Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Academiejaar 2013 – 2014
Extrusie-eigenschappen van brooddeeg als maat voor de consistentie
Frederik Standaert Promotor: Dr. ir. Filip Van Bockstaele
Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van Master of Science in de biowetenschappen: voedingsindustrie
i
ii
Inleiding
Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Academiejaar 2013 – 2014
Extrusie-eigenschappen van brooddeeg als maat voor de consistentie
Frederik Standaert Promotor: Dr. ir. Filip Van Bockstaele
Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van Master of Science in de biowetenschappen: voedingsindustrie
iii
De auteur en de promotor geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie. Deze masterproef dient te worden geciteerd als: Standaert, F. (2014). Extrusie-eigenschappen van brooddeeg als maat voor de consistentie. Master of Science in Biowetenschappen masterproef, Universiteit Gent, België, 75p.
The author and the promoter give the permission to use this thesis for consultation and to copy parts of it for personal use. Every other use is subject to the copyright laws, more specifically the source must be extensively specified when using the results from this thesis This thesis should be cited as: Standaert, F. (2014). Extrusion properties of bread dough as a measurement for consistency. Master of Science in Biosciences thesis, Ghent University, Belgium, 75p.
29 mei (May) 2014
Promotor Dr. Ir. Filip Van Bockstaele
Auteur/author Frederik Standaert
iv
Woord vooraf “To begin in style you will need a good first impression, to end that way a scientist.” Met deze woorden wil ik het begin van het einde als student starten. Het verliep allemaal vlotter dan verwacht. Ik verwachtte echter dat het praktisch gedeelte interessanter zou zijn. Uiteindelijk voegde ik enkele ingrediënten bij of liet ik het iets langer rijzen, veel variatie was er dus niet bij de proefopzet. Volgens mijn mening duurden bepaalde testen veel te lang. Na meer dan 80 farinograaftesten uit te voeren kon ik me goed inbeelden dat een nieuwe (snellere) methode, dat de faringraaf zou vervangen, bijzonder interessant (en efficiënt) zou zijn op wereldniveau. Een derde van de tijd werd besteed aan het reinigen van de farinograaf zelf. Maar dat was nog niet het grootste probleem waar ik me aan ergerde, dat de farinograaf geen correcte weergave is van de werkelijkheid wel. Genoeg redenen dat mijn masterproef een belangrijke bijdrage zou kunnen zijn bij het zoeken naar een efficiëntere methode. Het zou niet gepast zijn om enkel mezelf verantwoordelijk te stellen voor dit onderzoek. In het bijzonder wil ik mijn promotor, dr. Ir. Filip Van Bockstaele, bedanken voor de praktische, adviserende en evaluerende rol bij mijn thesis. Ik bedank mevrouw ing. Ingrid De Leyn voor haar ondersteunde rol, zowel praktisch als theoretisch, en het opzoeken van de vele (voor mij ontoegankelijke) wetenschappelijke artikels. Ten slotte bedank ik mevrouw lic. Mia Derluyn voor haar taalkundig advies bij het schrijven van deze masterproef.
Frederik Standaert Mei 2014
i
Abstract Huidige methoden zoals farinograaf geven geen correct beeld van werkelijke deegsystemen omwille van verschillen in temperatuur, deegsamenstelling, … en kunnen relatief gezien geen snel resultaat geven. Het doel van deze masterproef is om na te gaan of deegextrusie geschikt is om de consistentie van brooddeeg op te volgen en bovendien de werkelijke condities van een brooddeeg beter kan weergeven. In eerste instantie werden met de huidige (standaard)methodes de bloemeigenschappen bepaald van vijf bloemstalen die verschillen in eiwitgehalte en reologische eigenschappen. Extrusie werd uitgevoerd met de texture analyzer uitgerust met een forward extrusion cell en een load cell van 30 kg of 50 kg. Deegextrusie werd toegepast bij variabele consistentie, met ingrediënten en in functie van de fermentatie. Extrusie blijkt inderdaad een goede manier te zijn om de consistentie van brooddeeg op te volgen. De meest bruikbare parameters hiervoor zijn de extrusiepiekkracht en de gemiddelde kracht in de tweede zone met Pearson Correlations van respectievelijk 0,919 en 0,933. Toevoeging van zout of vitamine C leidde tot een hogere extrusiekracht terwijl voor gist deze extrusiekracht veel lager was. De verschillende verwerkingspunten (bolrijs, uitrollen en narijs) van de fermentatie blijken ook een invloed te hebben op de extrusiekracht. De extrusiekracht is na het uitrollen en na de narijs respectievelijk hoger en lager. Met deegextrusie kan de consistentie ook opgevolgd worden tijdens de fermentatie. Bij vrijwel elke conditie zijn de resultaten vrij goed herhaalbaar. In bijna elke testconditie (consistentie, ingrediënten en in functie van fermentatie) kon het onderscheid gemaakt worden tussen drie verschillende zones. Het extrusietijdspunt blijkt gecorreleerd te zijn met het eiwitgehalte bij bloem-watersystemen (Pearson Correlation: -0,774). Bij deegsystemen met alle ingrediënten is de waterabsorptie bijzonder sterk gecorreleerd met het extrusietijdspunt (R² = 0,992), hetzelfde geldt voor stabiliteit bij de gradiënt uit de tweede zone (R² = 0,959) en gemiddelde gradiënt (R² = 0,855). De extrusieparameters zijn vrij goed gecorreleerd met de ovenrijs. Uit de resultaten is af te leiden dat de extrusie-eigenschappen bij brooddeeg inderdaad gebruikt kunnen worden om de consistentie op te volgen. Bovendien kunnen enkele parameters een indicatie geven van het eiwitgehalte en de farinograafparameters. Kernwoorden: extrusie, brooddeeg, consistentie, extrusie-eigenschappen, farinograaf
ii
Inleiding
Current methods such as farinograph test do not give a correct view of real dough systems because of differences in temperature, dough formulation, ... and do not give results quickly. The purpose of this thesis is to determine whether extrusion of dough is suitable to monitor the consistency of bread dough and, in addition, if the real conditions of a bread dough can be better displayed. Initially, with the current (standard) methods, the flour properties were determined of five flours which differ in protein content and rheological properties. Extrusion was carried out with the texture analyzer equipped with a forward extrusion cell and a load cell of 30 kg or 50 kg. Extrusion of dough was applied at variable consistency, with ingredients and in function of the fermentation. Extrusion indeed turns out to be a good way to monitor consistency of bread dough. The most useful parameters for extrusion are extrusion peak force (EPK) and mean of force of the second zone with Pearson Correlations of respectively 0,919 and 0,933. Addition of salt or vitamin C resulted in a higher extrusion force, while for yeast this extrusion force was much lower. The different processing points (proofing after rounding, rolling and final proofing) of the fermentation also appears to have an impact on the extrusion force. The extrusion force after rolling and after the final proofing was respectively higher and lower. With dough extrusion the consistency could also be monitored during fermentation. In almost every condition (consistency, ingredients and function of fermentation) three different zones could be distinguished. The extrusion time point (ETP) appears to be correlated with the protein content in flour-water systems (Pearson Correlation: -0,774). In dough systems with all the ingredients water absorption appears to be strongly correlated with the extrusion time point (R² = 0,992), the same applies to stability for the gradient of the second zone (R² = 0,959) and mean gradient (R² = 0,855). The extrusion parameters are fairly well correlated with proofing during baking. From the results it can be concluded that the extrusion properties can be used to monitor the consistency of bread dough. In addition, some parameters can give the indication of protein content and farinograph parameters. Key words: extrusion, bread dough, consistency, extrusion properties, farinograph
iii
Inhoudsopgave Woord vooraf ............................................................................................................. i Abstract .................................................................................................................... ii Inhoudsopgave ........................................................................................................ iv Lijst met figuren ...................................................................................................... vi Lijst met tabellen ................................................................................................... viii Lijst met afkortingen ............................................................................................... xi Inleiding .................................................................................................................... 1 1
Literatuurstudie ........................................................................................... 2
1.1
Opbouw en microstructuur van brooddeeg ........................................................... 2
1.1.1
Algemeen ..................................................................................................................... 2
1.1.2
Vloeistoffilm theorie ..................................................................................................... 3
1.1.3
Visualisatie ................................................................................................................... 3
1.2
Deegontwikkeling ...................................................................................................... 5
1.3
Reologie van deeg ..................................................................................................... 6
1.4
Factoren die deeg- en broodeigenschappen beïnvloeden ................................... 7
1.4.1
Eiwitgehalte en gluten ............................................................................................... 11
1.4.2
Eiwitkwaliteit .............................................................................................................. 12
1.4.3
Zetmeelgehalte .......................................................................................................... 13
1.4.4
Watergehalte ............................................................................................................. 13
1.4.5
Temperatuur .............................................................................................................. 14
1.4.6
α-amylasen ................................................................................................................ 14
1.4.7
Gist ............................................................................................................................. 14
1.4.8
Zout ............................................................................................................................ 15
1.5
Deegextrusie ............................................................................................................ 16
2
Materiaal en methoden.............................................................................. 20
2.1
Bloemeigenschappen ............................................................................................. 20
2.2
Farinograaf ............................................................................................................... 20
2.3
Alveograaf ................................................................................................................ 21
2.4
Kieffer-test ................................................................................................................ 21
2.5
Rijsactiviteit .............................................................................................................. 22
2.6
Baktesten .................................................................................................................. 23
2.7
Deegextrusie ............................................................................................................ 23
2.7.1
Deegextrusie van bloem-watersystemen .................................................................. 24
2.7.2
Deegextrusie met ingrediënten ................................................................................. 24
2.7.3
Deegextrusie in functie van fermentatie .................................................................... 24
2.7.4
Deegextrusieparameters ........................................................................................... 25
2.8
Statistische verwerking .......................................................................................... 27 iv
Inleiding
2.9
Schema masterproef ............................................................................................... 28
3
Resultaten en bespreking ......................................................................... 29
3.1
Vergelijkende studie van de reologische eigenschappen van de bloemstalen ... ................................................................................................................................... 29
3.1.1
Farinograaf................................................................................................................. 29
3.1.2
Alveograaf .................................................................................................................. 31
3.1.3
Kieffer-test.................................................................................................................. 32
3.2
Rijsactiviteit .............................................................................................................. 33
3.3
Baktest ...................................................................................................................... 34
3.4
Deegextrusie ............................................................................................................ 36
3.4.1
Deegextrusie van bloem-watersystemen .................................................................. 36
3.4.2
Deegextrusie bij deegsystemen met ingrediënten .................................................... 40
3.4.3
Deegextrusie in functie van fermentatie .................................................................... 46
3.5
Correlaties met deegextrusieparameters ............................................................. 53
3.5.1
Correlaties met deegextrusieparameters van bloem-watersystemen ...................... 53
3.5.2
Correlatie tussen consistentie en deegextrusieparameters in functie van fermentatie ................................................................................................................................... 54
3.5.3
Correlaties tussen bakkwaliteit en deegextrusieparameters in functie van fermentatie ................................................................................................................. 55
4
Discussie ................................................................................................... 56
5
Conclusie ................................................................................................... 59
Literatuurlijst .......................................................................................................... 61 Bijlage ..................................................................................................................... 70
v
Lijst met figuren Figuur 1: CSLM beelden van deeg op drie verschillende vergrotingen: (I) beeldgrootte van 2X2 mm; (II) beeldgrootte van 1X1 mm; (III) beeldgrootte van 0,5X0,5 mm. Groen, zetmeel; rood, eiwit. Vierkanten in beelden I en II zijn de beelden van de sterkere vergrotingen. Pijlen in afbeelding III duiden eiwitrijke spots aan (Peighambardoust et al., 2006) ...................................................................................................................... 4 Figuur 2: SEM beeld (x100) van tarwebloem deeg (Watanabe et al., 2002)............................ 4 Figuur 3: ESEM beelden van gluten in tarwebloem deeg (links: gedehydrateerd; rechts: gehydrateerd) (Bache en Donald, 1998)..................................................................... 4 Figuur 4: Schematische voorstelling van processen tijdens deegontwikkeling. Intensiteit van grijze balken duiden aan op het belang van een proces op een bepaald tijdstip (Schiedt et al., 2013) ................................................................................................... 5 Figuur 5: Principe backward extrusion (Stable Micro Systems, 2013) ................................... 17 Figuur 6: Principe forward extrusion (Stable Micro Systems, 2013) ....................................... 18 Figuur 7: Voorbeeldgrafiek van Kieffer-test ............................................................................. 21 Figuur 8: Voorbeeldgrafiek voor de rijsactiveit van brooddeeg ............................................... 22 Figuur 9: Typische grafiek van deegextrusie met alle parameters. I: Zone 1; II: Zone 2; III: Zone 3. 1: Startpunt; 2: 1ste buigpunt; 3: 2de buigpunt; 4: Eindpunt ....................... 26 Figuur 10: Typische deegextrusie. 1: Startpunt; 2: 1ste buigpunt; 3: 2de buigpunt; 4: Eindpunt ................................................................................................................................... 26 Figuur 11: Resultaten farinograaf op basis van 500 FU bij 30 °C – curves zijn voorstelling van 1 grafiek ..................................................................................................................... 29 Figuur 12: Resultaten alveograaf – curves op basis van minstens 3 herhalingen (Curves op basis van minimale L-waarde)................................................................................... 31 Figuur 13: Resultaten Kieffer-test – curves zijn gemiddelden op basis van minstens 3 herhalingen ................................................................................................................ 32 Figuur 14: Resultaten rijsactiviteit – curves zijn voorstelling van 1 grafiek ............................. 33 Figuur 15: Busbroden van de verschillende bloemtypes ........................................................ 35 Figuur 16: Doorsnede busbroden van de verschillende bloemtypes ...................................... 35 Figuur 17: Plaatbroden van de verschillende bloemtypes ...................................................... 35 Figuur 18: Doorsnede plaatbroden van de verschillende bloemtypes .................................... 35 Figuur 19: Deegextrusie bij (a) 400 FU, (b) 500 FU en (c) 600 FU – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen ...................................................................................................... 36 Figuur 20: Resultaten deegextrusie van (a) 10-680, (b) 11-450, (c) 11-680, (d) 12-680 en (e) 14-680 bij verschillende consistenties in bloem-watersystemen – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen ................................................................................ 39 Figuur 21: Deegextrusie van (a) 10-680, (b) 11-450, (c) 11-680, (d) 12-680 en (e) 14-680 met ingrediënten – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen ..................................... 40 Figuur 22: Deegextrusie met (a) blanco (b) 1,5% zout, (c) 1% gist, (d) 25ppm vit. C (e) 0,1% mout en (f) totaal – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen .............................. 45 Figuur 23: Deegextrusie in functie van fermentatie van (a) 10-680, (b) 11-450, (c) 11-680, (d) 12-680 en (e) 14-680 – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen ....................... 46 vi
Inleiding
Figuur 24: Deegextrusie met alle ingrediënten (a) na bolrijs, (b) na uitrollen en (c) na narijs – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen .............................................................. 49 Figuur 25: Schematische verklaring voor de variatie in de derde zone bij bloemwatersystemen – (a) voor derde zone en (b) lage en (c) hoge kracht nodig voor extrusie ...................................................................................................................... 57
vii
Lijst met tabellen Tabel 1: Deeg als composiet materiaal op verschillende resolutieniveau's (Bloksma, 1990) .. 2 Tabel 2: Invloed samenstelling en proceseigenschappen op reologische eigenschappen. PC: positieve correlatie; NC: negatieve correlatie; exp.: exponentieel; !: contradictie; /: geen karakteriseerbaar verband ................................................................................. 7 Tabel 3: Invloed samenstelling en proceseigenschappen op eindproduct. PC: positieve correlatie; NC: negatieve correlatie; PE: positief effect; ?: onduidelijk verband; /: niet karakteriseerbaar verband ........................................................................................ 10 Tabel 4: Invloed reologische eigenschappen op eindproduct. PC: positieve correlatie; NC: negatieve correlatie; !: contradictie ........................................................................... 11 Tabel 5: Karakteristieken van de verschillende bloemsoorten; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)........................................... 20 Tabel 6: Optimale deegontwikkelingstijden van verschillende bloemsoorten ......................... 24 Tabel 7: Verschillende ingrediënten gebruikt voor deegextrusie met ingrediënten ................ 24 Tabel 8: Hoeveelheid bloem aanwezig per deegstuk voor elk bloemstaal bij deegextrusie in functie van fermentatie .............................................................................................. 24 Tabel 9: Resultaten farinograaf bij 30 °C voor 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 3 herhalingen ...................................................................................................... 30 Tabel 10: Resultaten farinograaf bij 26 °C voor 400, 500 en 600 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gebaseerd op 1 meting ................................................................................................................ 30 Tabel 11: Resultaten alveograaf; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 3 herhalingen .... 32 Tabel 12: Resultaten Kieffer-test; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 3 herhalingen .... 33 Tabel 13: Resultaten rijsactiviteit; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 2 herhalingen .... 34 Tabel 14: Resultaten baktest – resultaten zijn gemiddelde waarden op basis van 9 herhalingen. ............................................................................................................... 34 Tabel 15: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg bij 400 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) ............................ 37 Tabel 16: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) ............................ 38 Tabel 17: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg bij 600 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) ............................ 38 Tabel 18: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 10680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))........................................................................................................................ 41 Tabel 19: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11450 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))........................................................................................................................ 42 viii
Inleiding
Tabel 20: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))........................................................................................................................ 42 Tabel 21: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 12680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))........................................................................................................................ 43 Tabel 22: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 14680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))........................................................................................................................ 43 Tabel 23: Correlaties tussen bloemeigenschappen en extrusieparameters van deegextrusie met ingrediënten. (Correlaties worden weergeven tussen haakjes voor de betreffende parameter als R²-waarden – enkel R²-waarden >0,75 werden weergegeven) ............................................................................................................ 44 Tabel 24: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 10680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)........................................... 47 Tabel 25: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11450 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)........................................... 47 Tabel 26: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)........................................... 48 Tabel 27: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 12680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie bij; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)........................................... 48 Tabel 28: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 14680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)........................................... 48 Tabel 29: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg met alle ingrediënten na bolrijs; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) ........................................................................................................................... 50 Tabel 30: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg met alle ingrediënten na uitrollen; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) ........................................................................................................................... 50 Tabel 31: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg met alle ingrediënten na narijs; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) ........................................................................................................................... 51 Tabel 32: Correlaties tussen bloemeigenschappen en extrusieparameters van deegextrusie in functie van fermentatie. (Correlaties worden weergeven tussen haakjes voor de betreffende parameter als R²-waarden – enkel R²-waarden >0,75 werden weergegeven) ............................................................................................................ 51 Tabel 33: Overzicht belangrijkste correlaties met deegextrusieparameters bij bloemwatersystemen (met variabele consistentie) ............................................................. 53 Tabel 34: Overzicht belangrijkste correlaties tussen consistentie en deegextrusieparameters in functie van fermentatie .......................................................................................... 54 ix
Inleiding
Tabel 35: Overzicht belangrijkste correlaties tussen bakkwaliteit en deegextrusieparameters in functie van fermentatie .......................................................................................... 55 Tabel 36: Resultaten deegextrusie met 1,5% zout bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden ..................................................................................................................... 70 Tabel 37: Resultaten deegextrusie met 1% gist bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden ..................................................................................................................... 70 Tabel 38: Resultaten deegextrusie met 25ppm vit. C bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden ..................................................................................................................... 70 Tabel 39: Resultaten deegextrusie met 0,1% mout bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden ..................................................................................................................... 71 Tabel 40: Resultaten deegextrusie met alle ingrediënten bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden ..................................................................................................................... 71 Tabel 41: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Mean Z1 - resultaten zijn gemiddelde waarden ........................................................................................... 72 Tabel 42: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Grad. Z1 - resultaten zijn gemiddelde waarden ........................................................................................... 72 Tabel 43: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter EKP - resultaten zijn gemiddelde waarden ................................................................................................. 72 Tabel 44: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter ETP - resultaten zijn gemiddelde waarden ................................................................................................. 73 Tabel 45: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Mean Z2 - resultaten zijn gemiddelde waarden ........................................................................................... 73 Tabel 46: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Grad. Z2 - resultaten zijn gemiddelde waarden ........................................................................................... 73 Tabel 47: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter EPK - resultaten zijn gemiddelde waarden ................................................................................................. 74 Tabel 48: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter EPT - resultaten zijn gemiddelde waarden ................................................................................................. 74 Tabel 49: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Av. Grad. Z3 resultaten zijn gemiddelde waarden.......................................................................... 74 Tabel 50: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Mean Z3 - resultaten zijn gemiddelde waarden ........................................................................................... 75 Tabel 51: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Av. DO Z3 - resultaten zijn gemiddelde waarden ........................................................................................... 75
x
Lijst met afkortingen A
Afstand
Av. DO
Average drop-off
Av. Grad.
Average Gradiënt
B
Breedte
DOS
Graad van verzachting (degree of softening)
DOT
Deegontwikkelingstijd (dough development time)
E
Uitrekbaarheid volgens Kieffer-test (extensibility)
EKP
Extrusiekrachtpunt
ELAST
Elasticiteit, bandbreedte farinogram
EPK
Extrusiepiekkracht
EPT
Extrusiepiektijd
ETP
Extrusietijdspunt
EW
Eiwitgehalte
FQN
Farinograaf kwaliteitsgetal (farino quality number)
GI
Glutenindex
Grad.
Gradiënt
H
Hoogte
Ie
Elasticiteitsindex (index of elasticity)
L
Extensibiliteit volgens alveograaf (extensibility)
NC
Negatieve correlatie
P
Weerstand (tenacity)
PC
Positieve correlatie
PE
Positief effect
RE
Weerstand tegen uitrekking (resistance to extension)
STAB
Stabiliteit (stability)
t
Tijd
TA
Texture Analyzer
W
Vervormingsenergie/arbeid (deformation energy)
WA
Waterabsorptie (water absorption)
Z
Zone
xi
Schema masterproef
Inleiding Het opvolgen van de bloem- of bakkwaliteit kan gebeuren met verschillende methodes. Eén van deze methodes is de farinograaf. De farinograaf is een methode waarbij grote vervormingen worden toegepast op het deeg en wordt gebruikt ter bepaling van de consistentie en waterabsorptie van een deeg. Consistentie is het geheel van interacties tussen verschillende componenten wat een typische vastheid geeft aan een product. Waterabsorptie wordt gedefinieerd als een specifieke waarde (in % op de hoeveelheid bloem) om een optimale deegconsistentie van 500 FU te bereiken. Hoewel de farinograaf als methode veelvuldig gebruikt wordt in de graan- en tarwebloemindustrie, zijn er bepaalde fundamentele gebreken. Bij de farinograaf bepaalt men de waterabsorptie en consistentie van deegsystemen bestaande uit bloem en water. In werkelijkheid worden ook andere ingrediënten toegevoegd zoals zout, gist, mout en ascorbinezuur. Deze ‘extra’ ingrediënten kunnen deegsystemen zodanig beïnvloeden waardoor de waterabsorptie en consistentie niet altijd overeenkomt met bloem en water deegsystemen. Daarnaast is het ook moeilijk degen te onderzoeken waaraan gist werd toegevoegd, omdat dit de test zal beïnvloeden in functie van de tijd. Een ander verschil met de werkelijkheid is de temperatuur waardoor waterabsorptie, en dus ook consistentie, verschilt met de werkelijkheid (Hlynka, 1962; Basaran en Göçmen, 2003). Bij een farinograaf wordt dit uitgevoerd bij 30 °C terwijl in werkelijkheid men bij de broodbereiding werkt bij een temperatuur van 26-28 °C. Concreet, de industrie heeft nood aan een nieuw systeem die de reologische eigenschappen van een deeg kan meten in een realistische situatie (met alle ingrediënten). Deegextrusie zou een antwoord kunnen zijn op die vraag. Extrusie is een proces waarbij een deeg onderworpen wordt aan een externe kracht en op die manier door een opening wordt geperst. Deegextrusie zou een snellere methode zijn om de reologische eigenschappen van een deeg na te gaan. Het doel van deze masterproef is dan ook om na te gaan of de extrusie-eigenschappen van deeg een goede maat zijn voor de consistentie. Eerst worden de bloemeigenschappen (zoals eiwitgehalte, vochtgehalte, waterabsorptie, …) bepaald. Deze bloemeigenschappen worden gebruikt om de resultaten van deegextrusie te vergelijken. Deegextrusie wordt onderverdeeld in drie delen. Het eerste deel behandelt het effect van een variabele consistentie bij bloem-watersystemen. In het tweede deel wordt het effect van ingrediënten (zout, gist, vitamine C en mout) op de deegextrusieparameters onderzocht. In het derde deel wordt deegextrusie wordt uitgevoerd in functie van de fermentatie (met alle ingrediënten).
