1. De grondstoffen

1.1. Tarwebloem & roggemeel

De tarwekorrel is opgebouwd uit een meellichaam, wandlagen en de kiem. De kiem is rijk aan olie en bevat ook veel vitaminen. Het meellichaam of endosperm is rijk aan zetmeel en het bevat het eiwit dat bij het kneden gluten vormt. Om het endosperm bevinden zich de wandlagen. De wandlagen, die met elkaar vergroeid zijn, worden van het meellichaam gescheiden door de zogenaamde aleuronlaag. De wandlagen bevatten veel vezelstoffen. De aleuronlaag is rijk aan eiwit en aan vitaminen.

Het doel van het malen van de tarwe is het scheiden van het endosperm enerzijds en de wandlagen en kiemen anderzijds. Het meellichaam wordt verkleind tot bloem, de wandlagen en de kiemen leveren bij vermalen de zogenaamde zemelen.

tarwekorrelIn de molen gebeurt het vermalen trapsgewijze. Om volledig vermalen te worden passeert het maalgoed zo'n 20 paar walsen. De eerste vijf à zes walsenparen zijn geribbeld en hebben tot doel de korrel open te breken en aparte brokjes endosperm (ook griezen genoemd) en zemeldeeltjes te produceren. Men noemt dit het schroten. Na elke doorgang wordt er gezeefd in zogenaamde plansifters, waarbij de bloem steeds afgescheiden wordt van de verder te vermalen deeltjes. Verder in het maalproces worden de min of meer zuivere stukjes endosperm op gladde walsen verder tot bloem verkleind. Men noemt dit het uitmalen.

In principe ontstaat dus na elke maalpassage en het daarop volgende zeven, bloem. Omdat er zo'n 20-tal passages zijn, zullen er ook 20 bloemfracties ontstaan, die in allerlei eigenschappen zoals eiwitgehalte, asgehalte, vezelgehalte enzovoort zullen verschillen. Men karakteriseert deze fracties naar het asgehalte. Bloem van de eerste uitmaalpassage heeft een laag asgehalte. Bij het samenstellen van een bepaalde bloem- of meelkwaliteit worden deze asgehalten meestal als richtsnoer gebruikt. Volkorenmeel is samengesteld uit de gehele tarwekorrel, het asgehalte is dan hetzelfde als dat van de tarwe (circa 1,8 %). Naarmate het aandeel van de wandlagen in het maalproduct afneemt, daalt het asgehalte. Het laagst is het asgehalte van de zogenaamde patentbloem (0,46 %). Patentbloem bestaat voornamelijk uit het binnenste deel van het meellichaam.

Een hogere uitmalingsgraad gaat wel gepaard met een hogere wateropname. De oorzaak hiervan is dat de vezelstoffen waaraan zemelen rijk zijn tamelijk veel water absorberen.

Ook het eiwitgehalte gaat stijgen naarmate de uitmaling hoger is. Dit komt vooral omdat de buitenlagen heel wat meer eiwit bevatten dan de meer naar binnen gelegen lagen. Vooral in en onder de aleuronlaag is het eiwitgehalte zeer hoog. Het hogere eiwitgehalte heeft echter geen verbeterend effect op de bakaard van de bloem. De reden hiervoor is dat het eiwit uit de aleuronlaag bij de deegbereiding geen gluten vormt en dus geen bijdrage levert aan de bakaard.

De tarwekorrel bestaat voor 8 tot 15 % uit eiwit. De eiwitten bevinden zich tussen de zetmeelkorrels terwijl ze ook als een dunnen laag de zetmeelkorrels omsluiten. Tarwe eiwit bestaat uit een zeer grote verscheidenheid van soorten moleculen, die in eigenschappen sterk kunnen verschillen. De voornaamste zijn:

  1. albumine: eiwitfractie oplosbaar in water
  2. globuline: eiwitfractie oplosbaar in zoutoplossingen
  3. gliadine: eiwitfractie oplosbaar in 70 % alcohol
  4. glutenine: eiwitfractie oplosbaar in verdund zuur of loog

De eerste twee vormen zo'n 20 % van de totale hoeveelheid eiwit, terwijl het glutenine en gliadine het overige 80 % vormen. Het zijn deze laatste twee fracties die tijdens het kneden het gluten gaan vormen. Dat is een netwerk van eiwitmoleculen dat verantwoordelijk is voor het uitzonderlijke gashoudend vermogen dat het deeg van tarwebloem kenmerkt. De proteïnen in bloem zijn dus op te delen in albuminen en globulinen die oplosbaar zijn in zoutoplossingen en gluteninen en gliadinen die onoplosbaar zijn. De gliadinen zijn kleinere proteïnen en bevatten intramoleculaire disulfidebindingen. De gluteninen hebben een hoger moleculair gewicht en bestaan uit polypeptide subeenheden die aan elkaar gebonden zijn via intermoleculaire disulfidebindingen. Gehydrateerde gluteninen vormen een stevig elastisch materiaal, gehydrateerde gliadinen zijn viskeus. Beide zijn dus noodzakelijk om aan het deeg visco-elastische eigenschappen te geven die noodzakelijk zijn voor een goede broodkwaliteit

Maar de hoeveelheid aanwezig eiwit zegt nog niets over de kwaliteit van het eiwit. De bakker praat over de bakaard van de bloem. Een bloem met bijvoorbeeld 12 % eiwit, gemalen van Europese tarwe zal over het algemeen slechter bakken dan een bloem met dezelfde hoeveelheid eiwit gemalen van Amerikaanse tarwe. Dit vindt vooral zijn oorzaak in de verschillende variëteiten die er geteeld worden in Europa en in de Verenigde Staten.

