Emulgatoren, suiker, zout, enzymes

Emulgatoren, suiker, zout, enzymes

Aan brood kan men heel wat grondstoffen toevoegen o.a. emulgatoren, vet, suiker, melk of melkpoeder, rozijnen, sesamzaad. Een aantal van deze grondstoffen gaan we van naderbij bekijken.

Emulgatoren

Misschien vereist de term emulgator enige uitleg. Een emulgator is een stof die behulpzaam is bij het fijn verdelen (= emulgeren) van een vloeistof in een andere waarmee het niet mengbaar is. Het klassieke voorbeeld is de eidooier die men toevoegt aan olie en azijn om mayonaise te maken. De eidooier bevat lecithine en deze stof zorgt ervoor dat de twee vloeistoffen zich vermengen. Naast lecithine zijn er nog een aantal andere emulgatoren. De meest gebruikte in de bakkerswereld zijn CSL en DAWE. Beide zijn afkortingen van scheikundige termen: calcium-stearoyl-2-lactaat en diacetyl wijnsteenzure esters van mono- en diglyceriden.

Het gebruik van een emulgator heeft een positieve invloed op de kwaliteit van het brood:

• Een emulgator vergroot het broodvolume en maakt de structuur fijner. De volumeverbetering die bereikt kan worden is afhankelijk van de bloemkwaliteit. Combinaties van vet en emulgator werken meestal nog iets beter.
• Een emulgator vergroot de malsheid van de kruim. Na enige dagen is het effect duidelijk merkbaar. Brood met een emulgator is na een paar dagen bewaren duidelijk zachter dan brood met alleen vet.
• De deegstabiliteit wordt groter als een emulgator wordt gebruikt. Dit heeft het voordeel dat schommelingen in het productieproces minder snel leiden tot een verandering van de kwaliteit. Gerezen deegstukken zijn beter bestand tegen mechanische schokken als een emulgator is gebruikt. Het gebruik van emulgator mag echter geen excuus worden om het niet zo nauw te nemen met regels der kunst. Brood bakken heeft veel te maken met discipline. Kleine veranderingen kunnen grote gevolgen hebben.
• De werking van een emulgator en een oxidatief meelverbetermiddel zijn meestal additief. De combinatie van de twee geeft een beter resultaat dan het gebruik van beide verbetermiddelen afzonderlijk.

In de gehele wereld wordt veel onderzoek gedaan naar het mechanisme waarmee emulgatoren werken in het brood. Emulgatoren zijn vetachtige stoffen die bij de broodbereiding een gelijkaardige werking hebben als vet: ze leveren een soepeler deeg, een stabieler deeg tijdens de rijs, een fijnere kruim en een langere malsheid van het brood. In het algemeen is hun werking sterker dan die van vet, daarnaast ligt de optimale werking bij lagere concentraties. De optimale toevoeging van een emulgator ligt meestal tussen 0.25% en 0.5% op de bloem, terwijl voor vet meestal 1% of meer gebruikt wordt. Emulgatoren bevatten zowel hydrofiele als lipofiele eigenschappen. Als emulgatoren in een olie-water-fase toegevoegd worden, zullen ze één of meerdere lagen van het contactoppervlak tussen olie en water adsorberen, daardoor reduceren ze de oppervlaktespanning tussen de twee vloeistoffen. De oppervlakteactiviteit van emulgatoren is nauw verwant aan hun chemische structuur: dit wordt uitgedrukt in de hydrofiele/lipofiele balans die afhankelijk is van het hydrofiele karakter van de polaire groep en het lipofiel karakter van de vetzuur groep. Emulgatoren in een brooddeeg functioneren als schuimstabilisatoren.

In principe kunnen emulgatoren in een deeg op twee manieren functioneren :

• De moleculen van de emulgator kunnen interageren via hun hydrofiel/lipofiel karakter met glutenproteïnen. Daarvoor moet de emulgator oplosbaar zijn in de waterfase van het deeg om te kunnen optreden als broodverbeteraar.
• Emulgatoren kunnen reageren in bulkvorm met de waterfase van het deeg, waarbij er vet - water structuren gevormd worden.

Monoglyceriden

Monoglyceriden komen natuurlijk voor in oliën en vetten, waar ze als minorcomponenten teruggevonden worden. Ze worden rechtstreeks uit vetten bereid door verestering. In dit chemische proces worden oliën en vetten in de aanwezigheid van een alkaline katalysator (meestal natriumhydroxide) behandeld met een hoeveelheid glycerol bij verhoogde temperatuur. Monoglyceriden functioneren op vijf verschillende niveaus : in een emulsie, zetmeel complexvorming, proteïne-interacties, kristalmodificatie of aeratie.

Het gebruik van monoglyceriden heeft een betere malsheid van de kruim als gevolg. De werking is gebaseerd op hun interactie met de zetmeelcomponenten van de bloem. Toevoeging van monoglyceriden aan een deeg resulteert in een verminderde zetmeelverstijfseling en een vermindering van de wateroplosbare amylosefractie; het voorkomt de vorming van amylose-gels waardoor de kruim van het brood zachter zal zijn. Monoglyceriden vormen ook complexen met amylose in de zetmeelkorrels. De grootste oorzaak van het oudbakken worden is echter retrogradatie van de amylopectinefractie, elke vertraging van dat proces zal het oudbakken worden vertragen. De hoeveelheid amylose aanwezig in de tarwebloem kan ongeveer 1% (op het bloemgewicht) monoglyceriden binden. De vorming van amylose-vet-complexen elimineert de retrogradatie van amylose en vermindert de retrogradatie van amylopectine tijdens de opslag. Indien meer dan 1% aan monoglyceriden toegevoegd worden aan de bloem, zal er een verhoogde interactie zijn met amylopectine wat resulteert in een meer drastische reductie van de amylopectine retrogradatie en de geassocieerde vastheid van de kruim, dit is vooral belangrijk als gebakken producten langer dan 3 dagen moeten bewaard worden.

Diacetylwijnsteenzuuresters

De toegepaste dosissen liggen tussen 0.1% en 0.5 %. DATEM heeft de mogelijkheid om te reageren met verschillende componenten uit de bloem. Het heeft een deegversterkend effect door de interactie met glutenproteïnen wat resulteert in een goed ovenrijs en een verbeterd broodvolume. Het volume-effect kan als volgt verklaard worden: DATEM kan door zijn chemische structuur hydrofobe en hydrofiele delen van verschillende glutenstrengen aan elkaar binden zodat er een beter ontwikkeld glutennetwerk ontstaat. DATEM reageert ook met zetmeel. Het verlies van water uit het deeg tijdens het bakken wordt sterk verminderd. Door het gebruik van DATEM zal het brood ook langer vers blijven. Het is echter niet zo effectief als de mono- en diglyceriden waarvan ze gesynthetiseerd zijn.

