregraden verschiedener Sauerteigführungen und dem Anteil des zu versäuernden RoggenmehlesQuelle: Spicher / Stephan 1993
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%Detmolder Ein-Stufen-Führung
Drei-Stufen-Führung
Wochensauer
100 30 bis 35 % 45 bis 50 % bis zu 25 %
70 bis 90 35 % 50 % bis zu 20%
50 bis 70 35 % 50 bis 60 % bis zu 20%
30 bis 50 40 bis 50 % 60 bis 70 % bis zu 25 %
10 bis 30 50 bis 100 % 70 bis 100 % bis zu 25 %
Roggenmehlanteil zu versäuernde Menge bei:
Tabelle Nr. 22 Menge des zu versäuernden Roggenmehles bei verschiedenen Sauerteigführungen
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Acetyl-CoA
Ethanol
Acetaldehyd
Glucose
Glucose-6-P
6-P-gluconat
Pentose-5-P
Glyceraldehyd-3-P
Pyruvat
Laktat
Acetyl-P
Acetat
ATPADP
NAD+
NADH + H+
NAD+
NADH + H+
NAD+
NADH + H+
2 ADP2 ATP
NADH + H+
NAD+
ADP
ATP
CoASH
P
P
CO2
Abb.1: Heterofermentativer Gärungsstoffwechsel
2 Fructose
2-Mannit
Glucose
Glucose-6-P
6-P-gluconat
Pentose-5-P
Glyceraldehyd-3-P
Pyruvat
Laktat
Acetyl-P
Acetat
ATPADP
NAD+
NADH + H+
NAD+
NADH + H+
NAD+
NADH + H+
2ADP2ATP
NADH+H+
NAD+
ADPATP
P
PCO2
1 Glucose
1 Laktat
1 Acetat GQ=1 0
1 CO2
2 ATP
Abb.2: Einfluß der Fructose
auf die Acetatbildung
Prof. Dr. K. Lösche 17
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4
Trockensauer
GQ 4,8 GQ 8,8 GQ 2,8 GQ 1,9
Sauerteig 0% 5% 10%
Fructose Fructose Fructose
Laktact Acetat
mm
ol/
100g
Meh
l
Abb. 14: Einfluß von Fructose auf die Säurebildung in Roggensauerteig
Prof. Dr. K. Lösche 18
Lactobacillus spp.
Sour sough
Bread Quality
Elasticity o
f crum
b
Taste +
Flavo
ur
Sh
elf Live
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
L. acidophilus 4,5 7,25 4,6 6,4
L. plantarum 4,25 7,00 4,5 6,5
L. brevis 4,20 9,95 4,4 8,0
L. brevis var. Linderi I
3,90 11,50 4,3 8,9
NB-1: L. fermentum
3,9 13,00 4,5 8,8
Starter conventional
3,8 12,55 4,3 8,5
Spontaneous 4,6 6,1 4,8 6,1
Quality criteria of three-stage sour doughs and bread as a function of the species of lactobacilli of the starter
pH Acidity pH Acidity
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