1
Literatuurstudie
1
Literatuurstudie
1.1
Opbouw en microstructuur van brooddeeg
1.1.1 Algemeen Deeg bestaat uit bloem, water, gist en eventueel zout en/of additieven. De vloeibare deegfase blijkt niet homogeen te zijn. Het bestaat uit een continue eiwitffase waarin zetmeelkorrels, gistcellen en andere onoplosbare bloembestanddelen gedispergeerd zijn (Tabel 1). Ook de eiwitfase is niet homogeen. Het bestaat uit een grote hoeveelheid water met opgeloste stoffen, verschillende eiwitten en lipiden (Bloksma, 1990). Tabel 1: Deeg als composiet materiaal op verschillende resolutieniveau's (Bloksma, 1990)
Resolutie Millimeter > 1 mm
Onderscheidbare fases Deeg verdeeld in: Continue vloeibare deegfase Disperse gasfase
Microscopisch > 0,1 µm
Vloeibare deegfase verdeeld in: Continue eiwitfase Gedispergeerd daarin: zetmeelkorrels, gistcellen, gascellen, lipide druppels, restanten van endosperm celorganellen en weefsel van tarwekorrel
Moleculair > 0,1 nm
Eiwitfase verdeeld in: Continue waterfase met opgeloste elektrolyten en niet-elektrolyten, en een deel van de eiwitten Gedispergeerd daarin: onoplosbare eiwitten met geadsorbeerd lipiden
De gluteneiwitten kunnen onderverdeeld worden in monomere gliadinen en polymere gluteninen. De structuur van een deeg wordt in hoofdzaak bepaald door de interacties tussen gluteneiwitten, vooral de disulfidegebonden glutenine macropolymeren. De structuur van gluten en de interacties binnen het eiwitcomplex bepalen de deegeigenschappen. Intra-keten disulfidebindingen, aanwezig in gliadine en glutenine subeenheden, zouden de gevouwen conformaties van de eiwitten stabiliseren. Glutenine subeenheden vormen intra- en interketen disulfidebindingen, terwijl gliadinen enkel in staat zijn om inter-keten disulfidebindingen te vormen (Lindsay, 1999). Naast de eiwitinteracties zijn ook de zetmeelinteracties van belang. Zetmeel-zetmeel en zetmeel-eiwit interacties kunnen een belangrijke bron van elasticiteit zijn. Deze interacties slaan potentiële energie op bij vervorming en op die manier dragen ze bij aan het elastisch gedrag van deeg (Amemiya en Menjivar, 1992).
2
Literatuurstudie
1.1.2 Vloeistoffilm theorie In een studie van Gan et al. (1995) wordt een vloeistoffilm hypothese beschreven. Het bewijs voor deze hypothese werd geleverd door Sroan et al. (2009a en 2009b). Er zijn twee fasen die elkaar opvolgen tijdens de expansie van het deeg. In de eerste fase expanderen de gascellen die liggen ingesloten in een continue matrix van zetmeel-eiwit. Deze gascellen ontwikkelen zich in dunne, continue membranen tussen de aangrenzende cellen. Deze ontwikkeling gaat door tot de trekspanning stijgt ofwel tot het punt dat er breuk optreedt, ofwel totdat er onvoldoende materiaal aanwezig is om de continuïteit van de membranen te handhaven. De tweede fase omvat een vergroting van de oppervlakte van de vloeistoffilm, die de integriteit van de gascellen onderhoudt naarmate discontinuïteiten in de zetmeel-eiwit matrix steeds meer voorkomen tijdens de expansie. De tweede fase is hoofdzakelijk een verhoging van het oppervlak van de vloeistoffilm. Het gedrag van het deeg in deze fase wordt hoofdzakelijk bepaald door de stabiliteit van de vloeistoffilm. Eiwitten kunnen een oppervlakte-effect uitoefenen op het lucht/water raakvlak in deeg door de vorming van een continue film (Gan et al., 1995; Kuktaite et al., 2004; Sroan et al., 2009a en 2009b). Naast eiwitten spelen ook pentosanen een rol in deze vloeistoffilm theorie, doordat ze de mechanische sterkte van de vloeistoffilm vergoten (Gan et al., 1995). Polaire lipiden kunnen de film, gevormd door eiwitten, destabiliseren (Gan et al., 1995). 1.1.3 Visualisatie Tegenwoordig gebeurt visualisatie van structuur van deeg meestal via CSLM (confocal scanning laser microscopy), SEM (scanning electron microscopy); of ESEM (environmental scanning electron microscopy) (Junge et al., 1981; Pomeranz et al., 1984; Gan et al., 1995; Bache en Donald, 1998; Lindsay et al., 2000; Watanabe et al., 2002; Baier-Schenk et al., 2005; Peressini et al., 2009; Kontogiorgos, 2011). Studies toonden aan dat het glutennetwerk een vezelachtige structuur had (Paredes-Lopez en Bushuk, 1982; Yousif et al., 1995). Dit wordt tegengesproken door (recentere) studies waaruit bleek dat gluten gevormd worden in lamellen (Bernardin en Kasarda, 1973; Hermansson en Larsson, 1986; Bache en Donald, 1998; Lindsay en Skerritt, 1999; Jiang et al., 2008; McCann en Day, 2013). Dit lamellair glutennetwerk zou gestabiliseerd worden door interacties tussen de individuele eiwitten en intermoleculaire bindingen (waterstofbruggen en disulfidebindingen) (Preston en Kilborn, 1984). In een review van Kontogiorgos (2011) wordt aangegeven dat de staalvoorbereiding heel belangrijk is bij de visualisatie van het glutennetwerk. Zo kunnen glutenvellen scheuren door shear krachten (bvb. uitrekking) tijdens de staalvoorbereiding en uiteindelijk leiden tot vezelachtige structuren. Figuur 1 illustreert de microstructuur van een brooddeeg via CSLM. Met deze techniek kan een onderscheid gemaakt worden tussen eiwit en zetmeel (Peighambardoust et al., 2006). In deze figuur geven I en II een overzicht van de microstructuur van het onderontwikkeld deeg. De derde (III) afbeelding, genomen op een relatief hoge vergroting, toont de gedispergeerde eiwitfase (rood) rond de zetmeelkorrels (groen). De zwarte spots zijn luchtbellen. Eiwitrijke gebieden (aangegeven met pijlen) worden gevormd als gevolg van aggregatie van gehydrateerde gluten onder eenduidige shear vervorming. Figuur 2 en Figuur 3 geven respectievelijk SEM en ESEM beelden weer van de microstructuur van brooddeeg.
3
Literatuurstudie
Figuur 1: CSLM beelden van deeg op drie verschillende vergrotingen: (I) beeldgrootte van 2X2 mm; (II) beeldgrootte van 1X1 mm; (III) beeldgrootte van 0,5X0,5 mm. Groen, zetmeel; rood, eiwit. Vierkanten in beelden I en II zijn de beelden van de sterkere vergrotingen. Pijlen in afbeelding III duiden eiwitrijke spots aan (Peighambardoust et al., 2006)
Figuur 2: SEM beeld (x100) van tarwebloem deeg (Watanabe et al., 2002)
Figuur 3: ESEM beelden van gluten in tarwebloem deeg (links: gedehydrateerd; rechts: gehydrateerd) (Bache en Donald, 1998)
4
Literatuurstudie
1.2
Deegontwikkeling
Het verloop van de deegontwikkeling werd recent beschreven door Schiedt et al. (2013) de deegontwikkeling. Eiwitmoleculen ontvouwen wanneer water wordt toegevoegd aan bloem. Het water wordt heterogeen verdeeld rondom de eiwitketens, vooral rond de polaire en geladen aminozuren. Het glutennetwerk wordt gevormd onder invloed van mechanische energie. Het aanwezige zetmeel dient hierbij als vulmiddel en verstoort zo het glutennetwerk. Door het geabsorbeerde water zwellen de eiwitten. Deze gezwollen eiwitten vormen compacte, geïsoleerde massa’s die onderling beginnen te verbinden (Bloksma, 1990). Tijdens het kneden is de eiwitfase aanvankelijk heterogeen verdeeld met eiwitrijke gebieden; uiteindelijk transformeert dit tot een homogeen glutennetwerk (Amemiya en Menjivar, 1992). Het gevormde eiwitnetwerk wordt door mechanische stress, door het mengen, gedeeltelijk kapot gemaakt. Hierdoor verandert de waterbindingscapaciteit van de eiwitten en heeft meer vrij water tot gevolg. Er wordt aangenomen dat bij de toepassing van mechanische actie/stress tijdens mengen de gehydrateerde eiwitcomplexen gedeeltelijk dissociëren, ontvouwen en rekken tot een fibrillaire en uiteindelijk lamellaire eiwitfase in het deeg (Amemiya en Menjivar, 1992). Een mogelijke verklaring voor dit dissociëren, ontvouwen en rekken is de toevoeging van mechanische energie tijdens het kneedproces. Uit onderzoek bleek dat de toevoeging van mechanische arbeid, tijdens de glutenontwikkeling, een van de belangrijkste oorzaken is voor temperatuursstijging (Li en Walker, 1992). Ondertussen worden de geagglomereerde zetmeelkorrels uniform verdeeld (Peighambardoust et al., 2006). Daarnaast wordt tijdens het mengen ook lucht in het deeg ingesloten (Scanlon en Zghal, 2001; Kokawa et al., 2012). Deze processen worden samengevat in Figuur 4.
Figuur 4: Schematische voorstelling van processen tijdens deegontwikkeling. Intensiteit van grijze balken duiden aan op het belang van een proces op een bepaald tijdstip (Schiedt et al., 2013)
5
Literatuurstudie
1.3
Reologie van deeg
Reologie is de studie van de stroming en vervorming van materialen. Om het reologisch gedrag te meten wordt er een gecontroleerde en goed gedefinieerde vervorming (strain) of afschuifspanning (stress) toegepast op een materiaal gedurende een bepaalde tijd. De resulterende krachtrespons wordt gemeten (of omgekeerd). Reologische parameters zijn onder andere viscositeit, hardheid, sterkte of weerstand van een materiaal (Dobraszczyk en Morgenstern, 2003; Gélinas en McKinnon, 2013). Brooddeeg is een visco-elastisch materiaal met een uitdrukkelijk niet-lineair gedrag. Het vertoont pseudoplastische en thixotrope eigenschappen (Weipert, 1990). Bloem en water worden gemengd tot een deeg, een plastisch visco-elastisch materiaal, wordt bekomen. De belangrijkste reologische structurele veranderingen gebeuren tijdens het mengen omdat het deeg van een onsamenhangend granulair systeem overgaat in een 3D netwerk van gluten dat zetmeelkorrels en lucht insluit (Kokawa et al., 2012). Reologische methoden worden gewoonlijk onderverdeeld op basis van het type vervorming dat wordt toegepast (bvb. compressie, uitrekking, afschuiving, torsie, …) en de relatieve grootte van de opgelegde vervorming (bvb. kleine of grote vervorming) (Dobraszczyk en Morgenstern, 2003). De belangrijkste methoden voor de bepaling van reologische eigenschappen worden vaak ingedeeld in beschrijvende empirische methoden en fundamentele methoden (Bloksma en Bushuk, 1988; Zaidel et al., 2010). De empirische methoden maken gebruik van grote vervormingen terwijl fundamentele methoden gebruikt worden voor kleine vervormingen (Zaidel et al., 2010). Tot de empirische methoden behoren onder andere farinograaf, mixograaf, extensograaf, Kieffer, alveograaf, consistometer, … (Weipert, 1990; Dobraszczyk en Morgenstern, 2003; Sliwinski et al., 2004a; Mirsaeedghazi et al., 2008; Van Bockstaele et al., 2008; Gélinas en McKinnon, 2013). Fundamentele methoden omvatten dynamische oscillatie, kruip-herstel en stress relaxatie, uitrekbaarheidsmetingen en vloei viscometrie (Dobraszczyk en Morgenstern, 2003; Sliwinski et al., 2004b; Mirsaeedghazi et al., 2008; Van Bockstaele et al., 2008; Zaidel et al., 2010). Empirische methoden worden vaak gebruikt ofwel voor het evalueren van een proces ofwel voor kwaliteitscontrole. De reden hiervoor is dat de gebruikte toestellen geen hoogopgeleide of technisch getraind personeel vergen. Deze toestellen geven veel informatie over de kwaliteit en potentieel van graanproducten zoals consistentie, hardheid, textuur, viscositeit, … Er zijn echter ook heel wat nadelen. De resultaten van deze methoden zijn afhankelijk van het type toestel en de specifieke condities tijdens de meting. Om die reden kunnen resultaten van empirische methoden (bvb. farinograaf en alveograaf) niet met elkaar vergeleken worden. Bovendien kunnen de resultaten ook niet geëxtrapoleerd worden naar andere condities van vervorming, zoals bij baktesten. Resultaten van fundamentele methoden daarentegen kunnen wel vergeleken worden. De resultaten zijn echter moeilijker interpreteerbaar door de complexiteit van de test (Dobraszczyk en Morgenstern, 2003).
6
Literatuurstudie
1.4
Factoren die deeg- en broodeigenschappen beïnvloeden
Deegeigenschappen zijn afhankelijk van verschillende factoren die meer of minder belangrijk kunnen zijn voor de broodbereiding. In dit onderdeel wordt in de literatuur onderzocht welke factoren precies van belang zijn bij het maken van een deeg en een brood. In Tabel 2 en Tabel 3 wordt de invloed van samenstelling en proceseigenschappen op respectievelijk reologische eigenschappen en eindproduct weergegeven. Tabel 4 geeft de invloed van factoren van de reologische eigenschappen op het eindproduct. Er moet worden benadrukt dat niet alle factoren opgelijst zijn. Aangezien deegsystemen heel complex zijn, is het moeilijk om de exacte invloed van een enkele factor op deeg- en broodeigenschappen na te gaan. Bovendien is interactie tussen twee of meerdere factoren altijd mogelijk. Bij deze bespreking wordt ook gekeken naar andere relaties die niet in de tabellen werden weergegeven (bvb. Zeleny en reologische parameters). Tabel 2: Invloed samenstelling en proceseigenschappen op reologische eigenschappen. PC: positieve correlatie; NC: negatieve correlatie; exp.: exponentieel; !: contradictie; /: geen karakteriseerbaar verband
Samenstelling en proceseig. Eiwitgehalte
Kwaliteit eiwit
Gluten (gehalte)
Glutenine
Type verband PC
Reologische eigenschappen Waterabsorptie
PC
Deegontwikkelingstijd
PC
Extensibiliteit
NC
G’
NC
G’’
PC PC PC PC NC PC PC (!) NC (!) PC
Waterabsorptie Deegontwikkelingstijd Stabiliteit G’ tan δ Waterabsorptie Deegontwikkelingstijd Deegontwikkelingstijd Deegontwikkelingstijd
PC
Elasticiteit
NC
Extensibiliteit
Literatuur Bloksma, 1972 Sliwinski et al., 2004a Singh et al., 2011 Bloksma, 1972 Uthayakumaran et al., 1999 Sissons et al., 2005 Bloksma, 1972 Uthayakumaran et al., 1999 Uthayakumaran en Lukow, 2003 Uthayakumaran en Lukow, 2003 Song en Zheng, 2007 Van Bockstaele, 2011 Uthayakumaran en Lukow, 2003 Song en Zheng, 2007 Van Bockstaele, 2011 Basaran en Göçmen, 2003 Marchetti et al., 2012 Marchetti et al., 2012 Marchetti et al., 2012 Marchetti et al., 2012 Sliwinski et al., 2004a Van Bockstaele, 2011 Koksel en Scanlon, 2012 Uthayakumaran et al., 1999 Sliwinski et al., 2004a Sissons et al., 2005 Li et al., 2008 Zaidel et al., 2010 Barak et al., 2013 Janssen et al., 1996b Song en Zheng, 2007 Uthayakumaran et al., 1999 Li et al., 2008
7
Literatuurstudie
Gliadine
Zetmeelgehalte
Watergehalte
Temperatuur
α-amylasen
Gist
PC
Viscositeit
PC
Extensibiliteit
NC NC PC PC (exp.)
G’ Stabiliteit Waterabsorptie G’
NC NC
tan δ G’
NC
G’’
PC
Deegontwikkelingstijd
NC
Consistentie
NC
Waterabsorptie
NC
Deegontwikkelingstijd
NC
Stabiliteit
NC NC NC NC
G’ Viscositeit G’’ Viscositeit (temp. afh.)
NC
G’ (temp. afh.)
PC (zwak) PC
Waterabsorptie Elasticiteit
NC (zwak)
Stabiliteit
Janssen et al., 1996b Song en Zheng, 2007 Uthayakumaran et al., 1999 Song en Zheng, 2007 Li et al., 2008 Edwards et al., 2003 Barak et al., 2013 Goesaert et al., 2005 Watanabe et al., 2002 Schiedt et al., 2013 Schiedt et al., 2013 Dreese et al., 1988 Berland en Launay, 1995 Petrofsky en Hoseney, 1995 Janssen et al., 1996a Létang et al., 1999 Song en Zheng, 2007 Mirsaeedghazi et al., 2008 Skendi et al., 2010 Zaidel et al., 2010 Mastromatteo et al., 2013 Berland en Launay, 1995 Janssen et al., 1996a Létang et al., 1999 Song en Zheng, 2007 Mirsaeedghazi et al., 2008 Skendi et al., 2010 Zaidel et al., 2010 Mastromatteo et al., 2013 Auger et al., 2008 Koksel en Scanlon, 2012 Janssen et al., 1996a Létang et al., 1999 Hlynka, 1962 Basaran en Göçmen, 2003 Hlynka, 1962 Basaran en Göçmen, 2003 Basaran en Göçmen, 2003 Gélinas en McKinnon, 2013 Mirsaeedghazi et al., 2008 Maache-Rezzoug et al., 1998 Mirsaeedghazi et al., 2008 Angioloni en Dalla Rossa, 2005 Patel et al., 2012 Lindahl en Eliasson, 1992 Mirsaeedghazi et al., 2008 Gélinas en McKinnon, 2013 Song en Zheng, 2007 Mirsaeedghazi et al., 2008 Gélinas en McKinnon, 2013
8
Literatuurstudie
Zoutgehalte
Arabinoxylanen
Beschadigd zetmeel
Type mixer Mengsnelheid
Mengtijd
Rusttijd
PC
Deegontwikkelingstijd
PC NC NC
Stabiliteit Waterabsorptie G’
NC NC PC
G’’ Consistentie Waterabsorptie
PC PC
Elasticiteit (lage conc. AX) Viscositeit (hoge conc. AX)
PC PC
Deegontwikkelingstijd Waterabsorptie
NC NC PC (!) NC (!) PC / PC PC
Viscositeit G’’ G' G’ P/L Deegontwikkelingstijd Waterabsorptie Deegontwikkelingstijd
NC PC PC PC PC (!) (zwak) NC (!)
Stabiliteit Consistentie G’’ (voor DOT) Viscositeit (voor DOT) G’’ (na DOT) G’’ (na DOT)
NC NC (!)
Viscositeit (na DOT) G’
PC (!)
G’
PC NC
Consistentie (voor DOT) Consistentie (na DOT)
PC
Kleverigheid
NC NC PC
Viscositeit G’ (voor DOT) G’ (na DOT)
Hlynka, 1962 Li en Walker, 1992 Mirsaeedghazi et al., 2008 McCann en Day, 2013 Hlynka, 1962 Zaidel et al., 2010 McCann en Day, 2013 McCann en Day, 2013 Hlynka, 1962 Izydorczyk en Rattan, 1995 Weegels et al., 1996 Izydorczyk en Rattan, 1995 Izydorczyk en Rattan, 1995 Courtin en Delcour, 2002 Izydorczyk en Rattan, 1995 Dexter et al., 1994 Van Bockstaele, 2011 Barrera et al., 2013 Van Bockstaele, 2011 Lindahl en Eliasson, 1992 Van Bockstaele, 2011 Van Bockstaele, 2011 Connelly en McLintier, 2008 Hlynka, 1962 Auger et al., 2008 Hlynka, 1962 Gélinas en McKinnon, 2013 Hlynka, 1962 Janssen et al., 1996a Zheng et al., 2000 Bohlin en Carlson, 1980 Navickis, 1989 Zheng et al., 2000 Létang et al., 1999 Dreese et al., 1988 Zheng et al., 2000 Schiedt et al., 2013 Bohlin en Carlson, 1980 Navickis, 1989 Janssen et al., 1996a Bohlin en Carlson, 1980 Bohlin en Carlson, 1980 Létang et al., 1999 Manohar en Rao, 1997 Létang et al., 1999 Létang et al., 1999 Schiedt et al., 2013 Schiedt et al., 2013
9
Literatuurstudie
Vezels
PC
Waterabsorptie (afhankelijk van type vezel)
PC (!) NC (!)
Stabiliteit Stabiliteit
PC
Deegontwikkelingstijd
PC
Weerstand
NC
Extensibiliteit (afhankelijk van type vezel)
Laurikainen et al., 1998 Wang et al., 2002 Gómez et al., 2003 Sudha et al., 2007 Peressini en Sensidoni, 2009 Krishnan et al., 1987 Sudha et al., 2007 Laurikainen et al., 1998 Gómez et al., 2003 Sudha et al., 2007 Laurikainen et al., 1998 Wang et al., 2002 Gómez et al., 2003 Mirsaeedghazi et al., 2008 Wang et al., 2002 Gómez et al., 2003 Sudha et al., 2007 Ahmed et al., 2013
Tabel 3: Invloed samenstelling en proceseigenschappen op eindproduct. PC: positieve correlatie; NC: negatieve correlatie; PE: positief effect; ?: onduidelijk verband; /: niet karakteriseerbaar verband
Samenstelling en proceseig. Eiwitgehalte
Type verband
Eindproduct
Literatuur
PC (sterk)
Broodvolume
Eiwitkwaliteit
PC
Broodvolume
Gluten (gehalte) Glutenine
PC PC PC (sterk)
Kruim (hardheid) Broodvolume Broodvolume
Gliadine Zetmeelgehalte Watergehalte
PC ? PC
Broodvolume Kruim Broodvolume
Mengtijd
PC PC (interval) PE (interval) PE (interval) PE (interval) NC
Kruim (poriënvolume) Broodvolume Kruim (zachtheid en poriën) Aroma Korst Broodvolume (na DOT)
Vezels
NC
Broodvolume
Gist
/
Aroma
Uthayakumaran et al., 1999 Uthayakumaran en Lukow, 2003 Van Bockstaele, 2011 Barak et al., 2013 Weegels et al., 1996 Wieser en Kieffer, 2001 Sliwinski et al., 2004a Goesaert et al., 2005 Marchetti et al., 2012 Van Bockstaele, 2011 Chakraborty en Khan, 1988 Weegels et al., 1996 Uthayakumaran et al., 1999 Barak et al., 2013 Barak et al., 2013 Goesaert et al., 2005 Basaran en Göçmen, 2003 Van Bockstaele, 2011 Mastromatteo et al., 2013 Poutanen, 1997 Poutanen, 1997 Poutanen, 1997 Poutanen, 1997 Paredes-Lopez en Bushuk, 1983 Basaran en Göçmen, 2003 Laurikainen et al., 1998 Gómez et al., 2003 Brich et al., 2013
α-amylasen
10
Literatuurstudie
Tabel 4: Invloed reologische eigenschappen op eindproduct. PC: positieve correlatie; NC: negatieve correlatie; !: contradictie
Reologische eig. Stabiliteit Deegontwikkelingstijd G’’
Type verband PC PC PC
Eindproduct Broodvolume Broodvolume Broodvolume
Viscositeit
PC (!) NC (!) PC (!) (sterk) NC (!)
Broodvolume Broodvolume Broodvolume Broodvolume
G’
Literatuur Barak et al., 2013 Barak et al., 2013 Khatkar et al., 2002 Van Bockstaele, 2011 Barak et al., 2013 Izydorczyk en Rattan, 1995 Khatkar et al., 2002 Van Bockstaele, 2011
1.4.1 Eiwitgehalte en gluten De eiwitten, meer specifiek de gluten, spelen een belangrijke rol bij de reologische eigenschappen van een deeg aangezien ze verantwoordelijk zijn voor het visco-elastisch netwerk. Omdat de gluten ongeveer 80% van het totale eiwitgehalte vertegenwoordigen (Goesaert et al., 2005) kan men veronderstellen dat bij een hoger eiwitgehalte ook meer gluten aanwezig zijn (Van Bockstaele, 2011). Opvallend genoeg is het eiwitgehalte negatief gecorreleerd met elasticiteit en viscositeit (Uthayakumaran en Lukow, 2003; Song en Zheng, 2007; Van Bockstaele, 2011). Men zou verwachten dat bij een hoger eiwitgehalte meer gluten aanwezig zijn en dus ook een hogere elasticiteit en viscositeit, aangezien glutenine en gliadine positief gecorreleerd zijn met respectievelijk elasticiteit en viscositeit (Song en Zheng, 2007; Janssen et al., 1996b). Het is mogelijk dat bij hogere eiwitgehaltes eiwit-eiwit en zetmeel-eiwit interacties zo sterk zijn dat ze zorgen voor een minder elastisch en viskeus deeg (Amemiya en Menjivar, 1992). Bakkwaliteit is over het algemeen positief gecorreleerd met eiwitgehalte (Bloksma, 1972). Bij hoger eiwitgehalte zullen er meer zetmeel-eiwit interacties aanwezig zijn. Deze interacties zijn een bron van elasticiteit en dit zou dus de positieve correlatie kunnen verklaren (Amemiya en Menjivar, 1992). De correlatie tussen eiwitgehalte en bakkwaliteit kan dus verklaard worden door de correlatie tussen eiwitgehalte en elasticiteit. Volgens Bloksma (1990) is elasticiteit een van de belangrijkste reologische vereisten is voor de bakkwaliteit. Een elastischer deeg zou kunnen leiden tot bijvoorbeeld grotere volumes van broden (Khatkar et al., 2002). Dit laatste wordt echter tegengesproken door (Van Bockstaele, 2011). Waterabsorptie, deegontwikkelingstijd en uitrekbaarheid nemen toe bij toenemende eiwitgehalte (Bloksma, 1972; Uthayakumaran et al., 1999; Uthayakumaran en Lukow, 2003; Sliwinski et al., 2004a; Sissons et al., 2005; Singh et al., 2011). De toename in waterabsorptie is te wijten aan de extensieve zwelling van de eiwitten; terwijl de relatie tussen eiwitgehalte en uitrekbaarheid wordt verklaard door de grotere bindingssterkte tussen peptideketens ten opzichte van watermoleculen (Bloksma, 1972). Bij een hoger eiwitgehalte is er meer tijd nodig voor de ontwikkeling van het glutennetwerk (zie verder). Een mogelijke verklaring zou de toevoeging van mechanische energie kunnen zijn. Tijdens het kneden wordt mechanische energie toegevoegd aan een deeg (Zaidel et al., 2010), waardoor het glutennetwerk wordt gevormd. Bij een hoger eiwitgehalte kan er meer energie nodig zijn waardoor langere deegontwikkelingstijden zijn vereist (Amemiya en Menjivar, 1992; Marchetti et al., 2012).
