Getreideballaststoffe – Nur Ballast oder mehr? - BMELV-Forschung

Proteinchemie
Abb. 2: Durch den Zusatz der Aminosäure Cystein vor der Hochdruckbehandlung wird ein Thiol-/Disulfidaustausch
induziert, der zum Einbau von Gliadinen in die Glutenine führt.
des Klebers verantwortlich. Die Gliadine liegen als einzelne Proteine im
Kleber vor. Beim Kneten ordnen sie sich zwischen den Glutenin-Aggregaten
an und sorgen dafür, dass diese leichter aneinander vorbeigleiten
können (Abb. 1). Daher sind die Gliadine für die viskosen Eigenschaften
des Klebers verantwortlich.
Veränderungen von Proteinen
Die Struktur und damit die funktionellen Eigenschaften von Proteinen
können durch Temperatur und Druck nachhaltig verändert werden.
Das Braten von Spiegeleiern zum Beispiel ist nichts anderes als
das thermische Denaturieren von Proteinen. Dass auch durch Druckanwendung
Proteineigenschaften modifiziert werden können, wurde
bereits Anfang des 20. Jahrhunderts gezeigt. Unter hohem hydrostatischem
Druck sind dabei Werte zwischen 100 und 1.000 MPa
(1.000–10.000-facher Atmosphärendruck) zu verstehen. Untersuchungen
mit Eiklar und Eigelb, Muskelfleisch, Milchproteinen und
anderen Eiweißen haben gezeigt, dass diese Proteine bei einem
Druck von 300–400 MPa schon bei Raumtemperatur denaturieren
und Gele bilden können. Aufgrund ihrer großen wirtschaftlichen Bedeutung
innerhalb der Nahrungsproteine haben sich die meisten
wissenschaftlichen Untersuchungen bislang auf Milchproteine konzentriert.
Über druckinduzierte Veränderungen von Getreideproteinen
liegen nur wenige Informationen vor.
Ziele
Diese Wissenslücken haben Forscher der Deutschen Forschungsanstalt
für Lebensmittelchemie (DFA) und des Hans-Dieter-Belitz-Instituts
für Mehl und Eiweißforschung in Garching bei München bewogen,
sich eingehender mit der Hochdruckbehandlung von Weizenkleber
zu befassen. Ihr Ziel war es, systematisch zu untersuchen, wie
sich Weizenkleber in seinen Eigenschaften ändert, wenn er bei verschiedenen
Temperaturen unterschiedlich lange hohem Druck ausgesetzt
ist. Bei ihren Untersuchungen verwendeten sie eine Anlage,
mit der sie hydrostatische Drücke von bis zu 800 MPa (8.000-facher
Atmosphärendruck) erzeugen konnten.
Hochdruckbehandlung von
Weizenkleber
Kleber der Weizensorten Astron (gute Backfähigkeit) und Contra
(schlechte Backfähigkeit) wurden bei Temperaturen von 30 bis 80 °C
fünf bis dreißig Minuten lang unterschiedlichen Druckverhältnissen
(0,1–800 MPa) ausgesetzt. Im Vergleich zu einem unter Atmosphärendruck
untersuchten Kontrollkleber wurde ein bei 200 MPa und
niedriger Temperatur (30–40 °C) behandelter Kleber weicher und
dehnbarer, bei Erhöhung des Drucks und der Temperatur wurde er
dann fester und weniger dehnbar. Bei hohem Druck (z.B. 600 MPa)
2/2006 FORSCHUNGSREPORT 31