In de praktijk zullen voor de bereiding van bloem steeds die grondstoffen geselecteerd worden die het meest geschikt zijn voor een welbepaalde toepassing. Bloemsoorten met een laag eiwitgehalte of met een slechte eiwitkwaliteit zullen daarom weinig of niet voor de broodbereiding gebruikt worden. Met deze bloemsoorten blijft de broodkwaliteit beneden maats. Wel kunnen ze gebruikt worden in toepassingen waar de glutenontwikkeling geen rol van betekenis speelt. Dit is bijvoorbeeld het geval bij biscuit of koekjes. Daar wordt in veel gevallen bloem gebruikt met een eiwitgehalte van 10 % of lager.

Voor de bereiding van de meeste broodsoorten worden bloemsoorten toegepast met een eiwitgehalte tussen 11 en 13 %. Voor speciale toepassingen zoals beschuit, zal men bloemsoorten gebruiken met een eiwitgehalte van circa 15 - 16 %.

tarwekorrelEr bestaan ook zogenaamde meelverbetermiddelen. Een aantal stoffen verbeteren de bakaard van de bloem. Bij gebruik ervan wordt het deeg standiger, is de ovenwerking groter en ontstaat er een fijnere kruimstructuur. Deze stoffen worden ook wel eens glutenverstevigers genoemd. De verbetering van de deegeigenschappen is vooral van belang bij mechanische bewerkingen. Het grotere volume en de fijnere kruim hebben vooral invloed op de eeteigenschappen van het brood. Het wordt malser en minder kruimelig.

Alle meelverbeteraars zijn oxidatiemiddelen d.w.z. dat ze bij reactie zuurstof afgeven. Deze zuurstof reageert met de eiwitten van de bloem. Hoe dat precies in zijn werk gaat is nog niet in alle details bekend.

We kunnen de werking van de meelverbeteraars vergelijken met wat er gebeurt bij het bewaren van bloem. Het is een gekend fenomeen dat de bakaard van de bloem verbetert als ze enige tijd na het malen wordt bewaard. Dit wordt ook toegeschreven aan de oxidatie van de eiwitten, waarbij in dit geval de zuurstof uit de lucht als oxidatiemiddel fungeert. Tegenwoordig wordt de bloem al gebruikt één week na het malen waardoor ze niet de tijd krijgt om te rijpen. Daarenboven is de verbetering door natuurlijke oxidatie eerder gering in vergelijking met de werking van meelverbetermiddelen. Bij te ver gaande oxidatie door een te hoge toevoeging wordt het deeg te standig. Het wordt stug en moeilijk verwerkbaar.

Vroeger werd er vooral in de Verenigde Staten kaliumbromaat gebruikt als oxidatiemiddel. Het is het meest effectieve middel van alle meelverbeteraars die we kennen. Het geeft goede verwerkingseigenschappen aan het deeg en levert een brood op met een fijne, malse en regelmatige kruim. Daarenboven werkt het vrij langzaam. Na het kneden en ook aan het einde van de narijs vinden we een deel van het kaliumbromaat nog als zodanig in het deeg terug. Alleen na het bakken is het volledig omgezet in kaliumbromide. Dat betekent dat het kaliumbromaat ook nog een gedeelte van zijn werk doet tijdens de ovenrijs. Dat is de fase, waarin voor busbrood de standigheid nuttig is. Het geeft dus een goede ovenwerking bij busbrood en daarom wordt het veel gebruikt in landen waar busbrood de belangrijkste broodsoort is (Angelosaxische landen, Nederland). Op het einde van de jaren 80 heeft men echter enig argwaan gekregen in verband met de schadelijkheid voor de gezondheid van kaliumbromide en is men het gebruik van kaliumbromaat gaan verbieden.

In landen waar vloerbrood populair is gebruikte men ascorbinezuur als meelverbeteraar. Ascorbinezuur is vitamine C en is daarom helemaal onschadelijk voor de gezondheid. Tijdens het bakken wordt het ascorbinezuur echter onder invloed van de warmte ontbonden. Het gebakken brood bevat dus geen vitamine C meer. De werking van het ascorbinezuur is dezelfde zoals voor gelijk welk ander oxidatief werkend meelverbeteraar.

In het kort komt dit op het volgende neer. In een deeg zorgen SH- of thiolgroepen voor de beweeglijkheid van de eiwitmoleculen ten opzichte van elkaar. Dit kan gedemonstreerd worden door het toevoegen van extra thiolgroepen aan het deeg onder de vorm van cysteïne. Het deeg wordt dan merkelijk slapper. Als door oxidatie de thiolgroepen verdwijnen (uit 2 SH groepen wordt een S-S brug gevormd en water), wordt de onderlinge beweeglijkheid ook minder. De standigheid van het deeg neemt daardoor toe.

Ascorbinezuur verschilt echter in één opzicht van de andere meelverbeteraars. Het is op zichzelf geen oxidatiemiddel maar een reductiemiddel. Dat het ascorbinezuur toch werkzaam is komt door het feit dat tijdens het kneden het onder de invloed van de zuurstof uit de lucht gaat omgezet worden in dehydro-ascorbinezuur en dat is wel een oxidatiemiddel. Dit geeft dan de opgenomen zuurstof af aan de eiwitten van de bloem en er ontstaat terug ascorbinezuur.

De oxidatie van ascorbinezuur tot dehydro-ascorbinezuur is bij de broodbereiding alleen tijdens het kneden mogelijk. Dat is het enige moment waarop zuurstof aanwezig is afkomstig van de lucht die bij het kneden in het deeg wordt ingeslagen. Na het kneden heeft de gist al snel de nog aanwezige zuurstof geconsumeerd waardoor tijdens de rijs geen zuurstof meer aanwezig is in het deeg.