11
Literatuurstudie
Om dit laatste te verklaren wordt gekeken naar een studie van Cuq et al. (2003). De input van mechanische energie aan het deeg induceert twee effecten: bloemcomponenten in deeg bevorderen de vorming van nieuwe interacties tussen moleculen en dit veroorzaakt een toename in deegsamenhang (structurering); het breken van georganiseerde structuren leidt tot afschuivingseffecten van deeg en deze induceren een daling in deegsamenhang. De optimale kneedtijd kan geassocieerd worden met een evenwicht tussen de structurering en de afschuivingseffecten op het eiwitnetwerk. Bij een hoger eiwitgehalte zijn meer georganiseerde structuren vereist om een optimale deegsamenhang te bereiken. Bovendien kan de aanwezigheid van meer georganiseerde structuren leiden tot grotere afschuivingseffecten (meer afbraak), waardoor het langer duurt om dat evenwicht te bereiken en bijgevolg is een langere deegontwikkelingstijd vereist. Van Bockstaele (2011) rapporteerde ook nog andere relaties met het eiwitgehalte. Zo blijkt het eiwitgehalte positief gecorreleerd te zijn met de Zeleny sedimentatiewaarde en asgehalte. Daarnaast zal bij een hoger gehalte (natte) gluten een hogere Zeleny bekomen worden. Glutenine zorgt voor een hogere weerstand tegen extensie (Uthayakumaran et al., 1999; Li et al., 2008). Uthayakumaran et al. (1999) rapporteerde dat ook het eiwitgehalte positief gecorreleerd is met de weerstand tegen uitrekking. 1.4.2 Eiwitkwaliteit De kwaliteit van eiwitten is een heel ruim begrip en het is niet altijd even duidelijk wat deze kwaliteit precies betekent. Vooral de samenstelling van gliadine en glutenine bepaalt de eiwitkwaliteit. In de literatuur wordt meermaals aangehaald dat eiwitkwaliteit meer gerelateerd is aan glutenine dan gliadine (Wieser en Kieffer, 2001; Sliwinski et al., 2004a; Goesaert et al., 2005; Li et al., 2008). Volgens Sliwinski et al. (2004a) is vooral de hoeveelheid hoogmoleculaire gluteninesubeenheden een belangrijke parameter voor de kwaliteit van een bloem. Het toevoegen van gluten aan bloem zorgde voor een hogere waterabsorptie, stabiliteit, G’ en deegontwikkelingstijd in vergelijking met bloem zonder toegevoegde gluten (Basaran en Göçmen, 2003; Marchetti et al., 2012). De invloed op de waterabsorptie kan verklaard worden doordat de bloem met toegevoegde gluten in staat zijn meer water te binden. Deze eiwitten zullen ook een sterker glutennetwerk opbouwen wat de invloed op stabiliteit kan verklaren. Het effect op elasticiteit en deegontwikkeling is moeilijker te verklaren. Waarschijnlijk zullen interacties tussen gluteninemoleculen sterker zijn waardoor een elastischer deeg wordt gevormd. Diezelfde interacties zorgen voor een meer samenhangend deeg wat kan leiden tot langere deegontwikkelingstijden (zie 1.4.1). Eiwitkwaliteit is positief gecorreleerd is aan broodvolume (Weegels et al., 1996; Wieser en Kieffer, 2001; Sliwinski et al., 2004a; Goesaert et al., 2005) en een hoger eiwitgehalte geeft een harder kruim (Marchetti et al., 2012). De relatie met het broodvolume is een onrechtstreeks gevolg van de positieve relatie tussen elasticiteit en broodvolume (Khatkar et al., 2002).
12
Literatuurstudie
1.4.3 Zetmeelgehalte Zetmeel heeft een belangrijke rol in de reologische eigenschappen van een deeg (Petrofsky en Hoseney, 1995; Song en Zheng, 2007; Schiedt et al., 2013). Zetmeel-zetmeel en zetmeel-eiwit interacties zouden een belangrijke bron van elasticiteit kunnen zijn (Amemiya en Menjivar, 1992). Deze suggestie word bevestigd door Schiedt et al. (2013) en Watanabe et al. (2002). De grootte van deze interacties is afhankelijk van de grootte van de afschuifspanning. Net als eiwit is zetmeel in staat om water te absorberen (Goesaert et al., 2005). Eiwitten kunnen 114% tot 215% van hun eigen gewicht aan water absorberen (Berton et al., 2002), zetmeel 39% tot 87% (Larsen, 1964; Rasper en De Man, 1980; Berton et al., 2002) en beschadigd zetmeel 200% tot 430% (Berton et al., 2002). 1.4.4 Watergehalte Water heeft een heel belangrijke rol aangezien het de visco-elastische eigenschappen van een deeg bepaalt. Water zorgt voor de hydratatie van de verschillende bloemcomponenten (Song en Zheng, 2007). Een volledig gehydrateerd deeg heeft bij optimale deegontwikkeling de hoogste elasticiteit. Zowel G’ als G’’ dalen bij toenemend watergehalte (Dreese et al., 1988; Berland en Launay, 1995; Petrofsky en Hoseney, 1995; Janssen et al., 1996a; Létang et al., 1999; Song en Zheng, 2007; Mirsaeedghazi et al., 2008; Skendi et al., 2010; Zaidel et al., 2010; Mastromatteo et al., 2013). Als meer water wordt toegevoegd dan nodig is voor optimale consistentie duurt het langer om een optimale deegontwikkeling te bereiken (Basaran en Göçmen, 2003; Auger et al., 2008; Koksel en Scanlon, 2012). Daarnaast heeft water ook verzachtende effecten (versoepelen van glutenstructuur) (Létang et al., 1999). Het watergehalte beïnvloedt ook sensorische parameters als stevigheid van het kruim en grootte poriën (kruim) (Mastromatteo et al., 2013). Het dynamisch visco-elastisch gedrag van een deeg kan worden verklaard door de tweeledige rol van water. Enerzijds is het een inert vulmiddel dat de dynamische eigenschappen proportioneel reduceert. Anderzijds gedraagt water zich als een smeermiddel dat het fenomeen van ontspanning vergroot (Masi et al., 1998).
13
Literatuurstudie
1.4.5 Temperatuur Er zijn verschillende elementen die de uiteindelijke deegtemperatuur beïnvloeden. De belangrijkste hiervan zijn de bloem- en watertemperatuur. De deegtemperatuur wordt ook beïnvloed door de mengsnelheid en mengtijd. Sneller of langer mengen zorgt voor meer energie-input waardoor de deegtemperatuur kan stijgen (Maache-Rezzoug et al., 1998; Shehzad et al., 2012). De temperatuur heeft een invloed op het reologisch gedrag van een deeg. Bij een hogere temperatuur is een deeg minder elastisch en viskeus (Maache-Rezzoug et al., 1998; Mirsaeedghazi et al., 2008). Daarnaast is temperatuur ook negatief gecorreleerd met deegontwikkelingstijd, stabiliteit en waterabsorptie (Hlynka, 1962; Basaran en Göçmen, 2003; Gélinas en McKinnon, 2013). De exacte reden waarom de waterabsorptie lager is bij een hogere temperatuur, is niet volledig duidelijk. Bij deze hogere temperatuur is deeg waarschijnlijk minder in staat om water te binden, waardoor de WA daalt. Hierdoor is er meer vrij water aanwezig waardoor de consistentie daalt, water heeft immers verzachtende effecten (zie 1.4.4). Om dezelfde consistentie te bereiken als bij de lagere temperatuur is een lagere WA nodig. 1.4.6 α-amylasen De invloed van α-amylasen zijn vooral te zien bij de broodbereiding. α-amylasen zorgen voor een groter broodvolume, langere houdbaarheid en betere kruimstructuur, aroma en korstkleur (Poutanen, 1997; Goesaert et al., 2005). Dit laatste is te verklaren door de inwerking van α-amylasen op verstijfseld zetmeel tijdens het bakken. Het verstijfseld zetmeel wordt afgebroken door α-amylasen tot kortere suikers (bvb. glucose). De aanwezigheid van meer suikers bevorderd de fermentatie door gisten en leidt tot een intenser aroma en korstkleur tijdens de Maillard-reactie (Goesaert et al., 2009). Goesaert et al. (2009) rapporteerden dat de werking van α-amylasen gerelateerd kunnen worden aan een reductie in deegviscositeit tijdens de verstijfseling van zetmeel. Op die manier wordt de ovenrijs verlengd wat het groter broodvolume zou kunnen verklaren. De eerder besproken invloeden van α-amylasen zijn dosisgerelateerd. Overdosering kan leiden tot het omgekeerde resultaat (Goesaert et al., 2005). Dit betekent dat voor positieve resultaten gewerkt moet worden bij een bepaald interval van hoeveelheid α-amylasen. α-amylasen zijn ook negatief gecorreleerd met elasticiteit, viscositeit en asgehalte (Lindahl en Eliasson, 1992; Angioloni en Dalla Rossa, 2005; Mirsaeedghazi et al., 2008; Van Bockstaele, 2011; Patel et al., 2012). 1.4.7 Gist Gist zorgt voor een elastischer deeg (Song en Zheng, 2007; Mirsaeedghazi et al., 2008), maar het is niet duidelijk waarom. Gist zorgt ook voor een hogere waterabsorptie en een beperkte daling in stabiliteit (Gélinas en McKinnon, 2013). In de literatuur werd gesuggereerd dat de metabolieten (ethanol, azijnzuur en barnsteenzuur) van Saccharomyces cerevisiae tijdens de fermentatie deegeigenschappen zoals extensibiliteit, gashoudend vermogen en stabiliteit negatief kunnen beïnvloeden (Jayaram et al., 2014; Rezaei et al., 2014).
14
Literatuurstudie
1.4.8 Zout De aanwezigheid van zout zorgt voor een snellere en sterkere vorming van het glutennetwerk (Zaidel et al., 2010; McCann en Day, 2013). Zout beïnvloedt de glutenvorming doordat gliadine minder oplosbaar is in een zout-wateroplossing. Het gevolg hiervan is dat er een grotere hoeveelheid gluten wordt gevormd wat leidt tot een vaster deeg. Daarnaast zorgt zout voor een meer rigide glutennetwerk door de elektrostatische krachten. Tijdens het kneden worden ionbindingen tot stand gebracht waarin zouten, zowel van nature aanwezig in de bloem als toegevoegde zouten (onder vorm van bvb. NaCl), een belangrijke rol spelen (Classofoods – internet; De Leyn – mondeling). Om diezelfde reden zou het zout zorgen voor een langere deegontwikkelingstijd en stabiliteit (Hlynka, 1962; Li en Walker, 1992; Mirsaeedghazi et al., 2008; McCann en Day, 2013). Bij toenemend zoutgehalte daalt de elasticiteit, viscositeit en waterabsorptie (Hlynka, 1962; Zaidel et al., 2010; McCann en Day, 2013). Dit laatste is ook de verklaring waarom zout zorgt voor een lagere deegconsistentie (Hlynka, 1962). Ten slotte heeft zout een negatief effect op de gistactiviteit (Lynch et al., 2009).
15
Literatuurstudie
1.5
Deegextrusie
Bij extrusie wordt een product onderworpen aan een externe kracht tot het stroomt door één (of meerdere) opening(en). Het product wordt samengedrukt totdat de structuur wordt verstoord en geëxtrudeerd door deze opening(en). Afhankelijk van het type product is een minimale kracht vereist om extrusie te bereiken. Deze kracht karakteriseert dan ook het verloop van de extrusie voor een bepaald type product (Stable Micro Systems, 2013). In de literatuur zijn verschillende systemen (tarwezemelen, analogen voor vlees, beslag en havermaïs) te vinden waar extrusie wordt toegepast (Liu et al., 2000; Moore et al., 2004; Yao et al., 2004; Sciarini et al., 2010a en 2010b; Gómez et al., 2011). Er zijn twee types van extrusie, backward extrusion en forward extrusion. Bij backward extrusion (Figuur 5) zit het staal in een houder met een stevige basis en een open bovenzijde. Een probe (extrusie schijf) wordt omlaag geforceerd in de houder met een vooraf ingestelde bepaalde snelheid (pre-test speed) en trigger force tot deze laatste overschreden wordt. Terwijl de probe verder daalt met dezelfde of een andere snelheid (test speed) wordt de kracht gemeten in functie van de tijd. Door de externe kracht stroomt het staal door de ruimte tussen de probe en de wand van de houder. Na een bepaalde tijd keert de probe terug in zijn oorspronkelijke positie en stopt de meting (Stable Micro Systems, 2013). In het geval van forward extrusion (Figuur 6) wordt het staal ook geplaatst in een houder met een open bovenzijde, maar de basis van de houder heeft een centrale opening (zogenaamde annulus) waarvan de diameter gevarieerd kan worden. Het verloop van extrusie is ongeveer dezelfde als bij backward extrusion. Het belangrijkste verschil is bij de tweede fase. De nauw aansluitende probe comprimeert het staal. Door de externe kracht stroomt het staal door de annulus (Stable Micro Systems, 2013). Bij extrusie zijn er verschillende variabelen zoals snelheid, grootte van opening (annulus), trigger force, meetafstand en staalhoeveelheid. Deze laatste twee hangen nauw samen met elkaar. Hoe groter de staalhoeveelheid, hoe groter de meetafstand kan zijn. Bij een kleine hoeveelheid staal is de meetafstand beperkt. De meetafstand is een vooraf ingestelde afstand die de probe aflegt vanaf het overschrijden van de trigger force tot het einde van de meting.
16
Literatuurstudie
Figuur 5: Principe backward extrusion (Stable Micro Systems, 2013)
17
Literatuurstudie
Figuur 6: Principe forward extrusion (Stable Micro Systems, 2013)
18
Literatuurstudie
Er zijn verschillende artikels te vinden over extrusie, maar slechts weinige handelen specifiek over de extrusie van deeg. In een onderzoek van Moore et al. (2004) werd de vereiste kracht, om extrusie te bereiken, van beslagen en degen met elkaar vergeleken door middel van extrusie- en penetratietesten. De hardheid van de beslagen en degen werden onderzocht met een texture analyzer uitgerust met een forward extrusion cel. Er wordt 200 g staal gebruikt. Bij beslagen werden ingesloten luchtbellen verwijderd met een lepel, terwijl de rest van de lucht werd verwijderd door toepassing van een precompressie. Bij de proefopzet wordt een annulus van 10 mm gebruikt. Bij zowel beslagen als degen wordt de extrusiekracht gemeten bij een testsnelheid van 1,0 mm/sec. Ook in andere onderzoeken wordt diezelfde testsnelheid toegepast (Zheng et al., 2000; Sciarini et al., 2010a en 2010b). Een load cell van 5 kg en 25 kg werden gebruikt bij respectievelijk beslagen en degen. Bij deeg wordt eerst een rustperiode van 30 min bij kamertemperatuur toegepast voor het staal in de houder wordt geplaatst. Opvallend genoeg wachtte men nog eens 5, 10 en 60 min voor het meten. Deegextrusie resulteerde in krachten die het maximum van de load cell overschrijden (295 N ≈ 30 kg). Ook na verlengde relaxatietijden tot 105 min was de kracht nog steeds te groot.
19
Materiaal en methoden
2
Materiaal en methoden
2.1
Bloemeigenschappen
Vijf verschillende commerciële bloemsoorten werden gebruikt voor dit onderzoek. De bloem is afkomstig van Ceres (Brussel, België). Deze bloemsoorten verschillen in eiwitgehalte en asgehalte (10/680; 11/450; 11/680; 12/680 en 14/680). Valgetal, beschadigd zetmeel, Zeleny, glutenindex, natte en droge gluten (Tabel 5) werden volgens de respectievelijke ICC methode bepaald: 107/1, 172, 116/1, 155. Het eiwitgehalte werd bepaald volgens NF ISO 15670 met 5,70 als conversiefactor. Het vochtgehalte werd bepaald via een snelle meetmethode, namelijk IR-balans. Tabel 5: Karakteristieken van de verschillende bloemsoorten; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Type Eiwitgehalte* Vochtgehalte Valgetal Zeleny Glutenindex Natte gluten Droge gluten Besch. ZM
10-680 a
10,0 ±0,09 12,6a ±0,35 287a ±0,6 26a ±0,0 96,2a ±0,24 22,3a ±0,13 7,9a ±0,31 5,82b ±0,07
11-450 a
11,5 ±0,10 12,4a ±0,12 303ab ±12,1 35b ±0,6 96,0a ±0,60 28,8b ±0,08 9,7c ±0,13 6,00c ±0,03
11-680 a
10,2 ±0,12 12,2a ±0,01 367c ±22,0 27a ±1,0 99,5b ±0,22 22,5a ±0,17 8,2b ±0,06 7,09e ±0,03
12-680 a
13,4 ±0,09 12,1a ±0,28 327b ±22,1 39c ±0,0 96,6a ±0,26 31,6c ±0,46 10,8d ±0,13 6,87d ±0,10
14-680 14,4b ±0,05 12,8a ±0,00 382c ±7,5 41d ±0,6 99,4b ±0,25 31,6c ±0,31 11,3e ±0,25 5,56a ±0,10
*op droge stof
2.2
Farinograaf
De consistentie van een deeg werd onderzocht met behulp van een farinograaf met een mengkom van 300 g (Brabender, Duitsland) volgens de standaard methode (ICC 115/1). De parameters die werden bepaald zijn waterabsorptie (WA), deegontwikkelingstijd (DOT), stabiliteit (STAB), afzwakking (DOS 10 en DOS ICC) en farinograaf kwaliteitsgetal (FQN) (Van Bockstaele et al., 2008). DOS 10 is de graad van verzachting 10 minuten na de start van de test, terwijl dit bij DOS ICC 12 minuten na optimale deegontwikkelingstijd. Elasticiteit (ELAST) wordt ook bepaald als de bandbreedte van de farinogram. Er werd een onderscheid gemaakt tussen temperatuur en consistentie. Enerzijds werd de consistentie voor 500 FU gemeten bij 30 °C en anderzijds werd bij 26 °C de consistentie bepaald voor 400 FU, 500 FU en 600 FU. De farinograaf, waarbij de consistentie tot 500 FU werd gebracht bij 30 °C, werd in drievoud uitgevoerd. De farinograaf bij 26 °C, bij verschillende consistenties, werd enkelvoudig uitgevoerd omdat dit voorbereidend werk was voor deegextrusie.
20
Materiaal en methoden
2.3
Alveograaf
Weerstand (P) en extensibiliteit (L) werden onderzocht met een alveograaf van Chopin (Frankrijk) volgens de standaard methode (ICC 121). Behalve tenaciteit en extensibiliteit werden ook andere parameters bepaald, namelijk curve configuratieverhouding (P/L), vervormingsenergie (W) en elasticiteitsindex (I e) (Van Bockstaele et al., 2008). Deze test werd uitgevoerd met minstens drie herhalingen.
2.4
Kieffer-test
De Kieffer-test werd uitgevoerd, bij 26 °C, met een texture analyzer (Stable Micro Systems, Verenigd Koninkrijk) uitgerust met een load cell van 5 kg. Degen (water en bloem) werden gemaakt in een kleine farinograaf (50 g). De kneedtijd (Tabel 6) van het deeg werd gekozen in functie van de deegontwikkelingstijd en stabiliteit van de bloem, verkregen tijdens de farinograaf testen. De gebruikte hoeveelheid water is gebaseerd op de waterabsorptie bij 30 °C (consistentie van 500 FU). Na de ontwikkeling van het deeg werd een rustperiode van 10 minuten toegepast in een exsiccator, gevuld met water om uitdroging te voorkomen. Daarna werden de deegstukjes gevormd en na een rustperiode van 45 minuten in de exsiccator werden de deegstukjes geanalyseerd. De parameters die werden bepaald zijn maximale weerstand tegen uitrekking (RE), uitrekbaarheid (E) en arbeid (W). Bij uitrekbaarheid worden twee verschillende waarden gemeten (E 1 en E2). E1 is de uitrekbaarheid bij maximale kracht, terwijl E2 de maximale uitrekbaarheid is net na het scheuren van het deeg. Deze parameters zeggen iets over het reologisch gedrag van deeg. Deze test werd uitgevoerd met minstens drie herhalingen. Een grafisch voorbeeld van deze test wordt weergegeven in Figuur 7. Bij de resultaten worden de curves beperkt tot E1.
Figuur 7: Voorbeeldgrafiek van Kieffer-test
21
Materiaal en methoden
2.5
Rijsactiviteit
De rijsactiviteit van een deeg wordt bepaald met een TA (Stable Micro Systems, Verenigd Koninkrijk) uitgerust met een load cell van 5 kg. Het doel is om de rijskracht te bepalen als gevolg van de werking van gist. De rijsactiviteit wordt gedurende 7200 seconden gemeten. De trigger force bedraagt 300,0 g. Met een probe wordt de rijsactiviteit als een kracht in functie van de tijd gemeten. Daarbij zal de probe zich in de hoogte verplaatsen naarmate het deeg stijgt. Op basis van 50 g bloem wordt een deeg op een gestandaardiseerde wijze gekneed in een kleine farinograaf bij 30 °C. Dezelfde kneedtijd wordt toegepast als bij deegextrusie (Tabel 6). Na het kneden wordt 50 g deeg overgebracht in een cilindrische houder. Om kleverigheid van het deeg aan de wand te voorkomen wordt vooraf ingevet met paraffineolie. Het deeg in de houder wordt lichtjes aangedrukt met de probe om eventuele holtes tussen deeg en wand te vermijden. Deze test wordt in tweevoud uitgevoerd. Figuur 8 is een grafisch voorbeeld van deze test, met de onderzochte parameters. De onderzochte parameters zijn: Rico (mm/s): rijssnelheid af te leiden uit de initiële lineaire stijging van de curve (tussen 1500 en 2500 seconden). tafzwakking (s): tijd op het einde van de lineaire stijging. Aafzwakking (mm): rijshoogte op het einde van de lineaire stijging. Ana 2 uur (mm): rijshoogte na 2 uur.
Figuur 8: Voorbeeldgrafiek voor de rijsactiveit van brooddeeg
22
Materiaal en methoden
2.6
Baktesten
Om de werkelijke kwaliteit te onderzoeken van elke bloemsoort wordt gebruik gemaakt van een kleine baktest. Een deeg, inclusief alle ingrediënten (Tabel 7), van minimaal 675 g wordt gemaakt in een pinkneder. De toegepaste kneedtijd is 6 min voor elke bloemsoort en de watertemperatuur bedraagt 24 °C. Wanneer het deeg gekneed is wordt deze onderworpen aan een voorrijs gedurende 10 min bij 30 °C. Vervolgens wordt het deegstuk verdeeld en opgebold (met Brabender opboller) in 3 deegstukken van 125 g en 3 deegstukken van 100 g. Deze 6 deegstukken ondergaan een bolrijs van 30 min bij 30 °C. De deegstukken worden 4 maal uitgerold (van het midden naar het einde) en daarna nog 12 keer platgewalst (6 keer heen en weer), opgerold tot een compacte deegcilinder (zonder luchtholtes binnenin) en met het slot naar de onderkant in een busblik of plaat gelegd. Deze ondergaan een narijs van 65 minuten bij 30 °C. Ten slotte wordt er 20 minuten gebakken bij 230 °C. Per bloemsoort worden 3 baktesten uitgevoerd bestaande uit 3 bus- en plaatbroden. Per bloemsoort wordt de baktest drievoud uitgevoerd. De bepaalde parameters zijn: volume, ovenrijs (in mm en in verhouding met rijshoogte na narijs), maximale hoogte (H), maximale breedte (B) en de H/B ratio (indicatie vloeigedrag van deeg tijdens rijs en bakken). De laatste twee parameters gelden enkel voor plaatbroden.
2.7
Deegextrusie
Deegextrusie werd uitgevoerd met een TA (Stable Micro Systems, Verenigd Koninkrijk) uitgerust met een forward extrusion cel. De TA is ook uitgerust met een load cell van 30 of 50 kg afhankelijk van de nodige kracht. De cilindrische houder heeft een hoogte van 115 mm en een annulus van 10 mm. De gebruikte testsnelheid is 1 mm per seconde over een afstand (distance) van 75 mm. Omdat heel hoge krachten verwacht worden, werd geopteerd voor een trigger force van 500 g. In voorbereidende testen werd onderzocht of het invetten van de wand van de houder ervoor zorgde dat de nodige kracht lager zou liggen dan wanneer niet werd ingevet. Uit deze testen bleek echter dat het invetten geen invloed had op de nodige kracht. In de testen van deegextrusie zal toch worden ingevet met paraffine olie om kleverigheid te voorkomen.
