Native Maisstärke kommt unter anderem bei glutenfreien Backwaren zum Einsatz.

Native Maisstärke – ein Rohstoff für Nischenmärkte

Publiziert

Der zusammenfassende Artikel zur Diplomarbeit (Bachelor) «Retrogradationsverhalten von nativen Maisstärken in glutenfreien Brot- und Backwaren» beleuchtet die Schwierigkeiten im Spannungsfeld von Forschung und Produktentwicklung im Hinblick auf die Rohstoffqualität am Beispiel der nativen Maisstärke.

Glutenfreie Backwaren im Fokus
Glutenfreie Backwaren bestehen im Schnitt zu 30% aus nativer Maisstärke und diese stellt somit einen elementaren Anteil dar. Sie ist funktional, attraktiv im Preis und verhält sich bei der Beschaffung als homogenes Gut … von wegen! Der Markt für glutenfreie Brot- und Backwaren bietet unter verschiedenen Marken unzählige innovative und allergikerfreundliche Produkte. Nicht nur Zöliakiepatienten profitieren von diesem anhaltenden Trend. Die Haltbarkeit von Brot- und Backwaren ist jedoch stark eingeschränkt durch die natürliche Rekristallisierung der Stärkefraktionen Amylose und Amylopektin. Dies wird zusammen mit dem einhergehenden Wasser- und Aromaverlust als Retrogradation bezeichnet. Durch den geringeren Warenumsatz wird bei glutenfreien Backprodukten zudem eine extra lange Haltbarkeit von bis zu mehreren Monaten angestrebt.

Glutenfreie Backwaren im Fokus
In Zusammenarbeit mit Alexandra Burri, der Chefentwicklerin für glutenfreie Backwaren der JOWA AG, wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit versucht, ein Analyseverfahren für native Maisstärke zu entwickeln, welches das Back- und Retrogradationsverhalten nativer Maisstärken in glutenfreien Produkten prognostizieren kann. Die Arbeit wurde von Dr. Katrin Kopf, wissenschaftliche Mitarbeiterin Lebensmittelverarbeitung, an der HAFL betreut.

Etwa 300 Arbeitsstunden später wird erkannt, dass es bei einem Versuch bleiben wird. Schnell wird klar, zu verschieden verhalten sich die Muster der zwölf getesteten nativen Maisstärken in den sensorischen und technologischen Aspekten. Mit diesen gewaltigen Unterschieden in den gebackenen, repräsentativen Endprodukten haben auch die Experten nicht gerechnet. Zunächst verhalten sich die Stärken in den Laboranalysen unauffällig ähnlich zueinander: Partikelgrössenverteilung, Viscogramm und enzymatische Kompositionsanalyse zeigen nur vereinzelt Abweichungen. Ganz im Gegensatz zu den gebackenen Produktmustern. Diese bestehen aus drei repräsentativen, bereits im Sortiment etablierten Rezepturen, welche unter Aufsicht in der JOWA AG produziert worden sind, wobei sich jeweils nur die Maisstärke unterscheidet. Von kleinen «bleichen Ziegelsteinchen» bishin zu sehr voluminösen Brötchen mit Rissen und grösseren Löchern war alles vertreten. Einige Gebäckmuster haben starke Fehlaromen nach Kleister, Leim oder feuchtem Keller entwickelt, andere brachten Gebäckaromen sogar besser zum Vorschein, als das Original. Die sensorische Wahrnehmung fällt differenzierter und in sich unterschiedlicher aus, als dies die eingesetzten Analysegeräte hätten erfassen können, und dies stelle den grössten unerwarteten Faktor dar. Die während der 50-tägigen Lagerung erfassten Datenpunkte bezüglich der Härte werden eher auf das Wasserbindungsvermögen der Stärken während der Teigbereitung zurückgeführt, als auf die Retrogradation an sich. Auch andere Bestandteile des Teiges, wie Fett oder Zucker, können die Backeigenschaft der Stärkekomponenten durch sterische Hinderung oder Komplexierung vermindern oder begünstigen. Diese vorhandenen Unterschiede können bisher noch nicht ausreichend analytisch festgehalten werden.

Vielfältige Einflussfaktoren
Neben beabsichtigter chemischer und physikalischer Modifizierung, was bei nativer Maisstärke und somit in dieser Arbeit entfällt, beeinflussen viele unterschiedliche Faktoren die strukturelle bzw. chemische Beschaffenheit der Stärke: Anbaukonditionen, wie die Maissorte an sich, die Qualität des Saatgutes, Nährstoffgehalt im Boden, wie auch der Dünger- und Erntezeitpunkt beeinflussen massgeblich die chemische Struktur und das Verhältnis von Amylose und Amylopektin in der Stärke. Auch die optimierten technischen Einzelschritte der Isolierung von Maisstärke können, je nach Industriestandard, variieren und unbemerkt chemische und physikalische Veränderungen verursachen. All diese aufgezählten auftretenden Variablen werden leider nirgendwo festgehalten, sodass diese Informationen für Lebensmitteltechnologenund Lebensmitteltechnologinnen, Produktentwickler und Produktentwicklerinnen sowie für Vertreibende dieses Rohstoffes später nicht einsehbar sind. Dies könnte am bereits bestehenden Umfang der Distributionskette liegen oder auch daran, dass die Relevanz dieser Angaben bisher verkannt wurde. Dabei sind die internationalen Kommunikationsschwierigkeiten bei der Beschaffung noch nicht mit eingerechnet.

