Umwelt- und qualitätsorientierte Erzeugung und ... · Quelle: Eiweißarten Proteine im Weizenkorn Die löslichen Pro-teine (Albumine und Globuline) ... 1 0g] Backvolumen [mL/100g]

Umwelt- und qualitätsorientierte Erzeugung und

Verarbeitung von Winterweizen

Jens Begemann

Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide

Quelle: www.wissensforum-backwaren.de

Eiweißarten

Proteine im Weizenkorn

Die löslichen Pro-

teine (Albumine

und Globuline)

lösen sich beim

Anteigen im Teig-

wasser

lösliches

Eiweiß

lösliches

Eiweiß

im Keimling

in der Aleuronschicht

im Mehlkörper

Die wasserunlös-

lichen Kleberpro-

teine bilden beim

Anteigen von Mehl

und Wasser den

backtechnisch

wichtigen Kleber

unlösliches

Klebereiweiß

= Gliadin und

Glutenin

2 MRI – Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide

03.09.2015 3 MRI – Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide

Funktionalität Kleberproteine im Weizen


Prozesssicherheit bei Weizengebäcken (hefegelockert): Eiweißqualität und -menge

E

A

B

C

Sedim

en

tationsw

ert

[m

L]

Proteingehalt [% TS] (N=5,7)

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

70

60

50

40

30

20

10

0

Hohe Eiweißmenge

fördert Backfähigkeit und

Prozesssicherheit

innerhalb der Sorte oder

Qualitätsgruppe

(Hefelockerung: >11,5 %

Proteingehalt)

Eiweißqualität (Sedi.-wert)

fördert: Teigausbeute,

Teigeigenschaft,

Gärtoleranz,

Gebäckvolumen und

Krumenbeschaffenheit

Protein als Hauptfaktor des Verarbeitungswerts von Weizen


Protein-Haupt-Aspekte:

Proteingehalt ist ein akzeptierter Index für den Eignungswert, insbes. bei Sortennennung.

Proteingehalt ist ein schnell und genau zu ermittelndes Separierungskriterium.

Gehalt und Qualität des Kleberproteins dominieren die Backeigenschaften (z.B. Gär-Toleranz).

Relation an Gliadin zu Glutenin beeinflusst Gluten-Index, Gashaltung, Gebäcklockerung,

Mehl-Wasseraufnahme und die Teigeigenschaften (Dehnwiderstand / Dehnbarkeit).

Aktuelle Fragen bezüglich der Rohstoff- und Prozessvariablen:

Reduzierte Proteingehalte durch qualitätsorientierte Handlungsweisen?

Welche Sorte mit optimalem Backpotenzial ist für welches Backsortiment verfügbar?

Gibt es backpotenzial-fördernde Handlungsweisen?


Hektarerträge der deutschen Winterweizenernte von 1965 bis 2014

- Ergebnisse der Besonderen Ernte- und Qualitätsermittlung -

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

0

30

40

50

60

70

80

90

Erntejahr

Ert

rag [d

t/ha]

Einfluss durch:

moderne Agrartechnik

Züchtungsfortschritt,

und Sortenwandel


Proteingehalt und Sedimentationswert der deutschen Winterweizenernte von 1965 bis 2014

- Ergebnisse der Besonderen Ernte- und Qualitätsermittlung (Praxisanbau) -

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

0

11

12

13

14

0

20

30

40

50

Pro

tein

geha

lt [%

TS

]S

edimentationsw

ert [mL]

alte Bundesländer gesamte Bundesländer

mediterraner Juli

Sommer- trockenheit

Erntejahr


Bedeutung der Weizen-Funktionseigenschaften im Hinblick auf den Sorten- und

Qualitätswandel und die Umweltverantwortung

UBA: neg. Auswirkungen bei hoher N-Belastung in der Landwirtschaft: hohe N-Verluste in die

Umwelt, Gefährdung der biolog. Vielfalt, Luft- und Wasserqualität und Klimaänderung (Studie

„Reaktiver Stickstoff in Deutschland - Ursachen, Wirkungen, Maßnahmen“). Hoher N-

Überhang widerspricht der Umweltverantwortung.

WRRL und Dünge-VO: effektive Qualitätsdüngung, max. zulässiger N-Überhang = 50 kg N/ha

p.a. Folge: mehr als 40 % der heimischen A-Weizen erreichen die Proteingehalte von 13,0 %

TS nicht.

freiwillige Marketingkonzepte mit Nachhaltigkeitsgrundsätzen (biolog.-, ökolog.- oder CO2-Fuß-

abdruck), Nachfragesteigerung/Image-Verbesserung.

freiwilliger Verzicht auf Lebensmittelzusatzstoffe „Clean Labeling“ trotz steigender

Qualitätsanforderungen Nachfragesteigerung/Image-Verbesserung.