Naast tarwebloem is er natuurlijk ook roggebloem of roggemeel. Het verschil tussen bloem en meel is de uitmalingsgraad en dus het asgehalte van de bloem. De volgende tabel geeft een overzicht van de verschillende soorten, die naar gelang het land dan ook nog verschillende benamingen hebben. In de tabel is het asgehalte uitgedrukt als percentage van de droge stof.

Asgehalte in meel en schroot

type meel

benaming

minmaal

nominaal

maximaal

405

patentbloem

0,380

0,405

0,400

550

bakmeel

0,490

0,550

0,580

630

W-bloem

0,590

0,630

0,660

1050

volkorenmeel

1,000

1,050

1,150

610

roggebloem

0,580

0,610

0,650

1150

roggemeel

1,100

1,150

1,250

1800

roggemeel

1,650

1,800

2,000

De voornaamste verschillen tussen brood met tarwebloem en brood met roggebloem zijn de volgende :

1.2. Kwaliteitsbepaling van bloem

Het bepalen van de kwaliteit van bloem is geen eenvoudige materie.  Er zijn tot op heden geen methodes gevonden die de kwaliteit afdoend en in zijn totaliteit beschrijft.  Er zijn wel een aantal testen zoals de alveograaf van Chopin, de farinograaf, het valgetal, de petrinex enz. die ons een idee geven over de kwaliteit van de bloem en haar rheologisch gedrag.  We gaan een aantal van deze proeven beschrijven en hun waarde toelichten.

1.2.1. Organoleptische beoordeling

De beoordeling met de zintuigen zoals het gevoel, de kleur, de reuk en de smaak, kan ons iets leren over de kwaliteit van de bloem.

Wanneer men een hoeveelheid bloem samenknijpt en in de hand heen en weer wrijft, kan het zijn, dat de bloem glad aanvoelt, maar ze kan ook korrelig of scherp aanvoelen. Als men de hand dicht knijpt kan de bloem ook aan elkaar klitten en dan spreken we over "vette" bloem. Dit wil hoegenaamd niet zeggen dat de bloem veel vet bevat. Het samen klitten wordt ook beïnvloed door het vochtgehalte en de wijze van vermalen. Valt de bloem losjes uit elkaar na het samenknijpen, dan spreken we over griffige bloem. Dit is meestal een bloem die gemalen is van Amerikaanse tarwe of een andere harde tarwesoort. Trouwens als men harde tarwe te fijn maalt (men spreekt over doodgemalen tarwe) dan gaat men door verhitting van de walsen de eiwitten beschadigen en zal men een bloem krijgen waaruit men geen goed brood kan bakken.

Een ander aspect is de kleur van de bloem. Deze is afhankelijk van een aantal factoren :

·         De aanwezige zetmeeldeeltjes en de korrelgrootte van deze deeltjes. De hoeveelheid zetmeeldeeltjes wordt bepaald door de uitmalingsgraad. Hoe hoger deze is, d.w.z. dat de molenaar dichter bij de buitenste lagen van de tarwekorrel gemalen heeft, krijgt men een bloem die donkerder van kleur is. Hoe kleiner de korrelgrootte, hoe donkerder de bloem.

·         Als algemene regel geldt dat hoe fijner de bloem is, hoe witter ze zal zijn. Griffige bloem is dan ook wat donkerder dan gladde bloem, afgezien van andere factoren die de kleur beïnvloeden.

·         Tarwe bevat van nature uit caroteen en deze zal de bloem een gele tint geven. Deze kleur verdwijnt door oxidatie. Hierop berust het bleken van de bloem. Dit kan op een natuurlijke wijze gebeuren, gewoon door de bloem de stockeren. Tijdens de stockage zal de gele kleur langzaam verdwijnen en de kleur wordt krijtachtig. Oxidatie gaat echter de kleur veroorzaakt door de zetmeeldeeltjes niet beïnvloeden.

·         De aanwezigheid van verontreinigingen. Tarwe wordt echter goed gereinigd voor het vermalen zodanig dat de toevallige aanwezigheid van andere zaden, zoals onkruidzaden, erwten en andere, steeds minder en minder een invloed heeft op de kleur van de tarwe.

Ten slotte is er nog het fenomeen van "pikuren". In Vlaanderen zegt men dat de bloem pikuren bevat, als men kleine donkere tikkeltjes kan ontdekken in de bloem. Deze zijn meestal afkomstig van de zemelen. Dit kan bijvoorbeeld voorkomen als er een zeef in de Plansichter beschadigd is.

Goede bloem heeft geen uitgesproken geur. Roggebloem heeft een iets meer karakteristieke geur dan tarwebloem en ruikt wat minder fris. Een afwijkende geur kan volgende oorzaken hebben :

·         Bloem neemt gemakkelijk geuren op uit de omgeving. Dit komt meer voor dan men denkt. Dit kan tijdens het vervoer gebeuren op tijdens de opslag. Of bijvoorbeeld wanneer er schilderwerken aan de gang zijn in de bakkerij. Afwijkende geuren kunnen ook optreden als de bloem behandeld geweest is tegen ongedierte.

·         Bloem kan ook bederven en dan ontstaat er een muffe geur. Dit komt voor als te vochtige bloem te oud wordt en onoordeelkundig wordt gestockeerd bij bijvoorbeeld een te hoge temperatuur. Dan kan er ook schimmelontwikkeling optreden. Zo'n bloem moet resoluut afgekeurd worden voor menselijke consumptie.

Om afwijkende geuren vast te stellen is het best een hoeveelheid bloem, in een kolf, te overgieten met warm water. Even goed schudden en dan ruiken. De vluchtige stoffen komen vrij en zijn na het openen van de kolf gemakkelijk waar te nemen.