Die Berücksichtigung eines einzelnen Parameters alleine wird so bald keine befriedigende Beschreibung der Retrogradation ermöglichen, zu viele, teils noch unbekannte Faktoren, greifen in das Gelsystem ein. In der konkreten Problemstellung des Rohstoffes Maisstärke scheinen vorgängige einfache Analysen zur Voraussage der Retrogradation nicht zielführend. Viel eher spielt die Reaktion der Stärkemoleküle mit Wasser und den weiteren Teigzutaten eine zentralere Rolle.

Keine Rezepturänderungen ohne sensorische Vorabklärungen
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Rohstoffqualität bei Maisstärke stark variiert und dass jeder einzelne Verarbeitungsprozess und jede Veränderung der Lebensmittelrezeptur einen grossen Einfluss auf die Funktionalität haben kann. Somit müssen Produktentwickler und Produktentwicklerinnen vor dem Einsatz neuer Stärken auf die bisher bewährte Methode der sensorischen Vorabklärungen zurückgreifen, um die gesamten Auswirkungen erfassen zu können. Die Auswirkungen in den Endprodukten, wie Fehlaromen oder Volumenschwankungen, bedingt durch den Wassergehalt, stellen nebst dem Retrogradationsverhalten äusserst relevante Aspekte dar und dürfen nicht vergessen gehen. Ein Wechsel des Lieferanten sollte also sorgfältig und langfristig geplant werden.

Katrin Masshardt Der Artikel basiert auf der Diplomarbeit (Bachelor) an der Berner Fachhochschule (BFH) «Retrogradationsverhalten von nativen Maisstärken in glutenfreien Brot- und Backwaren». Die Arbeit wurde von der Schweizerischen Gesellschaft für Lebensmittel-Wissenschaft und -Technologie mit dem «SGLWTPreis» ausgezeichnet.

EVENTS

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 09.-12. April 2024

Ort: München (D)

embedded world

Als internationale Weltleitmesse mit dem ausschließlichen Fokus auf Embedded-Technologien.

Datum: 09.-11. April 2024

Ort: Nürnberg (D)

Lebensmitteltag

Food Innovations Pop-Up: Zeige verträgliche Lösungen für Mensch und Planet.

Datum: 18. April 2024

Ort: Luzern (CH)

Lebensmitteltag

Die führende schweizerische Lebensmittelfachtagung von bio.inspecta und SQS

Datum: 18. April 2024

Ort: Luzern (CH)

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 22.-26. April 2024

Ort: Hannover (D)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

VITAFOODS EUROPE

Messe für Nutraceuticals, Functional Food & Drinks

Datum: 14.-16. Mai 2024

Ort: Genf (CH)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai-07.Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Zürich (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 11.-13. Juni 2024

Ort: Nürnberg (D)

Swiss Green Economy Symposium

Das Swiss Green Economy Symposium ist die umfassendste Konferenz zu Wirtschaft und Nachhaltigkeit mit zunehmend internationaler Ausstrahlung. Seit 2013.

Datum: 27.-29. August 2024

Ort: Winterthur (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

W3+ Fair Jena

Europas führende Plattform für Forschung und Innovationskraft

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Jena (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

SÜFFA

Die Fachmesse für die Fleischbranche

Datum: 28. - 30. September 2024

Ort: Stuttgart (D)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 19.-23 Oktober 2024

Ort: Paris (F)

Südback

Fachmesse für das Bäcker- und Konditorenhandwerk

Datum: 26.-29. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Brennpunkt Nahrung

Fachkonferenz über Trends, Märkte und Management

Datum: 5. November 2024

Ort: Luzern (CH)

5. Future Food Symposium

 «Made in Switzerland - Gute Partnerschaften für mehr Ernährungssouveränität»

Datum: 8. Februar 2024

Ort: Online-Event (CH)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

Fi Europe

Internationale Fachmesse für Lebensmittelzusatzstoffe

Datum: 19 - 21 November 2024

Ort: Frankfurt (D)

BrauBeviale

Europäische Fachmesse für die Getränkewirtschaft

Datum: 26.-28. November 2024

Ort: Nürnberg (D)

BioFach

Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel

Datum: 11.-14. Februar 2025

Ort: Nürnberg (D)

CCE International

Europas wichtigster Branchenevent für die Wellpappen- und Faltschachtelindustrie.

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: München (D)

IFFA

Internationale Leitmesse – Technology for Meat and Alternative Proteins

Datum: 03.-08. Mai 2025

Ort: Frankfurt (D)

TUTTOFOOD

Internationale B2B-Messe für Food & Beverage

Datum: 05.-08. Mai 2025

Ort: Mailand (I)

iba

Die führende Weltmesse für Bäckerei, Konditorei und Snacks

Datum: 18.-22. Mai 2025

Ort: München (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Hannover (D)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 02.-04. September 2025

Ort: Bern (CH)

Oils + fats

Leitmesse der Öl- und Fettindustrie in Europa.

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: München (D)

Drinktec Deutschland

Auf der Weltleitmesse der Getränke- und Liquid-Food-Industrie

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: München (D)

AM Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 16.-17. September 2025

Ort: Luzern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23. - 25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

Anuga

Weltweite Ernährungsmesse für Handel und Gastronomie/Ausser-Haus-Markt

Datum: 04.-08. Oktober 2025

Ort: Köln (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

igeho

Internationale Branchenplattform für Hotellerie, Gastronomie, Take-away und Care

Datum: 15.-19. November 2025

Ort: Basel (CH)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement.

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26. - 27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

EuroShop

Fachmesse für den Investitionsbedarf des Handels

Datum: 22.-26. Februar 2026

Ort: Düsseldorf (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis