DE69627029T2

DE69627029T2 - Verfahren zur verminderung der bildung von sirup in gekühlten teigwaren

Info

Publication number: DE69627029T2
Application number: DE69627029T
Authority: DE
Inventors: Alan Atwell
Original assignee: Pillsbury Co
Current assignee: Pillsbury Co
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2017-01-01
Also published as: ZA97480B; BR9612454A; RU2182424C2; AR005666A1; JP2000503843A; CN1207648A; EP0876104B1; WO1997026794A1; US5792499A; CN1135067C; AU1569697A; AU706352B2; IN186551B; TW355664B; EP0876104A1; DE69627029D1; ATE235154T1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein die Erhöhung der Lagerungsbeständigkeit von gekühltem Teig. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf die Erhöhung der Lagerungsbeständigkeit von gekühlten Teigen durch Reduzierung der Enzymaktivität, die sich aus den natürlichen Bestandteilen des Mehls in dem gekühlten Teig ergibt.

Hintergrund der Erfindung

Es wird allgemein anerkannt, dass gekühlter Teig einer "Sirupbildung" unterliegt, welche die Lagerungsbeständigkeit dieser Teigprodukte, wenn sie einmal hergestellt und abgepackt sind, reduziert. Die Bildung von Sirup beschreibt die Ausscheidung einer bräunlichen Flüssigkeit aus dem Teig, nachdem dieser während ausgedehnter Zeitspannen unter Kühlbedingungen gelagert worden ist. Es wird angenommen, dass sich diese Flüssigkeit teilweise aus dem enzymatischen Abbau von Arabinoxylanen ergibt, die einen natürlich vorkommenden, wasserlöslichen Bestandteil von Mehl darstellen, welche in dem Teig als Wasserbindemittel wirken. Wenn die Arabinoxylane durch natürlich auftretende Enzymaktivität in dem Teig abgebaut werden, verlieren sie ihre Wasserbindefähigkeit. Wasser, das ursprünglich durch die Arabinoxylanmoleküle gebunden war, wird dann freigesetzt und tritt als "Sirup" aus dem Teig aus. Dies kann zu einem Verlust rheologischer und organoleptischer Eigenschaften des Teigs, zu einem Ausfall der Teigverpackung oder sogar zu einem vollständigen Ausfall des Produkts führen.
Bisher ist dieses Phänomen reguliert worden, indem spezielle Mehlarten mit merklich stabiler Wasserbindefähigkeit verwendet wurden. Diese wird oft durch die Art der Wachstumszeit bestimmt, welche oft unvorhersagbar ist und nicht reguliert werden kann. Andere Verfahren beinhalten die Verwendung von weniger Wasser zur Herstellung des Teigs und die Verwendung von Gummis, um als Wasserbindemittel zu wirken. Beispielsweise offenbaren Lens et al., Rheologica Acta, 1984, 23 (5) 570-572, dass die Wasserabsorptionsfähigkeit des Teigs durch die Zugabe hoher Konzentrationen von wasserunlöslichen Hemicellulosen wie etwa Xylan linear erhöht wurde.
Teigen sind auch andere Mittel zugegeben worden, um verschiedene Wirkungen in den Teigen zu erzeugen. Beispielsweise offenbart Ott, US-Patent 2,152,602, die Zugabe von Austrocknung verhindernden Mitteln wie etwa Polyalkoholen, Monosacchariden, Disacchariden und Trisacchariden zu Teigzusammensetzungen.
Hans, US-Patent 3,620,763, offenbart einen gekühlten Rührteig, der in einem unter Druck stehenden Behälter verpackt werden kann und gegenüber der Koaleszenz von Gas und der Migration und Synärese von Wasser beständig ist, wenn er unter Kühlbedingungen gelagert wird. Dem Rührteig ist ein polysaccharider, hydrophober Schichtbildner wie etwa Cellulose oder ein Cellulosederivat zugegeben.
Sato, US-Patent 3,733,208, offenbart den gleichmäßigen Einbau von mikrobiellen Heteropolysacchariden in Teige für Backerzeugnisse, um die Beständigkeit der Teige zu verstärken. Lynn, US-Patent 4,225,628, offenbart die Zubereitung eines Citrusfaser-Zusatzstoffs für Nahrungsmittelprodukte zur Verwendung mit Getreidemehl und anderen Lebensmittelanwendungen als Nahrungsmittelzusatz. Usui, US-Patent 4,690,829, offenbart ein Verfahren zur Vermeidung der Entartung von Nahrungsmitteln, die stärkehaltige Stoffe enthalten, welches die optionale Zugabe eines Polysaccharids zu der Zusammensetzung beinhaltet.
Feeney et al., US-Patent 4,774,099, offenbart die Verbesserung des Geschmacks, der Textur, der Toleranz gegenüber zu kurzem Backen, der Höhe und dem Anziehen von Feuchtigkeit der Backware durch die Zugabe essbarer organischer Fasern wie etwa Cellulosefasern.