Ten slotte is er de beoordeling van de smaak. Bloem heeft ook geen uitgesproken smaak, integendeel, ze is eigenlijk smaakloos en eigenlijk niet lekker. Men zou zich kunnen afvragen hoe het komt dat men uit relatief onsmakelijke of smaakloze grondstoffen zoals bloem, gist en water, toch zo'n lekker product kan maken. Bij de beoordeling van de smaak moet men er alleen op letten of er geen vreemde smaak aan de bloem zit. Het is wel zo dat bloem, en vooral tarwemeel, na min of meer lang bewaren, een bittere smaak ontwikkelt.

Ten slotte moet er opgemerkt worden dat het sensoriëel beoordelen van de bloem heel belangrijk is, maar dat de resultaten afhankelijk zijn van een individuele interpretatie van de kleur, geur en smaak. Om betrouwbare resultaten te krijgen moet men toch men een behoorlijk aantal mensen de beoordeling doen en die mensen zijn dan best ook nog getraind in deze materie. Dus liefst met een vast panel dat eventuele op- of aanmerkingen, zo neutraal mogelijk gaat formuleren. Gezien het feit dat bloem relatief smaak-, kleur- en reukloos is, is het beter driehoekstesten te doen als men vermoedt dat men een partij bloem binnen krijgt met afwijkende sensoriële eigenschappen.

1.2.2. De alveograaf van Chopin

De alveograaf heeft een kneedkamer (1) met een spiraalvormige kneedarm. In de kneedkamer is een gleuf waardoor extractie van het deeg mogelijk is. Het toestel heeft een opblaasapparaat (2) dat kan afgesloten worden met stempel en schroef. Er is een peer (3) om de eerste lucht in het deeg te blazen. Een schakelaar (4) regelt de toevoer van lucht. Er is een rustkamer (5) waarin 5 deegschijfjes kunnen geplaatst worden. Om het deeg te kunnen plat rollen en uitsteken zijn er ook een metalen roller, een plaat, een uitsteekvormpje, een spatel en metalen plaatjes aanwezig. Paraffine olie is nodig zodat het deeg zo weinig mogelijk wrijving ondervindt. Het toestel bevat een chronometer en een manometer. Een computerscherm (6) geeft alle gegevens weer.

De alveograaf is een toestel dat rheologische eigenschappen meet om de kwaliteit van graan en bloem te bepalen. Het toestel meet de luchtdruk die nodig is om een deegballon te maken: het deeg rekt uit in twee richtingen (biaxiaal) en de snelheid van expansie varieert naargelang het volume van de deegballon toeneemt. De vervormingen die het deeg ondergaat in deze test benaderen zeer sterk de eigenlijke veranderingen van een deeg tijdens de fermentatie en de vroege stadia van het bakken. De alveograaf meet de sterkte en de uitrekbaarheid van het deeg. Het resultaat is een curve waarin :

·         P : geeft de maximale druk weer, die een maat is voor de weerstand van het deeg tegen vervorming. Het is de sterkte van het deeg bij maximale druk of de tenaciteit (staat in verband met de elastische component van het deeg).

·         L : de lengte wordt uitgezet in mm op de abscis en is een maat voor de uitrekbaarheid of de extensibiliteit van het deeg (maat voor de viskeuze component van het deeg).

·         P/L : het quotiënt van P en L en geeft de balans weer tussen de viskeuze en de elastische eigenschappen van het deeg.

·         W :de arbeid die nodig is om de bel op te blazen tot ze scheurt. De arbeid wordt uitgedrukt in 10-4 J.

1.2.3. Sedimentatiewaarde van Zélény

Tarwe eiwitten hebben de eigenschap te zwellen in een zuur milieu en L. Zélény stelde vast dat er een verband bestond tussen de capaciteit van het zwellen en de kwaliteit van de bloem. Hij ontwierp dan ook een proef die zijn naam draagt.

Aan een waterige suspensie van bloem, voegt men melkzuur toe. Er ontstaat dan een neerslag van opgezwollen bloemdeeltjes. Zélény kwam tot de conclusie dat hoe groter de hoeveelheid sedimentatie was hoe groter het volume van het brood was.

De methode is de volgende : 3,20 g bloem wordt in een maatcilinder vermengd met 50 ml gedistilleerd water. Daaraan voegt men 25 ml van een mengsel dat 0,5 N melkzuur en 20 % isopropylalcohol bevat. Men schudt het mengsel goed, laat het dan rusten en na 5' leest men af hoeveel bezinksel er zich gevormd heeft. Dat is de sedimentatiewaarde van Zélény, die kan variëren tussen de 10 en de 70 ml.

De uitkomst van deze test wordt beïnvloed door de manier waarop hij wordt uitgevoerd, dus is een gestandaardiseerde werkwijze nodig. Daarenboven wordt het resultaat ook beïnvloed door het maaldiagramma in de molen, vandaar dat de methode minder geschikt is om stalen bloem van verschillende molens met elkaar te vergelijken. Krijgt men echter steeds bloem van dezelfde maalder, dan geeft deze methode een waarderingscijfer zowel voor de kwantiteit als de kwaliteit van het eiwit.

Men stelt wel vast dat de waarde van een vers gemalen bloem iets hoger zal liggen dan de waarde van een bloem die bijvoorbeeld één maand oud is. In de praktijk zijn er natuurlijk veel factoren die het volume van het brood gaan beïnvloeden zoals o.a.

Zoals de meeste testen op bloem, geeft ook deze geen 100 % garantie of een bepaalde bloem al dan niet beter geschikt is om brood mee te maken dan een andere.

1.2.4. Bepalen van het vochtgehalte van de bloem

Het vochtgehalte van de bloem is belangrijk. Het is namelijk zo dat tijdens de stockage de bloem een hoeveelheid vocht gaat verliezen, maar dat daarna de bloem tijdens het kneden meer water gaat absorberen dan de hoeveelheid vocht die verloren gegaan is. Als vuistregel neemt men aan dat een vochtverlies van 1 % overeenstemt met een verhoogde water opname van 2 % tijdens het kneden.

In de klassieke methode gaat men het vochtgehalte bepalen bij een lage temperatuur en onder partieel vacuüm en dit om te vermijden dat een hoeveelheid vluchtige stoffen die in de bloem aanwezig zijn als vocht zouden bepaald worden. In de praktijk is dit echter een vrij omslachtige methode en gaat men een sneldroog methode uitgewerkt. Men gaat daarbij als volgt te werk :

Vijf gram meel wordt gedurende 2 uur in een droogstoof verhit op een temperatuur van 130 – 133°C. Daarna wordt het getarreerd schaaltje in een exsicator afgekoeld en terug gewogen. Het gewichtsverlies wordt omgerekend op 100 g meel en uitgedrukt als % vochtgehalte. In het geval van bloem is anderhalf uur drogen voldoende.

1.2.5. Bepalen van het asgehalte van de bloem

Het asgehalte is een maat voor de uitmalingsgraad van de tarwe. Bij de bepaling van het asgehalte wordt nagegaan wat er overblijft wanneer de bloem zo sterk verhit wordt dat het organisch materiaal volledig verbrand wordt. Het resultaat van de bepaling is afhankelijk van de verassingtijd en de verassingtemperatuur. Men heeft daarom afspraken gemaakt over de analyse methode. Er wordt verast bij 900°C, maar over het eindpunt van de proef is men het niet altijd eens. Men kan verassen tot de as wit of kleurloos is of tot de as een constant gewicht heeft (punt dat theoretisch nooit bereikt wordt) of een afspraak maken over de duur van de verassing. Twee uur bij 900°C wordt vrij courant gebruikt.

Een hoeveelheid bloem of meel variërend tussen 2 en 6 g wordt in een aluminium schaaltje afgewogen. Naarmate het asgehalte hoger is gaat men minder monster gebruiken. Na de verassing laat men het residu afkoelen in een exsicator. Na weging berekent men het asgehalte.

Het asgehalte van meel of bloem is een maat voor de uitmalingsgraad. Het dient daarom onafhankelijk te zijn van andere factoren en het wordt daarom berekend op droge stof. Het volgend voorbeeld maakt de berekeningen duidelijk :

Veronderstel dat een monster bloem van 5 g na drogen een residu geeft van 4,32 g en dat na verassen, 5 g bloem een residu geeft van 0,0304 g. Dan is het vochtgehalte gelijk aan :

(5,00 – 4,32) x 100 / 5,00 = 13,6 %

Het asgehalte wordt dan als volgt berekend :

(0,0304 x 100)/4,32 = 0,70 %

1.2.6. Bepalen van het eiwitgehalte van de bloem

Gezien het belang van het tarwe-eiwit in de productie van brood is het bepalen van het eiwitgehalte van de bloem een belangrijke analyse. Dikwijls worden prijzen bepaald aan de hand van het eiwitgehalte, hoewel de hoeveelheid eiwit niet noodzakelijk een maat is voor de kwaliteit van de bloem. In de praktijk gaat men de hoeveelheid stikstof bepalen in de bloem door gebruik te maken van de methode van Kjeldahl. De hoeveelheid stikstof is een maat voor de hoeveelheid eiwit. Om die omrekening te doen moet men natuurlijk het stikstof gehalte van het eiwit kennen. Dit is voor alle eiwitten niet hetzelfde en men maakt daarom ook gebruik van gemiddelden. Gemiddeld bevatten eiwitten 16 % stikstof, wat overeenkomt met een gemiddelde eiwitfactor van (100/16) = 6,25. Indien van bepaalde eiwitten de samenstelling voldoende bekend is, gebruikt men voor zo'n eiwit een speciale factor. In geval van tarwe-eiwit is die factor 5,7 wat overeenkomst met een stikstof gehalte in het eiwit van 17,55 %.

Zoals hierboven al vermeld, heeft tarwe-eiwit geen enkelvoudige samenstelling : het bestaat uit albuminen, gliadine, glutenine enz. Albumine is oplosbaar in water en speelt geen rol van betekenis is het bepalen van de bakkwaliteit van de tarwe. Veel belangrijker is het complex eiwitten dat niet in water oplosbaar is maar er een rekbare en elastische massa vormt. Men noemt deze eiwitten de gluten. Deze kunnen uit een deegje uitgewassen worden. Als men een beetje deeg onder een straal water houdt en het zachtjes kneed, dan gaan de zetmeelkorrels weggespoeld worden en houdt men de gluten over. Gebaseerd op dit principe heeft men een analyse ontwikkeld om de hoeveelheid gluten in de bloem te bepalen. De methode is vrij arbeidsintensief. In principe wordt een deegje gemaakt met 10 g bloem en 5,5 ml van een 2 %-ige zoutoplossing. Het deegje wordt goed gehomogeniseerd. Daarna gaat men het deegje uitwassen met 750 ml zoutoplossing (druppelsgewijze bij 18°C). Zo bekomt men de hoeveelheid "nat" gluten. Als men daarna dit nat gluten droogt kan men het waterbindend vermogen berekenen van de bloem.

Zowel het glutengehalte als het waterbindend vermogen kan sterk variëren maar zijn groot belang voor het bepalen van de kwaliteit van de bloem. Een gehalte aan nat gluten van 20 – 27 % en een waterbindend vermogen van 160 – 200 % zijn normaal voor bloem van goede kwaliteit. Nochtans zegt dit ook niet alles. Ook de rekbaarheid en de rekweerstand van de gluten zijn van groot belang. Is de rekbaarheid groot en de rekweerstand klein, dan spreken we van slap gluten. Amerikaanse echter heeft wel rekbaar gluten maar de rekweerstand is groot. Men spreekt over straf gluten. Daarnaast speelt ook de elasticiteit een grote rol. Kauwgom is wel rekbaar maar niet elastisch. Goede bloem is niet alleen rekbaar maar ook elastisch. Wanneer de rekbaarheid klein is en de glutenstreng bij uitrekken gemakkelijk doorbreekt, dan zeggen we dat de gluten "kort" zijn. Dit komt voor bij oude bloem bijvoorbeeld of bij bloem die gemalen is van tarwe die tijdens de stockage verhit geraakt is.