De voordelen van diacetylwijnsteenzuuresters zijn :

• Betere deegeigenschappen zodanig dat het deeg beter de mechanische verwerking (schokken) kan weerstaan in automatische lijnen.
• Verbetering van de textuur van de broodkruim
• Een groter volume
• Het langer vers blijven van het brood

Verbeteraars

Veel mensen vragen zich af van de zogenaamde verbeteraars zijn. Om te beginnen moet men onderscheid maken tussen meelverbeteraars en broodverbeteraars. Zoals het woord zelf zegt gaat het om stoffen die de eigenschappen van de bloem en/of het brood verbeteren. De eenvoudigste vorm van broodverbeteraar werd lang geleden door onze grootouders gebruikt. Om de houdbaarheid van het brood te verbeteren werd er smout aan het deeg toegevoegd. Het vet zorgde er voor dat het brood langer mals bleef. In andere landen werd dit gedaan door bijvoorbeeld olijfolie toe te voegen.

De Europese markt wordt trouwens gekenmerkt door een grote verscheidenheid aan regionale producten. Het feit dat al deze producten steeds een relatief korte commerciële levensduur hadden is trouwens de reden waarom deze grote verscheidenheid overeind kon blijven.

Natuurlijk zit hierin een evolutie als was het maar omwille van het steeds groter wordende marktaandeel van de super- en hypermarkten. Onder invloed daarvan moet ook de ambachtelijke bakker zich meer en meer aanpassen aan een consument die steeds veeleisender en mondiger wordt. Het is omwille van die evolutie dat de diepvriesmarkt van half afgewerkte producten (bijvoorbeeld voorgebakken diepgevroren broden en voorgerezen koffiekoeken) zich kunnen ontwikkelen heeft en nog steeds in belang toeneemt.

Het is ook in die context dat er ook steeds meer verschillende verbeteraars en mixen op de markt verschenen zijn. Men kan deze in feite onderverdelen in 3 groepen :

• Complete mixen waaraan men enkel water of een andere vloeistof hoeft aan toe te voegen. Dus naast de bloem bevatten deze mixen ook vet, eieren, emulgatoren, gluten, vitamine C, mineralen enzovoort, uiteraard allemaal in poedervorm.
• Premixen die 20 tot 50 % van de totale hoeveelheid bloem bevatten en waaraan de bakker naast vloeistof ook nog bloem moet aan toevoegen. Naarmate men minder bloem gebruikt spreekt men dan ook wel eens over concentraten. Hoe dan ook deze producten bevatten naast baktechnische hulpmiddelen (emulgatoren, enzymen, gluten) ook secondaire grondstoffen zoals melkpoeder, eieren, vetten enz.
• Verbeteraars waarin een kleine hoeveelheid bloem gebruikt wordt en die als drager dient voor de baktechnisch werkzame bestanddelen (emulgatoren, enzymen...)

Tot slot wil ik nog opmerken dat er de laatste jaren (sinds 2003 - 2004) een evolutie aan de gang is naar vloeibare verbeteraars. In die producten wordt olie als basis genomen om de werkzame stoffen in op te lossen of te dispergeren. Vloeibare verbeteraars hebben uiteraard het grote voordeel van gemakkelijk doseerbaar te zijn. Anderzijds wordt hun gebruik gelimiteerd door het feit dat niet alle werkzame stoffen oplosbaar zijn in olie of geen stabiel mengsel vormen zodanig dat de werkzame eigenschappen gedeeltelijk verloren gaan.

Ik moet wel opmerken dat de laatste paar jaar sinds het einde van het vorig decennia (2001 - 2010) er een andere evolutie aan de gang is, nl weg van alle soorten chemische additieven en e-nummers. Alhoewel een e-nummer aangeeft dat de stof geen gevaar oplevert voor de gezondheid van de mens, leeft nochtans bij grote lagen van de bevolking dat e-nummers "slecht" zijn. Gelukkig zijn er tegenwoordig heel goede alternatieven voorhanden gebaseerd op fermentatie technologie en enzymen. Indien u daar meer wenst over te weten, stuur me een mailtje.

Suiker

Er bestaat soms wel eens verwarring over suiker, glucose, dextrose, sucrose enz. Suiker wordt gewonnen uit voornamelijk drie gewassen : bieten, riet of maïs. Rietsuiker en bietsuiker is sucrose en er is geen wezenlijk verschil tussen de twee. Sucrose wordt, door het enzym invertase dat aanwezig is in de gist, gesplitst in twee moleculen glucose. Dextrose echter wordt meestal gemaakt uit maïszetmeel. Door hydrolyse van het zetmeel ontstaat er dextrose. Het kan sucrose vervangen in de broodproductie zonder problemen. De gist zal de dextrose omzetten tot CO2 en alcohol. Men moet wel onthouden dat dextrose een kleinere zoetkracht heeft dan sucrose. Indien men de zoetkracht van sucrose op 100 zet, dan heeft dextrose een zoetkracht van 72. Er bestaat ook nog fructose. Chemisch gezien heeft die precies dezelfde formule als glucose (C6H12O6) maar daar waar glucose een zesring is, is fructose een vijfring. Er zijn een aantal manieren waarop men de chemische formule kan weergeven. Hieronder vindt men er een aantal zowel van glucose, fructose als sucrose. Wat men ook moet onthouden is dat fructose een zoetkracht heeft van 172 terug in vergelijking met zoetkracht 100 die men aan sucrose toekent.

Suiker wordt gebruikt omwille van de invloed die het uitoefent op de narijs en de kleur van de korst. Daarenboven heeft het ook een invloed op de regelmatigheid van de celstructuur van de kruim en op het volume van het brood. De suikers die een rol spelen bij de broodbereiding zijn sacharose, maltose en lactose (disachariden), glucose en fructose (monosachariden). Gedurende de narijs neemt het volume van het deeg toe. De oorzaak van dit fenomeen is het gas dat geproduceerd door de gist en dat weerhouden wordt door het glutennetwerk. De gistingsreactie is de volgende: C6H12O6 -> 2CO2 + 2C2H5OH + 113 kJ Een molecule suiker geeft 2 moleculen kooldioxide en 2 moleculen alcohol. Daarenboven wordt er warmte vrijgesteld. Uit 1 gram suiker ontstaat zo ongeveer 300 ml gas wat overeenkomt met ongeveer 0,464 gram kooldioxide, 0,486 gram ethanol en 0,05 gram andere aromatische stofwisselingsproducten.