Shine, US-Patent 4,803,084 offenbart ein lagerungsbeständiges, weiches Teigprodukt mit einer Wasseraktivität von etwa 0,75 oder weniger, das durch Zubereitung eines getriebenen Teigs und Zugabe eines die Verfestigung verhindernden Mittels zu diesem Teig, welches ein Oligosaccharid wie etwa ein Monoglyceridester, Maltodextrin oder festen Maissirup enthalten kann, hergestellt wird.
Petrizzelli, US-Patent 4,904,493, offenbart ein lagerungsbeständiges Teigprodukt mit einer Wasseraktivität von etwa 0,6 bis 0,8. Das Teigprodukt beinhaltet ein inaktiviertes Mehl, weist eine Alpha-Amylase-Aktivität von null, eine reduzierte Lipase- und Peroxidase-Aktivität sowie einen Wassergehalt von etwa 3 bis 6% auf.
Zock, US-Patent 5,080,915, offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Blätterteig, bei welchem Blätterteig unter Verwendung von Mehl unter Zugabe von Wasser und einer Fettzusammensetzung ausgebildet wird, wobei die Fettzusammensetzung Fett und pflanzliches Fasermaterial in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 1 und 20 : 1 umfasst. Das pflanzliche Fasermaterial umfasst vorzugsweise Weizenkleie. Die Zusammensetzung weist ebenfalls Fett oder eine Mischung von Fetten und ein pflanzliches Fasermaterial in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 1 und 20 : 1 auf. Das pflanzliche Fasermaterial kann Kleie umfassen.
Finley et al. US-Patent 5,080,919, offenbart Backprodukte mit einem reduzierten Saccharosegehalt und Teige zur Herstellung derselben. Maat et al., US-Patent 5,108,765, offenbart eine Zusammensetzung, die Cellulase, Xylanase, Peroxidase und optional eine Oxidase umfasst. Die Zusammensetzung kann in Mehl als ein Zusatz zu Teig für Brot oder andere gebackene Teigprodukte wie etwa Blätterteig enthalten sein. Mehlzusammensetzungen, die eine das Brot verbessernde Zusammensetzung aus Cellulase, Peroxidase und optional einer Oxidase umfassen, sowie ein Verfahren zur Verbesserung der Backwaren durch die Verwendung selbiger ist ebenfalls offenbart.
Murphy et al., US-Patent S. 133,984, offenbart Teige, und es werden Rührteige zubereitet, die ein hydriertes Polysaccharidhydrokolloid, hydrierte unlösliche Fasern und ein hydriertes Protein, vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,8-6 : 1,1-4, 5 enthalten. Die hydrierten Stoffe werden dem Teig oder der Rührteigzubereitung als wässrige Dispersion zugegeben. Der resultierende Teig und Rührteig kann auf herkömmliche Art und Weise gebacken werden. Diese Erfindung ist insbesondere bei der Zubereitung fettfreier Backwaren nützlich.
Seewi et al., US-Patent 5,178,893, offenbart einen backfertigen Teig, der bei Raumtemperatur lagerungsbeständig ist und Mehl, Speisefett, Texturierungsmittel und eine kontrollierte Menge an Wasser enthält. Wenn der Teig zubereitet wird, werden das Mehl und das Fett vorbehandelt, indem eine im Wesentlichen homogene Vormischung gebildet wird. Die Vormischung wird durch Zugabe von Wasser und Wärme oder durch Erwärmung unter Druck mit oder ohne Zugabe von Wasser weiterverarbeitet. Der Teig kann verwendet werden, um Brot, Kekse, Brötchen, Gebäckstücke und dergleichen herzustellen.
Biliaderis et al., Food Chemistry, Bd. 53, 1995, 165-171, offenbart die Verwendung von Arabinoxylanen, um Wasser in Weizenbroten zurückzuhalten.
Bei allen offenbarten Zusammensetzungen wurden keine Anstrengungen zur Regulierung der Bildung von Sirup auf theoretischem Aktivitätsniveau unternommen. Stattdessen wurde die Bildung von Sirup im Allgemeinen durch Verwendung von Absorptionsmitteln, Änderung der Teigzusammensetzung (d. h. Verwendung von weniger Wasser) oder durch Änderung der Art, des Charakters oder der Qualität der Teigbestandteile reguliert. Die Probleme, die sich durch diese Verfahren ergeben, beinhalten nachteilige Auswirkungen auf den Geschmack, die Textur und die Rheologie des Teigs. Diese Teige können auf Grund der Verringerung von Bestandteilen wie etwa Wasser, die bei der Verarbeitung helfen, Verarbeitungsprobleme bieten.
