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Abb. Nr. 24 Schematisierte Darstellung des Rückganges und der Zunahme der indirekten Teigführungen; Quelle: Sodenkamp 1994

100

80

90

70

60

50

40

30

20

10

1920 1940 1960 1980 20001880 1900Jahre

%

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Die Lebenstätigkeit der Mikroorganismen im Sauerteig wird durch folgende Parameter beeinflußt

Qualität und Zusammensetzung des Getreidemahlerzeugnisses

Zusammensetzung, Menge und Alter des Anstellgutes

Temperatur

Teigausbeute

Stehzeit

Zugabe von Nährstoffen

Zugabe von Hemmstoffen (Kochsalz)

Anwesenheit von Hefen und Milchsäurebakterien

Anwesenheit von Sauerstoff

pH-Wert bei Beginn der VersäuerungÜbersicht Nr. 11 Parameter, die bei der Bereitung von Sauerteigen beeinflußt werden können und für das Ergebnis der Fermentation von Bedeutung sind

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Tabelle 2. SYSTEMATIK UND WICHTIGE EIGENSCHAFTEN DER IN FER MILCHWIRTSCHAFT VERWENDETEN MILCHSÄUREBILDENDEN KEIMARTEN (Gram positiv, Katalase negativ)

Familie

Gattung

Spezies

S. c

rem

oris

S. la

ctis

S.la

ctis

su

bs

p.

dia

ce

tyla

ctis

S. th

ermo

ph

ilus

Lc. crem

oris

Lc. d

extranicu

m

Lb

. lactis

Lb

. bu

lgaricu

s

Lb

. helveticu

s

Lb

. ac

ido

ph

ilus

Lb

. ca

se

i

Lb

. pla

nta

rum

Lb

. bre

vis

Lb

. ferm

en

tum

B. b

ifidu

s

B. lo

ng

um

B. b

rev

e

Milchsäuregärung

homofermentativ+ + + + - - + + + + + + - - - - -

heterofermentativ - - - - + + - - - - - - + + + + +Milchsäure-konfiguration

L (+)

L (+)

L (+)

L (+)

D (-)

D (-)

D (-)

D (-)

DL DLL (+)

DL DL DLL (+)

L (+)

L (+)

Zitratvergärung - - + - ++ - - - - -

+ - - - - - - -

Temperatur - optimum

30 30 3040-43

18-24

20-30

40-42

40-42

40-42

37-40

30 30 30 3037-40

37-40

37-40

Streptococcaceae

Streptococcus Leuco- nostoc Thermo- Strepto- Beta-

bakterien bakterien bakterien

Bifido- bacterium

Lactobacillus

Lactobacillaceae Actinomy-cetaceae

S = Streptococcus Lc. = Leuconostoc Lb. = Lactobacillus B. = Bifidobacterium (Hunger 1987)

Kokken, mikroaerophil Stäbchen, mikroaerophil bis anaerob Pleomorphe Stäb. obligat anaerob

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Organismus Gärungstyp Hauptprodukte aus Glucose (Molverhältnis)

Streptococcus * homofermentativ L (+) - Lactat

Pediococcus * homofermentativ D, L- Lactat

Lactobacillus

Thermobakterium

Streptobakterium

Betabakterium

homofermentativ

homofermentativ

heterofermentativ

D(-), L(+)-, D, L- Lactat

D(-), L(+)-, D, L- LactatD, L- Lactat: Acetat***:CO2

1 : 1 : 1

Leuconostoc heterofermentativ D (-) - Lactat : Acetat**:CO2

1 : 1 : 1

Bifidobacterium heterofermentativ L (+) - Lactat : Acetat

2 : 3

Tabelle 5. Gruppen der Milchsäurebakterien, Gärungstypen und Molverhältnis der wichtigsten Gärungstypen (19)

* Fakultativ heterofermentativ;Pentosen zu Lactat: Acetat = 1: 1 ** unter anaeroben Bedingungen wird Acetat zu Alkohol reduziert