Het gas dat geproduceerd wordt gaat eerst oplossen in het water van het deeg tot het verzadigd is. Daarna blijft het als gas aanwezig in het deeg, wordt het weerhouden door het glutennetwerk dat zal gaan uitzetten onder invloed van de druk die zich opbouwt binnen het deeg: het deeg rijst. Gist kan enkel monosachariden omzetten of vergisten. Vooraleer de disachariden kunnen omgezet worden door de gist moeten deze eerst, via een enzymatisch proces, gesplitst worden. De snelheid waarmee deze suikers omgezet wordt hangt af van het type suiker. Sacharose wordt al tijdens het kneden gesplitst door invertase. Invertase is een enzym. Enzymen zijn stoffen die in alle levende wezens voorkomen en stofwisselingsprocessen katalyseren: zij nemen deel aan een chemische reactie maar ondergaan zelf geen veranderingen tijdens die reactie. Dus voor wat de gisting betreft maakt het geen verschil uit of men sacharose toevoegt of een glucose- fructose stroop.

Maltose is een disacharide dat gevormd wordt door afsplitsing van zetmeel onder invloed van alfa-amylase. Maltose wordt dan op zijn beurt gesplitst door maltase in twee glucose moleculen. De gist gaat echter de maltose niet splitsen zolang er glucose of fructose, afkomstig van andere bronnen dan zetmeel, aanwezig is in het deeg. Glucose wordt onmiddellijk afgebroken door de gist tot kooldioxide en ethanol en dat is dan ook de reden waarom men geen glucose terugvindt in het deeg.

Lactose, dat bestaat uit een molecule glucose en een molecule galactose, wordt door de gist niet geassimileerd omdat hij niet beschikt over het enzym dat lactose kan splitsen. Sommige melkderivaten echter bevatten wel lactase en dan wordt de lactose wel opgesplitst. In dat geval komt zowel de glucose als de galactose ter beschikking van de gist en hij zal beide suikers vergisten. De formule ziet er als volgt uit :

Gist heeft een kleine voorkeur voor glucose. In een deeg waar zowel glucose als fructose in aanwezig zijn, zal de gist eerst beginnen met het vergisten van de glucose. De kleur van de korst wordt nadrukkelijk beïnvloed door de aanwezigheid van suikers. Suikers en eiwitten in een waterig milieu gaan bij hoge temperatuur reageren - de zogenaamde Maillard reactie - om de korst hij typisch goudbruine kleur te geven. Het zijn enkel de reducerende suikers die kunnen deelnemen aan de Maillard reactie. Sacharose is een niet-reducerende suiker en heeft daarom geen invloed op de kleur van het product. Dus in een koekjesdeeg - zonder gist dus - zal er weinig bruinkleuring optreden indien men sacharose gebruikt als zoetstof. In een product met gist lijkt sacharose wel een invloed te hebben op de kleur. Dit is echter maar schijn. In werkelijkheid wordt de sacharose door de gist omgezet in glucose en fructose en dat zijn wel twee reducerende suikers. Anderzijds kan men de kleur van een product gemakkelijk beïnvloeden met lactose omdat het enerzijds een reducerende suiker is maar anderzijds blijft het als zodanig aanwezig in het deeg.

Zout

Zout is een belangrijke grondstof in de broodbereiding. Het beïnvloedt de glutenvorming omdat de gliadine minder oplosbaar is in een zoutoplossing. Als gevolg hiervan wordt er een grotere hoeveelheid gluten gevormd. Een deeg met zout zal daarom vaster aanvoelen dan een deeg zonder zout. Zout verbetert dus de capaciteit om gas te weerhouden en als gevolg daarvan heeft het een positieve invloed op het volume van het brood. Er is ook nog een andere verklaring waarom deeg met zout vaster is dan een deeg zonder zout. Dit heeft te maken met de elektrostatische krachten in het glutennetwerk dat hierdoor minder buigbaar wordt, meer rigide is. Gedurende het kneden worden de eiwitten van de bloem bewerkt en treedt er een chemische reactie op. In dit verband worden er ion bindingen tot stand gebracht waarin de zouten - zowel deze van nature uit aanwezig in de bloem als de toegevoegde zouten onder de vorm van natriumchloride - een belangrijke rol spelen. Als gevolg hiervan kan men in een deeg met zout méér water gebruiken dan in een deeg zonder zout. Zout beïnvloedt ook de korstkleuring. De korst van een brood met zout is meer levendig en krokanter dan de korst van een brood zonder zout. Het hoeft uiteraard ook niet veel uitleg dat een brood met zout smakelijker is dan een brood zonder zout.

Zout heeft ook een invloed hebben op de houdbaarheid (in termen van krokantheid) van het brood. Zout is hygroscopisch, met andere woorden het trekt water aan. In een droge omgeving zal het dus de neiging hebben het water van de kruim langer vast te houden terwijl in een omgeving met een hoge relatieve vochtigheid zal het vocht aantrekken waardoor de korst gemakkelijker zijn krokantheid verliest en een zekere taaiheid krijgt. In dit geval heeft het dus een negatieve invloed. In termen van microbiologische houdbaarheid heeft zout een positieve invloed omdat het de wateractiviteit gaat verminderen. 

De laatste paar jaar wordt er nogal wat druk uitgeoefend op de bakkerij sector om het zoutgehalte in brood te verminderen. Kaliumchloride is een vervangmiddel dat ongeveer dezelfde effecten heeft als zout (natriumchloride) op het deeg en op het brood. Als men echter dezelfde hoeveelheid kaliumchloride gebruikt dan krijgt het brood een onaangename bittere smaak. Die smaak kan gemaskeerd worden door eieren of boter toe te voegen. Dus bij een cake valt de vervanging van natriumchloride met kaliumchloride minder op. Kaliumchloride gaat de gist minder remmen dan natriumchloride met andere woorden de rijsttijden worden enigszins korter. Ook de kneedtijd wordt iets korter. Als men het zout vervangt door een 50:50 mengeling van NaCl + KCl gaat de kneedtijd ongeveer 15 % korter zijn. Dus als men normaal 20 minuten kneed dan wordt de kneedtijd circa 17 minuten. 

Tenslotte moet er ook nog opgemerkt worden dat kaliumchloride iets minder vlot oplost in water. Vandaar dat het raadzaam is kaliumchloride te gebruiken die niet te grof is. Als de korrels "groot" zijn lost de kaliumchloride minder gemakkelijk op en gaat men na het bakken kleine donkere vlekjes krijgen op de korst. Dit fenomeen doet zich vooral voor bij cakes en muffins. Zout heeft natuurlijk ook iets te maken met smaak. Een brood zonder zout smaakt fletser dan een brood met zout. Er is echter steeds een grotere druk op de bakkers om het zoutgehalte in het brood te verminderen. In België is het gemiddeld zoutverbruik 10 g/dag terwijl de Wereld GezondheidsOrganisatie (WHO) maximaal 5 g aanbeveelt. We eten dus teveel zout. Dat komt natuurlijk niet alleen uit het brood maar ook uit allerlei vleesbereidingen, kant-en-klaar maaltijden of het zout dat we gewoon op de frieten doen. Bij het reduceren van zout in brood moet men zich echter focussen op de smaak van het brood in zijn totaliteit en zich niet noodzakelijk afvragen of de consument het brood al dan niet voldoende zout zal vinden. In dit opzicht kan het gebruik van zuurdesem veel helpen. Zuurdesem zal het brood een betere, rondere smaak geven.

