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Die Geheimnisse der Brot-Herstellung
Die Brotherstellung ist wohl der faszinierendste Prozess der Lebensmitteltechnologie. Aus nur vier Zutaten, die einzeln unattraktiv sind, entsteht durch Gären und Backen ein wundervolles Produkt. Was sind die Geheimnisse dabei?



Die Hefegärung lockert den Teig und stiftet Brotaroma. Backen einer ungegärten Mehl-Wasser-Hefe-Mischung ergibt nur Maillard- und Röstaroma, ähnlich wie ein glutenfreies Brot.


Schon lange vor unserer Zeitrechnung wussten die Ägypter und Babylonier, wie man mit Hilfe von Sauerteig die Gärung wilder Hefen aktivieren und Brote mit leicht porösem Teig herstellen konnte, die sich von den damals traditionellen kompakten Brotfladen unterschieden. Allerdings handelte es sich um wilde Hefen, welche einen sehr geringen Trieb hervorrufen.

Die Brotherstellung ist vermutlich an mehreren Orten der Welt erfunden bzw entdeckt worden, jedenfalls dort, wo glutenhaltige Getreide angebaut wurde. Nicht so im fernen Osten, wo Reis Hauptgetreide war oder in Mittelamerika, wo Mais dominierte, aus dem man nur Tortillafladen backen kann.

Aber Berberstämme, die vor rund 3000 v.Chr. aus Nordafrika auswanderten und als erste die kanarischen Inseln besiedelten, kannten Brot nicht und erfanden es nie, wie übrigens auch die Metallbearbeitung nicht. Sie waren noch in der Steinzeit, als die Kanaren von den Spaniern im Mittelalter erobert wurden. Sie assen geröstetes Getreidemehl, allenfalls mit andern Zutaten gemischt aber nicht mit Hefe gebacken. Die spanischen Eroberer übernahmen dieses Kulturgut und essen heute noch dieses Gofio, daneben aber auch Brot.

Gofio in Gran Canaria. Das geröstete Mehl ohne Hefe besteht traditionell aus Gerste, Weizen und Mais. Bis heute ist Gofio ein Grundnahrungsmittel der Kanarischern Inseln. Man isst es pur oder mit anderen Zutaten kombiniert. Lange Zeit galt das unvergorene Getreideprodukt als Armeleuteessen, aber heute erlebt es eine Renaissance und wird auch im Supermarkt verkauft.

Damit die Hefe im Teig mit der Arbeit beginnen kann, muss die Mehlstärke zuerst durch Enzyme in Zucker umgewandelt werden. Beim Zuckerabbau durch die Hefepilze entsteht Kohlensäure-Gas, das im rohen Teig durch Weizenkleber zurückgehalten wird. Dadurch geht der Teig auf. Dies bildet die Voraussetzung für luftige und bekömmliche Brote oder feines, leichtes Hefegebäck mit dem unvergleichlichen Aroma und dem spezifischen Duft. Die Hefe ist für den Bäcker heute das wichtigste natürliche Teiglockerungsmittel. Denn unabhängig von der Rezeptur kann man sich auf ihre gleichmässige Triebkraft und ihr gutes Gärvermögen verlassen.

Hefen sind einzellige Mikroorganismen. In der Natur weit verbreitet, kommen sie als wilde Hefen überall dort vor, wo sie einen Nährboden finden. Sie zeichnen sich durch starkes Gärvermögen aus und können den in Nahrungsmitteln enthaltenen Zucker sowie die Kohlenhydrate aufspalten und in Äthylalkohol und Kohlendioxid umwandeln. Aber sie sind ambivalent und können auch Zucker mit Sauerstoff veratmen zu Wasser und Kohlendioxid.

Die Phase der Hefevermehrung findet optimal bei Temperaturen unter 26°C statt. Je mehr Kohlenstoffdioxid entsteht, umso langsamer verlaufen die Veratmungsprozesse. Deshalb wird der Teig bei langer Führung oftmals gestossen bzw. gedehnt und gefaltet, um das Kohlendioxid gegen Sauerstoff auszutauschen und die Hefevermehrung anzuregen. Auch Vorteige dienen neben der Aromabildung der Vermehrung von Hefepilzen.