23
Materiaal en methoden
2.7.1 Deegextrusie van bloem-watersystemen Voor de vijf bloemsoorten werd deegextrusie voor bloem-watersysteem uitgevoerd voor degen ontwikkeld op basis van een consistentie bij 400 FU, 500 FU en 600 FU. Het deeg werd ontwikkeld in de 300 g mengkom van de farinograaf. De kneedtijden (Tabel 6) werden gekozen in functie van de deegontwikkelingstijd en stabiliteit van de bloem bij 26 °C. Nadat de degen werden gekneed wordt een rustperiode van 10 minuten toegepast zodat het deeg kan relaxeren (Létang et al., 1999; Moore et al., 2004; Schiedt et al., 2013). Het relaxeren van deeg gebeurt in een exsiccator, gevuld met water. Na deze rustperiode wordt het deeg gevormd tot een cilindrische vorm zodat het in de houder past. Om te vermijden dat er te veel lucht wordt ingesloten wordt het deeg met de probe aangedrukt voordat de test begint (Moore et al., 2004). Twee deegstukken van 225 g werden gebruikt per analyse. De analyse gebeurde in drievoud. Tabel 6: Optimale deegontwikkelingstijden van verschillende bloemsoorten
Type Kneedtijd
10-680 3 min
11-450 10 min
11-680 3 min
12-680 8 min
14-680 10 min
2.7.2 Deegextrusie met ingrediënten Deegextrusie wordt ook uitgevoerd voor de vijf bloemsoorten met verschillende ingrediënten en hun combinatie (Tabel 7). Dezelfde deegbereiding wordt toegepast als bij deegextrusie voor bloem-watersysteem. Hierbij zijn een tweetal zaken verschillend. Enerzijds wordt enkel een deeg gekneed bij 500FU en anderzijds worden drie deegstukken gemaakt van 150 g per analyse (in tweevoud). Tabel 7: Verschillende ingrediënten gebruikt voor deegextrusie met ingrediënten
Ingrediënt(en)
Hoeveelheid
Zout Gist Vitamine C Mout
1,5 % 1% 25 ppm = 0,0025 g / 100 g bloem 0,1 %
2.7.3 Deegextrusie in functie van fermentatie Tenslotte wordt, voor de vijf bloemsoorten, deegextrusie uitgevoerd in functie van de fermentatie. Hierbij worden drie verschillende condities onderzocht, namelijk na bolrijs, na uitrollen en na narijs. De deegbereiding is analoog zoals bij de kleine baktest (zie 2.6). Voor elk bloemstaal wordt een specifieke hoeveelheid bloem gebruikt, afhankelijk van de waterabsorptie (Tabel 8). Er worden twee deegstukken van 100 g en een deegstuk van 450 g gemaakt per analyse (in drievoud). Van dit laatste deegstuk (450 g) wordt telkens de consistentie gemeten met behulp van de farinograaf (korte registratie van ongeveer 2 min); op die manier kan consistentie beter gecorreleerd worden aan de deegextrusieparameters. De gemeten consistentie is de waarde van de gemiddelde (consistentie) na 2 minuten. Tabel 8: Hoeveelheid bloem aanwezig per deegstuk voor elk bloemstaal bij deegextrusie in functie van fermentatie
# g bloem/ 100g deeg # g bloem/ 450g deeg
10-680 64 290
11-450 63 284
11-680 63 283
12-680 62 280
14-680 63 282
24
Materiaal en methoden
2.7.4 Deegextrusieparameters Figuur 9 toont een voorbeeldcurve die wordt bekomen bij een forward extrusie van brooddeeg. Er zijn drie zones te onderscheiden in de grafiek. Deze zones worden voor de berekeningen manueel verankerd, met zogenaamde anchors (ankers), waardoor gebieden in de curve geselecteerd worden. De eerste zone (initiële stijging) heeft telkens een constante helling en gaat door tot de extrusie effectief begint (eerste buigpunt). Bij de tweede zone (verdere stijging) varieert de helling, maar dit is relatief beperkt, en gaat door tot de maximale kracht wordt bereikt voor extrusie (tweede buigpunt). Deze maximale kracht moet wel gerelativeerd worden, omdat variaties in de derde zone heel groot kunnen zijn. De derde zone (plateauzone) vertoont veel pieken en dalen die elkaar consequent opvolgen. Figuur 10 geeft het verloop van extrusie weer zoals dit in de realiteit gebeurt. De parameters die werden bepaald zijn: Extrusiekrachtpunt (EKP) Kracht die nodig is op het eerste buigpunt van de curve (beginpunt zone 2). Extrusietijdspunt (ETP) Tijd wanneer het eerste buigpunt van de curve wordt bereikt. (beginpunt zone 2). Extrusiepiekkracht (EPK) Kracht die nodig is op het tweede buigpunt van de curve, dit is niet altijd de maximale kracht (beginpunt zone 3). Extrusiepiektijd (EPT) Tijd wanneer het tweede buigpunt van de curve wordt bereikt (beginpunt zone 3). Mean Berekening van het gemiddelde van de gegevenswaarden van de curve tussen twee verschillende ankers. Gradient (Grad.) Berekening van de gradiënt (helling) van de curve tussen twee verschillende ankers. De berekening wordt gemaakt op basis van de helling van een rechte lijn tussen de twee punten waar de twee ankers de curve onderscheppen. Average Gradient (Av. Grad.) Berekening van de gemiddelde gradiënt van alle positieve hellingen (van dal tot piek) met behulp van alle ‘piek en dal paren’ in het geselecteerde gebied. De gradiënt van elk dal tot piek wordt berekend en toegevoegd aan een accumulator. De gemiddelde gradiënt is deze accumulator gedeeld door het aantal ‘dal tot piek hellingen’ in het geselecteerde gebied. Average Drop Off (Av. DO) Berekening van de gemiddelde daling van de kracht tussen opeenvolgende pieken en dalen over een geselecteerd gebied. De totale daling, namelijk de som van de absolute verschillen tussen opeenvolgende pieken en dalen wordt eerst bepaald en dit totaal wordt gedeeld door het aantal dalingen om de gewenste waarde te geven. 25
Materiaal en methoden
Figuur 9: Typische grafiek van deegextrusie met alle parameters. I: Zone 1; II: Zone 2; III: Zone 3. 1: Startpunt; 2: 1ste buigpunt; 3: 2de buigpunt; 4: Eindpunt
Figuur 10: Typische deegextrusie. 1: Startpunt; 2: 1
ste
de
buigpunt; 3: 2 buigpunt; 4: Eindpunt
26
Materiaal en methoden
2.8
Statistische verwerking
De resultaten worden statisch onderzocht met behulp van ANOVA-testen. Indien ofwel de data niet normaal verdeeld is ofwel de varianties verschillen van elkaar worden nietparametrische testen uitgevoerd. Met de Kruskall-Wallis test en Mann-Whitney U test wordt nagegaan of er significante verschillen aanwezig zijn. Deegextrusieparameters worden met andere parameters (bvb. consistentie, eiwitgehalte, …) gecorreleerd met behulp van Pearson Correlations.
27
Materiaal en methoden
2.9
Schema masterproef
Deegextrusie wordt uitgevoerd bij drie verschillende condities. Een variabele consistentie bij bloem-watersystemen, toevoeging van verschillende ingrediënten (zout, gist, vitamine C en mout) en hun combinatie en bij verschillende verwerkingspunten van de fermentatie (bolrijs, uitrollen en narijs). De extrusieparameters bekomen uit deegextrusie worden per conditie gerelateerd aan de bloemeigenschappen (zoals eiwitgehalte, vochtgehalte, waterabsorptie, …). Ook wordt nagegaan of er correlaties aanwezig zijn met consistentie en bakkwaliteit.
Bloemeigenschappen
Bloemwatersystemen
Consistentie 400 FU 500 FU 600 FU
400 FU 500 FU 600 FU
Zout Gist
Deegextrusie
Ingrediënten
Vitamine C
Bloemeigenschappen
Mout Totaal
In functie van fermentatie
Na bolrijs
Bakkwaliteit
Na uitrollen
Bloemeigenschappen
Na narijs
Consistentie 28
Resultaten en bespreking
3
Resultaten en bespreking
3.1
Vergelijkende studie van de reologische eigenschappen van de bloemstalen
3.1.1 Farinograaf In Figuur 11 is voor ieder bloemstaal een representatieve farinogram weergegeven. De grafiek geeft aan dat er relatief weinig verschil is tussen 10-680 en 11-680 enerzijds en tussen 11-450 en 12-680 anderzijds. Deze laatste twee hebben een opvallend lange stabiliteit, maar de 12-680 begint na 12 minuten af te zwakken. De 11-450 zwakt eventjes af na de optimale deegontwikkelingstijd en vertoont een tweede piek.
Figuur 11: Resultaten farinograaf op basis van 500 FU bij 30 °C – curves zijn voorstelling van 1 grafiek
Tabel 9 geeft een overzicht van de parameters die bekomen worden uit de farinogrammen. Ondanks het hogere eiwitgehalte is de waterabsorptie van 14-680 lager dan van 12-680. Hetzelfde wordt vastgesteld voor de deegontwikkelingstijd van 12-680, hoewel bij deegontwikkelingstijd de verschillen niet echt groot zijn. Bijzonder is de lange stabiliteit van 11-450 en 14-680. De graad van verzachting is relatief laag voor 11-450. Van Bockstaele (2011) rapporteerde een positieve correlatie tussen FQN en stabiliteit, en dit zou kunnen leiden tot de hoge waarden voor FQN. Echter bij 14-680 wordt ondanks de hoge stabiliteit een lagere FQN gevonden.
29
Resultaten en bespreking
Tabel 9: Resultaten farinograaf bij 30 °C voor 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 3 herhalingen
Type EW (%) WA (%) DOT (min) STAB (min) DOS 10 (FU) DOS ICC (FU) FQN
10-680
11-450
a
11-680
a
10,0 ±0,09 55,0a ±0,1 1,8a ±0,1 2,7a ±0,2 63,3d ±2,9 69,3d ±2,5 29,7a ±1,5
11,5 ±0,10 58,5ab ±0,2 2,4b ±0,2 20,3ab ±2,7 8,3a ±1,2 16,7a ±3,2 216,7b ±28,9
12-680
a
10,2 ±0,12 58,8b ±0,1 1,9a ±0,1 2,2a ±0,3 66,7bcd ±3,1 72,3d ±3,1 31,0a ±1,0
a
13,4 ±0,09 60,7c ±0,0 2,8c ±0,1 14,2a ±0,4 16,3b ±2,1 32,0b ±3,0 144,7a ±5,7
14-680 14,4b ±0,05 59,7a ±0,2 2,4b ±0,2 23,5b ±0,4 31,3c ±16,7 50,3c ±1,2 59,0a ±2,6
Tabel 10 geeft de parameters die bekomen worden uit de farinogrammen uitgevoerd bij 26 °C. Uit de resultaten is af te leiden dat bij een hogere consistentie een lagere waterabsorptie, deegontwikkelingstijd, stabiliteit en farinograaf kwaliteitsgetal en een grotere verzachting en elasticiteit wordt gemeten. Bij DOT zijn de onderlinge verschillen echter klein. Daarnaast kan ook hogere DOT vastgesteld worden bij een hoger EW. Bij lagere eiwitgehaltes worden grotere verschillen in stabiliteit waargenomen bij de verschillende consistenties. Tabel 10: Resultaten farinograaf bij 26 °C voor 400, 500 en 600 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gebaseerd op 1 meting
Type
400 FU
500 FU
600 FU
10-680 a
11-450 a
11-680 a
12-680 a
14-680
EW (%)
10,0 ±0,09
11,5 ±0,10
10,2 ±0,12
13,4 ±0,09
14,4b ±0,05
WA (%) DOT (min) STAB (min) DOS 10 (FU) DOS ICC (FU) FQN ELAST EW (%) WA (%) DOT (min) STAB (min) DOS 10 (FU) DOS ICC (FU) FQN ELAST WA (%) DOT (min) STAB (min) DOS 10 (FU) DOS ICC (FU) FQN ELAST
61,2 1,9 14,1 17 25 155 85 10,0a ±0,09 57,8 1,9 11,0 29 43 103 94 55,2 1,5 2,6 97 116 24 123
64,3 12,3 18,2 4 0 200 71 11,5a ±0,10 60,8 10,5 19,5 5 31 220 95 57,2 8,8 17,2 7 0 136 103
64,6 1,8 19,0 18 17 200 58 10,2a ±0,12 61,4 1,9 10,9 40 43 35 81 57,8 1,8 9,9 48 53 35 111
67,3 10,2 17,1 4 0 198 70 13,4a ±0,09 63,6 7,5 14,9 5 49 158 98 60,3 5,8 12,6 18 67 123 112
64,6 19,4 18,0 12 0 200 89 14,4b ±0,05 61,1 20,0 18,6 0 0 200 101 58,0 2,9 18,8 26 17 200 126
30
Resultaten en bespreking
3.1.2 Alveograaf In Figuur 12 is voor ieder bloemstaal een representatieve alveogram weergegeven. De alveogrammen laten zien dat er weinig verschil is in maximale weerstand (P) voor 11-450, 11-680 en 12-680. Deze drie hebben toch een verschillende uitrekbaarheid. Vooral 11-680 heeft een lage uitrekbaarheid. 10-680 heeft een heel lage weerstand, terwijl 14-680 groot is in zowel weerstand als uitrekbaarheid.
Figuur 12: Resultaten alveograaf – curves op basis van minstens 3 herhalingen (Curves op basis van minimale L-waarde)
Tabel 11 geeft een overzicht van de parameters die bekomen worden uit de alveogrammen. Ter vergelijking worden voor enkele parameters de waarden gegeven van een standaardbloem (De Leyn, 2013-2014 – Cursus). Er zijn grote verschillen te zien in zowel maximale weerstand tegen uitrekking als uitrekbaarheid. Hogere eiwitgehaltes leiden tot hogere uitrekbaarheid, wat overeenkomt met andere studies (Bloksma, 1972; Uthayakumaran et al., 1999; Uthayakumaran en Lukow, 2003). Naarmate er meer eiwit is, is er ook meer arbeid (R² = 0,862) nodig. Diezelfde trend wordt teruggevonden voor Ie (R² = 0,859). Dit bevestigd de positieve correlatie tussen W en Ie die Van Bockstaele (2011) rapporteerde. Tussen waterabsorptie en maximale weerstand tegen uitrekking (R² = 0,809) wordt een gelijkaardig verband gevonden. Stabiliteit (farinograaf bij 30 °C) blijkt gecorreleerd te zijn met maximale uitrekbaarheid (R² = 0,749), arbeid (R² = 0,795) en Ie (R² = 0,749).
31
Resultaten en bespreking
Tabel 11: Resultaten alveograaf; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 3 herhalingen
Type EW (%) WA (%) P (mmH2O) L (mm) P/L W (10-4 J) Ie (%)
Standaard / / 77 97 0,79 216 /
10-680 a
10,0 ±0,09 55,0a ±0,1 66a ±3,65 68b ±5,72 0,98a ±0,13 153a ±8,54 49,3a ±1,16
11-450 a
11,5 ±0,10 58,5ab ±0,2 88b ±1,15 87c ±5,57 1,02a ±0,05 259b ±14,73 55,4b ±0,65
11-680 a
10,2 ±0,12 58,8b ±0,1 92bc ±2,65 53a ±2,89 1,75a ±0,09 182a ±10,02 49,6ab ±0,45
12-680 a
13,4 ±0,09 60,7c ±0,0 94bc ±4,55 86c ±8,27 1,11a ±0,13 279b ±18,57 57,6c ±0,26
14-680 14,4b ±0,05 59,7a ±0,2 103c ±4,04 95c ±10,02 1,09a ±0,13 390c ±42,03 68,9b ±1,37
3.1.3 Kieffer-test In Figuur 13 is voor ieder bloemstaal een representatieve uitrekkingscurve weergegeven bekomen uit de Kieffer test (uniaxiale uitrekbaarheid). Uit de resultaten blijkt dat de bloemtypes verschillen van elkaar op vlak van kracht. Het is ook duidelijk dat er geen verschil in uitrekbaarheid bij het scheuren tussen 10-680 en 11-450 enerzijds; en 12-680 en 14-680 anderzijds.
Figuur 13: Resultaten Kieffer-test – curves zijn gemiddelden op basis van minstens 3 herhalingen
Tabel 12 geeft een overzicht van de parameters die bekomen worden uit de uitrekkingscurves van de Kieffer test. Bij de bloemstalen 14-680 zijn grote significante verschillen te zien voor maximale weerstand tegen uitrekking en oppervlakte onder de curve (arbeid) in vergelijking met de andere bloemstalen. Hogere eiwitgehaltes leiden tot hogere waarden voor maximale weerstand tegen uitrekking wat door literatuur wordt bevestigd (Uthayakumaran et al., 1999). Hetzelfde geldt voor de uitrekbaarheid bij maximale kracht maar in mindere mate. De weerstand tegen uitrekking (R² = 0,694) en oppervlakte (R² = 0,649) blijken gecorreleerd te zijn met het eiwitgehalte. 32
Resultaten en bespreking
Tabel 12: Resultaten Kieffer-test; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 3 herhalingen
Type EW (%) WA (%) RE (g) E1 (mm) E2 (mm) W (Nmm)
3.2
10-680 a
10,0 ±0,09 55,0a ±0,1 13,90a ±1,20 25,57a ±4,09 43,42a ±4,95 5,10a ±0,80
11-450 a
11,5 ±0,10 58,5ab ±0,2 16,27ab ±1,14 32,38ab ±3,39 42,04a ±3,64 5,53a ±0,59
11-680 a
10,2 ±0,12 58,8b ±0,1 17,11ab ±0,73 29,19ab ±4,46 41,51a ±4,36 5,96ab ±0,55
12-680 a
13,4 ±0,09 60,7c ±0,0 19,38b ±1,00 33,14ab ±3,45 43,64a ±7,02 6,76b ±0,49
14-680 14,4b ±0,05 59,7a ±0,2 26,52c ±2,10 39,98b ±7,02 51,48b ±6,26 10,60c ±1,54
Rijsactiviteit
Figuur 14 geeft voor ieder bloemstaal een representatieve curve weer die bekomen werd uit de rijsactiviteit. De grafiek toont aan dat de twee bloemstalen met het hoogste eiwitgehalte (12-680 en 14-680) beide een grotere rijssnelheid hebben. Het bloemstaal met de lagere uitmalingsgraad (11-450) heeft duidelijk grootste rijshoogte na 2 uur en dit deeg blijkt ook heel stabiel te zijn (late afzwakking). De bloem met het hoogste eiwitgehalte heeft hier geen bijzonder hoge rijshoogte. Dit is waarschijnlijk te wijten aan een meer stug deegsysteem, door de grotere hoeveelheid eiwitten, waardoor het rijzen wordt bemoeilijkt.
Figuur 14: Resultaten rijsactiviteit – curves zijn voorstelling van 1 grafiek
33
Resultaten en bespreking
Tabel 13 geeft een overzicht van de parameters die bekomen worden uit de rijsactiviteit. Zoals reeds bij de grafiek werd besproken is het duidelijk dat bij hogere eiwitgehaltes de rijssnelheid hoger is. De tijd op het einde van de lineaire stijging is gecorreleerd met het eiwitgehalte (R² = 0,756), terwijl dit voor de andere parameters niet zo is. De 11-450 heeft telkens de hoogste waarde voor alle parameters behalve rijssnelheid. Tabel 13: Resultaten rijsactiviteit; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelden op basis van 2 herhalingen
Type EW (%) WA (%) Rico (mm/s) tafzwakking (s) Aafzwakking (mm) Ana 2 uur (mm)
10-680
11-450
11-680
12-680
14-680
10,0a ±0,09 57,8 0,011 ±0,000 3525 ±532 30,8 ±2,1 41,4 ±0,2
11,5a ±0,10 60,8 0,012 ±0,001 4778 ±604 45,8 ±2,8 56,3 ±2,0
10,2a ±0,12 61,4 0,011 ±0,001 4289 ±17 36,6 ±2,5 44,5 ±3,8
13,4a ±0,09 63,6 0,015 ±0,001 3583 ±142 39,8 ±0,6 45,1 ±0,5
14,4b ±0,05 61,1 0,014 ±0,001 3300 ±381 33,6 ±1,1 42,9 ±0,0
Statistische verwerking op basis van one-way ANOVA
3.3
Baktest
Tabel 14 geeft een overzicht van de parameters die bekomen worden uit de baktesten. Het is het duidelijk dat het volume voor zowel bus- als plaatbroden het grootst is voor de bloemstalen 11-450 en 12-680. Voor de eerste bloemtype is de betere eiwitkwaliteit hoogstwaarschijnlijk verantwoordelijk voor het groter volume. De 12-680 heeft waarschijnlijk een goede verhouding in eiwitgehalte en gluten waardoor deze een optimaal visco-elastisch netwerk geeft voor het grootste volume van de broden. Dezelfde verklaring kan gegeven worden voor beide bloemstalen (11-450 en 12-680) voor de maximale hoogte bij de busbroden. Tabel 14: Resultaten baktest – resultaten zijn gemiddelde waarden op basis van 9 herhalingen.
Type
Bus
Plaat
10-680 a
11-450 a
11-680 a
12-680 a
14-680
EW WA Volume (ml/kg bloem) Max hoogte (mm) Ovenrijs (mm) Ovenrijs (%)
10,0 ±0,09 55,0a ±0,1 3627a ±150
11,5 ±0,10 58,5ab ±0,2 4566b ±104
10,2 ±0,12 58,8b ±0,1 4298c ±68
13,4 ±0,09 60,7c ±0,0 4644b ±279
14,4b ±0,05 59,7a ±0,2 4269c ±120
68,6a ±1,9
77,2c ±1,7
74,7bc ±1,9
76,5c ±2,8
73,4b ±2,5
5,2a ±2,6 108a ±4
6,0a ±2,0 108a ±3
6,9a ±0,9 110a ±1
5,0a ±2,9 107a ±4
5,7a ±1,6 108a ±2
Volume (ml/kg bloem) Max hoogte (mm) Max breedte (mm) H/B
3825a ±156
5131b ±197
4793c ±83
5233b ±307
4632d ±128
56,3a ±5,0
70,3b ±10,6
70,5b ±12,8
70,8b ±10,9
72,3b ±10,5
74,8a ±3,9
78,0a ±10,4
73,0a ±10,4
78,1a ±10,0
71,8a ±11,0
0,8a ±0,1
0,9a ±0,3
1,0a ±0,3
0,9a ±0,3
1,0a ±0,3
Figuur 15, Figuur 16, Figuur 17 en Figuur 18 geven een fotografisch beeld van de resultaten van de baktesten. Het is duidelijk dat er een verschil in volume is. Verder zijn er niet echt opvallende zaken. 34
Resultaten en bespreking
Figuur 15: Busbroden van de verschillende bloemtypes
Figuur 16: Doorsnede busbroden van de verschillende bloemtypes
Figuur 17: Plaatbroden van de verschillende bloemtypes
Figuur 18: Doorsnede plaatbroden van de verschillende bloemtypes
35
Resultaten en bespreking
3.4
Deegextrusie
3.4.1 Deegextrusie van bloem-watersystemen Voor vijf standaard bloemsoorten die verschillen in eiwitgehalte en reologische eigenschappen, werden bloem-water degen gemaakt met verschillend watergehalte om zo degen te maken met verschillende consistentie (400, 500 en 600 FU). Hierdoor kan inzicht verkregen worden in de relatie tussen de extrusieparameters (verkregen met de Texture Analyzer) en de standaard consistentiewaarde bekomen uit de farinograaf. Figuur 19 laat voor ieder bloemstaal de curves van deegextrusie van bloem-watersystemen zien bij een consistentie van 400, 500 en 600 FU. Bij een hogere consistentie is een hogere extrusiekracht vereist. Bij elke consistentie zijn er in de plateauzone (zone 3) opvallend grote verschillen te zien in kracht (soms tot 15 kg). Om deze opeenvolging van pieken en dalen te kwantificeren wordt gebruik gemaakt van de extrusieparameter ‘average drop-off’, maar dit blijkt moeilijk te zijn. De verschillende curven (herhalingen) worden uitgemiddeld waardoor de gemiddelde curve geen correcte weergave is van deze opeenvolging van pieken en dalen. Voor de parameter ‘average drop-off’ is de standaardafwijking vrij hoog (een vierde of hoger van de gemiddelde waarde). Over het algemeen is duidelijk te zien dat bij hogere consistentie meer kracht nodig is om te extruderen. Bij 400 FU is er in de tweede en derde zone meer variatie tussen de verschillende bloemtypes dan bij de andere twee consistenties (500 en 600 FU). De 12-680 vertoont een opvallend lage curve bij 400 FU. Dit kan echter te maken hebben door luchtinsluiting tijdens het vullen van de houder, aangezien het deeg vrij moeilijk verwerkbaar was.