Enzymen

Enzymen behoren chemisch gezien tot de groep van de eiwitten. Het zijn biologische katalysatoren die nodig zijn om bepaalde reacties - ook in het menselijk lichaam - tot stand te brengen. Hoewel zij slechts in kleine hoeveelheden aanwezig zijn in de graankorrel, spelen zij een primordiale rol in het rijs- en bakproces. Het voornaamste enzym dat aanwezig is in de graankorrel is diastase dat voorkomt in de kiem van de korrel. Dit enzym speelt een belangrijke rol bij het ontkiemen van de graankorrel. Eiwitten zijn lineaire polymeren van aminozuren die via een peptidenbinding aan elkaar zijn gekoppeld. In de natuur zijn 20 verschillende aminozuren bekend, wat betekent dat er een zeer grote variatie aan aminozuurvolgordes mogelijk is. Enzymen zijn zoals gezegd eiwitten. Een eiwitmolecuul bestaat uit een lange rij aminozuren die als een keten chemisch aan elkaar gebonden zijn. De aminozuren zijn de bouwstenen van alle eiwitten. De volgorde waarin de aminozuren in een eiwitmolecuul voorkomen, de lengte van de keten en de ruimtelijke structuur van de keten, bepalen de eigenschappen van het eiwit en dus van het enzym. De meeste enzymen bevatten tussen de 100 en 10.000 aminozuren. In feite zijn het daarmee betrekkelijk kleine eiwitten, die meestal in water oplosbaar zijn.

Het moet duidelijk zijn dat een enzym geen levend organisme is maar materiaal dat uit eiwit bestaat. Enzymen komen voor in en worden geproduceerd door alle levende wezens zoals bacteriën, gisten, schimmels, plant, dier en mens. Reacties, die in de natuur plaatsvinden worden gekatalyseerd door enzymen. Voor elk type reactie in de natuur is er een bepaald specifiek enzym nodig. Deze biochemische katalysatoren onderscheiden zich op een aantal punten van chemische katalysatoren :

• Enzymen zijn zeer specifiek en tijdens de reactie komen geen bijproducten vrij.
• Enzymen kunnen vaak alleen goed functioneren in milde omstandigheden van temperatuur, pH en druk.
• Enzymen verrichten hun werking vaak optimaal in een waterig milieu.
• Enzymen zijn gebruiksvriendelijk ten aanzien van milieu en veiligheid.

Het merendeel van de door mensen toegepaste enzymen is afkomstig uit micro-organismen. Een uitzondering is het stremsel dat gebruik wordt in de kaasbereiding, dat afkomstig is van de kalfsmaag. Er is echter ook een alternatief : een enzym dat door micro-organismen geproduceerd wordt, omdat men er dankzij de moderne biotechnologie in geslaagd is de genetische informatie van het kalfsenzym over te brengen naar micro-organismen. Van oudsher is moutmeel de bron van enzymen voor de bakker. Moutmeel ontstaat door drogen en malen van gekiemd graan. Moutmeel bevat veel enzymen. Het jonge plantje heeft voor de groei voedsel nodig. Dat voedsel is het zetmeel dat aanwezig is in het meellichaam van de graankorrel. Om dat voedsel in bruikbare vorm te brengen, is het enzym amylase nodig. Mout wordt gebruikt om een eventueel tekort aan amylase in de bloem te corrigeren. Men maakt een onderscheid tussen :

• Mout dat zowel zetmeel afbrekende als eiwit afbrekende enzymen bevat.
• Mout dat uitsluitend zetmeel afbrekende enzymen bevat.
• Mout geen enzymatische activiteit vertoont.

Door middel van verhitten is het mogelijk :

• De eiwitten te denatureren d.w.z. het enzym onwerkzaam maken.
• Omdat amylasen hogere temperaturen kunnen verdragen dan proteasen kan men enkel de proteasen buiten werking te stellen. Proteasen zijn enzymen die inwerken op de proteïnen.

Inactief mout wordt gebruikt in bijvoorbeeld bruin brood met als doel smaak, kleur en aroma bij te sturen. Actief mout wordt gebruikt om enzym tekorten te corrigeren.

De werking van de enzymen is afhankelijk van:

1. Rreactie omstandigheden zoals temperatuur : veel enzymen werken optimaal tussen de 30°C en 40°C. Enzymen hebben een temperatuur waarbij ze optimaal functioneren, een optimum temperatuur. Dit wil ook zeggen dat de reactiesnelheid afhankelijk is van de temperatuur. De optimum temperatuur is ook niet noodzakelijk altijd dezelfde omdat hij op zijn beurt beïnvloed wordt door de samenstelling van het deeg.
2. Oook de pH heeft een optimum m.a.w. ieder enzym heeft een maximale reactiesnelheid bij een welbepaalde pH. Indien dus de pH van het deeg verandert, omdat men bijvoorbeeld zuurdesem gebruikt, dan kan het nodig zijn om de dosering van de enzymen bij te sturen.
3. Het substraat : hoeveelheid en soort. De hoeveelheid beschadigd zetmeel aanwezig in de bloem speelt hier een belangrijke rol.
4. Aan- of afwezigheid van inhibitoren

Enzymen worden gerangschikt naar de werking ervan. De naam eindigt vrijwel altijd op "-ase", voorafgegaan door de naam van de stof die het omzet. Zo is een protease een enzym dat proteïnen omzet en cellulase een enzym dat cellulose omzet. In de bakkerij worden vrijwel uitsluitend hydrolasen en oxidasen toegepast. Hydrolasen zijn betrokken bij de hydrolyse van stoffen dit wil zeggen het splitsen van verbindingen in aanwezigheid van water. Oxidasen zijn betrokken bij de oxidatie van verbindingen.

Amylasen

Diastase is samengesteld uit alfa-amylase en beta-amylase. Onder invloed van deze twee enzymen wordt zetmeel omgezet in maltose en in dextrinen Terwijl α-amylase zowel dextrinen als maltose vormt, produceert de β-amylase alleen maltose. Deze enzymen zijn dus belangrijk omdat zij de nodige suikers aanmaken die later door de gist gebruikt worden in het gistingsproces. Amylasen werken in op zetmeel. Zetmeel is een polymeer opgebouwd uit glucose-eenheden. Er wordt onderscheid gemaakt tussen onvertakte glucoseketens (amylose) en de vertakte glucoseketens (amylopectine). Alfa-amylase knipt zetmeel in kleinere delen, de zogenaamde dextrinen. Deze dextrinen kunnen variëren van vrij grote tot kleinere ketens. Beta-amylase splits vanaf het einde van een zetmeelketen twee glucose-eenheden af, maltose.