Hefen sind Mikroorganismen, die auf reifen Früchten aber auch in der Luft vorkommen («wilde» Hefen). Für Lebensmittel verwendet man Rein- bzw Kulturhefen. Ist Zucker als Nährstoff vorhanden, genügend Sauerstoff und stimmt die Temperatur, vermehrt sich die Hefe durch Zellsprossung in wenigen Stunden um das Doppelte. Dabei scheidet sie Alkohol und Kohlendioxid aus. Bild: Brotteig kneten.

In einer zweiten, sauerstoffarmen bis sauerstofffreien (anaeroben) Phase werden durch das Hefeenzym Zymase Einfachzucker in Kohlenstoffdioxid und Alkohol (Ethanol) zersetzt. Der Alkohol ist neben anderen Gärungsprodukten Grundlage für das Brotaroma, das Kohlenstoffdioxid fördert als Gärgas das Brotvolumen und bildet die Poren im Teig. Die sogenannte alkoholische Gärung (Fermentation) findet optimal bei Temperaturen zwischen 30-35°C statt.

Die Hefevermehrung wird vor allem während der Stockgare angestrebt, die Gärung während der Stückgare. Über 45°C sterben die Hefepilze. Unter 10°C verlangsamen sich die Stoffwechselprozesse erheblich, unter -7°C werden sie vollständig eingestellt.



Brot sollte nie nach Hefe schmecken. Für den Teig sollte nur 2-3% Frischhefe (bezogen auf die Gesamtmenge der Getreideerzeugnisse) verwendet werden. Je weniger Hefe im Brot, umso besser das Aroma und umso länger die Frischhaltung. Neuere Entwicklungen sprechen von Aromahefen.


Im Unterschied zu den chemischen Teiglockerungsmitteln ist Hefe ein lebender Mikroorganismus. Die mikroskopisch kleinen Lebewesen wandeln im Teig den aus Stärke des Mehls gebildeten Zucker in Kohlensäure und Proteine in Aromastoffe um. Der Teig beginnt so, sich zu heben, und verdoppelt sein Volumen, bildet Blasen und wird im Backofen zu einem duftenden Backwerk. Der in der Hefe enthaltene Fermentkomplex Zymase sorgt für die Stoffumwandlung des Zuckers in porenfüllende Kohlensäure und geschmackgebende Aromastoffe.

Frisch-, Trocken- oder Flüssighefe?

Frische Hefe bleibt bis etwa 2 Wochen nach der Herstellung aktiv. Frische Hefe in gutem Zustand hat die Farbe von hellen Champignons, ist fest und riecht angenehm. Beim Brechen entsteht ein glatter Bruch. Mit zunehmendem Alter wird sie dunkler, trockener und riecht stärker. Ob und wie gut Frischhefe Tiefkühlung übersteht ist umstritten. Frische Hefe muss mit etwas Flüssigkeit angerührt werden, damit sie sich gut in den Teig einarbeiten lässt.

Trockenhefe in Pulverform ist überall erhältlich und funktioniert mit konstanter Qualität. Mit schonender Trocknung wird der Frischhefe Wasser bis auf einen Restgehalt von 4 bis 5 Prozent entzogen. Trockenhefe ist praktischer für Hobbybäcker, die nur gelegentlich Backen. Wenn man diese Form verwendet, halbiert man die im Rezept angegebene Menge an Frischhefe.

Trockenhefe hat Instantcharakter, das heisst, sie wird direkt dem Mehl beigemischt, oder muss - als herkömmliche Aktivtrockenhefe - etwa 15 Minuten in 40 °C warmem Wasser aufgelöst werden. Sie kann vakuumverpackt bei kühler und trockener Lagerung eine Haltarkeit bis zu 2 Jahren aufweisen.