Infolgedessen besteht ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zur Reduzierung der Bildung von Sirup in Teig, welches nicht die organoleptischen Eigenschaften des Teigs beeinträchtigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Reduzierung der Bildung von Sirup in gekühlten Teigzusammensetzungen aus Mehl und Wasser zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt der Zugabe einer Menge einer Xylan- Verbindung, die wirksam die Menge an gebildetem Sirup in dem Teig während der gekühlten Lagerung reduziert. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung bedeutet eine Lagerung bei Kühltemperaturen etwa 0ºC bis 15ºC.
Entsprechend einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung werden Teige zur Verfügung gestellt, die sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Reduzierung der Bildung von Sirup in dem Teig ergeben und dieses nutzen.
Entsprechend einem alternativen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Hemmung des enzymatischen Abbaus von Arabinoxylanen und der sich wiederum daraus ergebenden Bildung von Sirup in gekühlten Teigzusammensetzungen bereitgestellt, welches die Zugabe einer Xylanverbindung zu der Teigzusammensetzung und das Kühlen der Teigzusammensetzung beinhaltet.
Die Bildung von Sirup geht mit einem Abbau des Teigs durch Auftrennung in eine Teigkomponente und eine viskose Flüssigkeit einher. Die Bildung von Sirup wird durch die enzymatische Hydrolyse der ursprünglich in dem Weizenmehl vorhandenen Arabinoxylane bewirkt. In ihrem ursprünglichen Zustand kann die Arabinoxylankomponente bis zu etwa einem Viertel des Wassers in einem frisch zubereiteten Teig binden. Wenn dieses Polymer hydrolysiert wird, wird die Fähigkeit des Teigs, Wasser zu binden, radikal verschlechtert und freies Wasser (Sirup) wird freigegeben.
Arabinoxylane sind hauptsächlich aus zwei Zuckern mit fünf Kohlenstoffen, Xylose und Arabinose, zusammengesetzt. In dem ursprünglichen Polymer ist die Xylose in einer linearen Kette angeordnet und es sind kurze Seitenketten aus Arabinose angelagert. Ohne die Arabinose-Seitenketten wird das Xylose enthaltende Rückgrat als unsubstituierte Xylan- Verbindung bezeichnet. Während Arabinoxylane überwiegend löslich sind, sind unsubstituierte Xylan-Verbindungen unlöslich und werden aus der Lösung ausgefällt. Die früher favorisierte Hypothese für den Mechanismus der Bildung von Sirup bestand deshalb darin, dass die Enzyme, die für das Entfernen der Arabinose-Seitenketten verantwortlich sind, hauptsächlich für die Bildung von Sirup verantwortlich seien, da das Ergebnis ihrer Wirkung die unsubstituierte Xylan-Verbindung ist, welche relativ zu dem ursprünglichen Arabinoxylansubstrat nicht sehr hygroskopisch ist.
Verschiedene spezielle, ursprünglich im Weizen vorhandene Enzyme sind für den Abbau von Arabinoxylanen verantwortlich. Eine dieser Klassen von Enzymen ist als Endoxylanasen bekannt. Diese Enzyme greifen das Xylose enthaltene Rückgrat des Arabinoxylanmoleküls an. Während dieser Untersuchung wurde die Hypothese aufgestellt, dass diese Enzyme hauptsächlich für die Bildung von Sirup verantwortlich seien, im Gegensatz zu den Enzymen, die die Arabinose-Seitenketten abtrennen. Auf Grundlage der Theorie, dass Endoxylanasen für die Bildung von Sirup verantwortlich sind, haben wir entdeckt, dass unsubstituierte Xylan- Verbindungen gute konkurrenzfähige Inhibitoren für Endoxylanasen sind.
Da Xylan-Verbindungen relativ hydrophob sind, beinträchtigen sie außerdem nicht dramatisch die Rheologie des Teigs und somit die Verarbeitungsfähigkeit des Teigs. Xylan- Verbindungen aus Birkenholz und Haferspelzen wurden beschafft und einer Teigzubereitung, typischerweise gekühlten Teigen, zugegeben. Die Produkte wurden unter Beanspruchungsbedingungen gelagert und die (freie) Zentrifugalflüssigkeit wurde im Zeitverlauf gemessen. Die Ergebnisse zeigen an, dass bei einem Zusatz der Xylan- Verbindung in einem Anteil von 1% (basierend auf der Gesamtzubereitung) die Bildung von Zentrifugalflüssigkeit verzögert und reduziert wurde.
Wir haben festgestellt, dass die Bildung von Sirup auf weniger als etwa 6 Gewichtsprozent, vorzugsweise auf weniger als etwa 0,05 Gewichtsprozent bis 0,24 Gewichtsprozent nach etwa 170 Stunden Lagerung reduziert werden kann; auf weniger als etwa 21 Gewichtsprozent und vorzugsweise weniger als etwa 15 Gewichtsprozent nach etwa 500 Stunden; und auf weniger als etwa 23,5 Gewichtsprozent und vorzugsweise weniger als etwa 20 Gewichtsprozent nach etwa 840 Stunden Lagerung bei so hohen Temperaturen wie 10ºC (50ºF).

