Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl
DCA

Kvaliteten af glutenfrit brød skal forbedres ved først at fokusere på stivelse

Markedet for glutenfrit brød vokser, men brødet har typisk en tør tekstur og krummerne hænger dårligt sammen, og så bliver de hurtigt for gamle. Forskere arbejder på at forbedre kvaliteten af brødet ved at studere dets hovedbestanddel, nemlig stivelsen.

Foto: Colourbox

Markedet for glutenfrit brød vokser støt, hovedsageligt på grund af et dybere kendskab til cøliaki og glutenfølsomhed, og fordi det er blevet mere udbredt at forbinde glutenfri kost med en sund livsstil.

Men glutenfrit brød mangler den særlige strækbarhed, elasticitet og evne til at holde på vand og luft, der opstår, når de to proteinfraktioner, glutenin og gliadin, blandes med vand og et glutennetværk opstår.

Det betyder, at glutenfri brødskiver typisk er tørre og bliver hurtigt for gamle, og så hænger deres krummer ikke sammen.

Glutenfrit brød har dog en meget vigtig ting til fælles med andre brød: Hovedbestanddelen er stivelse - en type kulhydrat med en kompleks molekylær struktur.

Med en grundig forståelse af stivelse er det muligt at få mest muligt ud af det - og forbedre kvaliteten af det glutenfri brød væsentligt.

Postdoc Laura Roman og adjunkt Mario M. Martinez fra Institut for Fødevarer på Aarhus Universitet er en del af et internationalt forskerhold, som har foreslået en oversigt over den eksisterende viden om stivelse, og hvordan den hænger sammen med processen at lave glutenfrit brød:

- Videnskaben om stivelse er ekstremt kompliceret, og derfor må man ofte prøve sig frem og lære af sine fejl i produktionen af glutenfrit brød. Industrien eksperimenterer med tilsætningsstoffer som HPMC, xanthangummi, guargummi eller psyllium for at holde på vand og luft, og på nuværende tidspunkt er det mere en kunst end en videnskab. Vi forsøger nu at samle viden om stivelsens komplekse strukturerende rolle i forskellige skalaer - og dens samspil med glutenerstatningerne - og gøre den meget mere tilgængelig for industrien, siger Laura Roman.

Læs også: Forsker vil forvandle tørt brød til emballering

Fra stivelse til tallerken i én model

Den nye oversigt (vist nedenfor) er baseret på resultater fra den eksisterende forskning, der omfatter hele processen i at producere og distribuere glutenfrit brød. Den indeholder dermed alt, hvad man skal være opmærksom på vedrørende stivelse.

X-aksen repræsenterer de forskellige forarbejdningstrin fra mel eller stivelse til færdigpakket brød, mens y-aksen repræsenterer de forskellige skalaer, som er relevante for de glutenfrie strukturer - fra molekyler til melpartikler.

De hvide rektangler viser relevante fysisk-kemiske egenskaber for glutenfrie brøds kvalitet i forhold til forarbejdning og strukturel organisering. De farvede rektangler repræsenterer kvalitetsmål, som er påvirket af de fysisk-kemiske egenskaber, der påvirker mest i de forskellige stadier i forarbejdningen.

- For eksempel er stivelsens vandabsorberende potentiale afgørende i anden fase, hvor ingredienserne blandes og dejen dannes. Dette trin involverer fordelingen af melpartikler eller rene stivelsesgranulater. For mel er det noget, der foregår på makroniveau, da det drejer sig om partikler af en størrelse på op til en halv millimeter. I tilfælde af stivelsesgranulater foregår det på mikroniveau, da partikelstørrelsen er mindre. Hvis vandoptagelsesevnen er for høj, så kan det resultere i begrænset udvikling under gæringen og give brød med lavt volumen, forklarer Laura Roman:

- Vandoptagelsesevnen af ​​melpartikler og stivelsesgranulater er stærkt påvirket af, om stivelsen er blevet beskadiget under formaling, da beskadiget stivelse har op til 5-10 højere vandoptagelsesevne. Den negative effekt af en finere partikelstørrelse på dejens konsistens og brødkvalitet kan man dog korrigere for ved at øge vandindholdet i formlen - og det er en af ​​de mange ting, man skal være opmærksom på i produktionsprocessen.

Den nye oversigt over stivelse til glutenfrit brød. Fra den videnskabelige artikel: Roman, L., Gomez, M., & Martinez, M. M. (2020). Mesoscale structuring of gluten-free bread with starch. Current Opinion in Food Science.

Et sprødt, fugtigt brød og mindre madspild

Kvaliteten af det glutenfri brød påvirker i høj grad holdbarheden - og dermed mængden af madspild, og det er endnu en god grund til at optimere de beslutninger, der foregår under produktionen - men også bagefter, i forhold til emballering og opbevaring.

- Selvom der ikke er enighed om de mekanismer, der ligger til grund for, at brødet ældes, så er ældningen generelt forbundet med, at krummens hårdhed øges med tiden, og det har en tendens til at være ledsaget af et dramatisk kvalitetstab. Dette kan forklares med det faktum, at stivelsesmolekyler har en tendens at forbinde sig igen under opbevaring, og under denne proces bevæger fugten sig fra krummen til skorpen, fortæller Mario M. Martinez.

At finde den perfekte fugtbalance og stivelsesmolekyler med lav ældning er de største udfordringer ved glutenfrit brød:

- På den ene side er fugtoptagelsen en udfordring for sprødheden, men på den anden side ælder fugttabet brødet. Et hovedmål med at emballere glutenfrit brød er at forsinke, at brødet tørrer ud, men også at forhindre, at det absorberer for meget fugt - men vi kunne potentielt forlænge holdbarheden uden højtydende emballage ved at øge vores forståelse af, hvordan stivelse opfører sig, siger Mario M. Martinez.

Du kan læse mere om stadierne i oversigten, som du finder i den videnskabelige artikel “Mesoscale structuring of gluten-free bread with starch”, som kan downloades her

Supplerende oplysninger

Vi bestræber os på, at alle vores artikler lever op til Danske Universiteters principper for god forskningskommunikation. På den baggrund er artiklen suppleret med følgende oplysninger:

Studietype Litteraturundersøgelse
Finansiering Aarhus Universitets Forskningsfond (AUFF Starting Grant), bevillingsnummer 33764
Samarbejdspartnere College of Agricultural Engineering, Valladolid Universitet, Spanien
Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet
Læs mere Download den videnskabelige artikel: Roman, L., Gomez, M., & Martinez, M. M. (2020). Mesoscale structuring of gluten-free bread with starch. Current Opinion in Food Science
Kontakt Laura Roman, Institut for Fødevarer – Fødevareteknologi, lroman@food.au.dk, mobil: +4522317098
Mario M. Martinez, Institut for Fødevarer – Fødevareteknologi, mm@food.au.dk, mobil: +4522406595