Flüssighefe ist praktisch für die Brotbereitung. Man kann damit die Anzahl der erforderlichen Arbeitsschritte reduzieren. Dank ihrer flüssigen Konsistenz kann diese Hefe in sehr genauen Mengen dosiert werden, auch automatisiert. Ferner ist eine bessere Mengenkontrolle möglich. (GB / Infos: Klipfel Hefe)

Teiglockerung mit Starthilfe

Die Hefegärung kann einfach durch Stehenlassen des Teiges oder durch Zugabe eines Teigrestes vom Vortag in Gang gesetzt werden. Heute wird oft die gesamte Hefemenge von Beginn an zugesetzt (direkte Teigführung), oder der Teig wird mit wenig Hefe angesetzt und erst nach einer ausreichend langen Wachstumsphase der Hefe weiterverarbeitet (indirekte Teigführung, die traditionelle Methode des Vorteiges). Für das anfängliche aerobe Wachstum der Hefezellen ist es förderlich, wenn das Mehl vor dem Mischen gesiebt und dabei belüftet und mit Luftsauerstoff gesättigt wird.



Die Entdeckung der teiglockernden Treibmittel war für unsere Vorfahren ein grosser Fortschritt. Wahrscheinlich war es eine Zufallsentdeckung, dass ein frischer Teig vergessen wurde und das am nächsten Tag daraus gebackene Brot viel lockerer war und besser schmeckte. Im Laufe der Jahrtausende haben sich für Brote zwei Triebmittel besonders bewährt: Hefe und Sauerteig.



Bild: moderner Sauerteig-Fermenter.


Einen aus Roggenmehl und Wasser bereiteten Teig lässt man für einige Stunden ruhen, bis der Teig spontan zu gären beginnt. Durch schrittweises Zufügen von Mehl und Wasser kann die Gärung so weiter geführt werden, dass sich die gewünschten Mikroorganismen entwickeln. Dabei handelt es sich um verschiedene Arten von Milchsäure-Bakterien, die zur Energiegewinnung Kohlenhydrate anaerob zu Kohlenstoffdioxid und entweder ausschliesslich zu Milchsäure (homofermativ) oder zu Milchsäure und Essigsäure (heterofermentativ) abbauen.

Die anfänglich schwach saure Gärung und Gasbildung wird kräftiger und Sauerteig-Hefen und Milchsäure-Bakterien gewinnen im Teig die Oberhand, da unerwünschte Mikroorganismen verdrängt werden. Die Sauerteigzugabe dient aber nicht nur zur Absenkung des pH-Werts während der Teigführung, sondern der Sauerteig verleiht dem Brot die säuerliche Note, das besondere Aroma und eine längere Frischhaltung. So ist es nicht verwunderlich, dass in vielen Backrezepten Sauerteig nicht aus backtechnischer Notwendigkeit, sondern wegen der geschmacklichen Note zugesetzt wird.

Was genau geschieht mit dem Teig beim Backen?

Beim Einschieben der Brote ist der Ofen bereits mit Wasserschwaden angefüllt und auf die kalte Teigoberfläche schlägt sich Wasser nieder. Die freiwerdende Kondensationswärme sorgt für eine schnelle Erwärmung der Teigstücke und der Wasserdampf verhindert das vorschnelle Austrocknen der äusseren Teigschicht, die dadurch elastisch bleibt und bei Ausdehnung nicht reisst.

Bei weiterer Temperatursteigerung denaturieren die Proteine, die Stärke verkleistert und der Wasserdampf bildet Gasblasen, die vom fester werdenden Teig festgehalten werden. Zuletzt entstehen in komplexen Reaktionen aus Aminosäuren und Zuckern die appetitliche Farbe und vor allem das verführerische Aroma des Brotes. Dabei reagieren unzählige bereits im Teig vorhandene Verbindungen gleichzeitig miteinander, wobei nur die äusseren Teigschichten die im Ofen zuletzt erzielten Temperaturen von über 200 °C erreichen.

Im Brotinneren steigt die Temperatur langsamer an und erreicht nur Werte von maximal 100 °C. Die chemischen Prozesse im Inneren unterscheiden sich also von denen im äusseren Krumenbereich und die wiederum sind anders als jene in der Kruste.