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Figur stellt eine graphische Darstellung der Ergebnisse des Ausführungsbeispiels 1 dar.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Reduzierung der Bildung von Sirup in gekühlten Teigzusammensetzungen dar. Die gekühlten Teigzusammensetzungen können eine beliebige Vielfalt an Mehlen und Wasser umfassen. Das Verfahren beinhaltet die Zugabe einer Menge einer Xylan-Verbindung, die wirksam die Menge der Bildung von Sirup in dem Teig während der gekühlten Lagerung reduziert. Die Erfindung beinhaltet außerdem gekühlte Teige, die sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben.

Der gekühlte Teig

Zusammensetzungen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, umfassen allgemein einen Teig. Generell bieten Teige eine physikalische Stabilität für Nahrungsmittel, während sie außerdem eine Konsistenz und thermische Stabilität für ein Nahrungsmittel bereitstellen, das durch beliebige ausgewählte Verfahren gebacken werden kann. Zusätzlich kann der Teig ein Medium liefern, das vorzugsweise mit einem Nahrungsmittel oder einem Überzug, mit welchem es kombiniert wird, kompatibel ist und physikalisch geeignet ist, dieses Nahrungsmittel oder den Überzug zu halten und zu überbringen.
Der Teig kann eine beliebige Anzahl von Bestandteilen umfassen, die dieser Funktion entsprechen. Allgemein umfasst der erfindungsgemäße Teig ein bearbeitetes oder unbearbeitetes Mehl, das ein weißes Mehl, ein Vollkornbestandteil oder eine Kombination dieser sein kann. Getreide, die für die Bildung des erfindungsgemäßen Teigs brauchbar sind, schließen Getreidebestandteile wie etwa Mehle, Keime und Kleie von u. a. Weizen, Hafer, Roggen, Sorghum, Gerste, Reis, Hirse und Mais ein. Allgemein wird in dem in der Erfindung verwendeten Teig Mehl in einer Konzentration im Bereich von etwa 35 Gewichtsprozent bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 40 Gewichtsprozent bis 65 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt etwa 45 Gewichtsprozent bis etwa 60 Gewichtsprozent vorhanden sein.
Der erfindungsgemäße Teig kann außerdem Wasser umfassen. Vorzugsweise wird das zugegebene Wasser im Bereich von etwa 25 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent liegen, bevorzugt von etwa 27 Gewichtsprozent bis 38 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt bei etwa 25 Gewichtsprozent bis 35 Gewichtsprozent, um die Textur zu optimieren.
Eine weitere Möglichkeit der Messung der Wasserkonzentration besteht in der Angabe des Verhältnisses von Wasser zu Mehl in dem Teig. In dieser Hinsicht haben wir festgestellt, dass ein Mehl/Wasser-Verhältnis von 1,0 bis 3,0, vorzugsweise von etwa 1,2 bis 2,5 und am meisten bevorzugt von 1,5 bis 2,0 am besten einer optimalen Knusprigkeit zuträglich ist.
Zusammen mit anderen Bestandteilen kann der erfindungsgemäße Teig außerdem ein Treibmittel umfassen. Das Treibmittel kann in der Teigzusammensetzung in Konzentrationen vorhanden sein, die von etwa 0 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent reichen, vorzugsweise von etwa 0,5 Gewichtsprozent bis 2 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt von etwa 1 Gewichtsprozent bis 2 Gewichtsprozent.
Für die Erfindung nutzbare Treibmittel schließen Luft, Dampf, Hefe und Backpulver ein, beispielsweise jene, die Natriumbicarbonat und die Kombination einer oder mehrerer Backsäuren mit Natriumbicarbonat enthalten. Backsäuren, die zum chemischen Treiben in Teigmischungen nutzbar sind, schließen Monocalciumphosphatmonohydrat, Natriumaluminiumsulfat, Natriumsäurepyrophosphat, Natriumaluminiumphosphat, Dicalciumphosphat, Glukon-Delta-Lacton und Kaliumhydrogentartrat sowie Mischungen dieser ein. Eine oder mehrere Backsäuren können mit dem Natriumbicarbonat kombiniert werden, um das chemische Treibmittel zu bilden. Vorzugsweise umfasst der erfindungsgemäße Teig etwa 0 Gewichtsprozent bis 2 Gewichtsprozent Natriumbicarbonat.
Neben dem Treibmittel kann der erfindungsgemäße Teig außerdem eine beliebige Anzahl anderer Bestandteile umfassen, wie sie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, einschließlich Zucker, Salz, Emulgatoren, Farbstoffen, Geschmacksstoffen und anderen Bestandteilen.
Emulgatoren können in den Teig eingebaut werden, um die Textur und die Homogenität der Teigmischung zu beeinflussen, um die Teigstabilität zu erhöhen, um die Essqualität zu verbessern und um die Schmackhaftigkeit zu verlängern. Emulgatoren unterstützen den Einbau und die Rückhaltung von Luft in dem Teig und wirken sich auf die Unterteilung der Luftzellen aus, sodass das letztendliche Gefüge und das Volumen der gegarten Teigschicht beeinflusst werden.
Emulgatorstoffe, die verwendet werden können, schließen Mono- und Diglyceride von Fettsäuren, Propylenglycol-Mono- und -Diester von Fettsäuren, Glycerollactoester von Fettsäuren, ethoxylierte Mono- und Diglyceride, Lecithin oder Äquivalente derselben sowie Mischungen dieser ein. Emulgatorstoffe können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Bevorzugte Emulgatoren schließen Mischungen aus Propylenglycol, Mono- und Diestern von Fettsäuren plus Mono- und Diglyceriden und Lecithin oder einzelne Mono- und Diglyceride ein.
Unter den optionalen Zutaten, die der Teigmischung zugegeben werden können, befinden sich Teiglockerungsmittel, verschiedene anreichernde Zutaten sowie Fett. Teiglockerungsmittel wie etwa 1-Cystein können zugegeben werden, um das Ausrollen des Teigs, insbesondere mit Ausrüstung industrieller Größe, zu erleichtern. Zusätzlich kann der erfindungsgemäße Teig einen Weichmacher wie etwa ein Fett oder ein Fettsubstitut enthalten, das in Form einer beliebigen Anzahl natürlicher oder synthetischer Öle vorhanden ist, einschließlich verschiedener Pflanzenöle wie etwa Maisöl, Sojabohnenöl und dergleichen. Zur Bildung des Fettgehalts des erfindungsgemäßen Teigs sind außerdem Öle nutzbar, die von Tieren gewonnen werden, beispielsweise Backfett oder Schweineschmalz, als auch synthetische Weichmacher wie etwa Propylenglycol oder Glycerol. Der Fettgehalt des erfindungsgemäßen Teigs kann im Allgemeinen im Bereich von etwa 0 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 0 Gewichtsprozent bis etwa 15 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt bei etwa 0 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent liegen, um die Textur zu optimieren.
Anreichernde Nährstoffe, die dem Teig zugegeben werden können, schließen Thiamin, Riboflavin, Niacin, Eisen, Calcium und Mischungen dieser ein. Backfett wie etwa tierische und pflanzliche Fette und Öle können als mürbe machendes Mittel, als Konservierungsstoff und um eine Luftzellenstruktur aufzubauen, um einen Teig mit einem gewünschten Bissgefühl zu liefern, zugegeben werden. Andere Zutaten, die der Teigmischung optional zugegeben werden können, schließen nach Wunsch Gewürze, Streckmittel, Konservierungsstoffe und Lebensmittelfarbstoffe ein.