1.2.7. Bepalen van het suikervormend vermogen van de bloem

Tijdens het rijzen en bakken zijn er suikers nodig. Tijdens de vergisting worden die omgezet tot CO2 en tijdens het bakken zijn ze nodig voor de kleurvorming van de korst. Er zijn drie mogelijke bronnen :

Het vermogen van de bloem om zetmeel tot suikers af te breken wordt het suikervormend vermogen genoemd. Dit gebeurt dank zij de aanwezige amylasen. Enzymen zijn eiwitten die er voor zorgen dat stoffen omgezet worden in andere stoffen. De enzymen worden bij die omzetting niet verbruikt. Het gevolg daarvan is dat slechts een kleine hoeveelheid nodig is om grote hoeveelheden van een bepaalde stof af te breken. De hoeveelheid omgezette stof per tijdseenheid is natuurlijk wel afhankelijk van de hoeveelheid enzym. Om de enzymatische activiteit van de bloem te bepalen zijn er twee methodes : het valgetal en het maltosegetal.

Er zijn twee verschillende amylasen : α-amylase en β-amylase. Normaal gezien is er voldoende β-amylase aanwezig in de bloem. Het komt echter wel eens voor dat er onvoldoende α-amylase aanwezig is. Deze wordt dan meestal extra toegevoegd via de bloem of via de broodverbeteraar. Het gebeurt echter ook dat de bloem teveel α-amylase bevat. Dit komt voor als de tarwe beginnen kiemen is tijdens de oogst. Tijdens het kiemen gaat de α-amylase extra veel suikers produceren als voedingsstof voor de ontluikende plant.

Zetmeel bestaat uit lange ketens die opgebouwd zijn uit glucose eenheden. De lengte van zo'n keten varieert van circa 1.000 tot 20.000 aangeschakelde moleculen glucose. De werking van α-amylase verschilt van deze van β-amylase : de eerste kan de glucoseketen splitsen op willekeurige plaatsen, terwijl de tweede enkel aan de uiteinden van de keten één maltose molecule kan afsplitsen. Maltose bestaat uit twee aaneengeschakelde moleculen glucose. Als er alleen α-amylase aanwezig is dan worden de zetmeelmoleculen in grote stukken gesplitst die we dextrinen noemen. Als alleen β-amylase aanwezig is wordt aan de uiteinden van de zetmeelketens maltose afgesplitst. Door de grote lengte van de keten is het aantal uiteinde gering en zal er dus weinig maltose gevormd worden. β-amylase wordt daarom ook echt maar actief als er door de α-amylase voldoende kortere brokstukken ontstaan zijn. De eindproducten van deze enzymatische omzettingen zijn maltose en dextrinen.

Om het maltosgetal te bepalen wordt bloem geïncubeerd met water gedurende een bepaalde tijd waardoor een amylase activiteit plaatsgrijpt. Bij deze activiteit ontstaan dus suikers en de hoeveelheid ontstane suikers is een maat voor de aanwezige amylasen. De suikeroplossing, die we na filtratie bekomen wordt getitreerd in een mengsel van twee Fehlingoplossingen. Dit mengsel bevat Cu2+ en natriumkaliumtartraat. De aanwezig suikers reduceren de Cu2+ naar Cu+ en het natriumkaliumtartraat doet dienst als komplexerende stof voor het koper. Als alle Cu2+ gereduceerd is heeft de titratie haar eindpunt bereikt. Dit is te merken aan de kleuromslag van blauw naar roodbruin. Hoe groter het volume suikeroplossing uit de buret, toegevoegd aan de erlenmeyer, hoe minder geconcentreerd de suikeroplossing was, dus hoe lager de amylase activiteit is.

Voor de bepaling heeft men volgende reagentia nodig :

Het maltosegetal wordt als volgt bepaald :

In een droge propere erlenmeyer weegt men 15 g bloem af en deze wordt in een warm waterbad geplaatst bij 27°C tot de bloem en erlenmeyer op temperatuur gekomen zijn (circa 15 – 20 minuten). Voeg 95 ml water van 27°C toe en schud om een goedverdeelde suspensie te bekomen. De suspensie wordt gedurende precies 1 uur geïncubeerd bij 27°C waarbij om de 15 minuten geschud wordt.

Voeg 1,5 ml verdunde zwavelzuuroplossing toe en 3,5 ml natriumtungstaatoplossing. Meng en filtreer door geschikt filtreerpapier, Whatman n° 5 bijvoorbeeld. Het heldere filtraat wordt in een buret gebracht en getitreerd tegen een mengsel van 5 ml Fehling I oplossing en 6 ml Fehling II oplossing (in erlenmeyer). Het mengsel in de erlenmeyer laat men eerst opkoken en dan voegt men 7 druppels methyleenblauw toe. Daarna kan de titratie uitgevoerd worden. Het eindpunt van de titratie is te zien bij de kleuromslag van blauw naar roodbruin. Op de buret is de hoeveelheid toegevoegde suikeroplossing af te lezen. Het overeenkomstig maltosegetal wordt afgelezen uit onderstaande tabel.