Figuur 19: Deegextrusie bij (a) 400 FU, (b) 500 FU en (c) 600 FU – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen
36
Resultaten en bespreking
Tabel 15, Tabel 16 en Tabel 17 geven voor elke consistentie een overzicht van de parameters die bekomen worden uit deegextrusie van bloem-watersystemen op basis van verschillende bloemstalen. Aan de hand van deze tabellen kunnen opvallende verschillen tussen bloemstalen of consistentie weergegeven worden door middel van een statistisch onderzoek (zie 2.8). Algemeen kan vastgesteld worden dat voor een hogere consistentie een hogere extrusiekracht nodig is. Hetzelfde kan vastgesteld worden voor de andere parameters (mean en gradiënt). Beide buigpunten (extrusietijdspunt en –piektijd) blijken te verschuiven naar links (bij lagere compressie-afstand) bij een hogere consistentie. Uit Tabel 15 is af te leiden dat voor 400 FU bij een hoger eiwitgehalte een hogere waarde voor EKP gevonden wordt. 12-680 vormt hierop een uitzondering, maar dit kan verklaard worden door de moeilijke verwerking van het deeg zoals eerder al werd aangegeven. Dezelfde trend wordt aangetroffen voor EPK, Grad. Z1, Mean Z2 en Mean Z3. Bij ETP, Mean Z1 en Av. Grad. zijn geen significante verschillen te zien. EPT (R² = 0,616) en Mean Z1 (R² = 0,699)blijken gecorreleerd te zijn met de waterabsorptie. Voor de degen met een consistentie van 500 FU (Tabel 16) is te zien dat hogere waarden voor ETP, Grad. Z1 en Z2 gerelateerd blijken te zijn met een hoger eiwitgehalte. Voor EPT is dit verband echter omgekeerd. Er werd een lineair verband gevonden tussen eiwitgehalte en Mean Z1 (R² = 0,674) en Grad. Z1 (R² = 0,712); terwijl dit voor waterabsorptie het geval was bij EPT (R² = 0,770), Mean Z2 (R² = 0,819) en Grad. Z2 (R² = 0,703). Bij EKP, EPK, Mean Z1 en Z2 werden geen significante verschillen waargenomen. Bij hogere consistentie (600 FU) zijn de verbanden minder duidelijk (Tabel 17). Hoge waarden voor EKP en ETP worden gevonden bij lage eiwitgehaltes, terwijl voor Grad. Z2 en Av. DO het omgekeerde wordt vastgesteld. Lineaire relaties met het eiwitgehalte zijn te zien voor ETP (R² = 0,726) en Grad. Z2 (R² = 0,677). Hetzelfde geldt voor waterabsorptie bij de parameters EKP (R² = 0,747), ETP (R² = 0,746) en Av. DO (R² = 0,711). Tabel 15: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg bij 400 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Type EW WA Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av. Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 a
10,0 ±0,09 61,2 7514a ±1096 1768a ±314 12008ab ±1232 6,7a ±1,5 15514ab ±1136 345a ±108 19966a ±2170 30,9b ±5,3 792a ±129 19446a ±1130 74a ±22
11-450 a
11,5 ±0,10 64,3 7517a ±956 1893ab ±467 12731b ±1492 7,0a ±2,5 16218abc ±1309 662b ±255 22004ab ±2282 21,7a ±4,2 794a ±104 19528a ±2130 217bc ±66
11-680 a
10,2 ±0,12 64,6 7078a ±304 1983ab ±458 12046ab ±658 6,1a ±1,5 16935bc ±1910 401ab ±64 20645a ±1897 27,8ab ±5,2 835a ±233 20160ab ±2064 80a ±23
12-680 a
13,4 ±0,09 67,3 6321a ±1118 1935ab ±207 10520a ±1670 5,2a ±1,1 14212a ±2130 560ab ±186 18409a ±2816 20,4a ±4,2 753a ±105 17668a ±3116 174ac ±131
14-680 14,4b ±0,05 64,6 7304a ±403 2485b ±393 13251b ±892 5,2a ±0,6 18407c ±1042 527ab ±156 24777b ±2680 28,3ab ±6,3 916a ±89 22854b ±609 185bc ±87
37
Resultaten en bespreking
Tabel 16: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Type EW WA Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av. Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 a
10,0 ±0,09 57,8 9186a ±461 2266a ±256 15819a ±938 6,8c ±0,9 23237a ±1673 602a ±51 30830a ±2526 31,9c ±4,0 1177bc ±128 29573b ±1480 51a ±14
11-450 a
11,5 ±0,10 60,8 8548a ±1759 2166a ±377 14480a ±3119 6,7bc ±2,2 21306a ±2757 836b ±144 26689a ±4395 21,6bc ±5,4 748ab ±411 23921a ±4314 481bc ±381
11-680 a
10,2 ±0,12 61,4 8865a ±723 2378a ±206 14727a ±1040 6,0bc ±0,9 21528a ±1151 660a ±92 28500a ±1890 27,2b ±3,7 1393cd ±197 26727ab ±1856 45a ±12
12-680 a
13,4 ±0,09 63,6 8724a ±389 2606ab ±372 15299a ±874 5,8b ±0,8 21154a ±1204 1032b ±189 27545a ±1420 17,8a ±2,0 701a ±285 27282ab ±1844 424c ±191
14-680 14,4b ±0,05 61,1 8148a ±779 3027b ±444 13395a ±1439 4,3a ±0,5 21842a ±2137 817ab ±218 30077a ±3866 25,6b ±5,0 1594d ±191 27263ab ±3578 117b ±30
Tabel 17: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg bij 600 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Type EW WA Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av. Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 a
10,0 ±0,09 55,2 b 10895 ±812 a 2795 ±203 19468c ±1199 6,8b ±0,8 28821c ±1672 1084a ±341 37196bc ±2903 24,7c ±5,8 1713bc ±148 34869b ±3287 33a ±6
11-450 a
11,5 ±0,10 57,2 ab 9431 ±1356 3059ab ±645 16413ab ±2304 5,3ab ±1,1 24592ab ±3428 1584b ±274 31919ab ±4575 15,4a ±3,7 986a ±122 29376a ±3404 62b ±18
11-680 a
10,2 ±0,12 57,8 b 10852 ±1357 b 3467 ±991 18525bc ±2076 5,5ab ±1,4 28306bc ±1722 1129a ±152 36965bc ±2149 22,2bc ±4,4 1575b ±248 35053b ±2297 37ab ±8
12-680 a
13,4 ±0,09 60,3 a 8561 ±562 3041ab ±368 14649a ±1055 4,7a ±0,6 23047a ±1049 1406ab ±177 30163a ±2172 16,0a ±3,2 1072a ±58 27327a ±2436 100d ±32
14-680 14,4b ±0,05 58,0 ab 10254 ±1135 b 3507 ±283 16766ab ±1551 4,6a ±0,5 27197bc ±3342 1718b ±327 37518c ±4333 17,5ab ±4,9 1854c ±195 36632b ±2655 77bcd ±13
38
Resultaten en bespreking
Figuur 20 geeft voor ieder bloemstaal de curves van deegextrusie van bloem-watersystemen bij verschillende consistenties. Gegroepeerd per bloemstaal zijn de verschillen tussen consistentie heel duidelijk te zien. Bij elk bloemstaal, behalve 12-680 (Figuur 20d), is een duidelijke scheiding te zien tussen de verschillende consistenties. De moeilijke verwerking van het deeg zou de oorzaak kunnen zijn voor onduidelijke scheiden bij het bloemstaal 12680.
Figuur 20: Resultaten deegextrusie van (a) 10-680, (b) 11-450, (c) 11-680, (d) 12-680 en (e) 14-680 bij verschillende consistenties in bloem-watersystemen – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen
39
Resultaten en bespreking
3.4.2 Deegextrusie bij deegsystemen met ingrediënten Voor vijf standaard bloemsoorten die verschillen in eiwitgehalte en reologische eigenschappen, werden degensystemen gemaakt met verschillende ingrediënten (zout, gist, vitamine C en mout) en hun combinatie. Een hoeveelheid water, gebaseerd op de waterabsorptie bekomen uit de farinograaf, werd gebruikt om een standaardconsistentie van 500 FU te bereiken. Hierdoor kan inzicht verkregen worden in de effecten van de verschillende ingrediënten op de extrusieparameters. In Figuur 21 worden voor ieder bloemstaal de curves weer van deegextrusie met verschillende ingrediënten en hun combinatie. Het deegsysteem met gist is opvallend de laagste ten opzichte van andere deegsystemen bij elk bloemtype, behalve bij 11-680 waarbij het deegsysteem met alle ingrediënten de laagste is. Dit betekent dat voor gist een lagere kracht nodig is om te extruderen in vergelijking met de andere systemen. Bij gist is zone 3 korter dan andere deegsystemen. Over het algemeen kan men voor degen die zout, vitamine C of mout bevatten vaststellen dat er meer kracht nodig is om te extruderen ten opzichte van het bloem-watersysteem.
Figuur 21: Deegextrusie van (a) 10-680, (b) 11-450, (c) 11-680, (d) 12-680 en (e) 14-680 met ingrediënten – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen
40
Resultaten en bespreking
Tabel 18 tot Tabel 22 geven voor ieder bloemstaal een overzicht van de parameters die bekomen worden uit deegextrusie met verschillende ingrediënten en hun combinatie. Algemeen kan vastgesteld worden dat er een hogere extrusiekracht vereist is voor zout en vitamine C, terwijl bij gist een veel lagere is. Eveneens bij toevoeging van gist verschuift het eerste buigpunt (extrusietijdspunt) naar rechts, en is dus een langere compressie-afstand nodig. In Tabel 18 (bloemstaal 10-680) is te zien dat bij het deegsysteem met zout significant verschilt met andere deegsystemen voor de parameters Mean Z1, Grad. Z1 en Mean Z3. Bij 11-450 (Tabel 19) verschilt het deegsysteem met zout significant met andere deegsystemen voor Mean Z1 en Z3 en Grad. Z1 en Z2. Voor 11-680 (Tabel 20) heeft het deegsysteem met alle ingrediënten telkens de laagste waarden (behalve Av. DO) terwijl voor vit. C het omgekeerde waar is. In Tabel 21 zijn voor bloemstaal 12-680 significante verschillen te zien bij Av. Grad. waarbij de waarden significant lager liggen voor het bloem-watersysteem. Bij Av. DO, Mean Z2 en Grad. Z2 is het tegenovergestelde waar, de waarden liggen significant hoger voor het bloemwatersysteem. Bij gist zijn opvallend lagere waarden te zien ten opzichte van andere systemen. Bij 14-680 (Tabel 22) vertoont het deegsysteem met gist opvallend lagere waarden ten opzichte van andere systemen. Uit de waarden voor Mean Z1 en Z3 is af te leiden dat bij deegsystemen met ingrediënten (behalve bij gist voor Mean Z1) een significant grotere kracht nodig is om te extruderen. Tabel 18: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 10-680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))
Blanco Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev.
a
9186 ±461 ab 2266 ±256 b 15819 ±938 bc 6,8 ±0,9 c 23237 ±1673 a 602 ±51 a 30830 ±2526 a 31,9 ±4,0 a 1177 ±128 a 29573 ±1480 a 51 ±14
+zout b
9034 ±607 c 2590 ±300 b 15304 ±1378 b 5,8 ±0,7 b 21543 ±1740 a 578 ±144 b 29591 ±4921 a 30,1 ±3,6 a 1439 ±306 c 33622 ±2116 a 34 ±19
Ingrediënttoevoeging +gist +vit. C +mout a
6885 ±541 ab 1495 ±199 a 11344 ±980 cd 7,3 ±0,7 b 17180 ±1343 a 471 ±50 b 23280 ±1946 a 32,7 ±3,2 a 1142 ±170 a 26791 ±1325 a 33 ±19
ab
8627 ±419 bc 2649 ±495 b 14228 ±1452 bd 5,3 ±1,1 ab 20706 ±3192 a 658 ±182 ab 28363 ±4973 a 27,4 ±6,8 a 1502 ±132 abc 30787 ±1810 a 31 ±5
a
8372 ±597 ad 2374 ±431 ab 13404 ±1772 ad 5,6 ±1,5 ac 17056 ±1657 a 444 ±107 ab 21970 ±2027 a 25,2 ±3,5 a 1346 ±244 a 29080 ±1538 a 27 ±5
Totaal a
7733 ±1318 ab 1618 ±773 ab 13333 ±1954 ad 9,3 ±3,7 ac 18967 ±3228 a 556 ±192 a 25750 ±6414 a 31,6 ±3,6 a 1120 ±302 b 29902 ±4027 a 71 ±85
41
Resultaten en bespreking
Tabel 19: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11-450 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))
Blanco +zout Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev.
ab
8548 ±1759 ab 2166 ±377 b 14480 ±3119 ab 6,7 ±2,2 c 21306 ±2757 a 836 ±144 b 26689 ±4395 ab 21,6 ±5,4 abcd 748 ±411 b 23921 ±4314 a 481 ±381
d
8376 ±473 e 2733 ±446 a 13868 ±2085 c 5,0 ±1,0 b 17963 ±2939 b 608 ±231 b 23581 ±5260 c 21,2 ±3,8 a 1272 ±220 d 31008 ±2012 a 91 ±32
Ingrediënttoevoeging +gist +vit. C +mout ac
4050 ±506 a 535 ±104 c 6808 ±771 a 12,0 ±1,4 a 10963 ±1214 a 358 ±51 a 15580 ±2341 a 36,5 ±5,7 b 707 ±140 a 18250 ±2172 a 96 ±89
c
7317 ±509 d 2386 ±211 bc 12018 ±1807 b 4,9 ±1,1 b 16954 ±1688 a 702 ±140 b 23560 ±3276 b 21,2 ±2,7 abc 995 ±91 cd 27878 ±1659 a 120 ±45
a
7062 ±579 bc 2138 ±215 bc 10853 ±706 a 4,9 ±0,7 b 15366 ±1650 a 691 ±181 b 22154 ±4218 a 20,9 ±2,3 c 1126 ±84 bc 26358 ±1262 a 169 ±82
Totaal b
6276 ±884 c 1223 ±150 b 10810 ±1710 a 8,5 ±1,5 b 15420 ±1104 ab 623 ±193 b 22033 ±3691 a 26,1 ±2,2 d 951 ±169 bcd 274081 ±1475 a 107 ±55
Tabel 20: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11-680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))
Blanco Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev.
b
8865 ±723 b 2378 ±206 a 14727 ±1040 a 6,0 ±0,9 bc 21528 ±1151 b 660 ±92 ae 28500 ±1890 ab 27,2 ±3,7 ab 1393 ±197 b 26727 ±1856 a 45 ±12
+zout b
8348 ±370 b 2177 ±139 a 14962 ±544 b 6,8 ±0,6 b 19598 ±1227 a 490 ±97 b 26212 ±3039 b 29,1 ±3,4 b 1578 ±352 cd 29590 ±810 a 29 ±8
Ingrediënttoevoeging +gist +vit. C +mout b
7966 ±459 a 1532 ±154 b 14745 ±1236 c 9,5 ±1,4 cd 23417 ±1005 bc 688 ±50 cde 32305 ±1679 c 35,0 ±2,6 ab 1359 ±330 cd 30983 ±904 a 36 ±13
b
8773 ±1861 b 2588 ±590 c 17078 ±1625 ac 7,1 ±2,1 d 25138 ±1051 c 836 ±86 d 32478 ±4770 ab 25,8 ±4,0 b 1655 ±339 d 32167 ±1243 a 35 ±11
b
7818 ±783 c 3157 ±262 d 12489 ±718 a 4,1 ±0,2 b 19643 ±665 bc 698 ±106 ab 22939 ±2068 a 21,7 ±3,2 b 1587 ±159 bc 28426 ±1266 a 30 ±10
Totaal a
5514 ±1176 a 1606 ±379 ad 8997 ±1984 a 6,0 ±2,1 a 13104 ±3551 a 417 ±160 ce 16668 ±5214 ab 25,6 ±5,2 a 1013 ±241 a 19773 ±3370 a 34 ±21
42
Resultaten en bespreking
Tabel 21: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 12-680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))
Blanco +zout Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev.
ad
8724 ±389 ad 2606 ±372 d 15299 ±874 a 5,8 ±0,8 d 21154 ±1204 a 1032 ±189 bc 27545 ±1420 a 17,8 ±2,0 c 701 ±285 a 27282 ±1844 a 424 ±191
b
8458 ±235 b 3028 ±344 cd 13877 ±1176 b 4,5 ±0,9 c 18775 ±1963 b 795 ±197 c 30081 ±4362 b 25,0 ±3,4 b 1486 ±191 b 30972 ±919 b 63 ±15
Ingrediënttoevoeging +gist +vit. C +mout c
5598 ±740 a 957 ±100 a 9277 ±1412 d 9,2 ±1,5 a 14479 ±1799 c 501 ±46 a 20781 ±2606 c 32,1 ±3,1 d 1132 ±228 c 24940 ±2893 cd 41 ±11
c
7592 ±863 c 2583 ±255 bcd 13399 ±1366 ac 5,1 ±1,0 c 18598 ±1152 c 769 ±139 abc 26382 ±3796 b 21,9 ±2,9 a 1640 ±275 cd 31563 ±2380 cd 46 ±11
cd
7522 ±692 ad 2580 ±208 bc 12042 ±1753 acd 4,5 ±0,7 bc 17076 ±1666 c 743 ±142 abc 25632 ±4202 b 22,7 ±2,9 ad 1518 ±132 d 28748 ±1501 bc 68 ±19
Totaal a
7012 ±676 d 1980 ±201 b 11349 ±1087 cd 5,5 ±0,4 ab 15990 ±1163 bc 672 ±180 ab 23058 ±3638 b 22,6 ±1,3 ab 1499 ±167 d 29764 ±1269 d 60 ±15
Tabel 22: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 14-680 afzonderlijke ingrediënten (zout, gist, vitC en mout) en hun volledige combinatie (totaal). (verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p <0,05))
Blanco +zout Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev. gem. stdev.
b
8148 ±779 a 3027 ±444 a 13395 ±1439 ae 4,3 ±0,5 b 21842 ±2137 a 817 ±218 a 30077 ±3866 ab 25,6 ±5,0 b 1594 ±191 a 27263 ±3578 a 117 ±30
c
10076 ±1008 b 2948 ±334 b 16345 ±1392 b 5,4 ±0,9 b 21297 ±1268 a 704 ±151 a 31327 ±2152 c 27,2 ±3,9 bc 1807 ±285 bc 31656 ±1813 b 78 ±37
Ingrediënttoevoeging +gist +vit. C +mout a
6552 ±336 a 735 ±59 a 11472 ±506 c 15,0 ±1,0 a 17954 ±448 a 714 ±39 a 26924 ±919 ab 36,7 ±2,2 a 1159 ±244 b 30734 ±788 b 56 ±24
c
9853 ±1212 c 3214 ±466 b 17297 ±1595 d 5,3 ±1,1 b 22452 ±1759 a 840 ±188 a 31793 ±4608 ab 22,3 ±1,8 c 2006 ±277 d 35033 ±1386 b 42 ±17
c
9811 ±977 a 2858 ±408 b 16804 ±1607 ce 5,8 ±0,9 b 21408 ±1887 a 733 ±184 a 29754 ±4329 b 23,2 ±3,2 c 2007 ±152 cd 34151 ±1762 b 44 ±17
Totaal bc
8895 ±1392 a 1851 ±383 b 15770 ±2486 c 8,6 ±2,4 b 21839 ±2797 a 863 ±261 a 29537 ±4053 a 24,9 ±2,7 bc 1761 ±147 d 35108 ±1991 ab 45 ±10
43
Resultaten en bespreking
Voor deze test (deegextrusie bij deegsystemen met ingrediënten) werden de resultaten zoals hierboven besproken gegroepeerd per bloemtype. Om een volledig beeld te krijgen van de effecten van elk ingrediënt werden de resultaten ook gegroepeerd per type ingrediënt. Als de resultaten gegroepeerd worden per ingrediënt (de tabellen kunt u terugvinden in Bijlage I – p. 70) zijn weinig opvallende zaken te zien. Het meest opvallend is dat voor bloemtype 11-450 steeds de hoogste Av. DO werd gevonden bij elk type ingrediënt, hoewel deze waarde niet altijd significant verschilde van andere (hoge) waarden. Dezelfde vaststelling kan gedaan worden bij bloem-watersystemen (zie 3.4.1), behalve bij 600 FU. In Tabel 23 worden correlaties (R²-waarden) tussen bloemeigenschappen, meer specifiek eiwitgehalte en farinograafparameters, en extrusieparameters van deegextrusie met verschillende ingrediënten weergegeven. De faringraafparameters werden bekomen uit farinogrammen voor degen met overeenkomstige samenstelling. Een aantal van deze correlaties zijn heel hoog (>0,9). Deegontwikkelingstijd is bij elk ingrediënt (en totaal) met één of meerdere extrusieparameters gecorreleerd. Stabiliteit is gecorreleerd met Grad. Z2, Av. Grad. en Mean Z3 (R²-waarden zijn resp. 0,959; 0,855 en 0,757) bij de combinatie van alle ingrediënten. Een interessante correlatie is die voor waterabsorptie bij deegsystemen met alle ingrediënten, ETP (R² = 0,992). Tabel 23: Correlaties tussen bloemeigenschappen en extrusieparameters van deegextrusie met ingrediënten. (Correlaties worden weergeven tussen haakjes voor de betreffende parameter als R²-waarden – enkel R²-waarden >0,75 werden weergegeven)
Zout
Gist
Vit. C
Mout
Totaal
Grad. Z2 (0,736)
/
/
/
WA
/
/
/
Grad. Z2 (0,875)
Grad. Z2 (0,808) Av. Grad. (0,798) ETP (0,992)
EKP (0,794) Mean Z1 (0,822) Mean Z2 (0,758) /
EPT (0,781)
EPK (0,904)
DOT
EPT (0,787) Av. DO (0,926)
Grad. Z2 (0,798) Av. Grad. (0,801)
EPT (0,812)
/
ETP (0,812) Grad. Z1 (0,920) Av. DO (0,764) Av. DO (0,969)
Grad. Z1 (0,825)
EPT (0,752) Mean Z2 (0,800)
/
Grad. Z2 (0,959) Av. Grad. (0,855) Mean Z3 (0,757) Grad. Z2 (0,879) Av. Grad. (0,905)
/
EPT (0,833)
/
Av. DO (0,865)
/
/
/
EW
Grad. Z1 (0,807)
STAB
DOS 10 DOS ICC FQN
Grad. Z2 (0,805) Av. Grad. (0,859) Grad. Z2 (0,888) Av. Grad. (0,875)
44
Resultaten en bespreking
In Figuur 22 wordt voor de verschillende bloemstalen de curves weergegeven van deegextrusie gegroepeerd per ingrediënt. Ten opzichte van de blanco’s (Figuur 22a) is er meer kracht nodig, 5 kg ongeveer, voor zowel zout (Figuur 22b) als vit. C (Figuur 22d). Bij gist (Figuur 22c) daarentegen is er minder kracht nodig ten opzichte van de bloemwatersystemen. De curven zijn ook meer verspreid voor de verschillende bloemtypes. Opvallend is dat de tweede zone langer is bij gist en mout (Figuur 22e). Bij deze laatste is er ten opzichte van de blanco opmerkelijk meer kracht nodig om de 14-680 te extruderen terwijl dit voor de andere bloemtypes niet het geval is. Bij het deegsysteem met alle ingrediënten (Figuur 22f) liggen de curves meer verspreid en is er meer kracht nodig. Dit geldt niet voor de 11-680 waarbij er net minder kracht nodig was; de reden hiervoor is niet duidelijk.
Figuur 22: Deegextrusie met (a) blanco (b) 1,5% zout, (c) 1% gist, (d) 25ppm vit. C (e) 0,1% mout en (f) totaal – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen
45
Resultaten en bespreking
3.4.3 Deegextrusie in functie van fermentatie Voor vijf standaard bloemsoorten die verschillen in eiwitgehalte en reologische eigenschappen, werden degensystemen gemaakt met de combinatie van verschillende ingrediënten (zout, gist, vitamine C en mout). Een hoeveelheid water, gebaseerd op de waterabsorptie bekomen uit de farinograaf, werd gebruikt om een standaardconsistentie van 500 FU te bereiken. Hierdoor kan inzicht verkregen worden in de relatie tussen de extrusieparameters bij de verschillende verwerkingspunten van fermentatie (bolrijs, uitrollen en narijs) en de voorrijs. Bij de voorrijs worden de extrusieparameters gebruikt die werden verkregen uit deegextrusie met de combinatie van de verschillende ingrediënten. In Figuur 23 worden voor ieder bloemstaal de curves weergegeven van deegextrusie bij verschillende verwerkingspunten van de fermentatie. Uit de grafiek valt op dat voor elk bloemtype na het uitrollen de meeste kracht vereist is voor extrusie. Ook na de bolrijs blijkt een grote kracht vereist te zijn. Na de voorrijs (behalve voor 12-680) en na de narijs blijken in beide gevallen ongeveer de laagste krachten nodig te hebben bij elk bloemtype.