höhere Funktionalität der

backwirksamen

Inhaltsstoffe


Aussagekraft der Backvolumenvorhersage bei modernen Weizensorten

R² = 0,385

550

600

650

700

750

800

500 550 600 650 700 750 800

bere

ch

nete

s B

ack

vo

lum

en

1

[m

L/1

00g

]

Backvolumen [mL/100g]

1Berechnungsformel nach Bolling:

420 + (10 x Prot.-geh.) + (3 x Sedi.-wert) für A- und E-Sorten

306 + (17 x Prot.-geh.) + (3 x Sedi.-wert) für B-Sorten

Mühlenmuster der Ernte 2014

Qualitätsgruppen E A B C

Merkmale

Eliteweizen APS

Qualitätsweizen APS Brotweizen APS sonstiger Weizen

RMT-Volumenausbeute mind. 8 mind. 6 mind. 4 -

Fallzahl mind. 6 mind. 5 mind. 4 -

Rohproteingehalt mind. 6 mind. 4 mind. 2 -

Sedimentationswert mind. 7 mind. 5 mind. 3 -

Wasseraufnahme mind. 4 mind. 3 mind. 2 -

Mehlausbeute (T550) mind. 5 mind. 5 (WW) / mind. 4 (SW) mind. 4 (WW) / mind. 3 (SW)

10 MRI – Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide

Mindestanforderungen für E-, A- und B-Weizen 2013 in Ausprägungsstufen (APS)

Rohproteingehalt

Wasseraufnahme

Volumenausbeute

Sedimentationswert

Mehlausbeute Fallzahl

E

A B

APS 1 - 9 Quelle: BSA, Beschreibende Sortenliste 2013


A-Sorten-Entwicklung und Backvolumen von 2000 bis 2014

(Beschreibende Sortenliste des Bundessortenamtes 2014)

2000: nur die A-Sorten (n = 30)

Proteingehalt (APS) 3 4 5 6 7 8 9

RM

T-B

ackvolu

men (

AP

S)

4

5

6

7

8

9 2010: nur die A-Sorten (n = 52)

Proteingehalt (APS) 3 4 5 6 7 8 9

RM

T-B

ackvolu

men (

AP

S)

4

5

6

7

8

9

30%

61%

23%

70%

3 4 5 6 7 8 9

4

5

6

7

8

9

Proteingehalt (APS)

2014: nur die A-Sorten (n = 58)

34%

60% RM

T-B

ackvolu

men (

AP

S)

mehr A-Sorten mit höherem Backvolumen

gleiches Backvolumen mit weniger Protein

erhöhte Backqualität der A-Sorten 2014:

Erntejahr

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Rel

ativ

e H

äufig

keit

[%]

0

20

40

60

80

100Bundesgebiet: Ernte 2014

E

A

B

C

EU

unbekannt

Spezifische Funktionseigenschaften der

backwirksamen Korninhaltsstoffe sind das

Potenzial für die nachhaltige Landwirtschaft

und wirtschaftlich-effektive Verarbeitung !


Stickstoff- und qualitätseffiziente Weizensorten

Auswahl entnommen aus: „Beschreibende Sortenliste 2014“ (BSA)

Qualität

E-

WWW-

Sorten

Prot. Sed. Backvol.

Bonituren

Adler (4) 9 9 9

Akteur (5) 8 9 8

Arktis (5) 6 9 9

Bernstein (5) 7 8 8

Bussard (3) 8 9 9

Butaro (öko) 9 9 9

Event (5) 6 9 9

Genius (5) 8 9 9

Kobold (6) 6 8 8

Pilgrim (2) 7 7 9

SWW-Sorte

Granus (6) 6 9 8

Qualität

A-

WWW-

Sorten

Prot. Sed. Backvol.

Bonituren

Akratos (6) 4 6 6

Attraktion (7) 4 7 7

Brilliant (5) 5 6 6

Cubus (7) 4 8 6

Estivus (6) 4 6 6

Magnus (7) 4 6 6

Meister (6) 5 6 7

Mirage 5 6 8

Opal (6) 5 8 8

Potenzial (6) 5 8 7

Tarso 6 5 7

Tuareg (6) 4 7 6

Türkis (5) 5 7 8

Zeppelin (6) 6 9 6 Ziffern in Klammern: Bonituren Kornertrag

2014

1989

2012

2014

2014

2014


Volumen-Effizienz der A-Weizensorten Sortenkatalog 2013:

RMT-Backvolumen bei 12,45% Proteingehalt (APS 4) und RMT-Backvolumen-Änderung je % Proteingehalt R

MT-B

ackvolu

men [m

L/1

00g M

ehl] (

bei 12,4

5%

Pro

tein

gehalt)

Berechnungsbasis: Ergebnisse der Sortenprüfung im Rahmen der Wertprüfung (Vergleichs-/Verrechnungssorten, Prüfstämme)

Türkis

Schamane

Akratos Brilliant

Potenzial Tuareg

Meister

Avenir

Opal

Cubus

Magnus Rebell

Impression

Pamier

Linus Tommi

Discus

Sokrates

Kometus

Mindest-Backvol.