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Glucose

Fru-1,6-P Glc-6-P

Triose-3-P

Pyruvat

Laktat

Glycolyse

Fru-6-P

Acetyl-P + Erythrose- 4- P

Heptose-P

Fru -6-P

Pentose-P

Acetyl-P + Triose-3-P

Pyruvat

LaktatAcetat

Gluconat-6-P

Xylulose-5-P + CO2

Triose-3-P + Acetyl-P

Pyruvat

Laktat Acetat

(Äthanol)

Bifidus-Weg 6-P-Gluconat-Weg

(Homofermentation) (Heterofermentation)Phosphoketolase-Wege

Ald

ola

s

e

Ph

os

ph

o

ke

tola

se

Die verschiedenen Abbauwege der Hexosen bei Milchsäurebakterien

+

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Sauerteig aus: Endsäuregrad End-pH-Wert

Weizen, Type 550 10,2 3,8

Roggen, Type 813 13,8 3,8

Roggen, Type 997 16,3 3,9

Weizen, Type 1050 15,3 3,8

Roggen, Type 1150 17,0 3,8

Roggen, Type 1370 18,1 3,8

Weizenvollkornmehl 17,3 3,9

Roggenvollkornmehl 20,8 3,9

Säuerungsverlauf bei Verwendung von Mehlen mit unterschiedlichem Ausmahlungsgrad

Tabelle Nr. 8 Ergebnis der Versäuerung von Mehlen mit unterschiedlichen Ausmahlungsgrad, Detmolder Ein-Stufen-Führung, 10 Prozent Anstellgut, 25°C, Teigausbeute 200, 18 Stunden Abstehzeit

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Einteilung von Milchsäurebakterien, die im Sauerteig vorkommen

Tabelle Nr. 9 Eigenschaften von im Sauerteig vorkommenden Milchsäurebakterien und typische Vertreter dieser Gruppen. Quelle: Spicher/Stephan 1993

Merkmal Thermobacterium Streptobacterium Betabacterium

Vergärung von Kohlenydraten

Homofermentativ Homofermentativ Heterofermentativ

Stoffwechsel-produkte

Milchsäure Milchsäure Milchsäure

Essigsäure

CO2

Wachstum bei

45°C

15°C

ja

nein

teilweise

ja

ja

ja

Name typischer Lactobacillus Lactobacillus Lactobacillus

Vertreter dieser - acidophilus - casei - brevis

Gruppe - delbrueckeii

- lichmannii

- farciminis

- plantarum

- sanfrancisco

- fermentum

- fructivorans

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Abb. Nr. 25 Verlauf der Zu-und Abnahme der Zellen in einer Kultur von Mikroorganismen, beispielsweise bei einem Sauerteig

1612 24 2820 36324 80

Dauer der Kulturen in stunden

An

zah

l de

r

Ze

llen

An

lau

fph

ase

Bes

chle

un

igu

ng

sph

ase Ü

be

rgan

gs

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as

e

exp

on

en

tie

lle

Ph

ase

sta

tio

nä

re

Ph

ase

Ab

ste

rbe

ph

ase

Dauer der Kulturen in Stunden

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Einfluß der Temperatur auf die Generationszeit von Milchsäurebakterien

Tabelle Nr. 10 Generationszeiten von Milchsäurebakterien bei unterschiedlichen Temperaturen, im Bereich zwischen 30 und 40°C vermehren sich die Lactobacillen am schnellsten und produzieren am meisten Säure. Quelle: Spicher/Stephan 1993

Lactobacillus 20°C 25°C 30°C 35°C 40°C 45°C

L. fermentum - 450 150 130 70 120

L. brevis 160 150 60 40 140 -

L. plantarum 180 170 80 75 40 -

L. fructivorans - 105 70 100 100 160

L.sanfrancisco 180 160 120 80 120 -

Generationszeit in Minuten bei

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Beeinflussung des Milch- und Essigsäuregehaltes durch die Temperatur und Festigkeit des Sauerteiges