Amylasen werken in op zetmeel, echter niet op natief zetmeel. De amylasen kunnen het zetmeel pas bereiken wanneer het beschadigd is (en dit gebeurt bijvoorbeeld tijdens het malen; bloem bevat 6 - 12 % beschadigd zetmeel afhankelijk van het maaldiagramma van de molen) of wanneer het zetmeel verstijfseld is. Daarnaast zijn amylasen temperatuurgevoelig. Dit wil zeggen dat ze bij verhitting boven een bepaalde temperatuur geïnactiveerd (denaturatie) worden. Verstijfseling van het zetmeel en hitteresistentie van het enzym zijn dus twee belangrijke factoren. Als men een groot rond brood van 800 g bakt dan wordt na ongeveer 13 - 15 minuten de verstijfselingstemperatuur van zetmeel bereikt. Vanaf dat moment komt er voor de amylasen veel zetmeel beschikbaar voor afbraak. De temperatuurstijging in het deeg gaat echter door en ongeveer 2 minuten laten wordt een temperatuur bereikt waarbij de amylasen langzaam geïnactiveerd worden. Ongeveer 8 minuten nadat de zetmeel verstijfseling is ingezet zijn alle amylasen gedenatureerd. Het is dus duidelijk dat het meeste zetmeel afgebroken wordt tijdens het bakproces en dat de inwerkingtijd vrij kort is.

a-amylase

a-amylase is in staat zetmeel af te breken tot dextrinen en maltose. Het is een endo-enzym dat optreedt als katalysator bij de hydrolyse van zetmeel. Commerciële a-amylase gebruikt in de bakkerij is afkomstig van mout, schimmels of bacteriën. Het verschil zit in het optimale temperatuurgebied : a-amylase afkomstig van schimmels werkt het best bij lagere temperaturen (50-60°C) en bacteriële a-amylase werkt beter bij hogere temperaturen (70-80°C).Er zijn verschillende redenen waarom a-amylase toegevoegd wordt aan brooddeeg: De voornaamste reden om a-amylase toe te voegen aan brooddeeg is dat het voldoende suikers vrijstelt voor de gist met als doel een optimale gasontwikkeling. Tarwebloem bevat slechts 0.5% vergistbare suikers wat onvoldoende is om tot een optimale deegontwikkeling te komen. De simpelste oplossing zou toevoegen van suikers zijn maar men prefereert een constante vrijstelling van suiker om tijdens de fermentatie een goede gasvorming te bekomen.

Tijdens het malen van de tarwe wordt ongeveer 10% van het zetmeel beschadigd. Deze beschadigde zetmeelgranulen nemen water op en zwellen, daardoor krijgt het deeg een hogere viscositeit en dit heeft een negatieve invloed op de kneedeigenschappen van het deeg. Alfa-amylase heeft de mogelijkheid om secties met een hoge absorptie af te breken en de kneedeigenschappen te verbeteren. De kleur van de korst wordt verbeterd (donkerder) als resultaat van suikervorming en dus de vorming van Maillard reactieproducten.

Wanneer brood oud wordt, migreert water van de kruim naar de korst, de kruim wordt harder door de zetmeel herkristallisatie. Dit proces is het oudbakken worden van brood en limiteert het gebruik ervan voor de consument tot enkele dagen. Het oudbakken worden van brood kan vertraagd worden door toevoeging van a-amylase. Het beste effect wordt bekomen als een deel van het al verstijfselde zetmeel gehydrolyseerd wordt. Dit is mogelijk door toevoeging van mout of fungaal a-amylase. Bacterieel a-amylase is niet geschikt omdat het thermostabiel is en dus aanwezig blijft in het gebakken brood. Hierdoor zal het zetmeel verder afgebroken worden wat leidt tot een klefferig brood.

Beta-amylase wordt in de tarwebloem in minder constante hoeveelheden gevonden dan a-amylase en de hoeveelheid zal in tegenstelling tot a-amylase niet stijgen bij kieming. Beta-amylase is een exo-enzym dat 2 glucose-eenheden (maltose) afsplitst van het niet-reducerende einde van de zetmeelketen. Enkel lineaire zetmeelketens kunnen afgebroken worden door β-amylase want het is niet in staat de α-1,6-bindingen af te breken in amylodextrine. Samen met a-amylase zorgt β-amylase voor de vrijstelling van maltose aan de gist.

De hoeveelheid α-amylase die van nature uit aanwezig is in de bloem is soms niet toereikend vooral als het graan gekweekt werd in een droog klimaat. In zo’n geval kan men mout toevoegen. Mout is zeer rijk aan alfa-amylase en aan beta-amylase. Alfa-amylase kan een plantaardige oorsprong hebben of een microbiële oorsprong:

Aangezien enzymen eiwitten zijn denatureren ze bij een bepaalde temperatuur:

Van alle graangewassen is gerst het best geschikt om mout van te maken. Tijdens het mouten ondergaat de gerst vergaande transformaties: nadat de gerst een voldoende hoeveelheid water heeft geabsorbeerd, begint het te kiemen. Tijdens het kiemen ontwikkelen er zich verschillende belangrijke enzymen waaronder diastase. Dit enzym is in staat zetmeel om te zetten in dextrinen en maltose. Maltose kan door de gist direct als voedingsbron gebruikt worden en omgezet worden in CO2 en alcohol. De invloed van de beta-amylase op niet beschadigde zetmeelkorrels is heel langzaam in tegenstelling tot de alfa-amylase die vrij snel inwerkt op het zetmeel. De zetmeelkorrels die echter tijdens het malen beschadigd werden, worden door zowel de alfa-amylase als de beta-amylase omgezet. Verstijfseld zetmeel wordt ook gemakkelijk door beide enzymen omgezet in vergistbare suikers.