APS 6

A-Sorten

A-Sorten 2013

Mindest-Backvolumen APS 6

JB Asano

Julius

rot = neu zugelassen Backvolumen-Änderung je % Kornproteingehalt [mL/100g Mehl]

Pionier

KWS Cobalt

Apertus

Capone

effizient

ineffizient

Toras


Volumen-Effizienz der B-Weizensorten Sortenkatalog 2013:

RMT-Backvolumen bei 11,75% Proteingehalt (APS 2) und RMT-Backvolumen-Änderung je % Proteingehalt

RM

T-B

ackvolu

men [m

L/1

00g M

ehl] (

bei 11,7

5%

Pro

tein

gehalt)

Backvolumen-Änderung je % Kornproteingehalt [mL/100g Mehl]

Mulan Inspiration

Mindest-

Backvol. APS 4 Gordian

Memory

Desamo

Berechnungsbasis: Ergebnisse der Sortenprüfung im Rahmen der Wertprüfung (Vergleichs-/Verrechnungssorten, Prüfstämme)

B-Sorten

B-Sorten 2013

Mindest-Backvolumen APS 4

Tobak

Egoist

Sophytra

Matrix Colonia

Primus Orcas

Edgar

Kredo

rot = neu zugelassen

Dekan

Manager

Ritmo

Rumor

Mescal

Edward Kurt

Apian

Aszita

effizient

ineffizient

Züchtung bzw. Sortenwandel

birgt großes Potential aber

erschwert die Vorhersage der

Qualität!

Forschungsprojekt


Wasser- und Klimaschutzorientierte Produktion und

Verarbeitung von Winterweizen

Zusammenarbeit mit der LK-Niedersachsen und dem Netzwerk

Ackerbau Niedersachsen

Anbauversuche mit 6 Sorten an 2 Standorten mit 3 unterschiedlichen

Düngevarianten in 3 Anbaujahren

Verhalten der Sorten bei unterschiedlicher Düngung überprüfen

Kombinationen für Aufmischeffekte identifizieren und über die

Düngungsvarianten, Standorte und Anbaujahre überprüfen

Aufmischeffekte mit Standardanalytik und Rheologie korrelieren


Kombinationseffekte bei der Mischung verschiedener Weizensorten

600

600

600

K

N

K

N K N

K N

K

N

K W

N W W W

W

W

Aufmischeffekt:

Sorten mit extrem weichen

Teigeigenschaften kombiniert mit

solchen vorwiegend kurzer

Teigeigenschaften bewirken höchste

Aufmischeffekte.

Sorten mit optimalen

teigrheologischen Verhalten bewirken

sowohl mit Sorten weicher, wie auch

kurzer Viskoelastizität einen geringen

oder keinen messbaren

Aufmischeffekt.

Teigeigenschaften:

K: Kurz

N: Normal

W: Weich


560

570

580

590

600

610

620

630

640

650

0 20 40 60 80 100

Back

vo

lum

en

[

ml/1

00

g]

Anteil Julius [%]

Kerubino - Julius

Kombinationseffekte bei der Mischung verschiedener Weizensorten1

Quelle: Forschungsprojekt „Wasser- und Klimaschutzorientierte Produktion und Verarbeitung von Winterweizen“,

LK-Niedersachsen, Netzwerk Ackerbau Niedersachsen, MRI Detmold


560

570

580

590

600

610

620

630

640

650

0 20 40 60 80 100

Back

vo

lum

en

[

ml/1

00

g]

Anteil Julius [%]

JB Asano - Julius





600

610

620

630

640

650

660

0 20 40 60 80 100

Back

vo

lum

en

[

ml/1

00

g]

Anteil JB Asano [%]

Opal - JB Asano





600

610

620

630

640

650

660

670

0 20 40 60 80 100

Back

vo

lum

en

[

ml/1

00

g]

Anteil Memory [%]

Opal - Memory





600

605

610

615

620

625

630

635

640

0 20 40 60 80 100

Back

vo

lum

en

[

ml/1

00

g]

Anteil Rumor [%]

Memory - Rumor





590

600

610

620

630

640

650

0 20 40 60 80 100

Back

vo

lum

en

[

ml/1

00

g]

Anteil Rumor [%]

Kerubino - Rumor




Zum mitnehmen…


Proteingehalt und Sedimentationswert als Qualitätskriterium bedingt

aussagekräftig

Sorten mit hoher Backqualität bei niedrigem Proteingehalt verfügbar

Sorten mit unterschiedlichem Verhalten bei schwankenden

Proteingehalten verfügbar

Sorten mit günstigem Verhalten bei niedrigem Proteingehalt bevorzugen

Sortenkombination für Aufmischeffekte identifizieren und nutzen

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Umwelt- und qualitätsorientierte Erzeugung und ... · Quelle: Eiweißarten Proteine im Weizenkorn Die löslichen Pro-teine (Albumine und Globuline) ... 1 0g] Backvolumen [mL/100g]