ml suiker oplossing

maltose getal

ml suiker oplossing

maltose getal

15

3,61

33

1,61

16

3,38

34

1,56

17

3,18

35

1,52

18

3,00

36

1,47

19

2,84

37

1,45

20

2,69

38

1,40

21

2,56

39

1,36

22

2,44

40

1,32

23

2,33

41

1,29

24

2,23

42

1,26

25

2,14

43

1,23

25

2,06

44

1,20

27

1,99

45

1,17

28

1,91

46

1,15

29

1,84

47

1,12

30

1,77

48

1,10

31

1,72

49

1,08

32

1,66

50

1,05

Meestal ligt het maltosegetal tussen 1,30 en 2,30. Een te laag maltosegetal geeft het risico van een te langzame gisting, wat door toevoeging van mout of suikers kan verholpen worden. Een te hoog maltosegetal wijst op het gebruik van schottige tarwe (gekiemde tarwe). Dit kan aanleiding geven tot een kleffe kruim. Toevoeging van azijnzuur of melkzuur kan dit euvel gedeeltelijk verhelpen.

1.2.8. Bepalen van het valgetal

Hagberg en Perten hebben een methode ontwikkeld om het diastatisch vermogen van de bloem te bepalen. Met diastatisch vermogen wordt het vermogen om zetmeel af te breken in maltose en dextrinen bedoeld. Bij deze bepaling wordt een kleine hoeveelheid bloem met water in een verticale buis gebracht. Onder verwarming wordt de bloem met een roerder in suspensie gebracht en gehouden. De viscositeit van deze suspensie is onder andere afhankelijk van de aanwezige hoeveelheid amylase. Hoe meer amylase aanwezig, hoe dunner de suspensie zal zijn. De bepaling komt erop neer dat men kogel door de suspensie naar beneden laat vallen. De valtijd in seconden wordt het valgetal van Hagberg genoemd. Dit zal groot zijn als de suspensie dik is, m.a.w. als er weinig amylase aanwezig is. Bloem om brood te maken heeft een valgetal van circa 250 seconden.

De belangrijkste onderdelen van het toestel zijn glazen buizen met een binnendiameter van 21 mm en een lengte van 220 mm. De kogels wegen 25 g, zijn aan de onderkant afgeplat met een diameter van 20 mm. Tijdens de proef gaat men 7 g bloem in 25 ml water in de glazen buis brengen en deze wordt in een kokend waterbad geplaatst. Er wordt precies een minuut geroerd met een tempo van twee op- en neergaande bewegingen per seconde. Na precies 60 seconden gaat men de roerder (= de kogel) loslaten. Men noteert met een chronometer de tijd die de kogel nodig heeft om in zijn laagste stand te komen. Het aantal seconden dat de kogel nodig heeft om de laagste stand te bereiken noemt men het valgetal.

Een getal kleiner dan 150 wijst op een hoge amylase activiteit. Een getal groter dan 300 op een lage amylase activiteit. Bij gewone brood recepten met 2 % gist en bij de gebruikelijke bloemkwaliteiten, zullen er van nature uit in de bloem voldoende suikers aanwezig zijn voor een rijs van ongeveer 1 uur. Van zodra deze suikers door de gist verbruikt zijn, zal de gist ook de gevormde maltose gaan omzetten. De hoeveelheid maltose die voor de vergisting beschikbaar is, wordt groter naarmate er meer α-amylase aanwezig is. De hoeveelheid α-amylase kan verhoogd worden door het toevoegen van mout. Maar er is ook een grens aan de omzetting van zetmeel in suikers en van suikers in CO2. Dit gebeurt als het gedeelte van het zetmeel, dat door de amylase afbreekbaar is, volledig verbruikt is. Een tweede mogelijkheid waarom de CO2 productie ophoudt is dat er zoveel alcohol gevormd is dat de gist zijn activiteit verliest. Dit moment treedt echter zeer laat op. Een remming van de gist door zijn eigen stofwisselingsproducten komt bij de productie van brood praktisch niet voor. De volgende proef illustreert de invloed van amylase op het volume van het brood. Naast het groter volume ziet men ook dat de kruimstructuur wat fijner wordt en dat de korstkleur iets frisser wordt.

Bakproef 1 2 3 4 5
% mout op de bloem 0,0 % 0,1 % 0,2 % 0,3 % 0,4 %
valgetal van het mengsel 360 s 270 s 205 s 175 s 140 s
volume van het brood 550 ml 575 ml 595 ml 595 ml 600 ml

1.2.9. De farinograaf van Brabender

Met de farinograaf wordt de consistentie van het deeg gemeten en geregistreerd tijdens de deegbereiding. Deze consistentie is afhankelijk van de kwaliteit van de bloem, van de hoeveelheid water die men gebruikt, van de tijd dat men kneed en van de temperatuur van het deeg. Door steeds in dezelfde omstandigheden te werken kan men het waterabsorberend vermogen van de bloem bepalen.

Bij een volledig onderzoek met de farinograaf worden drie grafieken gemaakt : een titreerkromme, een normaalkromme en een rustkromme.

Om de titreerkromme te bekomen wordt 300 g bloem in de kneder gewogen. Terwijl de machine loopt, voegt men uit de bijhorende buret zo lang water van 30°C toe, tot de gemiddelde uitslag van de wijzer 500 farinograafeenheden bedraagt. Op de buret kan men de verbruikte hoeveelheid water direct in % van de bloem worden afgelezen. Het resultaat is echter afhankelijk van de snelheid waarmee het water wordt toegevoegd. Men dient hiermee rekening te houden.

Om de normaalkromme te verkrijgen weegt men terug 300 g monster in de kneder en men voegt de hoeveelheid water die gevonden werd bij het bepalen van de titreerkromme in één keer toe. De verkregen kromme loopt eerst stijl naar omhoog, daarna horizontaal en vervolgens weer naar beneden. Twaalf minuten nadat de kromme begon te dalen wordt de meting beëindigd.