Figuur 23: Deegextrusie in functie van fermentatie van (a) 10-680, (b) 11-450, (c) 11-680, (d) 12-680 en (e) 14-680 – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen
Tabel 24, Tabel 25, Tabel 26, Tabel 27 en Tabel 28 geven voor ieder bloemstaal een overzicht van de parameters die bekomen worden uit deegextrusie bij verschillende verwerkingspunten van fermentatie. Algemeen kan worden vastgesteld dat na het uitrollen een hogere extrusiekracht nodig is, na de narijs is deze extrusiekracht lager. Na de narijs is het tweede buigpunt (extrusiepiektijd) naar rechts verschoven ten opzichte van de andere verwerkingspunten van fermentatie; dit tweede buigpunt bevindt zich dus bij een hogere compressie-afstand. Voor de narijs is het omgekeerde waar. Bijna alle bloemstalen (behalve 11-450) hebben na de bolrijs een hogere waarde voor de parameter Av. DO. Na het uitrollen is de gradiënt (zowel eerste als tweede zone) het grootst ten opzichte van de andere verwerkingspunten. 46
Resultaten en bespreking
Voor de parameter ETP is bij elk bloemtype de voorrijs de helft tot een derde (of minder) in vergelijking met de waarden voor de andere condities. Hetzelfde kan worden vastgesteld voor EPT. EKP is voor elk bloemstaal het grootst, zowel na de bolrijs als na het uitrollen, terwijl voor EPK dit enkel geldt na het uitrollen. De gradiënt in de eerste zone (Grad. Z1) bij elk bloemtype heeft de hoogste en laagste waarde bij respectievelijk voorijs en narijs. Mean Z1 heeft over het algemeen telkens de laagste waarde na de voorrijs. Voor Grad. Z2 heeft bij elk bloemtype de voorrijs de hoogste waarden en het uitrollen de laagste waarde. Hetzelfde wordt vastgesteld voor de parameters Mean Z2 en Z3. Tabel 24: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 10-680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
10-680 Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Na voorrijs 7733a ±1318 1618a ±773 13333a ±1954 9,3ab ±3,7 18967a ±3228 556a ±192 25750a ±6414 31,6b ±3,6 1120a ±302 29902a ±4027 a 71 ±85
Na bolrijs 9179a ±2412 980b ±282 18971b ±4870 19,7a ±6,3 24623bc ±4272 1191b ±468 31567a ±6515 31,1b ±3,8 1322a ±346 36138a ±4013 a 77 ±55
Na uitrollen 9947a ±1263 1330a ±98 21342b ±2880 15,7b ±2,2 29505c ±2000 1896c ±315 40931b ±2480 26,2a ±1,6 1988b ±197 44796b ±2401 a 23 ±6
Na narijs 8594a ±1121 608a ±92 17740ab ±32980 28,3c ±3,8 22527ab ±4538 1039ab ±345 28332a ±6706 38,7c ±2,6 1511a ±275 31218a ±6566 a 33 ±12
Tabel 25: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11-450 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
11-450 Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Na voorrijs 6276a ±884 1223c ±150 10810a ±1710 8,5a ±1,5 15420a ±1104 623a ±193 22033a ±3691 26,1a ±2,2 951a ±169 27408a ±1475 107a ±55
Na bolrijs 8814b ±1404 926b ±76 17987b ±3000 19,0b ±3,7 22217b ±2734 806a ±232 27890ab ±5469 30,6ab ±3,8 1231ab ±225 33189b ±2862 33a ±19
Na uitrollen 9770b ±1325 1002b ±147 19728b ±3241 19,4b ±3,1 26136c ±2655 1659b ±183 34307b ±2847 28,4ab ±2,3 1419b ±259 38167c ±1909 78b ±38
Na narijs 8166b ±1390 665a ±54 16260b ±2742 23,7b ±4,0 18997ab ±3767 703a ±365 22940a ±6008 33,1b ±5,1 1589b ±344 30021ab ±3227 38b ±44
47
Resultaten en bespreking
Tabel 26: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 11-680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
11-680 Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Na voorrijs 5514a ±1176 1606a ±379 8996a ±1984 6,0a ±2,1 a 13104 ±3551 a 417 ±160 16668a ±5214 25,6a ±5,2 1013a ±241 19773a ±3370 34a ±21
Na bolrijs 7976a ±1902 966b ±124 15249b ±3245 15,8b ±5,1 ab 17374 ±2365 ab 431 ±280 20179ab ±4790 26,4a ±5,7 1420a ±331 26784a ±1164 107b ±39
Na uitrollen 7585a ±1446 1166c ±118 15252b ±2707 12,8b ±2,8 b 20523 ±3358 b 1130 ±313 27561b ±4967 23,7a ±2,8 1413a ±175 31059b ±1627 44c ±15
Na narijs 7788a ±1706 647d ±93 14618b ±3215 21,7c ±2,7 ab 16929 ±4154 a 700 ±404 19850ab ±5572 29,6a ±2,4 1305a ±299 25338c ±3452 26bc ±14
Tabel 27: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 12-680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie bij; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
12-680 Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Na voorrijs 7012a ±676 1980a ±201 11349a ±1086 5,5ab ±0,4 15990a ±1163 672ab ±180 23058a ±3638 a 22,6 ±1,3 1499a ±167 29764a ±1269 60a ±15
Na bolrijs 10799b ±1664 1004b ±208 22792b ±3926 22,9a ±5,3 25896bc ±3490 911a ±338 32563b ±6120 c 32,9 ±3,6 1421a ±401 34653b ±3770 209b ±129
Na uitrollen 10172b ±1838 1122a ±154 21751ab ±3946 19,1b ±3,7 29178c ±3700 2047c ±304 38472b ±3993 b 27,5 ±1,3 1617a ±240 42074c ±3092 54b ±18
Na narijs 8757ab ±1096 629c ±76 17809c ±1502 27,7c ±3,1 24062b ±1488 1023b ±94 33354b ±2178 d 43,0 ±3,4 1223a ±212 34912b ±2255 56b ±54
Tabel 28: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg op basis van bloemstaal 14-680 met alle ingrediënten in functie van fermentatie; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
14-680 Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Na voorrijs 8895a ±1392 1851d ±383 15770a ±2486 8,6a ±2,4 21838ab ±2797 863a ±261 29536a ±4053 24,9a ±2,7 1761a ±147 ab 35108 ±1991 a 45 ±10
Na bolrijs 11526b ±1644 1336c ±240 25220b ±3380 19,1b ±4,5 29764ac ±5632 920a ±476 37110a ±11259 31,1b ±5,7 1541a ±357 a 41375 ±6090 a 125 ±59
Na uitrollen 12491b ±894 1045b ±132 26419b ±1863 25,5c ±4,7 32549b ±1371 1981b ±338 39482a ±3367 31,9b ±3,1 1683a ±444 a 46040 ±5823 a 65 ±39
Na narijs 8932a ±1672 830a ±63 18938a ±3264 22,2bc ±2,9 23795c ±4187 1122a ±406 30806a ±7166 32,4b ±3,3 1368a ±253 b 40099 ±3072 a 122 ±104
48
Resultaten en bespreking
De resultaten werden ook gegroepeerd per verwerkingspunt om de effecten van deze condities beter te begrijpen (Figuur 24). Het is duidelijk dat voor de bloem met het hoogste eiwitgehalte (14-680), na de bolrijs (Figuur 24a) en narijs (Figuur 24c), er een opvallend hogere kracht vereist is voor extrusie. Voor het bloemtype 11-680 is het omgekeerde waar, ook na het uitrollen (Figuur 24b). In het geval van de narijs zijn alle gemiddelde curven vrijwel samenvallend (behalve 14-680). Hetzelfde is te zien na de bolrijs maar in mindere mate.
Figuur 24: Deegextrusie met alle ingrediënten (a) na bolrijs, (b) na uitrollen en (c) na narijs – curves zijn gemiddelden van 6 herhalingen
Tabel 29, Tabel 30 en Tabel 31 geven voor de verschillende bloemstalen een overzicht van de parameters die bekomen worden uit deegextrusie gegroepeerd per verwerkingspunt van de fermentatie. Algemeen kan worden vastgesteld dat na uitrollen de hoogste extrusiekracht vereist is, terwijl voor de narijs het omgekeerde waar is. Daarnaast kan worden vastgesteld dat voor 14-680 een significant hogere extrusiekracht is vereist bij elk verwerkingspunt van de fermentatie, terwijl voor 11-680 het omgekeerde geldt. Voor bloemstaal 10-680 blijkt ook significant hogere extrusiekracht vereist te zijn, maar dit geldt niet voor elk verwerkingspunt (narijs). De gradiënten in de eerste en tweede zone blijken het grootst te zijn na het uitrollen. Na de narijs blijkt het tweede buigpunt (extrusiepiektijd) naar recht te verschuiven (buigpunt bevindt zich bij een hogere compressie-afstand) ten opzichte van de andere verwerkingspunten, terwijl voor het uitrollen het tegenovergestelde waar is. Na de bolrijs is er voor bloemstaal 14-680 een opvallend hoge standaardafwijking waar te nemen bij de parameter EPK (meer dan 10 kg). De waarden van bloemstaal 11-680 na de bolrijs liggen veel lager, de helft tot wel een derde ten opzichte van de andere bloemstalen. Na de bolrijs zijn de waarden voor Av. DO hoger (behalve voor 11-450).
49
Resultaten en bespreking
Tabel 29: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg met alle ingrediënten na bolrijs; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Na bolrijs EW WA Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 a
10,0 ±0,09 55,2 ±0,1 9179ab ±2412 980a ±282 18971ab ±4870 19,7a ±6,3 24623bc ±4272 1191b ±468 31567a ±6515 31,1a ±3,8 1322a ±346 36138ab ±4013 77acd ±55
11-450 a
11,5 ±0,10 58,7 ±0,0 8814ab ±1404 926a ±76 17987ab ±3000 19,0a ±3,7 22217ab ±2734 806ab ±232 27890a ±5469 30,6a ±3,8 1231a ±225 33189a ±2862 33d ±19
11-680 a
10,2 ±0,12 59,0 ±0,1 7976a ±1902 966a ±124 15249a ±3245 15,8a ±5,1 17374a ±2365 431a ±280 20179b ±4790 26,4a ±5,7 1420a ±331 26784c ±1164 107ac ±39
12-680 a
13,4 ±0,09 60,7 ±0,1 10799ab ±1664 1004a ±208 22792bc ±3926 22,9a ±5,3 25896bc ±3490 911ab ±338 32563a ±6120 32,9a ±3,6 1421a ±401 34653ab ±3770 209b ±129
14-680 14,4b ±0,05 59,7 ±0,1 11526b ±1644 1336a ±240 25220c ±3380 19,1a ±4,5 29764b ±5632 920ab ±476 37110a ±11259 31,1a ±5,7 1541a ±357 41375b ±6090 125bc ±59
Tabel 30: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg met alle ingrediënten na uitrollen; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Na uitrollen EW WA Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 a
10,0 ±0,09 55,2 ±0,1 9947b ±1263 1330b ±98 21342b ±2880 15,7ab ±2,2 29505bc ±2000 1896b ±315 40931c ±2480 26,2ab ±1,6 1988b ±197 44796a ±2401 23a ±6
11-450 a
11,5 ±0,10 58,7 ±0,0 9770b ±1325 1002a ±147 19728b ±3241 19,4b ±3,1 26136b ±2655 1659b ±183 34307b ±2847 28,4b ±2,3 1419a ±259 38167c ±1909 78b ±38
11-680 a
10,2 ±0,12 59,0 ±0,1 7585a ±1446 1166ab ±118 15252a ±2707 12,8a ±2,8 20523a ±3358 1130a ±313 27561a ±4967 23,7a ±2,8 1413a ±175 31059d ±1627 44c ±15
12-680 a
13,4 ±0,09 60,7 ±0,1 10172b ±1838 1122a ±154 21751b ±3946 19,1b ±3,7 29178bc ±3700 2047b ±304 38472bc ±3993 27,5b ±1,3 1617ab ±240 42074b ±3092 54bc ±18
14-680 14,4b ±0,05 59,7 ±0,1 12491c ±894 1045a ±132 26419c ±1863 25,5c ±4,7 32549c ±1371 1981b ±338 39482bc ±3367 31,9c ±3,1 1683ab ±444 46040ab ±5823 65bc ±39
50
Resultaten en bespreking
Tabel 31: Extrusieparameters (gem-stdev, n=6) voor brooddeeg met alle ingrediënten na narijs; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05)
Na narijs EW WA Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK
10-680 a
EPT Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10,0 ±0,09 55,2 ±0,1 8594a ±1121 608a ±92 17740a ±3298 28,3b ±3,8 22527ab ±4538 1039a ±345 28332abc ±6706 38,7b ±2,6 1511a ±275 31218ab ±6566 33a ±12
11-450 a
11,5 ±0,10 58,7 ±0,0 8166a ±1390 665a ±54 16260a ±2742 23,7ab ±4,0 18997ab ±3767 703a ±365 22940ab ±6008 33,1a ±5,1 1589a ±344 30021a ±3227 38a ±44
11-680 a
10,2 ±0,12 59,0 ±0,1 7788a ±1706 647a ±93 14618a ±3215 21,7a ±2,7 16929a ±4154 700a ±404 19850a ±5572 29,6a ±2,4 1305a ±299 25338a ±3452 26a ±14
12-680 a
13,4 ±0,09 60,7 ±0,1 8757a ±1096 629a ±76 17809a ±1502 27,7b ±3,1 24062b ±1488 1023a ±94 33354c ±2178 43,0b ±3,4 1223a ±212 34912b ±2255 56ab ±54
14-680 14,4b ±0,05 59,7 ±0,1 8932a ±1672 830b ±63 18938a ±3264 22,2a ±2,9 23795b ±4187 1122a ±406 30806bc ±7166 32,4a ±3,3 1368a ±253 40099c ±3072 122b ±104
In Tabel 32 worden correlaties (R²-waarden) tussen bloemeigenschappen, meer specifiek eiwitgehalte en farinograafparameters, en extrusieparameters van deegextrusie bij verschillende verwerkingspunten van de fermentatie (bolrijs, uitrollen en narijs) weergegeven. De faringraafparameters werden bekomen uit farinogrammen voor degen met alle ingrediënten (zout, gist, vitamine C en mout). Algemeen kunnen veel sterke correlaties (>0,9) waargenomen worden. Correlaties met waterabsorptie werden ook vastgesteld, maar deze liggen lager dan 0,75 (data niet weergegeven). Tabel 32: Correlaties tussen bloemeigenschappen en extrusieparameters van deegextrusie in functie van fermentatie. (Correlaties worden weergeven tussen haakjes voor de betreffende parameter als R²-waarden – enkel R²-waarden >0,75 werden weergegeven)
EW
Na bolrijs
Na uitrollen
Na narijs
EPK (0,829) Mean Z1 (0,846) /
ETP (0,796) EPT (0,696) ETP (0,801)
EKP (0,946) EPK (0,769) Mean Z1 (0,937) Mean Z2 (0,839) EKP (0,904) Mean Z1 (0,912)
EKP (0,844) ETP (0,911) EPT (0,856) Mean Z1 (0,865) ETP (0,838) EPT (0,758) Mean Z1 (0,750) ETP (0,791)
Mean Z3 (0,787) Av. DO (0,770) Grad. Z1 (0,888) Mean Z3 (0,771) Av. DO (0,993) Mean Z3 (0,954) Av. DO (0,886)
DOT
STAB
DOS 10
DOS ICC
FQN
EKP (0,772) Mean Z1 (0,767) Grad. Z1 (0,932) EKP (0,864) Grad. Z1 (0,801)
ETP (0,867) EPT (0,793) Mean Z1 (0,763)
Mean Z3 (0,888) Av. DO (0,902) Grad. Z1 (0,834) Mean Z3 (0,802) Av. DO (0,990) Mean Z3 (0,870) Av. DO (0,947)
51
Resultaten en bespreking
De resultaten werden ook gegroepeerd per deegextrusieparameter voor alle condities (zie Bijlage II – p. 72). Het meest opvallende van deze tabellen is dat de fermentatie een belangrijke invloed blijkt te hebben op de extrusieparameter ETP. Bij alle verwerkingspunten van de fermentatie (na bolrijs, na uitrollen en na narijs) bevindt dit eerste buigpunt zich bij een veel hogere compressie-afstand. Wat ook opvalt is dat voor de extrusieparameter Av. DO de waarden voor bloemstaal 11-450 hoger liggen ten opzichte van de andere bloemstalen. Dit is zo voor bijna elke conditie (consistentie, ingrediënt en verwerkingspunt van fermentatie).
52
Resultaten en bespreking
3.5
Correlaties met deegextrusieparameters
3.5.1 Correlaties met deegextrusieparameters van bloem-watersystemen Tabel 33 geeft een overzicht van de correlaties (Pearson Correlations) tussen verschillende bloemeigenschappen en extrusieparameters bij deegextrusie van bloem-watersystemen bij verschillende consistentie (400, 500 en 600 FU). Het valt op dat 9 van de 11 deegextrusieparameters gecorreleerd zijn met de (theoretische) consistentie, op één na allemaal met significantieniveau 0,05. EPK en Mean Z2 zelfs heel sterk (> 0,9). Enkel ETP is gecorreleerd met het eiwitgehalte (0,774). Wat ook opvalt zijn de correlaties van WA en ELAST. De meeste komen sterk overeen met elkaar, wat erop wijst dat de waterabsorptie sterk gerelateerd is aan ELAST. De stabiliteit is gecorreleerd met EKP, Mean Z1 en Z2. De glutenindex kan gecorreleerd worden met EPT en Av. Grad. Z3 (resp. 0,656 en 0,672). Zeleny (-0,713) is sterk gecorreleerd met ETP. Tabel 33: Overzicht belangrijkste correlaties met deegextrusieparameters bij bloem-watersystemen (met variabele consistentie)
Consistentie Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av. Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
EW
EW/g deeg
WA
H2O/g deeg
STAB
GI
ELAST
Zeleny
,885** ,860** ,863** n.s. ,933** ,882** ,919** -,530* ,663**
n.s. n.s. n.s. -,774** n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.
n.s. n.s. n.s. -,798** n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.
-,902** -,622* -,874** n.s. -,883** -,603* -,863** n.s. -,679**
-,904** -,624* -,877** n.s. -,886** -,602* -,867** n.s. -,687**
-,604* n.s. -,643** n.s. -,534* n.s. n.s. n.s. n.s.
n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. ,656* ,672*
,833** ,835** ,816** n.s. ,877** ,798** ,895** n.s. ,790**
n.s. n.s. n.s. -,713** n.s. n.s. n.s. -,561* n.s.
,898** n.s.
n.s. n.s.
n.s. n.s.
-,846** n.s.
-,849** n.s.
n.s. n.s.
n.s. n.s.
,882** n.s.
n.s. n.s.
**: correlatie met significantieniveau 0,01 (tweezijdig) *: correlatie met significantieniveau 0,05 (tweezijdig) n.s.: niet significant
53
Resultaten en bespreking
3.5.2 Correlatie tussen consistentie en deegextrusieparameters in functie van fermentatie Tabel 34 geeft een overzicht van de correlaties (Pearson Correlations) tussen consistentie (400, 500 en 600 FU) en extrusieparameters bij deegextrusie bij verschillende verwerkingspunten van de fermentatie (bolrijs, uitrollen en narijs). De belangrijkste (meest bruikbare) parameters blijken EPK en Mean Z2 te zijn omdat beide als enige parameters een significantieniveau van 0,05 heeft voor de drie condities. EPK heeft de beste correlaties, alsook de hoogste correlatie (0,743) ten opzichte van alle andere correlaties. Tabel 34: Overzicht belangrijkste correlaties tussen consistentie en deegextrusieparameters in functie van fermentatie
Mean Z1 Grad. Z1 EKP ETP Mean Z2 Grad. Z2 EPK EPT Av. Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Consistentie na bolrijs
Consistentie na uitrollen
Consistentie na narijs
n.s. n.s. ,429* n.s. ,584** ,603** ,549** ,404* n.s. ,585** n.s.
,469** n.s. ,529** n.s. ,679** ,689** ,743** n.s. ,422* ,690** n.s.
n.s. n.s. ,373* ,602** ,500** n.s. ,513** ,681** n.s. ,401* n.s.
**: correlatie met significantieniveau 0,01 (tweezijdig) *: correlatie met significantieniveau 0,05 (tweezijdig) n.s.: niet significant
54
Resultaten en bespreking
3.5.3 Correlaties tussen bakkwaliteit en deegextrusieparameters in functie van fermentatie In Tabel 35 worden correlaties weergegeven tussen ovenrijs en extrusieparameters bij verschillende condities in functie van de fermentatie. Het valt meteen op dat de ovenrijs bij busbroden de meeste correlaties heeft. Volume (zowel bus- als plaatbroden) blijkt niet goed gecorreleerd te zijn met deegextrusieparameters in functie van fermentatie. EPT na de voorrijs zou eventueel wel een goede indicatie kunnen zijn voor het broodvolume en de maximale hoogte van de busbroden. Enkele parameters zijn (relatief zwak) gecorreleerd met het volume (zowel bus- als plaatbroden) na de voorrijs en na het uitrollen (data niet weergegeven). Hetzelfde geldt voor de maximale hoogte (bus- en plaatbroden) en de H/B ratio. Er zijn ook enkele correlaties (data niet weergegeven) waargenomen bij de maximale breedte bij plaatbroden, maar deze correlaties waren relatief zwak (< 0,6). Tabel 35: Overzicht belangrijkste correlaties tussen bakkwaliteit en deegextrusieparameters in functie van fermentatie
EKP ETP EPK EPT Mean Z1 Grad. Z1 Mean Z2 Grad. Z2 Av. Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
Ovenrijs na voorrijs
Ovenrijs na bolrijs
Ovenrijs na uitrollen
Ovenrijs na narijs
-,431* n.s. -,464** n.s. -,461* n.s. -,422* n.s. -,397* -,663** n.s.
-,470** -,409* -,513** -,427* -,397* n.s. -,556** -,519** n.s. -,531** n.s.
-,523** n.s. -,757** n.s. -,454* n.s. -,684** -,730** -,442* -,733** n.s.
-,397* -,567** -,612** -,751** n.s. n.s. -,566** -,379* n.s. -,501** n.s.
**: correlatie met significantieniveau 0,01 (tweezijdig) *: correlatie met significantieniveau 0,05 (tweezijdig) n.s.: niet significant
55
Discussie
4
Discussie
Het is duidelijk dat er grote krachten (ongeveer 25 kg en meer bij een consistentie van 500 FU) nodig zijn om het deeg te extruderen, wat bevestigd wordt door het onderzoek van Moore et al. (2004). De vereiste kracht om te extruderen is sterk gecorreleerd met consistentie van een deeg. Bij een lagere consistentie is er meer water aanwezig dan nodig is voor een optimale deegsamenhang (bij 500 FU). Het overtollig water zorgt voor een meer vloeibaar deegsysteem waarbij water zich gedraagt als een smeermiddel (Masi et al., 1998). Met deze redenering kunnen de bijzonder grote correlaties tussen consistentie (en waterabsorptie) en deegextrusieparameters verklaard worden. Tijdens deegextrusie werd vastgesteld dat de testen over het algemeen vrij goed herhaalbaar zijn. Bij sommige condities (bvb. deegextrusie met alle ingrediënten) zijn de resultaten niet altijd even goed herhaalbaar bij elk bloemtype. Verschillende foutbronnen kunnen aan de oorzaak liggen voor deze variatie. Eén van de belangrijkste foutbronnen zou de verdeling van deeg in de houder kunnen zijn. Sommige deegsystemen zijn heel moeilijk verwerkbaar, vooral deegsystemen met enkel gist geven heel kleverige degen. Door deze kleverige degen is een precompressie (om het ingesloten gas uit te drijven) niet altijd voldoende waardoor de verdeling van deeg niet uniform is in de houder. Het onderscheid van de drie verschillende zones is soms moeilijk vast te stellen. Bij toevoeging van ingrediënten (bvb. gist bij het bloemtype 14-680) werd het onderscheid tussen de eerste en tweede zone veel moeilijker zichtbaar. Bij deegextrusie in functie van fermentatie zou dit probleem hoogst waarschijnlijk de oorzaak zijn voor de grote standaardafwijking, waardoor de resultaten een vertekend beeld kunnen geven. Algemeen kan gesteld worden dat een derde zone niet steeds voorkomt. Dit blijkt zo wanneer een narijs wordt toegepast. Hetzelfde geldt bij toevoeging van gist en de combinatie van alle ingrediënten maar in mindere mate. Andere redenen voor de grote afwijkingen bij deegextrusie in functie van fermentatie zijn de praktische testcondities. De rijskast was niet beschikbaar (hetzelfde systeem werd toegepast als in de Kieffer-test bij 30 °C – zie 2.4) tijdens bij het extruderen na de bolrijs, terwijl de rijskast na het uitrollen wel beschikbaar was. Na de narijs werd een andere rijskast gebruikt, maar er waren moeilijkheden om de vochtigheid op peil te houden.
56
Discussie
Bij de resultaten van deegextrusie bij bloem-watersystemen werd reeds aangehaald dat er bijzonder grote variatie is in kracht tijdens de derde zone. Door gebruik te maken van de literatuur, inzake glutenstructuur (zie 1.1.3), werd een hypothese ontwikkeld. Door toepassing van een externe kracht zou het mogelijk zijn dat de structuurnetwerken zich op een bepaalde manier gaan oriënteren, waardoor het makkelijker of moeilijker wordt om het deeg te extruderen. Deze hypothese wordt geïllustreerd door Figuur 25. Het deeg bestaat zetmeelgranules die zich bevinden tussen en rondom glutenlamellen. Bij de eerste twee zones is het deeg relatief sterk samengedrukt door de externe kracht, maar er is nog ruimte voor de glutenlamellen (met daartussen zetmeelgranules) om te heroriënteren waardoor er weinig variatie in kracht is (Figuur 25a). Wanneer de derde zone begint is het deeg zo compact dat de glutenlamellen zich niet eenvoudig kunnen heroriënteren. Wanneer de glutenlamellen een bepaalde oriëntatie hebben is er relatief minder kracht nodig voor extrusie (Figuur 25b). Bij een andere oriëntatie is er meer kracht nodig (Figuur 25c).
