Stärke und Getreide: Eigenschaften, Struktur und Backprozess

Amylopektin: Struktur und Eigenschaften

Amylopektin besteht aus verzweigten Kettengliedern (1-4 und 1-6 Bindungen). Aufgrund seiner Struktur und hohen Verzweigung weist es eine hohe Viskosität auf.

• Wasseraufnahme: Beim Kochen nimmt es viel Wasser auf, was maßgeblich für die Schwellung der Stärkekörner verantwortlich ist.
• Geleigenschaften: Es bildet praktisch keine Gele und benötigt lange Zeit zur Stabilisierung.
• Stabilität: Die Lösungen kristallisieren nicht um und besitzen ein hohes Wasserrückhaltevermögen.
• Rückstufung: Zeigt kaum Rückstufung (Retrogradation), außer in Brot.
• Jod-Reaktion: Adsorbiert nur eine geringe Menge Jod und bildet einen roten Komplex.

Struktur der Stärkekörner

Stärkekörner bestehen aus mehreren Schichten, die um einen zentralen Bereich, den Kern, angeordnet sind. Die Moleküle sind in einer spezifischen Reihenfolge angeordnet, was auf die Präsenz von Mikrokristallen zurückzuführen ist, die durch die Seitenketten des Amylopektins gebildet werden.

In ihrer ursprünglichen Form besitzen sie eine hohe Dichte und Kompaktheit, was sie mechanisch widerstandsfähig macht. Sie sind in kaltem Wasser praktisch unlöslich.

Stärkekörner und Erhitzung

Bei Kontakt mit Wasser und Hitze kommt es zur Wasseraufnahme und Volumenzunahme (Quellung). Diese Phase ist reversibel; die Stärke kann austrocknen und auf ihre ursprüngliche Größe zurückkehren.

Steigt die Temperatur weiter, schmelzen die Kristalle und die Stärkegelbildung nimmt zu. Dies führt zu einer erhöhten Viskosität der Stärkesuspension, da die gequollenen Granulate aneinander haften. Bei fortgesetzter Behandlung zerfallen die Granula und die Stärke geht in Lösung – dieser Prozess ist irreversibel.

Zudem findet eine partielle Hydrolyse statt, wodurch die Viskosität abnimmt und die Stärke sich nahezu vollständig auflöst. Das resultierende Produkt kann dehydriert werden, um ein amorphes, in kaltem Wasser leicht dispergierbares Pulver zu erhalten. Dies ist die Grundlage für lösliche Stärke und Instant-Getreideprodukte (Quellstärke). Verkleisterte Stärke ist zudem leichter durch amylolytische Enzyme verdaulich.

Der Prozess des Brotbackens

Der Backprozess umfasst: Mehl, Wasser, NaCl, Kneten, Hefegärung, Aufarbeiten, Schneiden, Backen und Kühlen.

Kneten

Gluten absorbiert Wasser und bildet eine Struktur mit plastischen Eigenschaften, die Form und Volumen hält. Die Masse benötigt eine gute mechanische Festigkeit und Elastizität. Es bildet sich ein Netzwerk zwischen Proteinen, Glycolipiden und Stärkekörnern. Die Entwicklung von Dehnbarkeit und Elastizität des Glutens erfolgt durch Disulfidbrücken.

Gärung

Freisetzung von Maltose durch Enzymwirkung und Abbau von Glukose durch Hefe. Dabei entstehen CO2 und Ethanol.

Backen

Zunahme der Glycolipid-Stärke-Interaktionen (über Wasserstoffbrücken) und teilweise Verkleisterung der Stärke. Hefe und Enzyme werden inaktiviert. Proteine (insbesondere Albumin und Globuline) gerinnen und geben Wasser ab.

Kühlung

Amylose kristallisiert während des Knet- und Backprozesses aus.