Tabelle Nr. 12 Wirkung der Führungsparameter auf die Qualitätsmerkmale von BrotenErläuterung:warm: Anfrischsauer: 25-26°C; Grundsauer: 28-30°C; Vollsauer: 30-32 °C kalt: Anfrischsauer: 20-23°C; Grundsauer: 20-23°C; Vollsauer: 20-23 °C weich: Anfrischsauer: TA 200; Grundsauer: TA 200; Vollsauer: TA 200 fest: Anfrischsauer: TA 200; Grundsauer: TA 160; Vollsauer: TA 160 (Quelle: Spicher/Stephan 1993)

Führung SäuregradVerhältnis Milch-

zu EssigsäureGeschmack

Roggenmehl: Type 1150

warm / weich 7,4 89,7 zu 10,3etwas kräftig aromatisch

warm / fest 5,2 86,2 zu 13,8 mild aromatisch

kalt / weich 6,4 70,1 zu 29,9 fade

kalt / fest 5,8 71,0 zu 29,0 fade

Roggenmehl: Type 1370

warm / weich 7,1 85,6 zu 14,4 kräftig aromatisch

warm / fest 6,8 84,2 zu 15,8 mild aromatisch

kalt / weich 8,8 69,1 zu 30,8 mild, essigsauer

kalt/ fest 7,7 72,9 zu 27,1fade, saurer

Nachgeschmack

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Verfahren Indirekte Führung von Weizenteigen

kurze Führung

lange Führung

feste Führung über Nacht

weiche Führung über Nacht

1. Vorteig

Mehlmenge (%) 20 - 50 30 - 50 20 - 40 15 - 30

Hefe (auf Mehl) (%) 5 3 0,2 - 0,5 0,01 - 0,04

Teigtemperatur °C 22 - 26 22 - 25 22 - 24 20 - 23

Teigausbeute 160 160 160 190

Stehzeit Std 0,5 - 1 2 - 4 16 - 20 16 - 20

2. Hauptteig Brötchen

Teigtemperatur (°C) 26 26 26 26

Hefe (auf restl. Mehl) % 5 6 - 7 6 - 8 6 - 7

Teigreifezeit min. 10 10 5 5

2. Hauptteig Weißbrot

Teigtemperatur (°C) 27 27 27 27

Hefe (auf restl. Mehl) % 3 - 3,5 4 - 5 4 - 6 4 - 5

Teigreifezeit min. 30 30 20 - 30 20 - 30

Tabelle Nr. 15 Führungsparameter von Weizenvorteigen Quelle: Sodenkamp 1994

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Berechnung einer Drei-Stufen-Sauerteig-Führung

Bedarf an Broten: 150 Stück

Gewicht des einzelnen Brotes: 1.000 g

Backverlust: 13 Prozent

Teigeinlage: 1.150 g

Gewicht der notwendigen Teigcharge: ca. 170 kg

Teigausbeute: 170

Mehlmenge: 100 kg

Verhältnis Roggenmehl zu Weizenmehl: 90 zu 10

Roggenmehlmenge: 90 kg

Roggenmehlmenge bei einer Versäuerung von 50%:

45 kg

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Teigrezeptur: 45 kg Roggenmehl

10 kg Weizenmehl

85,5 kg Vollsauer

29,5 l Wasser

bis 2 kg Hefe

1,8 kg Salz

Vollsauer: 30 kg Roggenmehl

31,5 l Wasser

24 kg Grundsauer

Parameter:

3 Stunden Stehzeit

Teigausbeute 190

Teigtemperatur 30°C

Grundsauer 13 kg Roggenmehl

7 l Wasser

4kg Anfrischsauer

Parameter:

8 Stunden Stehzeit

Teigausbeute 160

Teigtemperatur 27°C

Anfrischsauer: 2 kg Roggenmehl

2 l Wasser

0,4 kg Anstellgut (wird dem Vollsauer wieder abgenommen)

Parameter:

6 Stunden Stehzeit

Teigausbeute 200

Teigtemperatur 26°C

WeizenmehlVollsauer

RoggenmehlWasser

WasserRoggenmehl

Grundsauer

WasserRoggenmehl

Anfrischsauer

Roggenmehl

Anstellg

ut

Wasser

Übersicht Nr. 14 Vorgang der Berechnung von Sauerteigmengen zur Durchführung einer Drei-Stufen-Führung

Prof. Dr. K. Lösche 14

VerfahrenSäuregrad des

VollsauerspH-Wert des Vollsauers

Sauerteiganteil in % des

Roggenmehlanteils

Berliner Kurzsauer 9,5 4,1 50 bis 60

Detmolder Ein-Stufen-Führung

17 3,8 30 bis 40

Monheimer Salzsauer-Führung

20 3,6 25 bis 35

Wochen-Sauerteig 27 3,5 20 bis 25

Drei-Stufen-Führung 10,5 4,0 45 bis 55

Sauerteigverfahren und Endsäuregrade

Tabelle Nr. 23 Zusammenhang von erreichbaren Endsäuregraden verschiedener Sauerteigführungen und dem Anteil des zu versäuernden RoggenmehlesQuelle: Spicher / Stephan 1993

Prof. Dr. K. Lösche 15

%Detmolder Ein-Stufen-Führung

Drei-Stufen-Führung

Wochensauer

100 30 bis 35 % 45 bis 50 % bis zu 25 %

70 bis 90 35 % 50 % bis zu 20%

50 bis 70 35 % 50 bis 60 % bis zu 20%

30 bis 50 40 bis 50 % 60 bis 70 % bis zu 25 %

10 bis 30 50 bis 100 % 70 bis 100 % bis zu 25 %

Roggenmehlanteil zu versäuernde Menge bei:

Tabelle Nr. 22 Menge des zu versäuernden Roggenmehles bei verschiedenen Sauerteigführungen

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Acetyl-CoA

Ethanol

Acetaldehyd

Glucose

Glucose-6-P

6-P-gluconat

Pentose-5-P

Glyceraldehyd-3-P

Pyruvat

Laktat

Acetyl-P

Acetat

ATPADP

NAD+

NADH + H+

NAD+

NADH + H+

NAD+

NADH + H+

2 ADP2 ATP

NADH + H+

NAD+

ADP

ATP

CoASH

P

P

CO2

Abb.1: Heterofermentativer Gärungsstoffwechsel

2 Fructose

2-Mannit

Glucose

Glucose-6-P

6-P-gluconat

Pentose-5-P

Glyceraldehyd-3-P

Pyruvat

Laktat

Acetyl-P

Acetat

ATPADP

NAD+

NADH + H+

NAD+

NADH + H+

NAD+

NADH + H+

2ADP2ATP

NADH+H+

NAD+

ADPATP

P

PCO2

1 Glucose

1 Laktat

1 Acetat GQ=1 0

1 CO2

2 ATP

Abb.2: Einfluß der Fructose

auf die Acetatbildung

Prof. Dr. K. Lösche 17

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4

Trockensauer

GQ 4,8 GQ 8,8 GQ 2,8 GQ 1,9

Sauerteig 0% 5% 10%

Fructose Fructose Fructose

Laktact Acetat

mm

ol/

100g

Meh

l

Abb. 14: Einfluß von Fructose auf die Säurebildung in Roggensauerteig

Prof. Dr. K. Lösche 18

Lactobacillus spp.

Sour sough

Bread Quality

Elasticity o

f crum

b

Taste +

Flavo

ur

Sh

elf Live

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

L. acidophilus 4,5 7,25 4,6 6,4

L. plantarum 4,25 7,00 4,5 6,5

L. brevis 4,20 9,95 4,4 8,0

L. brevis var. Linderi I

3,90 11,50 4,3 8,9

NB-1: L. fermentum

3,9 13,00 4,5 8,8

Starter conventional

3,8 12,55 4,3 8,5

Spontaneous 4,6 6,1 4,8 6,1

Quality criteria of three-stage sour doughs and bread as a function of the species of lactobacilli of the starter

pH Acidity pH Acidity