Figuur 25: Schematische verklaring voor de variatie in de derde zone bij bloem-watersystemen – (a) voor derde zone en (b) lage en (c) hoge kracht nodig voor extrusie
57
Discussie
Uit de parameter extrusietijdspunt (eerste buigpunt) is af te leiden dat het gas (gevormd tijdens de fermentatie) een belangrijke rol speelt tijdens de extrusie, aangezien de waarden voor deze parameter veel hoger zijn ten opzichte van de andere condities. Het is niet duidelijk waarom dit precies zo is, of wat de exacte rol is van dit gas. Bij deze condities (fermentatie) is het gas in grotere mate aanwezig ten opzichte van de andere condities (variabele consistentie en verschillende ingrediënten). Deze gasbellen zouden een soort ‘inerte’ rol hebben in het vervormingsgedrag van het deeg. Het is echter vreemd dat dit gas een belangrijke rol speelt bij de extrusieparameters, aangezien voor deegextrusie telkens een precompressie wordt uitgevoerd om het aanwezige gas uit te drijven uit het deeg in de houder. Er is bijkomend onderzoek nodig om de exacte rol van gas bij extrusie te kennen. Eventueel zou de microstructuur van gerezen en ongerezen deeg, voor en na extrusie, gevisualiseerd kunnen worden via microscopie. Op die manier kan inzicht verkregen worden in de rol van het gas bij extrusie. De testcondities (bvb. deeghoeveelheid) dienen ook te worden geoptimaliseerd. Daarnaast is het effect van verschillende testsnelheden van de probe niet gekend. Ten slotte zou het interessant zijn om de eiwitkwaliteit te kunnen bepalen met deegextrusie.
58
Conclusie
5
Conclusie
Het doel van deze masterproef was om na te gaan of de extrusie-eigenschappen van brooddeeg als maat voor de consistentie zou kunnen dienen. Deegextrusie werd toegepast bij drie verschillende condities: variabele consistentie bij bloem-watersystemen, toevoeging van verschillende ingrediënten (zout, gist, vitamine C en mout) en hun combinatie en bij verschillende verwerkingspunten van de fermentatie (bolrijs, uitrollen en narijs). De extrusieparameters werden gecorreleerd met de consistentie, verschillende bloemeigenschappen (eiwitgehalte en farinograafparameters) en bakkwaliteit. Uit de resultaten blijkt dat extrusie inderdaad een goede manier kan zijn om de consistentie van brooddeeg op te volgen. De meest bruikbare extrusieparameters zijn de extrusiepiekkracht en het gemiddelde kracht van de tweede zone (Mean Z2) met een Pearson Correlation van respectievelijk 0,919 en 0,933. Toevoeging van zout of vitamine C leidt tot een hogere extrusiekracht, terwijl voor gist een lagere extrusiekracht vereist is. De verwerkingspunten van de fermentie blijken ook invloed te hebben op de extrusiekracht, deze is na het uitrollen en na de narijs respectievelijk het hoger en lager. Door middel van extrusie kan consistentie ook opgevolgd worden tijdens de fermentatie, dit blijkt uit de Pearson Correlations van de extrusiepiekkracht en gemiddelde kracht van de tweede zone (Mean Z2). Bij vrijwel elke conditie zijn deze resultaten vrij goed herhaalbaar. Echter, bij toevoeging van gist blijkt er meer variatie te zijn. Over het algemeen zijn de resultaten vrij goed herhaalbaar. Bij sommige extrusieparameters (vooral average drop-off) is de variatie echter nog hoog. In bijna elke testconditie (consistentie, ingrediënten en in functie van fermentatie) het onderscheid gemaakt tussen drie verschillende zones. De eerste zone (initiële stijging) heeft telkens een constante helling en na het eerste buigpunt verandert deze helling en door met een constante maar nieuwe helling tot het tweede buigpunt. Het gebied tussen deze twee buigpunten is de tweede zone. Na het tweede buigpunt begint de plateauzone. Deze derde zone vertoont veel variatie, maar veel minder bij fermentatie (narijs). Een hypothese werd opgesteld om deze variatie te verklaren. Enkel het extrusietijdspunt blijkt gecorreleerd te zijn met het eiwitgehalte bij bloemwatersystemen, de Pearson Correlation bedraagt -0,774. Er werden ook een aantal lineaire verbanden vastgesteld tussen de extrusieparameters en de farinograafparameters. De meest interessante verbanden zijn die voor de extrusieparameters bij deegsystemen met alle ingrediënten. De waterabsorptie is bijzonder sterk gecorreleerd met het extrusietijdspunt (R² = 0,992). Ook voor de stabiliteit worden sterke correlaties gevonden met de gradiënt uit de tweede (R² = 0,959) en gemiddelde gradiënt (R² = 0,855). Die twee laatste parameters zijn ook gecorreleerd met de deegontwikkelingstijd, respectievelijke R² = 0,798 en 0,801). In functie van de fermentatie is de meest opmerkelijke de stabiliteit, met meerdere R²waarden hoger dan 0,9 bij alle drie de verwerkingspunten (bolrijs, uitrollen en narijs). De extrusieparameters blijken vrij goed gecorreleerd te zijn met de ovenrijs. Slechts enkele parameters zijn gecorreleerd met het broodvolume, H/B ratio en maximale hoogte en breedte, hoewel niet al deze correlaties bijzonder groot zijn. Daarnaast werden ook correlaties gevonden voor andere kwaliteitstesten zoals Zeleny en glutenindex.
59
Conclusie
In toekomstige onderzoeken wordt aanbevolen om de microstructuur van gerezen en ongerezen deeg, voor en na extrusie, te visualiseren om zo meer inzicht te krijgen in de rol van het gas bij extrusie. Verder dient men na te gaan welke invloed verschillende testsnelheden van de probe hebben op de extrusieparameters. Ten slotte zou het interessant zijn om na te gaan of de extrusie-eigenschappen een maat kunnen zijn voor eiwitkwaliteit.
60
Literatuurlijst Wetenschappelijke artikels Ahmed, J., Almusallam, A., Al-Salman, F., AbdulRahman, M. en Al-Salem, E. (2013). Rheological properties of water insoluble date fiber incorporated wheat flour dough. Food Science and Technology, 51, p. 409-416. Amemiya, J. I. en Menjivar, J. A. (1992). Comparison of Small and Large Deformation Measurements to Characterize the Rheology of Wheat Flour Doughs. Journal of Food Engineering, 16, p. 91-108. Angioloni, A. en Dalla Rosa, M. (2005). Dough thermo-mechanical properties: influence of sodium chloride, mixing time and equipment. Journal of Cereal Science, 41, p. 327-331. Auger, F., Morel, M.H., Lefebvre, J., Dewilde, M. en Redl, A. (2008). A parametric and microstructural study of the formation of gluten network in mixed flour-water batter. Journal of Cereal Science, 48, p. 349-358. Bache, I. C. en Donald, A. M. (1998). The Structure of the Gluten Network in Dough: a Study using Environmental Scanning Electron Microscopy. Journal of Cereal Science, 28, p. 127133. Baier-Schenk, A., Handschin, S., von Schönau, M., Bittermann, A. G., Bächi, T. en CondePetit, B. (2005). In situ observation of the freezing process in wheat dough by confocal laser scanning microscopy (CLSM): Formation of ice and changes in the gluten network. Journal of Cereal Science, 42, p. 255-260. Barak, S., Mudgil, D. en Khatkar, B.S. (2013). Relationship of gliadin and glutenin proteins with dough rheology, flour pasting and bread making performance of wheat varieties. Food Science and Technology, 51, p. 211-217. Barrera, G., Bustos, M., Iturriaga, L., Flores, S., León, A. en Ribotta, P. (2013). Journal of Food Engineering, 116, p. 233-239. Basaran, A. en Göçmen, D. (2003). The effects of low mixing temperature on dough rheology and bread properties. European Food Research and Technology, 217, p. 138-142. Berland, S. en Launay, B. (1995). Rheological Properties of Wheat Flour Doughs in Steady and Dynamic Shear: Effect of Water Content and Some Additives. Cereal Chemistry, 72, p. 48-52. Bernardin, J. E. en Kasarda, D. D. (1973). The microstructure of wheat protein fibrils. Cereal Chemistry, 50, p. 735-744.
61
Berton, B., Scher, J., Villieras, F. en Hardy, J. (2002). Measurement of hydration capacity of wheat flour: influence of composition and physical characteristics. Power Technology, 128, p. 326-331. Birch, A., Petersen, M. en Hansen, A. (2013). The aroma profile of wheat bread crumb influenced by yeast concentration and fermentation temperature. Food Science and Technology, 50, p. 480-488. Bloksma, A. H. (1972). Flour composition, dough rheology, and baking quality. Cereal Science Today. 17, p. 380-385. Bloksma, A. H. (1990). Dough structure, dough rheology, and baking quality. Cereal Foods World, 35, p. 237-244. Bohlin, L. en Carlson, T. (1980). Dynamic Viscoelastic Properties of Wheat Flour Dough: Dependence on Mixing Time. Cereal Chemistry, 57, p. 174-177. Campos, D., Steffe, J. en NG, P. (1997). Rheological Behavior of Undeveloped and Developed Wheat Dough. Cereal Chemistry, 74, p. 489-494. Chakraborty, K. en Khan, K. (1988). Biochemical and Breadmaking Properties of Wheat Protein Components. II. Reconstitution Baking Studies of Protein Fractions from Various Isolation Procedures. Cereal Chemistry, 65, p. 340-344. Connelly, R. en McLintier, R. (2008). Rheological properties of yeasted and nonyeasted wheat doughs developed under different mixing conditions. Journal of the Science of Food and Agriculture, 88, p. 2309-2323. Courtin, C. M. en Delcour, J. A. (2002). Arabinoxylans and Endoxylanases in Wheat Flour Bread-making. Journal of Cereal Science, 35, p. 225-243. Cuq, B., Abecassis, J. en Guilbert, S. (2003). State diagrams to help describe wheat bread processing. International Journal of Food Science and Technology, 38, p. 759-766. Dexter, J. E., Preston, K. R., Martin, D. G. en Gander, E. J. (1994). The Effect of Protein Content and Starch Damage on The Physical Dough Properties and Bread-making Quality of Canadian Durum Wheat. Journal of Cereal Science, 20, p. 139-151. Dobraszczyk, B. J. en Morgenstern, M. P. (2003). Rheology and the breadmaking process. Journal of Cereal Science, 38, p. 229-245. Dreese, P. C., Faubion, J. M. en Hoseney, R. C. (1988). Dynamic Rheological Properties of Flour, Gluten, and Gluten-Starch Doughs. II. Effect of Various Processing and Ingredient Changes. Cereal Chemistry, 65, p. 354-359. Edwards, N. M., Mulvaney, S. J., Scanlon, M. G. en Dexter, J. E. (2003). Role of Gluten and Its Components in Determining Durum Semolina Dough Viscoelastic Properties. Cereal Chemistry, 80, p. 755-763. 62
Gan, Z., Ellis, P. R. en Schofield, J. D. (1995). Mini Review Gas Cell Stabilisation and Gas Retention in Wheat Bread Dough. Journal of Cereal Science, 21, p. 215-230. Gélinas, P. en McKinnon, C. (2013). Experiments on dough rheology to improve screening of bread wheat cultivars. International Journal of Food Science and Technology, 48, p. 19561961. Goesaert, H., Brijs, K., Veraverbeke, W. S., Courtin, C. M., Gebruers, K. en Delcour, J. A. (2005). Wheat flour constituents: how they impact bread quality, and how to impact their functionality. Trends in Food Science and Technology, 16, p. 12-30. Goesaert, H., Slade, L., Levine, H. en Delcour, J. A. (2009). Amylases and bread firming–an integrated view. Journal of Cereal Science, 50, p. 345-352. Gómez, M., Ronda, F., Blanco, C., Caballero, P. en Apesteguía, A. (2003). Effect of dietary fibre on dough rheology and bread quality. European Food Research and Technology, 216, p. 51-56. Gómez, M., Jiménez, S., Ruiz, E. en Oliete, B. (2011). Effect of extruded wheat bran on dough rheology and bread quality. Food Science and Technology, 44, p. 2231-2237. Hermansson, A. M. en Larsson, K. (1986). The structure of gluten gels. Food Microstructure, 5, p. 233-239. Hlynka, I. (1962). Influence of temperature, speed of mixing, and salt on some rheological properties of dough in the farinograph. Cereal Chemistry, 39, p. 286-303. Izydorczyk, M. en Rattan, O. (1995). Effect of arabinoxylans on bread-making quality of wheat flours. Food Chemistry, 53, p. 165-171. Janssen, A. M., Van Vliet, T. en Vereijken, J. M. (1996a). Rheological Behaviour of Wheat Glutens at Small and Large Deformations. Comparison of Two Glutens Differing in Bread Making Potential. Journal of Cereal Science, 23, p. 19-31. Janssen, A. M., Van Vliet, T. en Vereijken, J. M. (1996b). Rheological Behaviour of Wheat Glutens at Small and Large Deformations. Effect of Gluten Composition. Journal of Cereal Science, 23, p. 33-42. Jayaram, V. B., Cuyvers, S., Verstrepen, K. J., Delcour, J. A. en Courtin, C. M. (2014). Succinic acid in levels produced by yeast (Saccharomyces cerevisiae) during fermentation strongly impacts wheat bread dough properties. Food Chemistry, 151, p. 421-428. Junge, R. C., Hoseney, R. C. en Varriano-Marston, E. (1981). Effect of Surfactants on Air Incorporation in Dough and the Crumb Grain of Bread. Cereal Chemistry, 58, p. 338-342. Khatkar, B. S., Fido, R. J., Tatham, A. S. en Schofield, J. D. (2002). Functional Properties of Wheat Gliadins. II. Effects on Dynamic Rheological Properties of Wheat Gluten. Journal of Cereal Science, 35, p. 307-313. 63
Kokawa, M., Fujita, K., Sugiyama, J., Tsuta, M., Shibata, M., Araki, T. en Nabetani, H. (2012). Quantification of the distributions of gluten, starch and air bubbles in dough at different mixing stages by fluorescence fingerprint imaging. Journal of Cereal Science, 55, p. 15–21. Koksel, F. en Scanlon, M. G. (2012). Effects of composition on dough development and air entrainment in doughs made from gluten-starch blends. Journal of Cereal Science, 56, p. 445-450. Kontogiorgos, V. (2011). Microstructure of hydrated gluten network. Food Research International, 44, p. 2582-2586. Krishnan, P. G., Chang, K. C. en Brown, G. (1987). Effect of Commercial Oat Bran on the Characteristics and Composition of Bread. Cereal Chemistry, 64, p. 55-58. Kuktaite, R., Larsson, H. en Johansson, E. (2004). Variation in protein composition of wheat flour and its relationship to dough mixing behaviour. Journal of Cereal Science, 40, p. 31-39. Larsen, R. A. (1964). Hydration as factor in bread quality. Cereal Chemistry, 41, p. 181-187. Laurikainen, T., Härkönen, H., Autio, K. en Poutanen, K. (1998). Effects of Enzymes in FibreEnriched Baking. Journal of Science, Food and Agriculture, 76, p. 239-249. Létang, C., Piau, M. en Verdier, C. (1999). Characterization of wheat flour-water doughs. Part I: Rheometry and microstructure. Journal of Food Engineering, 41, p. 121-132. Li, A. en Walker, C. E. (1992). Dough Temperature Changes During Mixing in a Mixograph. Cereal Chemistry, 69, p. 681-683. Li, Y.Q., Zhu, R.J. en Tian, J.C. (2008). Influence of Wheat Protein Contents and Fractions on Dough Rheological Properties as Determined by Using a Reconstitution Method. Agricultural Sciences in China, 7, p. 395-404. Lindahl, L. en Eliasson, A.C. (1992). Influence of Added Enzymes on the Rheological Properties of a Wheat Flour Dough. Cereal Chemistry, 69, p. 542-546. Lindsay, M. en Skerritt, J. (1999). The glutenin macropolymer of wheat flour doughs: structure-fucntion perspectives. Trends in Food Science and Technology, 10, p. 247-253. Lindsay, M., Tamas, L., Appels, R. en Skerritt, J. (2000). Direct Evidence that the Number and Location of Cysteine Residues affect Glutenin Polymer Structure. Journal of Cereal Science, 31, p. 321-333. Liu, Y., Hsieh, F., Heymann, H. en Huff, H. E. (2000). Effect of Process Conditions on the Physical and Sensory Properties of Extruded Oat-Corn Puff. Journal of Food Science, 65, p. 1253-1259.
64
Lynch, E. J., Dal Bello, F., Sheehan, E. M., Cashman, K. D. en Arendt, E. K. (2009). Fundamental studies on the reduction of salt on dough and bread characteristics. Food Research International, 42, p. 885-891. Maache-Rezzoug, Z., Bouvier, J.-M., Allaf, K. en Patras, C. (1998). Study of Mixing in Connection with the Rheological Properties of Biscuit Dough and Dimensional Characteristics of Biscuits. Journal of Food Engineering, 35, p. 43-56. Manohar, S. en Rao, H. (1997). Effect of Mixing Period and Additives on the Rheological Characteristics of Dough and Quality of Biscuits. Journal of Cereal Science, 25, p. 197-206. Marchetti, L., Cardós, M., Campaña, L. en Ferrero, C. (2012). Effect of glutens of different quality on dough characteristics and breadmaking performance. Food Science and Technology, 46, p. 224-231. Masi, P., Cavella, S. en Sepe, M. (1998). Characterization of Dynamic Viscoelastic Behavior of Wheat Flour Doughs at Different Moisture Contents. Cereal Chemistry, 75, p. 428-432. Mastromatteo, M., Guida, M., Danza, A., Laverse, J., Frisullo, P., Lampignano, V. en Alessandro Del Nobile, M. (2013). Rheological, microstructural and sensorial properties of durum wheat bread as affected by dough water content. Food Research International, 51, p. 458-466. McCann, T. en Day, L. (2013). Effect of sodium chloride on gluten network formation, dough microstructure and rheology in relation to breadmaking. Journal of Cereal Science, 57, p. 444-452. Mirsaeedghazi, H., Z. Emam-Djomeh and S.M.A. Mousavi, 2008. Rheometric measurement of dough rheological characteristics and factors affecting It. International Journal of Agriculture and Biology, 10: 112–119. Moore, M., Schobber, T., Dockery P. en Arendy, E. (2004). Textural Comparisons of GlutenFree and Wheat-Based Doughs, Batters, and Breads. Cereal Chemistry, 81, p. 567-575. Navickis, L. (1989). Rheological Changes of Fortified Wheat and Corn Flour Doughs with Mixing Time. Cereal Chemistry, 66, p. 321-324. Paredes-Lopez, O. en Bushuk, W. (1982). Development and “underdevelopment” of wheat dough by mixing: microscopic structure and its relations to bread-making quality. Cereal Chemistry, 30, p. 24-27. Paredes-Lopez, O. en Bushuk, W. (1983). Development and “Undevelopment” of Wheat Dough by Mixing: Physicochemical Studies. Cereal Chemistry, 60, p. 19-23. Patel, M. J., Ng, J. H. Y., Hawkins, W. E., Pitts, K. F. en Chakrabarti-Bell, S. (2012). Effects of fungal α-amylase on chemically leavened wheat flour doughs. Journal of Cereal Science, 56, p. 644-651
65
Peighambardoust, S. H., Van der Goot, A. J., Van Vliet, T., Hamer, R. J. en Boom, R. M. (2006). Microstructure formation and rheological behaviour of dough under simple shear flow. Journal of Cereal Science, 43, p. 183-197. Peressini, D. en Sensidoni, A. (2009). Effect of soluble dietary fibre addition on rheological and breadmaking properties of wheat dough. Journal of Cereal Science, 49, p. 190-201. Petrofsky, K. E. en Hoseney, R. C. (1995). Rheological Properties of Dough Made with Starch and Gluten from Several Cereal Sources. Cereal Chemistry, 72, p. 53-58. Pomeranz, Y., Meyer, D. en Seibel, W. (1984). Wheat, Wheat-Rye, and Rye Dough and Bread Studied by Scanning Electron Microscopy. Cereal Chemistry, 61 p. 53-59. Poutanen, K. (1997). Enzymes: An important tool in the improvement of the quality of cereal foods. Trends in Food Science and Technology, 8, p. 300-306. Rasper, V. F. en De Man, J. M. (1980). Measurement of Hydration Capacity of Wheat Flour/Starch Mixtures. Cereal Chemistry, 57, p. 27-31. Rezaei, M. N., Dornez, E., Jacobs, P., Parsi, A., Verstrepen, K. J. en Courtin, C. M. (2014). Harvesting yeast (Saccharomyces cerevisiae) at different physiological phases significantly affects its functionality in bread dough fermentation. Food Microbiology, 39, p. 108-115. Scanlon, M. G. en Zghal, M. C. (2001). Bread properties and crumb structure. Food Research International, 34, p. 841-864. Schiedt, B., Baumann, A., Conde-Petit, B. en Vilgis, T. A. (2013). Short- and long-range interactions governing the viscoelastic properties during wheat dough and model dough development. Journal of Texture Studies, 44, p. 317-332. Sciarini, L., Ribotta, P., León A. en Pérez, G. (2010a). Effect of hydrocolloids on gluten-free batter properties and bread quality. International Journal of Food Science and Technology, 45, p. 2306-2312. Sciarini, L., Ribotta, P., León A. en Pérez, G. (2010b). Influence of Gluten-free Flours and their Mixtures on Batter Properties and Bread Quality. Food and Bioprocess Technology, 3, p. 577-585. Shehzad, A., Chiron, H., Della Valle, G., Lamrini, B. en Lourdin, D. (2012). Energetical and rheological approaches of wheat flour dough mixing with a spiral mixer. Journal of Food Engineering, 110, p. 60-70. Singh, S., Singh, N. en MacRitchie, F. (2011). Relationship of polymeric proteins with pasting, gel dynamic- and dough empirical-rheology in different Indian wheat varieties. Food Hydrocolloids, 25, p. 19-24.
66
Singh, S. en Singh, N. (2013). Relationship of polymeric proteins and empirical dough rheology with dynamic rheology of dough and gluten from different wheat varieties. Food Hydrocolloids, 33, p. 342-348. Sissons, M. J., Egan, N. E. en Gianibelli, M. C. (2005). New Insights Into the Role of Gluten on Durum Pasta Quality Using Reconstitution Method. Cereal Chemistry, 82, p. 601-608. Skendi, A., Papageorgiou, M. en Biliaderis, C. (2010). Influence of water and barley β-glucan addition on wheat dough viscoelasticity. Food Research International, 43, p. 57-65. Sliwinski, E., Kolster, P., Prins, A. en van Vliet, T. (2004a). On the relationship between gluten protein composition of wheat flours and large-deformation properties of their doughs. Journal of Cereal Science, 39, p. 247-264. Sliwinski, E., Van der Hoef, F., Kolster, P. en Van Vliet, T. (2004b). Large-deformation properties of wheat dough in uni- and biaxial extension. Part II. Gluten dough. Rheologica Acta, 43, p. 321-332. Song, Y. en Zheng, Q. (2007). Dynamic rheological properties of wheat flour dough and proteins. Trends in Food Science and Technology, 18, p. 132-138. Sroan, B., Bean, S. en MacRitchie, F. (2009a). Mechanism of gas cell stabilization in bread making. I. The primary gluten-starch matrix. Journal of Cereal Science, 49, p. 32-40. Sroan, B. en MacRitchie, F. (2009b). Mechanism of gas cell stabilization in bread making. II. The secondary liquid lamellae. Journal of Cereal Science, 49, p. 41-46. Sudha, M. L., Srivastava, A. K., Vetrimani, R. en Leelavathi, K. (2007). Fat replacement in soft dough biscuits: Its implications on dough rheology and biscuit quality. Journal of Food Engineering, 80, p. 922-930. Uthayakumaran, S., Gras, P. W., Stoddard, F. L. en Bekes, F. (1999). Effect of Varying Protein Content and Glutenin-to-Gliadin Ratio on the Functional Properties of Wheat Dough. Cereal Chemistry, 76, p. 389-394. Uthayakumaran, S., Newberry, M., Keentok, M., Stoddard, F. L. en Bekes, F. (2000). Basic Rheology of Bread Dough with Modified Protein Content and Glutenin-to-Gliadin Ratios. Cereal Chemistry, 77, p. 744-749. Uthayakumaran, S. en Lukow, O. (2003). Functional and multiple end-use characterisation of Canadian wheat using a reconstituted dough system. Journal of the Science of Food and Agriculture, 83, p. 889-898. Van Bockstaele, F., De Leyn, I., Eeckhout, M. en Dewettinck, K. (2008). Rheological Properties of Wheat Flour Dough and the Relationship with Bread Volume. I. CreepRecovery Measurements. Cereal Chemistry, 85, p. 753-761.