Men maakt op dezelfde manier als voor de normaalkromme een deeg en zodra de consistentie van 500 farinograafeenheden bereikt is, wordt de machine afgezet. Men laat het deeg gedurende één uur rusten bij 30°C, zet de machine terug in gang en gedurende 12 minuten registreert men het verloop van de consistentie van het deeg tijdens het kneden.

De metingen met de farinograaf verstrekken gegevens over :

De farinograaf verstrekt dus voornamelijk gegevens die betrekking hebben op het kneden. Dit kan ook niet anders want in feite is de farinograaf niets anders dan een registererende kneder. Met de rustkromme trachten we een inzicht te krijgen in wat er na het kneedproces gebeurt. Maar voor het meten ervan, moeten we weer gaan kneden, iets dat in de praktijk (behalve bij het zogenaamde "toeslaan" van het deeg als men de kneder enkele toeren laat draaien) niet op de manier gebeurt zoals het bij de proef gebeurt. Bovendien weten we dat de eigenschappen van het deeg sterk worden beïnvloed door de mechanische bewerkingen (opbollen, langsteken) die het deeg krijgt na het kneden.

1.2.10. De extensograaf

De extensograaf werd ook door Brabender ontworpen nadat de onvolledigheid van de met de farinograaf verkregen gegevens was gebleken. Men de extensograaf wordt een deegstuk, dat door opbollen en uitrollen, tot een cilindertje gevormd. Na een rusttijd wordt het mechanisch uitgetrokken. De kracht die nodig is om het cilindertje uit te trekken (rekkracht = rekweerstand) wordt geregistreerd in functie van de tijd die verloopt tot het deegstuk breekt (de rekbaarheid). Het extensogram kan daarom worden beschouwd als een kracht-rek diagram.

In de kneder van de farinograaf wordt, uitgaande van 300 g bloem in vijf minuten een deeg gemaakt met een consistentie van 500 farinograafeenheden. Er wordt 6 g zout opgelost in het deegwater. Van het verkregen deeg wordt 150 g afgewogen. Dit deegstuk wordt opgebold (20 omwentelingen) en tot een cilinder uitgewalst in de extensograaf. Deze deegcilinder wordt in de deeghouder geklemd en 45 minuten in de rustkamer geplaatst. Daarna gaat men de meting uitvoeren. In vele gevallen wordt het deeg na de eerste meeting opnieuw opgebold en uitgewalst en na 90 en 135 minuten wordt de meting herhaald. Tijdens de meting wordt een grafiek gemaakt die er als volgt uitziet :

Van dit extensogram gaat men de volgende grootheden aflezen :

·         de oppervlakte onder de kromme (A) in cm². Dit is een maat voor de totale energie die nodig is om het deegstuk uit te rekken. Dit oppervlak wordt met een planimeter bepaald. Naargelang de bloem sterker is, zal er meer energie nodig zijn vooraleer het deegstuk breekt.

·         de rekweerstand : hiervoor gebruikt men ofwel de maximale hoogte van de curve uitgedrukt in extensograafeenheden ofwel de hoogte van de curve op 50 mm afstand van het beginpunt van de kromme.

·         de rekbaarheid, gemeten als lengte van het extensigram in mm

·         de verhouding rekweerstand/rekbaarheid dienst naast het oppervlak, voor de karakterisering van de eigenschappen van de bloem.

Het onderzoek met de extensograaf kan niet alleen gebruikt worden om de kwaliteit van de bloem als zodanig te bepalen maar ook om de invloed van toevoegingen (enzymen, oxidantia...) aan het deeg te bestuderen. Er is echter wel een grote beperkende factor nl. dat de gemaakte deegjes geen gist bevatten. En uiteraard, de structuur van een gerezen deeg en van een ongerezen deeg zijn totaal verschillend.

1.2.11. De amylograaf

Een suspensie van bloem (80 g) in water (450 ml) wordt met een constante snelheid onder voordurend roeren verwarmd. Bij een bepaalde temperatuur begint het zetmeel te verstijfselen en neemt de viscositeit van de suspensie toe. Deze bereikt een maximum en gaat daarna terug vrij snel afnemen door inwerking van de amylasen, door de temperatuursstijging en door het roeren zelf. Tijdens de proef wordt de viscositeit voortdurend gemeten en geregistreerd. De vorm van de verkregen curve is afhankelijk van de aard en de hoeveelheid van het zetmeel en van de activiteit van de amylasen.

De verkregen kromme geeft het verloop van de viscositeit op de y-as tegen de tijd op de x-as. Aangezien de temperatuursstijging evenredig is met de tijd kan men op de x-as ook de temperatuur uitzetten. Uit de kromme worden dan volgende gegevens afgelezen :

Interessant is de proef uit te voeren zowel op roggebloem als op tarwebloem. Bij roggebloem begint de verstijfseling vroeger dan bij tarwebloem. Het maximum wordt bij roggebloem vroeger bereikt dan bij tarwebloem en is in absolute waarde merkelijk kleiner. Roggebloem verstijfselt dus gemakkelijker maar de enzymatische activiteit is veel sterker dan bij tarwebloem. Men kan bijvoorbeeld ook mout toevoegen aan tarwebloem. Door de toevoeging verandert het begin van de verstijfseling niet, maar het maximum ligt, door de sterke enzymatische activiteit veel lager en wordt dus ook bij een lagere temperatuur bereikt.

Aan de hand van de volgende tabel krijgt men een overzicht van de farinograaf, extensograaf en de amylograaf.

 

kneden

verwerkbaarheid

bakken

methode

dynamisch

statisch

dynamisch

type instrument

farinograaf

extensograaf

amylograaf

 

farinogram

extensogram

amylogram

type

informatie

waterabsorptie