De technologie van de broodbereiding vertoont 4 belangrijke onderdelen en in alle 4 spelen de amylasen een belangrijke rol : Al gedurende het kneden begint de a-amylase het beschadigd zetmeel om te zetten. De hydrolyse van het zetmeel speelt een belangrijke rol in de reologische eigenschappen van het deeg. Het beschadigd zetmeel absorbeert namelijk een vrij grote hoeveelheid water. Als het zetmeel afgebroken wordt, komt dat water vrij waardoor het deeg meer plakkerig wordt. Tijdens het rijzen worden bepaalde hoeveelheden maltose, glucose en dextrinen gevormd. Deze hoeveelheden zijn afhankelijk van het type enzym (o.a. zijn oorsprong). Maar zoals eerder gezegd spelen maltose en glucose een belangrijke rol bij het stofwisselingsproces van de gist. De aanmaak van maltose is afhankelijk van de hoeveelheid beta-amylase die aanwezig is. Dit enzym is meestal in voldoende hoeveelheden aanwezig. Het is vooral de hoeveelheid alfa-amylase dat behoorlijk kan schommelen met als gevolg dat de hoeveelheid beschikbaar glucose niet altijd even groot is. Om de gewenste hoeveelheden glucose te hebben in het deeg kan men glucoamylase toevoegen. Ook tijdens het bakken gaan de enzymen ook een belangrijke rol spelen. Wanneer het deeg wordt ingeovend, dan gaat de temperatuur van het deeg langzaam beginnen stijgen. Hierdoor gaat de viscositeit van het deeg dalen en worden de enzymen meer mobiel. Bij 56°C ongeveer gaat het zetmeel beginnen verstijfselen (of gelatiniseren) waardoor het beschikbaar komt voor de enzymen om te worden omgezet. Maar – zoals aangegeven in een van de vorige tabellen – de enzymen hebben een optimale temperatuur en ook een halveringstemperatuur (T50). Dat is de temperatuur waarbij de helft van de activiteit van het enzym door denaturatie verloren gaat. Beta-amylase wordt gedeactiveerd bij ongeveer 60°C terwijl a-amylase heel wat meer thermostabiel is. Ook hier geldt dat door de hydrolyse van het zetmeel er water vrij komt. De vorming van dextrinen gaat dus enerzijds een rol spelen bij de kleurvorming van de korst maar ook bij het plakkerig, nattig aanvoelen van de kruim.

Aminozuren en suikers nemen deel aan de Maillard reactie, reactie die instaat voor de bruinkleuring van de korst. Deze suikers worden reducerende suikers genoemd. De Maillard reactie verloopt sneller bij verhitting en is een reactie tussen suikers en eiwitten. Het gevolg hiervan is dat er reactieproducten ontstaan die zorgen voor bruinkleuring van de korst en voor smaak- en aromavorming in de korst. De glucoseketens binnen een zetmeelmolecuul hebben de neiging om na het verstijfselen bij het afkoelen naar elkaar toe te bewegen. Een herkristallisatieproces dat we retrogradatie noemen (staling in het Engels). Dit verschijnsel treedt ook op na het bakproces van brood. Direct na het bakken tijdens het afkoelen krijgt de kruim hierdoor de gewenste stevigheid. Het proces zet echter door en is een van oorzaken dat de broodkruim langzaam stug wordt. Wanneer nu een gedeelte van de zetmeelketens is afgebroken tot dextrinen is de neiging tot retrogradatie minder. De dextrinen zijn in staat om vocht vast te houden maar zullen minder herkristalliseren. Het gevolg is dat de kruim minder stug wordt en het brood langer mals blijft. Het kan echter ook zo zijn dat het zetmeel te ver wordt afgebroken met een kleffe, niet elastische kruim als gevolg. Dit kan gebeuren als men te veel amylasen heeft toegevoegd of wanneer men een hittebestendig amylase gebruikt heeft. De rol die amylasen en andere enzymen spelen in het verouderingsproces wordt verder uitgediept in het hoofdstukje over het verouderen van brood.

Proteasen

Wanneer men bloem gaat analyseren dan wil men vooral de hoeveelheid eiwitten bepalen en naargelang het type product dat men wil produceren gaat men voor een bloem kiezen met bepaalde eigenschappen. De volgende tabel geeft dit weer:

Eiwitten zijn polymeren, opgebouwd uit aminozuren die aan elkaar gekoppeld zijn via zogenaamde peptidenbindingen. Proteasen splitsen eiwitten op de plaatsen van de peptidenbindingen, waardoor kortere eiwitketens ontstaan. Bij de proteasen wordt onderscheid gemaakt tussen endo- en exo-enzymen. Endo-enzymen splitsen midden in de keten en maken daardoor heel snel een aantal grotere brokstukken, de peptiden. Exo-enzymen splitsen het eiwit vanaf de uiteinden van de keten. Ze splitsen steeds een aminozuur af en breken zo heel geleidelijk de ganse keten af. Het zijn de eiwitten (de hoeveelheid, het type en de kwaliteit) die de reologische of visco-elastische eigenschappen van het deeg gaan bepalen. En deze eigenschappen beïnvloeden het gas weerhoudend vermogen van het deeg en het gedrag van het deeg onder invloed van temperatuurstijgingen. Door het toevoegen van proteasen kan men deze eigenschappen beïnvloeden. Het is zo dat de proteasen de eigenschappen van het gluten netwerk gaan veranderen. Als gevolg hiervan zijn proteasen uiteraard een belangrijk hulpmiddel om de consistentie van het deeg zodanig te veranderen dat men deze gemakkelijker kan verwerken.

Proteasen gaan peptide bindingen in de eiwitten verbreken. Hierdoor worden de eiwitten gedeeltelijk gewijzigd waardoor het deeg zachter wordt en waardoor het zich gemakkelijker mechanisch laat verwerken. De studie van de invloed van de proteasen op het deeg is niet eenvoudig aangezien hun invloed, hun werking en het effect dat ze hebben op het deeg, van het deeg zelf afhangt. Daarenboven bevat de bloem stoffen die een remmende werking hebben op de proteasen. Proteasen kunnen het eiwit meteen afbreken van zodra er water bij te pas komt. Dit betekent in de praktijk dat de proteasen al tijdens het kneden beginnen met het afbouwen van de eiwitten. De werking tijdens het kneedproces beïnvloedt de ontwikkeling van het glutennetwerk. Tijdens de ontwikkeling van dit netwerk worden de eiwitketens ontrold door op bepaalde plaatsen verbindingen te verbreken en op andere plaatsen nieuwe verbindingen te maken. Een gedeeltelijke afbraak van het eiwit door proteasen helpt bij de ontwikkeling van het glutennetwerk. Een factor die een belangrijke invloed heeft op de werking van de proteasen is de pH. Proteasen van bacteriële oorsprong hebben een optimum pH bij 7,5 ongeveer terwijl proteasen die afkomstig zijn van schimmels een optimum pH hebben rond pH 5,5. Aangezien de pH varieert met het recept, met het al dan niet gebruiken van desems en met de pH van het water dat we gebruiken is het niet eenvoudig om de activiteit van de proteasen te sturen. Proteasen die in het deeg actief zijn zullen een optimum pH hebben en de werking van de proteasen zal dus afhankelijk zijn van de pH van het deeg. Ook voor proteasen geldt dat ze gevoelig zijn voor temperatuur waardoor ze tijdens het bakken geïnactiveerd worden. 