Xylan-Verbindungen

Zusätzlich zu anderen Bestandteilen, die in den gekühlten Teigen und Backwaren, welche entsprechend der Erfindung zubereitet wurden, enthalten sind, enthält der Teig außerdem eine Xylan-Verbindung. Diese Xylan-Verbindungen haben die Funktion, die Bildung von Sirup zu reduzieren, die ansonsten während der gekühlten Lagerung der Teigzusammensetzung stattfinden kann. Im Ergebnis wird die Menge der Bildung von Sirup in der Teigzusammensetzung reduziert. Ferner wird die Qualität des Teigs wie auch die Qualität des resultierenden Backproduktes erhöht.
Xylan-Verbindungen, die in dem Verfahren in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nutzbar sind, schließen Xylan, substituiertes Xylan, Xylan-Derivate und Mischungen dieser ein. Xylan-Verbindungen werden allgemein als eine Hemicellulose betrachtet, die mit der Cellulose in vielen Pflanzen assoziiert ist. Beispielhafte Quellen für Xylan-Verbindungen sind Holz, Getreidekörner, Ölfrüchte und Mischungen dieser. Xylan-Verbindungen sind Polysaccharide, die einen bestimmten Substitutionsgrad aufweisen können, sodass sie Anteile enthalten, die an das Xylose enthaltende Rückgrat angelagert sind. Beispielsweise kann das Xylose-Rückgrat absatzweise Substitutionen mit Arabinoseanteilen in einer Arabinoxylan- Struktur aufweisen. Übliche Substituenten, die an die Xylankette angelagert sind, schließen Arabinose, Glucuronsäure, Glucose, Galactose, Galacturonsäure und Mischungen dieser ein, die an die gleiche Xylankette angelagert sind. Xylan kann auch durch Fachleuten bekannte Prozesse gewonnen werden, um Verbindungen bereitzustellen, die ebenfalls in der Erfindung nutzbar sind. Übliche Prozesse sind die Phosphorylierung, Acetylierung, Hydrolyse, Querverbindung, Substitution, Oxidation, Chlorierung und Mischungen dieser.
Es wird angenommen, dass die Aktivität von Endoxylanasen auf das Xylan-Rückgrat von ursprünglich vorhandenen Arabinoxylanen durch die sterische Hinderung beeinträchtigt wird, die durch die Arabinose-Seitenketten bewirkt wird. Um die Aktivität von Endoxylanasen an den ursprünglichen Arabinoxylanen konkurrenzfähig zu hemmen, wird daher bevorzugt, dass die zugegebenen Xylan-Verbindungen höchsten den gleichen Grad sterischer Hinderung wie die ursprünglich vorhandenen Arabinoxylane bewirken. Bevorzugter sollten die zugegebenen Xylan-Verbindungen eine geringere sterische Hinderung an den Endoxylanasen bewirken als die ursprünglichen Arabinoxylane, was die zugegebenen Xylan-Verbindungen zu einem bevorzugteren Substrat für die Enzymaktivität der Endoxylanase macht. Der Grad der Substituierung und/oder Derivatisierung der zugegebenen Xylan-Verbindungen sollte vorzugsweise derart sein, dass das substituierte oder derivatisierte Xylan ein sterisch konkurrenzfähiges Substrat für die Endoxylanase-Aktivität darstellt.
Obgleich unsubstituierte Xylan-Verbindungen in dem erfindungsgemäßen Verfahren sicher funktionieren, funktionieren in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Xylan-Verbindungen, die soviel wie 40 Gewichtsprozent eines von Xylan verschiedenen Substituenten umfassen. Vorzugsweise funktionieren in der Erfindung Xylan-Verbindungen mit soviel wie 30 Gewichtsprozent Arabinose-Substituenten, um die Menge der Bildung von Sirup in der Teigzusammensetzung zu reduzieren. Wenn die Xylan-Verbindung Arabinose enthält, beträgt das Verhältnis von Arabinose zu der Xylan-Verbindung im Allgemeinen weniger als etwa 0,4 und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0 bis 0,3.
Generell liegt die in dem erfindungsgemäßen Verfahren nützliche Konzentration der Xylan- Verbindung im Bereich von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis 3,0 Gewichtsprozent, bevorzugt von etwa 0,5 Gewichtsprozent bis 2,5 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt von etwa 0,9 Gewichtsprozent bis 2,1 Gewichtsprozent auf Basis der Gesamtgewichtszusammensetzung des Teigs.
Obwohl wir nicht an eine spezielle Theorie gebunden sein möchten, beruht eine Theorie der Aktivität der Xylan-Verbindung auf der enzymatischen Hydrolyse der ursprünglich vorhandenen Arabinoxylane. Die Bildung von Sirup geht mit einer Zersetzung des Teigs einher. Speziell trennt sich der Teig in einen Teigbestandteil und eine viskose Flüssigkeit auf. Die aus dem Teig ausgestoßene Flüssigkeit ist braun und erinnert an Ahornsirup. Es wird allgemein angenommen, dass die Bildung von Sirup durch die enzymatische Hydrolyse von ursprünglich vorhandenen Arabinoxylanen von insbesondere Weizenmehl verursacht wird. Arabinoxylane finden sich üblicherweise in den Zellwänden von Weizen. Im ursprünglichen Zustand kann der Arabinoxylan-Bestandteil bis zu etwa einem Viertel des Wassers in einem frisch zubereiteten Teig binden.
Wenn dieses Polymer hydrolysiert wird, wird die Fähigkeit, Wasser zu binden, radikal reduziert, und es wird freies Wasser freigesetzt. Früher wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Enzyme, die in der Lage sind, Arabinose-Seitenketten zu entfernen, die stärkste Auswirkung auf die Bildung von Sirup hätten, da das resultierende unsubstituierte Xylan Wasser nicht sehr gut bindet. Im Gegensatz dazu wurde im Laufe der vorliegenden Untersuchung die Hypothese aufgestellt, dass Endoxylanasen, die das Xylan-Rückgrat von Arabinoxylanen hydrolysieren, die Enzyme mit der stärksten Auswirkung auf die Bildung von Sirup sind. Die auf dieser Hypothese basierenden Untersuchungen zeigen an, dass unsubstituiertes Xylan die Rate der Bildung von Sirup reduziert. Es ist wahrscheinlich, dass Xylan als ein konkurrierender Inhibitor in dem System wirkt, sodass die Menge des erzeugten Sirups reduziert wird. Außerdem sollten Xylan-Verbindungen mit einem relativ geringen Substitutionsanteil, da sie relativ hydrophob sind, die Teigrheologie nicht drastisch beinträchtigen und somit nicht die Verarbeitbarkeit des Teigs beeinträchtigen.