Am Anfang des Backprozesses vermehren sich die bis 50 °C lebensfähigen Hefezellen zunächst noch durch aeroben (Hefeatmung), dann anaeroben (Hefegärung) Abbau von aus Maltose gebildeter Glukose unter Bildung von Kohlendioxid (CO2) und Wasser bzw. Ethanol. Ab 65 °C geht es im Teig erst so richtig los, denn es bildet sich das Herzstück des Brotes, die Krume: die bei tieferen Temperaturen leicht verformbaren Kleberproteine haben durch die sich ausdehnenden Kohlendioxidbläschen ein dreidimensionales Gerüst mit darin eingelagerten Stärkekörnern gebildet. Bei 65 °C denaturieren die Kleberproteine und verlieren dabei ihre Verformbarkeit. Aus dem plastischen wird ein elastischer Teig.

Nicht nur die Kleberproteine, sondern auch die Proteinhaut um die Stärkekörner denaturiert bei ca. 65 °C und wird dabei wasserdurchlässig. Das vom Kleberprotein abgegebene Wasser nehmen die Stärkekörner nun vollständig auf. Die Stärke quillt dadurch auf und das Volumen der Stärkekörner nimmt um ca. 40 % zu, wobei die umhüllende Proteinhaut platzt.

Die gequollene Stärke wird nun von der Amylase (Optimum bei 65 °C) angegriffen und in grosse Bruchstücke (Dextrine) gespalten. Gleichzeitig greift die Amylase (Optimum bei 50 °C) die Bruchstücke vom Kettenende unter Bildung von Maltose an (Abbildung 7). Durch den hohen Druck der quellenden Stärkekörner werden alle kristallinen Stärkestrukturen zerstört, die Stärke verkleistert und es bildet sich die gewünschte feste Krume.



Ein gut gebackenes Brot hat einzigartige Enschaften: Es ist nicht direkt verformbar, aber durchaus biegsam und druckelastisch. Die Krume ist nicht zug-elastisch und dadurch gut kaubar; sie ist schnittfest und auch leicht bestreichbar.

Bild: Fachjuroren bei der Bewertung von Broten in der «Swiss Bakery Trophy».


Für viele Geniesser ist die Brotkruste mit dem verführerischen Aroma das Beste am Brot. Wegen des geringen Wassergehalts in der Kruste findet dort nur eine geringe Verkleisterung der Stärkekörner statt. Bei Temperaturen ab 110°C reagieren die Abbauprodukte der Proteine in einer nichtenzymatischen Bräunungsreaktion (Maillard-Reaktion) an der Krustenoberfläche mit den verschiedensten Sacchariden.

Vor allem die Arabinose und die von der Amylase gebildete Maltose tragen zur intensiven Bräunung und zur Bildung von Aromastoffen bei. Bei 140 °C beginnt die Caramelisierung der Zucker, ab 150 °C beginnen Röstreaktionen. Beim Backen bilden sich Hunderte von Aromastoffen, jedoch nur einige wenige bestimmen das typische Aroma der Krume und der Kruste.
(Infos: Prof. Dr. Jürgen-Michael Brümmer, Brotexperte aus D-Detmold. Prof. Dr. Klaus Roth, Berlin. bmi aktuell Ausgabe 1 / Mai 2008. www.hefe.ch, www.klipfel.ch)

Buchtipp:
Schritt für Schritt zum selbst gebackenen Brot. Von Daniel Stevens

Umfassend und fundiert erklärt dieses Buch alles, was man zum Selberbacken von Brot wissen muss: Von Küchenausrüstung und Grundzutaten über die Zubereitung des Grundteigs, das richtige Kneten, Formen, Gehenlassen und Backen, über Brote mit und ohne Hefe und selbst angesetzten Sauerteig. Mit 60 Rezepten: Vom einfachen Weissbrot über ausgefeilte Mehrkornmischungen bis zum Sauerteigbrot, vom schnellen Fladenbrot aus der Pfanne bis zu Grissini, Croissants, Scones und Bagels.
ISBN: 978-3-03800-774-6. Gebunden. 224 Seiten. Format: 14 cm x 21 cm. 26.90 CHF http://www.at-verlag.ch/buch/978-3-03800-774-6/Daniel_Stevens_Brot.html
(gb)

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