Proteasen die afkomstig zijn van Aspergillius oryzae en van Bacillus subtilis hebben een optimum pH boven pH 8 en hebben daarom geen of weinig invloed op het glutennetwerk omdat het deeg een pH heeft tussen 5,5 en 6,5 naargelang het recept enz. Sommige proteasen die afkomstig zijn van dezelfde micro-organismen hebben echter een optimum pH die rond pH 6,5 ligt en deze hebben uiteraard wel een grote invloed op de reologische eigenschappen van het deeg. Proteasen die gewonnen worden uit Saccharomyces carlsbergensis hebben ook een goed merkbare invloed op de visco-elastische eigenschappen van het deeg.

Er moet tevens opgemerkt worden dat naargelang de oorsprong het enzym een verschillende invloed heeft op glutenine en op gliadine. In de volgende tabel kan men vaststellen hoe de enzymatische activiteit wisselt (absorptie van licht bij 280 nm door een oplossing van gliadine en glutenine waaraan 1 mg enzym toegevoegd was en na 1 minuut inwerken)

Tenslotte gaan de proteasen ook nog een invloed hebben op de smaak en de kleur van het brood. Omdat zijn eiwitten splitsen ontstaan er een aantal aminozuren in het deeg. Deze gaan dan op hun beurt een rol spelen bij de Maillard reactie. Samenvattend kan men stellen dat proteasen de volgende effecten hebben in het deeg: Hydroliseren van gluten: door hydrolyse vindt een gedeeltelijke afbraak plaats van het gluteneiwit. Hierdoor wordt de glutenontwikkeling bevorderd, wat resulteert in een kortere kneedtijd. De hydrolyse heeft ook invloed op de reologische eigenschappen van het deeg : het wordt soepeler. In sommige gevallen is dit wenselijk zoals bij de productie van stokbroden waarbij een stukje deeg lang gestookt moet worden. De deegversoepeling voorkomt tevens het krimpen van bladerdeeg. Indien het gluten echter te veel afgebroken worden kunnen ongewenste effecten ontstaan. De degen worden dan te slap en worden quasi onverwerkbaar. Maar ook het glutennetwerk wordt verzwakt zodanig dat het deeg onvoldoende gashoudend vermogen zal hebben, met als gevolg een te klein volume, een open- en grove onregelmatige kruimstructuur en zwakke plekken in de korst. Proteasen zorgen ook voor het ontstaan van vrije aminozuren in het deeg die in staat zijn o met de reducerende suikers deel te nemen aan de Maillard reactie. Het resultaat is een verbeterde kleuring van de korst en tevens meer smaak en aroma in het brood.

Hemicellulase

Hemecellulase is een verzamelnaam voor al de enzymen die het "niet-zetmeel" en "niet-cellulose" polysacchariden afbreken. Pentosanasen en xylanasen behoren tot deze groep. Bloem bevat ongeveer 2 - 3 % hemicellulose dat 30 % van het vocht in het deeg bindt. Hemicellulose komt voor in de celwanden van het meellichaam en in de vezelrijke delen van de tarwekorrel. Daarnaast is het waarschijnlijk dat een gedeelte van de hemicellulose aan het gluten gekoppeld worden om zo het glutennetwerk te verstevigen. De basisstructuur van de hemicellulosen bestaan uit een keten opgebouwd uit xylose-eenheden met daaraan als vertakking arabinose-eenheden. We spreken over een arabino-xylaan.

Pentosanasen

Bloem bevat naast zetmeel nog andere polysacchariden (ongeveer 2 % - 3 %). Ongeveer de helft hiervan is oplosbaar in water (en noemt men pentosanen) en de andere helft is dat niet (hemicellulosen genoemd). De pentosanen spelen een belangrijke rol bij het broodproces omdat zij een grote hoeveelheid water kunnen absorberen :

• 1 gram niet verstijfseld zetmeel kan ongeveer 0,5 gram water absorberen
• 1 gram beschadigd zetmeel absorbeert ongeveer 3 gram water; ook de eiwitten absorberen min of meer dezelfde hoeveelheid water.
• 1 gram pentosanen echter kan ongeveer 10 gram water absorberen.

De pentosanen verbeteren het volume van het brood maar – en dit is vooral heel belangrijk – zij gaan het verouderingsproces van het brood vertragen. Het is dus evident dat enzymen van het type pentosanase en hemicullulase de kwaliteit van het brood gaan beïnvloeden.

Deze enzymen worden meestal gewonnen uit Aspergillius oryzae en A. niger. Dit zijn ook de micro-organismen die men aanwendt om amylasen te produceren. Vandaar het grote belang dat men moet hechten aan de oorsprong en de kwaliteit van de amylasen: een goedkoop amylase kan minder geraffineerd zijn en dus nog vrij veel pentosanasen en hemilcellulasen bevatten. Hierdoor gaan ongewenste secondaire effecten optreden bij het gebruik van deze amylasen. Trouwens de kwaliteit van ieder enzympreparaat wordt bepaald door het type van secondaire effecten. Er bestaat geen algemeen aanvaarde theorie over de invloed en het belang van de pentosanasen bij de broodbereiding. Het lijkt er in ieder geval wel op dat deze enzymen het coaguleren van de eiwitten vertragen waardoor ze op indirecte manier zowel de kwantiteit als de kwaliteit van het gluten verhogen.

Xylanasen

Arabinoxylasen zijn celwandcomponenten van tarwe. Ze kunnen zowel wateroplosbaar als water onoplosbaar zijn en ze bedragen 1 tot 3% van het droge stof gehalte van tarwebloem. De wateroplosbare pentosanen kunnen tot 10 maal hun eigen gewicht aan water vasthouden en hun aanwezigheid is positief gecorreleerd met broodeigenschappen. De water onoplosbare pentosanen resulteren in een lager broodvolume. Om het gehalte aan wateroplosbare pentosanen te verhogen wordt xylanase toegevoegd aan brooddeeg. Xylanase breekt bindingen in de arabinoxylasen wat kan leiden tot de afbraak van de water onoplosbare met vorming van wateroplosbare arabinoxylasen. Indien men teveel toevoegt zullen echter ook de wateroplosbare arabinoxylasen afgebroken worden waardoor het deeg kleverig wordt. Toevoeging van xylanase verbetert de bewerkbaarheid van het deeg, de ovensprong en het broodvolume. Het brood blijft ook langer vers. De oplosbare pentosanen hebben verschillende effecten op het deeg. Door hun grote capaciteit om water vast te houden beïnvloeden de pentosanen in het deeg de distributie van het aanwezige water. Indien er uitgebreide degradatie is of teveel exo-activiteit, zal de additie van xylanase - vooral die afkomstig van Aspergillus niger - eerder een negatief effect hebben : het deeg zal kleverig worden en veel moeilijker te bewerken. Algemeen kan men stellen dat de toevoeging van xylanase zorgt voor een groter broodvolume en een verbetering van de kruimstructuur van het brood, maar het maakt het deeg kleveriger en minder stevig.