Ausführungsbeispiele

Die folgenden Ausführungsbeispiele sind dazu gedacht, eine nicht einschränkende Veranschaulichung der Erfindung zu liefern.

Ausführungsbeispiel 1

Dieses Experiment bewertete die Auswirkung zweier kommerziell bezogener Xylane auf das Volumen an Flüssigkeit, das aus der Zentrifugierung gekühlter Teigprodukte im Laufe der Lagerungszeit erhalten wurde (Zentrifugalflüssigkeit). Die Produkte wurden für eine starke Bildung von Sirup zubereitet, und wurden bei 10ºC (50ºF) gelagert, um die Teigtrennung zu beschleunigen. Die verwendeten Xylan-Verbindungen wurden von Sigma Chemical Company bezogen: Birkenholz-Xylan (Produkt-Nr. X-0502, Charge 84H0351) und Haferspelzen-Xylan (Produkt-Nr. X-0627, Charge 123H1003).
Die Teige wurden unter Verwendung eines Hobart-Mixers (McDuffey-Becken) mit den Zusammensetzungen und Mischzeiten aus Tabelle 1 hergestellt. Es wurden Verpackungsgewichte von 200 g verwendet, und die Teige wurden in spiralförmig gewickelten Verbundbehältern verpackt, die üblicherweise für gekühlte Teigprodukte verwendet werden. Sie wurden bei Raumtemperatur gehen gelassen, bis in dem Behälter ein Druck von 34,5 kPa (5 psi) erzeugt war. Die Behälter wurden dann bei 10ºC (50ºF) gelagert.
Es wurden Kontrollproben (keine zugegebene Xylan-Verbindung) und Proben mit drei Anteilen (0,01%, 0,1% und 1%) der zugegebenen Xylan-Verbindung für jeden Xylan-Typ bewertet.
Am Anfang und in Intervallen von einer Woche wurde ein Behälter für jede Variable hinsichtlich der Zentrifugalflüssigkeit bewertet. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen für die Kontrollproben 1 und 2 sowie für die Beispiele 1A bis 1C unter Verwendung der Birkenholz-Xylanverbindung von Sigma. Die Beispiele 1D bis 1F wurden jeweils in der gleichen Weise wie die Beispiele 1A bis 1C zubereitet, außer was die Verwendung von Xylan-Verbindungen betrifft, die aus Hafer gewonnen wurden. Tabelle 1 Mehl/Wasser-Verhältnis: 1,66
Die folgenden standardmäßigen Hobart-Mischgeschwindigkeiten und -zeiten wurden verwendet:
Mischung 1. Stufe: ¹/&sub2; min Geschwindigkeit 1; 2 min Geschwindigkeit 2
Mischung 2. Stufe: ¹/&sub2; min Geschwindigkeit 1; 5 min Geschwindigkeit 2
Die Menge der Bildung von Sirup wurde bestimmt, indem verschiedene Teige zubereitet wurden, diese Teigzusammensetzungen gelagert wurden und dann das Volumen der zentrifugierten Flüssigkeit bestimmt wurde. Die Analyse wurde gegenüber einer Kontrollprobe ausgeführt, die keine der Teigzusammensetzung zugegebenen Xylan- Verbindungen aufwies.
Der Versuch beinhaltete das Zentrifugieren des Teigs nach der Lagerung. In diesem Fall wurden nach der Lagerung der Teig und das Zentrifugenrohr gewogen und dann in eine Zentrifuge eingespannt. Der Teig, der eine höhere relative Masse und Dichte aufweist, fließt zum Boden des Rohrs, während das oben Schwimmende zur Oberseite des Rohrs fließt. Zu diesem Zeitpunkt kann das oben Schwimmende aus dem Rohr abgefüllt werden und dessen relativer Anteil gegenüber der ursprünglichen Teigzusammensetzung bestimmt werden, indem der verbleibende Teig und das Rohr erneut gewogen werden.
Generell kann die Zentrifugierung während einer Zeitdauer ausgeführt werden, die notwendig ist, um vollständig eine Zusammensetzung aus zwei Phasen zu bilden, bei welcher sich das oben Schwimmende von dem Teig trennt. Um dies zu erreichen, wird bevorzugt, dass die Zentrifuge in der Lage ist, eine relative Zentrifugalkraft von zumindest etwa 18.670 g zu erzeugen. Die Proben in diesem Beispiel wurden mit 12.500 U/min 30 Minuten lang bei -4,17ºC ± 1,65ºC (24,5ºF ± 1,5ºF) zentrifugiert.
Die Teige ließen sich während der Verarbeitung leicht handhaben und es wurden keine größeren Auswirkungen auf die Rheologie beobachtet.