67
Wang, J., Rosell, C., Benedito de Barber, C. (2002). Effect of the addition of different fibres on wheat dough performance and bread quality. Food Chemistry, 79, p. 221-226. Watanabe, A., Larsson, H. en Eliasson, A. C. (2002). Effect of Physical State of Nonpolar Lipids on Rheology and Microstructure of Gluten-Starch and Wheat Flour Doughs. Cereal Chemistry, 79, p. 203-209. Weegels, P. L., Hamer, R. J. en Schofield, J. D. (1996). Critical Review: Functional Properties of Wheat Glutenin. Journal of Cereal Science, 23, p. 1-18. Weipert, D. (1990). The Benefits of Basic Rheometry in Studying Dough Rheology. Cereal Chemistry, 67, p. 311-317. Wieser, H. en Kieffer, R. (2001). Correlations of the Amount of Gluten Protein Types to the Technological Properties of Wheat Flours Determined on a Micro-scale. Journal of Cereal Science, 34, p. 19-27. Yao, G., Liu, K. S. en Hsieh, F. (2004). A New Method for Characterizing Fiber Formation in Meat Analogs during High-moisture Extrusion. Journal of Food Science, 69, p. 303-307. Yousif, A. K., Morton, I. D. en Mustafa, A. I. (1995). Light scanning electron microscopy of wheat-paste dough and bread. Arab Gulf Journal of Scientific Research, 13, p. 275-292. Zaidel, D. N., Chin, N. L. en Yusof, Y. A. (2010). A review on Rheological Properties and Measurements of Dough and Gluten. Journal of Applied Sciences, 10, p. 2478-2490. Zheng, H., Morgenstern, M. P., Campanella, O. H. en Larsen, N. G. (2000). Rheological Properties of Dough During Mechanical Dough Development. Journal of Cereal Science, 32, p. 293-306. Boeken Bloksma, A. H. en Bushuk, W. (1988). Rheology and chemistry of dough. In: Wheat: Chemistry and Technology. Vol II. Y. Pomeranz, ed. American Association of Cereal Chemistry (p. 131-217). St. Paul, MN. Bowles, L. K. (1996). Amylolytic enzymes. In R. E. Hebeda, & H. F. Zobel (Eds.), Baked goods freshness: Technology, evaluation, and inhibition of staling (p. 105–129). New York, NY: Marcel Dekker. Van Bockstaele, F. (2011). Changes in rheology and microstructure of bread dough. PhD thesis, Ghent University, Belgium, 181p.
68
Internetbronnen Haegens, N., Grondstoffen, 2014-04-02, internet, (http://www.classofoods.com/pagina1_4.html). Stable Micro Systems, TA Application Guide: Extrusion, 2013-10-16, internet, (http://www.stablemicrosystems.com). Cursussen De Leyn, I., Cursus graantechnologie, (2013-2014), UGent, Gent, Master of Science in de Biowetenschappen: Voedingsindustrie. Persoonlijke communicatie De Leyn, I. (2014, 8 mei). (hoofdverantwoordelijke labo graantechnologie Universiteit Gent). (rol van zout bij de glutenontwikkeling). Persoonlijke communicatie [mondeling gesprek]. UGent, Gent.
69
Bijlage Bijlage I: Resultaten deegextrusie met ingrediënten gegroepeerd per ingrediënt Tabel 36: Resultaten deegextrusie met 1,5% zout bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden
Zout EW WA EKP ETP EPK EPT Mean Z1 Grad. Z1 Mean Z2 Grad. Z2 Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 10,0a ±0,09 54,2 ±0,1 15304ab ±1378 5,8ab ±0,7 29591ab ±4921 30,1b ±3,6 9034ac ±607 2590ab ±300 b 21543 ±1740 ab 578 ±144 1439ab ±306 33622b ±2116 34ab ±19
11-450 11,5a ±0,10 57,8 ±0,1 13868a ±2085 5,0a ±1,0 23581a ±5260 21,2a ±3,8 8376ab ±473 2733b ±446 a 17963 ±2939 ab 608 ±231 1272a ±220 31008ab ±2012 91bd ±32
11-680 10,2a ±0,12 57,9 ±0,1 14962ab ±544 6,8b ±0,6 26212ab ±3039 29,1b ±3,4 8348ab ±370 2177a ±139 ab 19598 ±1227 a 490 ±97 1578ab ±352 29590a ±810 29a ±8
12-680 13,4a ±0,09 59,3 ±0,1 13877a ±1176 4,5a ±0,9 30081ab ±4362 25,0ab ±3,4 8458b ±235 3028b ±344 ab 18775 ±1963 b 795 ±197 1486ab ±191 30972ab ±919 63bcd ±15
14-680 14,4b ±0,05 57,3 ±0,5 16345b ±1392 5,4a ±0,9 31327b ±2152 27,2b ±3,9 10076c ±1008 2948b ±334 b 21297 ±1268 ab 704 ±151 1807b ±285 31656ab ±1813 78cd ±37
Tabel 37: Resultaten deegextrusie met 1% gist bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden
Gist EW WA EKP ETP EPK EPT Mean Z1 Grad. Z1 Mean Z2 Grad. Z2 Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 10,0a ±0,09 56,7 ±0,0 11344c ±980 7,3a ±0,7 23280b ±1946 32,7a ±3,2 6885c ±541 1495a ±199 17180a ±1343 b 471 ±50 1142b ±170 26791a ±1325 33a ±19
11-450 11,5a ±0,10 61,0 ±0,2 6808a ±771 12,0c ±1,4 15580a ±2341 36,5a ±5,7 4050a ±506 535b ±104 10963b ±1214 a 358 ±51 707a ±140 18250b ±2172 96a ±89
11-680 10,2a ±0,12 61,0 ±0,1 14745d ±1236 9,5b ±1,4 32305d ±1679 35,0a ±2,6 7966d ±459 1532a ±154 23417c ±1005 c 688 ±50 1359b ±330 30983c ±904 36a ±13
12-680 13,4a ±0,09 62,5 ±0,4 9277b ±1412 9,2b ±1,5 20781b ±2606 32,1a ±3,1 5598b ±740 957c ±100 14479d ±1799 b 501 ±46 1132b ±228 24940a ±2893 41a ±11
14-680 14,4b ±0,05 61,0 ±0,4 11472c ±506 15,0d ±1,0 26924c ±919 36,7a ±2,2 6552c ±336 735d ±59 17954a ±448 c 714 ±39 1159b ±244 30734c ±788 56a ±24
Tabel 38: Resultaten deegextrusie met 25ppm vit. C bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden
Vit C EW WA EKP ETP EPK EPT Mean Z1 Grad. Z1 Mean Z2 Grad. Z2 Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 10,0a ±0,09 55,4 ±0,3 14228a ±1452 5,3a ±1,1 28363ab ±4973 27,4a ±6,8 8627ab ±419 2649ab ±495 20706ab ±3192 658a ±182 a 1502 ±132 30787b ±1810 31c ±5
11-450 11,5a ±0,10 58,9 ±0,2 12018a ±1807 4,9a ±1,1 23560a ±3276 21,2a ±2,7 7317a ±509 2386a ±211 16954b ±1688 702a ±140 b 995 ±91 27878a ±1659 120b ±45
11-680 10,2a ±0,12 59,1 ±0,0 17078b ±1625 7,1a ±2,1 32478b ±4770 25,8a ±4,0 8773ab ±1861 2588ab ±590 25138c ±1051 836a ±86 ac 1655 ±339 32167b ±1243 35ac ±11
12-680 13,4a ±0,09 60,5 ±0,1 13399a ±1366 5,1a ±1,0 26382ab ±3796 21,9a ±2,9 7592a ±863 2583ab ±255 18598b ±1152 769a ±139 a 1640 ±275 31563b ±2380 46a ±11
14-680 14,4b ±0,05 59,5 ±0,1 17297b ±1595 5,3a ±1,1 31793b ±4608 22,3a ±1,8 9853b ±1212 3214b ±466 22452a ±1759 840a ±188 c 2006 ±277 35033c ±1386 42ac ±17
70
Tabel 39: Resultaten deegextrusie met 0,1% mout bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden
Mout EW WA EKP ETP EPK EPT Mean Z1 Grad. Z1 Mean Z2 Grad. Z2 Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 10,0a ±0,09 55,5 ±0,1 13404a ±1772 5,6abc ±1,5 a 21970 ±2027 a 25,2 ±3,5 8372b ±597 2374ab ±431 17056a ±1657 444a ±107 1346ab ±244 29080b ±1538 27a ±5
11-450 11,5a ±0,10 58,5 ±0,1 10853b ±706 4,9ab ±0,7 a 22154 ±4218 a 20,9 ±2,3 7062a ±579 2138a ±215 15366a ±1650 691b ±181 1126a ±84 26358a ±1262 169c ±82
11-680 10,2a ±0,12 58,9 ±0,2 12489a ±718 4,1b ±0,2 a 22939 ±2068 a 21,7 ±3,2 7818ab ±783 3157c ±262 19643b ±665 698b ±106 1587b ±159 28426ab ±1266 30ab ±10
12-680 13,4a ±0,09 60,9 ±0,3 12042ab ±1753 4,5ab ±0,7 ab 25632 ±4202 a 22,7 ±2,9 7522ab ±692 2580ab ±208 17076a ±1666 743b ±142 1518b ±132 28748b ±1501 68d ±19
14-680 14,4b ±0,05 59,1 ±0,1 16804c ±1607 5,8c ±0,9 b 29754 ±4329 a 23,2 ±3,2 9811c ±977 2858bc ±408 21408b ±1887 733b ±184 2007c ±152 34151c ±1762 44b ±17
Tabel 40: Resultaten deegextrusie met alle ingrediënten bij 500 FU; Verschillende letters in superscript wijzen op significante verschillen (p < 0,05) – resultaten zijn gemiddelde waarden
Totaal EW WA EKP ETP EPK EPT Mean Z1 Grad. Z1 Mean Z2 Grad. Z2 Av.Grad. Z3 Mean Z3 Av. DO Z3
10-680 10,0a ±0,09 55,2 ±0,1 13333bc ±1954 9,3abc ±3,7 25750b ±6414 b 31,6 ±3,6 7733bc ±1318 1618a ±773 18967bc ±3228 556ab ±192 1120a ±302 29902ab ±4027 71ab ±85
11-450 11,5a ±0,10 58,7 ±0,0 10810ab ±1710 8,5b ±1,5 22033ab ±3691 c 26,1 ±2,2 6276ab ±884 1223a ±150 15420a ±1104 623ab ±193 951a ±169 27408a ±1475 107a ±55
11-680 10,2a ±0,12 59,0 ±0,1 8997a ±1984 6,0c ±2,1 16668a ±5214 abc 25,6 ±5,2 5514a ±1176 1606a ±379 13104a ±3551 417a ±160 1013a ±241 19773c ±3370 34b ±21
12-680 13,4a ±0,09 60,7 ±0,1 11349ab ±1087 5,5cd ±0,4 23058ab ±3638 a 22,6 ±1,3 7012ab ±676 1980a ±201 15990ab ±1163 672ab ±180 1499b ±167 29764b ±1269 60a ±15
14-680 14,4b ±0,05 59,7 ±0,1 15770c ±2486 8,6ad ±2,4 29537b ±4053 ac 24,9 ±2,7 8895c ±1392 1851a ±383 21839c ±2797 863b ±261 1761b ±147 35108d ±1991 45b ±10
71
Bijlage II: Resultaten deegextrusie van alle condities gegroepeerd per parameter Tabel 41: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Mean Z1 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Mean Z1 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 7514a ±1096 9186a ±461 10895b ±812 9034ac ±607 6885c ±541 8627ab ±419 8372b ±597 7733bc ±1318 9179ab ±2412 9947b ±1263 8594a ±1121
11-450 11,5a ±0,10 7517a ±956 8548a ±1759 9431ab ±1356 8376ab ±473 4050a ±506 7317a ±509 7062a ±579 6276ab ±884 8814ab ±1404 9770b ±1325 8166a ±1390
11-680 10,2a ±0,12 7078a ±304 8865a ±723 10852b ±1357 8348ab ±370 7966d ±459 8773ab ±1861 7818ab ±783 5514a ±1176 7976a ±1902 7585a ±1446 7788a ±1706
12-680 13,4a ±0,09 6321a ±1118 8724a ±389 8561a ±562 8458b ±235 5598b ±740 7592a ±863 7522ab ±692 7012ab ±676 10799ab ±1664 10172b ±1838 8757a ±1096
14-680 14,4b ±0,05 7304a ±403 8148a ±779 10254ab ±1135 10076c ±1008 6552c ±336 9853b ±1212 9811c ±977 8895c ±1392 11526b ±1644 12491c ±894 8932a ±1672
Tabel 42: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Grad. Z1 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Grad. Z1 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 1768a ±314 2266a ±256 2795a ±203 2590ab ±300 1495a ±199 2649ab ±495 2374ab ±431 1618a ±773 980a ±282 1330b ±98 608a ±92
11-450 11,5a ±0,10 1893ab ±467 2166a ±377 3059ab ±645 2733b ±446 535b ±104 2386a ±211 2138a ±215 1223a ±150 926a ±76 1002a ±147 665a ±54
11-680 10,2a ±0,12 1983ab ±458 2378a ±206 3467b ±991 2177a ±139 1532a ±154 2588ab ±590 3157c ±262 1606a ±379 966a ±124 1166ab ±118 647a ±93
12-680 13,4a ±0,09 1935ab ±207 2606ab ±372 3041ab ±368 3028b ±344 957c ±100 2583ab ±255 2580ab ±208 1980a ±201 1004a ±208 1122a ±154 629a ±76
14-680 14,4b ±0,05 2485b ±393 3027b ±444 3507b ±283 2948b ±334 735d ±59 3214b ±466 2858bc ±408 1851a ±383 1336a ±240 1045a ±132 830b ±63
Tabel 43: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter EKP - resultaten zijn gemiddelde waarden
EKP EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 12008ab ±1232 15819a ±938 19468c ±1199 15304ab ±1378 11344c ±980 14228a ±1452 13404a ±1772 13333bc ±1954 18971ab ±4870 21342b ±2880 17740a ±3298
11-450 11,5a ±0,10 12731b ±1492 14480a ±3119 16413ab ±2304 13868a ±2085 6808a ±771 12018a ±1807 10853b ±706 10810ab ±1710 17987ab ±3000 19728b ±3241 16260a ±2742
11-680 10,2a ±0,12 12046ab ±658 14727a ±1040 18525bc ±2076 14962ab ±544 14745d ±1236 17078b ±1625 12489a ±718 8997a ±1984 15249a ±3245 15252a ±2707 14618a ±3215
12-680 13,4a ±0,09 10520a ±1670 15299a ±874 14649a ±1055 13877a ±1176 9277b ±1412 13399a ±1366 12042ab ±1753 11349ab ±1087 22792bc ±3926 21751b ±3946 17809a ±1502
14-680 14,4b ±0,05 13251b ±892 13395a ±1439 16766ab ±1551 16345b ±1392 11472c ±506 17297b ±1595 16804c ±1607 15770c ±2486 25220c ±3380 26419c ±1863 18938a ±3264
72
Tabel 44: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter ETP - resultaten zijn gemiddelde waarden
ETP EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 6,7a ±1,5 6,8c ±0,9 6,8b ±0,8 5,8ab ±0,7 a 7,3 ±0,7 5,3a ±1,1 5,6abc ±1,5 9,3abc ±3,7 19,7a ±6,3 15,7ab ±2,2 28,3b ±3,8
11-450 11,5a ±0,10 7,0a ±2,5 6,7bc ±2,2 5,3ab ±1,1 5,0a ±1,0 c 12,0 ±1,4 a 4,9 ±1,1 4,9ab ±0,7 8,5b ±1,5 19,0a ±3,7 19,4b ±3,1 23,7ab ±4,0
11-680 10,2a ±0,12 6,1a ±1,5 6,0bc ±0,9 5,5ab ±1,4 6,8b ±0,6 b 9,5 ±1,4 7,1a ±2,1 4,1b ±0,2 6,0c ±2,1 15,8a ±5,1 12,8a ±2,8 21,7a ±2,7
12-680 13,4a ±0,09 5,2a ±1,1 5,8b ±0,8 4,7a ±0,6 4,5a ±0,9 b 9,2 ±1,5 5,1a ±1,0 4,5ab ±0,7 5,5cd ±0,4 22,9a ±5,3 19,1b ±3,7 27,7b ±3,1
14-680 14,4b ±0,05 5,2a ±0,6 4,3a ±0,5 4,6a ±0,5 5,4a ±0,9 d 15,0 ±1,0 a 5,3 ±1,1 5,8c ±0,9 8,6ad ±2,4 19,1a ±4,5 25,5c ±4,7 22,2a ±2,9
Tabel 45: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Mean Z2 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Mean Z2 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 15514ab ±1136 23237a ±1673 28821c ±1672 21543b ±1740 17180a ±1343 20706ab ±3192 17056a ±1657 bc 18967 ±3228 24623bc ±4272 29505bc ±2000 22527ab ±4538
11-450 11,5a ±0,10 16218abc ±1309 21306a ±2757 24592ab ±3428 17963a ±2939 10963b ±1214 16954b ±1688 15366a ±1650 a 15420 ±1104 22217ab ±2734 26136b ±2655 18997ab ±3767
11-680 10,2a ±0,12 16935bc ±1910 21528a ±1151 28306bc ±1722 19598ab ±1227 23417c ±1005 25138c ±1051 19643b ±665 a 13104 ±3551 17374a ±2365 20523a ±3358 16929a ±4154
12-680 13,4a ±0,09 14212a ±2130 21154a ±1204 23047a ±1049 18775ab ±1963 14479d ±1799 18598b ±1152 17076a ±1666 ab 15990 ±1163 25896bc ±3490 29178bc ±3700 24062b ±1488
14-680 14,4b ±0,05 18407c ±1042 21842a ±2137 27197bc ±3342 21297b ±1268 17954a ±448 22452a ±1759 21408b ±1887 c 21839 ±2797 29764b ±5632 32549c ±1371 23795b ±4187
Tabel 46: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Grad. Z2 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Grad. Z2 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 345a ±108 602a ±51 1084a ±341 578ab ±144 471b ±50 658a ±182 444a ±107 556ab ±192 1191b ±468 1896b ±315 1039a ±345
11-450 11,5a ±0,10 662b ±255 836b ±144 1584b ±274 608ab ±231 358a ±51 702a ±140 691b ±181 623ab ±193 806ab ±232 1659b ±183 703a ±365
11-680 10,2a ±0,12 401ab ±64 660a ±92 1129a ±152 490a ±97 688c ±50 836a ±86 698b ±106 417a ±160 431a ±280 1130a ±313 700a ±404
12-680 13,4a ±0,09 560ab ±186 1032b ±189 1406ab ±177 795b ±197 501b ±46 769a ±139 743b ±142 672ab ±180 911ab ±338 2047b ±304 1023a ±94
14-680 14,4b ±0,05 527ab ±156 817ab ±218 1718b ±327 704ab ±151 714c ±39 840a ±188 733b ±184 863b ±261 920ab ±476 1981b ±338 1122a ±406
73
Tabel 47: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter EPK - resultaten zijn gemiddelde waarden
EPK EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 19966a ±2170 30830a ±2526 37196bc ±2903 29591ab ±4921 b 23280 ±1946 28363ab ±4973 21970a ±2027 25750b ±6414 31567a ±6515 40931c ±2480 28332abc ±6706
11-450 11,5a ±0,10 22004ab ±2282 26689a ±4395 31919ab ±4575 23581a ±5260 a 15580 ±2341 23560a ±3276 22154a ±4218 22033ab ±3691 27890a ±5469 34307b ±2847 22940ab ±6008
11-680 10,2a ±0,12 20645a ±1897 28500a ±1890 36965bc ±2149 26212ab ±3039 d 32305 ±1679 32478b ±4770 22939a ±2068 16668a ±5214 20179b ±4790 27561a ±4967 19850a ±5572
12-680 13,4a ±0,09 18409a ±2816 27545a ±1420 30163a ±2172 30081ab ±4362 b 20781 ±2606 26382ab ±3796 25632ab ±4202 23058ab ±3638 32563a ±6120 38472bc ±3993 33354c ±2178
14-680 14,4b ±0,05 24777b ±2680 30077a ±3866 37518c ±4333 31327b ±2152 c 26924 ±919 31793b ±4608 29754b ±4329 29537b ±4053 37110a ±11259 39482bc ±3367 30806bc ±7166
Tabel 48: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter EPT - resultaten zijn gemiddelde waarden
EPT EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 30,9b ±5,3 31,9c ±4,0 24,7c ±5,8 30,1b ±3,6 32,7a ±3,2 a 27,4 ±6,8 25,2a ±3,5 31,6b ±3,6 31,1a ±3,8 26,2ab ±1,6 38,7b ±2,6
11-450 11,5a ±0,10 21,7a ±4,2 21,6bc ±5,4 15,4a ±3,7 21,2a ±3,8 36,5a ±5,7 a 21,2 ±2,7 20,9a ±2,3 26,1c ±2,2 30,6a ±3,8 28,4b ±2,3 33,1a ±5,1
11-680 10,2a ±0,12 27,8ab ±5,2 27,2b ±3,7 22,2bc ±4,4 29,1b ±3,4 35,0a ±2,6 a 25,8 ±4,0 21,7a ±3,2 25,6abc ±5,2 26,4a ±5,7 23,7a ±2,8 29,6a ±2,4
12-680 13,4a ±0,09 20,4a ±4,2 17,8a ±2,0 16,0a ±3,2 25,0ab ±3,4 32,1a ±3,1 a 21,9 ±2,9 22,7a ±2,9 22,6a ±1,3 32,9a ±3,6 27,5b ±1,3 43,0b ±3,4
14-680 14,4b ±0,05 28,3ab ±6,3 25,6b ±5,0 17,5ab ±4,9 27,2b ±3,9 36,7a ±2,2 a 22,3 ±1,8 23,2a ±3,2 24,9ac ±2,7 31,1a ±5,7 31,9c ±3,1 32,4a ±3,3
Tabel 49: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Av. Grad. Z3 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Av. Grad. Z3 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 792a ±129 1177bc ±128 1713bc ±148 1439ab ±306 1142b ±170 1502a ±132 1346ab ±244 1120a ±302 a 1322 ±346 1988b ±197 1511a ±275
11-450 11,5a ±0,10 794a ±104 748ab ±411 986a ±122 1272a ±220 707a ±140 995b ±91 1126a ±84 951a ±169 a 1231 ±225 1419a ±259 1589a ±344
11-680 10,2a ±0,12 835a ±233 1393cd ±197 1575b ±248 1578ab ±352 1359b ±330 1655ac ±339 1587b ±159 1013a ±241 a 1420 ±331 1413a ±175 1305a ±299
12-680 13,4a ±0,09 753a ±105 701a ±285 1072a ±58 1486ab ±191 1132b ±228 1640a ±275 1518b ±132 1499b ±167 a 1421 ±401 1617ab ±240 1223a ±212
14-680 14,4b ±0,05 916a ±89 1594d ±191 1854c ±195 1807b ±285 1159b ±244 2006c ±277 2007c ±152 1761b ±147 a 1541 ±357 1683ab ±444 1368a ±253
74
Tabel 50: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Mean Z3 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Mean Z3 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 19446a ±1130 29573b ±1480 34869b ±3287 33622b ±2116 a 26791 ±1325 30787b ±1810 29080b ±1538 29902ab ±4027 36138ab ±4013 44796a ±2401 31218ab ±6566
11-450 11,5a ±0,10 19528a ±2130 23921a ±4314 29376a ±3404 31008ab ±2012 b 18250 ±2172 27878a ±1659 26358a ±1262 27408a ±1475 33189a ±2862 38167c ±1909 30021a ±3227
11-680 10,2a ±0,12 20160ab ±2064 26727ab ±1856 35053b ±2297 29590a ±810 c 30983 ±904 32167b ±1243 28426ab ±1266 19773c ±3370 26784c ±1164 31059d ±1627 25338a ±3452
12-680 13,4a ±0,09 17668a ±3116 27282ab ±1844 27327a ±2436 30972ab ±919 a 24940 ±2893 31563b ±2380 28748b ±1501 29764b ±1269 34653ab ±3770 42074b ±3092 34912b ±2255
14-680 14,4b ±0,05 22854b ±609 27263ab ±3578 36632b ±2655 31656ab ±1813 c 30734 ±788 35033c ±1386 34151c ±1762 35108d ±1991 41375b ±6090 46040ab ±5823 40099c ±3072
Tabel 51: Resultaten deegextrusie van alle condities voor parameter Av. DO Z3 - resultaten zijn gemiddelde waarden
Av. DO Z3 EW 400FU 500FU 600FU Zout Gist Vit. C Mout Totaal Na bolrijs Na uitrollen Na narijs
10-680 10,0a ±0,09 74a ±22 51a ±14 33a ±6 34ab ±19 33a ±19 31c ±5 27a ±5 ab 71 ±85 77acd ±55 23a ±6 33a ±12
11-450 11,5a ±0,10 217bc ±66 481bc ±381 62b ±18 91bd ±32 96a ±89 120b ±45 169c ±82 a 107 ±55 d 33 ±19 78b ±38 38a ±44
11-680 10,2a ±0,12 80a ±23 45a ±12 37ab ±8 29a ±8 36a ±13 35ac ±11 30ab ±10 b 34 ±21 107ac ±39 44c ±15 26a ±14
12-680 13,4a ±0,09 174ac ±131 424c ±191 100d ±32 63bcd ±15 41a ±11 46a ±11 68d ±19 a 60 ±15 209b ±129 54bc ±18 56ab ±54
14-680 14,4b ±0,05 185bc ±87 117b ±30 77bcd ±13 78cd ±37 56a ±24 42ac ±17 44b ±17 b 45 ±10 125bc ±59 65bc ±39 122b ±104
75