Lipoxigenase

Lipoxygenase is betrokken bij oxidatie reacties. Hoewel ze al lang in de bakkerij worden toegepast is er relatief weinig bekend over het werkingsmechanisme. Lipoxygenase komt onder andere voor in sojabloem en via de sojabloem wordt er ook lipoxygenase toegevoegd aan het deeg. In pure vorm is het enzym vrijwel onbetaalbaar en daarom bijna niet te verkrijgen. In sojabloem komen verschillende typen lipoxygenases voor die allemaal actief zijn in verschillende pH gebieden. Onder invloed van lipoxygenase wordt in aanwezigheid van zuurstof een reactie geïnitieerd waarbij uit onverzadigde vetzuren een peroxide-radicaal wordt gevormd. Dit peroxide-radicaal zorgt voor verdere oxidatiereacties waardoor, door oxidatie van pigmenten aanwezig in de bloem, onder andere een wittere kruim wordt verkregen.

Ook sulfhydryl-groepen (SH-groepen) gaan geoxideerd worden. In deeg komen vrije SH-groepen voor die een onderdeel uitmaken van gluten. Tijdens de ontwikkeling van het gluten komen deze SH-groepen steeds in aanraking met elkaar. Onder invloed van lipoxygenase is het mogelijk om van 2 SH-groepen een zogenaamde disulfidebinding (-S-S-brug) te laten ontstaan. Door deze brugvorming worden het gluten aan elkaar gekoppeld en dit is belangrijk voor de opbouw van een goed glutennetwerk. Door de vorming van de S-S-bindingen wordt het deeg standiger.

Tenslotte gaat lipoxygenase ook een invloed uitoefenen op de smaak en het aroma van het brood. De oxidatieproducten die ontstaan, worden verder omgezet tot vluchtige componenten die mede het aroma van het brood gaan bepalen.

Oxidantia & reductantia

Opslag van bloem veroorzaakt een trage oxidatie van vrije thiolgroepen, deze oxidatie is zeer belangrijk om een goed eindproduct te bekomen. Door het gebruik van oxidantia kan dit alles versneld worden en een bijkomend voordeel is dat ze ook de proteasen inhiberen. Reductantia zoals cysteïne bevorderen immers de proteasewerking, daardoor worden de glutenmoleculen afgebroken en verkrijgt men brood met minder volume en een slechtere kwaliteit. Oxidantia hebben in degen vooral een invloed op de kwaliteit van het glutennetwerk, ze bevorderen de thiol- en disulfide-interacties. Hoe beter de oxidatie verloopt hoe meer disulfide-interacties er in het glutennetwerk zullen zijn, dus hoe sterker het deeg zal worden (fig. 11). Reductantia verbreken de disulfidebruggen waardoor het deeg verslapt. Dit kan soms gewenst zijn, indien het deeg tijdens industriële processen niet te veel weerstand mag vertonen tegen mechanische bewerkingen. Degen die niet genoeg geoxideerd zijn, zijn slap, zacht en hebben te weinig elasticiteit, ze zijn slecht verwerkbaar en geven producten met weinig volume en weinig symmetrie. De kleur van de korst is dof (te donker), de producten zijn dus van geen goede kwaliteit. Degen die te sterk geoxideerd zijn, zijn stug, stevig en minder rekbaar. Degen die goed geoxideerd zijn, zijn gemakkelijk te behandelen, hebben goede elasticiteits- en extensibiliteits eigenschappen en zijn niet kleverig. De expansie in de oven is goed, het volume is normaal, het brood zal langer zijn kwaliteit behouden dankzij de fijne kruimstructuur.

Ascorbinezuur

Ascorbinezuur (AA) treedt op als oxidans maar is eigenlijk een reductans. Tijdens het kneden wordt ascorbinezuur omgezet in dehydro-ascorbinezuur (DHAA), dit gebeurt in aanwezigheid van zuurstof uit de lucht en door de katalyserende werking van het bloemenzym ascorbinezuuroxidase. Dehydro-ascorbinezuur is dus het oxidans: 2 eindstandige thiolgroepen zullen geoxideerd worden waardoor er een disulfidebrug gevormd wordt. Door deze reactie zal dehydro-ascorbinezuur opnieuw omgezet worden in zijn gereduceerde toestand: ascorbinezuur. In feite is dehydro-ascorbinezuur dus de werkzame stof; indien men het aan deeg toevoegt zal men dezelfde werking bekomen als ascorbinezuur maar in de praktijk doet men dit niet omdat ascorbinezuur goedkoper is en het effect vrijwel hetzelfde is. De oxidatie van ascorbinezuur tot dehydro-ascorbinezuur is bij de broodbereiding enkel mogelijk tijdens het kneden omdat er in dat stadium lucht in het deeg wordt geslagen en er dus zuurstof aanwezig is. Na het kneden wordt de aanwezige zuurstof verbruikt door de gist. Tijdens het bakken zal ascorbinezuur afgebroken worden tot CO2 (27% verdampt), wateroplosbaar L-threonine zuur (52%) en de rest tot wateroplosbare zuren zoals 2,3-diketo-L-gluconzuur. Hieruit blijkt dat brood een slechte drager is voor vitaminering met vitamine C. Een overdosering van ascorbinezuur in brooddeeg is bijna niet mogelijk, er wordt verondersteld dat een dosis tussen 30 en 120 ppm bijna geen verschillen geeft. Meestal wordt er 20 tot 40 ppm door de maalderijen aan de bloem toegevoegd. De maximaal toegelaten dosering bedraagt 50 ppm.

Cysteïne

Cysteïne is een aminozuur dat ervoor zorgt dat de onderlinge disulfidebruggen van de eiwitketens sneller verbroken worden waardoor het deeg slapper wordt. Indien cysteïne toegevoegd wordt zal het glutennetwerk zich sneller ontwikkelen, waardoor de rijs sneller kan verlopen. De maximum dosering bedraagt 7,5 g per 100 kg bloem. In de loop der jaren is de rol van cysteïne bij de broodbereiding sterk verminderd door de opkomst van enzymen en de toepassing van intensieve kneding. Cysteïne heeft zijn grootste invloed op het proces en de kwaliteit als er weinig intensief gekneed wordt.

Voor meer informatie kun je mailen met auteur Noël Haegens / Click here for the Englisch version.