Zentrifugentest nach 0 Wochen

Probe % Sirup
Kontrollprobe 1 0,20
Kontrollprobe 2 0,10
Beispiel 1A 0,10
Beispiel 1B 0,10
Beispiel 1C 0,00
Beispiel 1D 0,07
Beispiel 1E 0,07
Beispiel 1F 0,03

Zentrifugentest nach 1 Woche

Probe % Sirup
Kontrollprobe 1 6,15
Kontrollprobe 2 6,56
Beispiel 1A 5,84
Beispiel 1B 5,51
Beispiel 1C 0,07
Beispiel 1D 6,59
Beispiel 1E 4,56
Beispiel 1F 0,24

Zentrifugentest nach 2 Wochen

Probe % Sirup
Kontrollprobe 1 19,41
Kontrollprobe 2 16,91
Beispiel 1A 18,03
Beispiel 1B 17,32
Beispiel 1C 9,44
Beispiel 1D 17,01
Beispiel 1E 16,19
Beispiel 1F 6,97

Zentrifugentest nach 3 Wochen

Probe % Sirup
Kontrollprobe 1 21,75
Kontrollprobe 2 21,56
Beispiel 1A 21,26
Beispiel 1B 21,53
Beispiel 1C 15,03
Beispiel 1D 21,56
Beispiel 1E 20,88
Beispiel 1F 14,33

Zentrifugentest nach 4 Wochen

Probe % Sirup
Kontrollprobe 1 23,03
Kontrollprobe 2 22,41
Beispiel 1A 22,29
Beispiel 1B 21,94
Beispiel 1C 17,16
Beispiel 1D 22,36
Beispiel 1E 21,21
Beispiel 1F 16,29

Zentrifugentest nach 5 Wochen

Probe % Sirup
Kontrollprobe 1 25,07
Kontrollprobe 2 24,15
Beispiel 1A 23,79
Beispiel 1B 23,28
Beispiel 1C 20,85
Beispiel 1D 23,59
Beispiel 1E 22,69
Beispiel 1F 18,81
Die Auswirkung der Zugabe der Xylan-Verbindung auf die Teigrheologie schien nicht groß zu sein, selbst bei dem Anbeil von einem Prozent in den Teigen, die für diese Untersuchung verarbeitet wurden. Eine grafische Darstellung dieser Ergebnisse ist in der Figur zu sehen.

Ausführungsbeispiel 2

Um die Auswirkung der Xylan-Zugabe in verschiedenen Anteilen auf die rheologischen Eigenschaften des Teigs zu bestimmen, erfolgte eine zusätzliche Untersuchung.
Birkenholz-Xylan (Katalog-Nr. X-0502, Charge 84H0351) und Haferspelzen-Xylan (Katalog- Nr. X-0627, Charge 123H 1003) wurden von Sigma Chemical Company (St. Louis, MO.) bezogen. Jedes Xylan wurde in Anteilen von 0,5%, 1,0% und 2% trocken mit dem Mehl vermischt.
Die Auswirkung der Zugabe der Xylan-Verbindungen wurde unter Verwendung eines Brabender-Farinographen, zu beziehen von C. W. Brabender Instruments, Inc., Sough Hackensack, New Jersey, gemessen, und zwar mit einem zirkulierenden Wasserbad, das die Temperatur bei 15ºC hielt. Der Farinograph mischte die Proben bei 63 U/min. Für jedes Beispiel wurde Mehl entsprechend einem Gewicht von 300 g, auf Basis von 14% Feuchtigkeit, in die Schüssel des Farinographen gegeben. Der Farinograph wurde dann angestellt und auf 63 U/min eingestellt. Während der Mischer lief, wurde zu der Mischung ein Volumen an Wasser hinzugefügt, bis der Farinograph 500 Brabender-Einheiten ±20 anzeigte.
Die Wasserabsorption durch die Teigverbindung erhöhte sich mit einer Rate von etwa 2,5% für jeweils 1% an zugegebenem Xylan. Die Farinograph-Eintreffzeiten erhöhten sich um etwa 1,5 Minuten und die Spitzenzeiten erhöhten sich um etwa 2 Minuten für jeweils 1% an zugegebenem Xylan. Die Auswirkung von Xylan auf die Farinograph-Eigenschaften zeigen eine höhere Absorption und längere Mischzeiten an. Diese Absorptionen und Mischzeiten liegen innerhalb der Grenzen, wie sie normalerweise bei der Verarbeitung gekühlter Teige genutzt werden.
Die vorliegende Beschreibung, die Beispiele und Daten liefern eine vollständige Beschreibung der Herstellung und Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.

Claims

1. Verfahren zur Reduzierung der Bildung von Sirup in gekühlten Teigzusammensetzungen, wobei diese gekühlten Teigzusammensetzungen Mehl und Wasser umfassen und das Verfahren folgenden Schritt umfasst: Zugabe einer Menge einer Xylan-Verbindung, die wirksam die Menge an gebildetem Sirup in dem Teig während der Lagerung bei Temperaturen im Bereich von 0ºC bis 15 ºC reduziert, wobei die Xylan-Verbindung eine unsubstituierte Xylan-Verbindung oder eine substituierte Xylan-Verbindung mit nicht mehr als 40 Gewichtsprozent eines von Xylan verschiedenen Substituenten ist, wobei, wenn die Xylan-Verbindung Arabinose enthält, das Verhältnis von Arabinose zu der Xylan-Verbindung weniger als 0,4 beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlte Teigzusammensetzung nach 170 Stunden weniger als 0,1 Gewichtsprozent gebildeten Sirup umfasst, gemessen als Prozentsatz der gesamten Teigzusammensetzung nach gekühlter Lagerung bei Temperaturen im Bereich von 0ºC bis 15ºC.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung in den gekühlten Teigzusammensetzungen in Konzentrationen im Bereich von 0,1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent vorhanden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung aus einer Quelle gewonnen wird, die aus Holz, Getreidekörnern, Ölfrüchten oder Mischungen dieser ausgewählt wird.

5. Verfahren zur Hemmung des enzymatischen Abbaus von Arabinoxylan in gekühlten Zusammensetzungen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(a) Zubereiten einer Teigzusammensetzung, die 35 Gewichtsprozent bis 70 Gewichtsprozent Mehl und 25 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent zugegebenes Wasser umfasst, und

Zugeben einer Xylan-Verbindung zu der Teigzusammensetzung in einer Konzentration von 0,1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent der Zusammensetzung als Ganzes, wobei die Xylan-Verbindung eine unsubstituierte Xylan-Verbindung oder eine substituierte Xylan-Verbindung mit nicht mehr als 40 Gewichtsprozent eines von Xylan verschiedenen Substituenten ist, wobei, wenn die Xylan-Verbindung Arabinose enthält, das Verhältnis von Arabinose zu der Xylan-Verbindung weniger als 0,4 beträgt; und

(b) Kühlen der Teigzusammensetzung, wobei die Xylan-Verbindung den enzymatischen Abbau von Arabinoxylan in dem Teig während der Lagerung bei Temperaturen im Bereich von 0ºC bis 15ºC reduziert.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlte Teigzusammensetzung nach 500 Stunden weniger als 21 Gewichtsprozent gebildeten Sirup umfasst, gemessen als Prozentsatz der gesamten Teigzusammensetzung nach Lagerung bei Temperaturen von 0ºC bis 15ºC.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(a) Zubereiten einer Teigzusammensetzung, die 35 Gewichtsprozent bis 70 Gewichtsprozent Mehl und 25 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent zugegebenes Wasser umfasst; und

Zugeben einer Xylan-Verbindung zu der Teigzusammensetzung in einer Konzentration vom 0,1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent der Zusammensetzung als Ganzes, wobei die Xylan-Verbindung eine unsubstituierte Xylan-Verbindung oder eine substituierte Xylan-Verbindung mit nicht mehr als 40 Gewichtsprozent eines von Xylan verschiedenen Substituenten ist, wobei, wenn die Xylan-Verbindung Arabinose enthält, das Verhältnis von Arabinose zu der Xylan-Verbindung weniger als 0,4 beträgt; und

(b) Kühlen der Teigzusammensetzung, wobei die Xylan-Verbindung die Menge an gebildetem Sirup in dem Teig während der Lagerung bei Temperaturen im Bereich von 0ºC bis 15ºC reduziert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlte Teigzusammensetzung nach 500 Stunden weniger als 21 Gewichtsprozent gebildeten Sirup umfasst, gemessen als Prozentsatz der gesamten Teigzusammensetzung nach Lagerung bei Temperaturen von 0ºC bis 15ºC.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung in den gekühlten Teigzusammensetzungen in Konzentrationen im Bereich von etwa 0,5 Gewichtsprozent bis 2,5 Gewichtsprozent vorhanden ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung aus einer Quelle gewonnen wird, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Hafer, Birkenholz und Mischungen dieser besteht.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gekühlte Teig bei einer Temperatur im Bereich von 0ºC bis 15ºC gelagert wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehl Weizenmehl umfasst.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus unsubstituiertem Xylan, substituiertem Xylan, einem Xylan-Derivat und Mischungen dieser besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung eine substituierte Xylan-Verbindung ist und Arabinose umfasst, wobei das Verhältnis von Arabinose zu Xylan weniger als 0,4 beträgt.

15. Teigzusammensetzung, umfassend:

(a) 35 Gewichtsprozent bis 70 Gewichtsprozent Mehl;

(b) 25 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent zugegebenes Wasser;

(c) 0,1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent einer Xylan-Verbindung, wobei die Xylan-Verbindung die Bildung von Sirup in dem Teig während der Lagerung bei einer Temperatur im Bereich von 0ºC bis 15ºC reduziert, wobei die Xylan- Verbindung eine unsubstituierte Xylan-Verbindung oder eine substituierte Xylan- Verbindung mit nicht mehr als 40 Gewichtsprozent eines von Xylan verschiedenen Substituenten ist, wobei, wenn die Xylan-Verbindung Arabinose enthält, das Verhältnis von Arabinose zu der Xylan-Verbindung weniger als 0,4 beträgt.

16. Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der gekühlte Teig einen Weichmacher umfasst.

17. Zusammensetzung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Teig nach 500 Stunden gekühlter Lagerung weniger als 21 Gewichtsprozent Sirup, gemessen als Prozentsatz der gesamten Teigzusammensetzung, umfasst.

18. Zusammensetzung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus unsubstituiertem Xylan, substituiertem Xylan, einem Xylan-Derivat und Mischungen dieser besteht.

19. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehl Weizenmehl umfasst.

20. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Xylan eine substituierte Xylan-Verbindung ist und Arabinose umfasst, wobei das Verhältnis von Arabinose zu Xylan weniger als 0,4 beträgt.

21. Zusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung aus einer Quelle gewonnen wird, die aus Holz, Getreidekörnern, Ölfrüchten, Mischungen dieser oder aus Hafer ausgewählt ist.

22. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Teig nach 500 Stunden gekühlter Lagerung weniger als 15 Gewichtsprozent Sirup, gemessen als Prozentsatz der gesamten Teigzusammensetzung, umfasst.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung hydrophob ist.

24. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung hydrophob ist.

25. Zusammensetzung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Xylan-Verbindung hydrophob ist.