3D in situ-analys av glutenfritt bröd

Den som äter glutenfritt bröd är nog medveten om att detta ofta inte når upp till samma kvalitet som sina vetebaserade motsvarigheter. Glutenfritt bröd får inte samma volym som bröd bakat med vetemjöl. Dessutom håller det sig inte färskt och fräscht lika länge. Allt detta kan dock förbättras genom att man tillsätter modifierad potatisstärkelse.

Olika typer av stärkelse

För att förstå hur egenskaperna hos olika typer av stärkelse påverkar bildningen av luftblåsor i degen, som gör så att  volymen ökar, är det viktigt för industrin att kunna analysera olika delar av bakprocessen i realtid. När Lyckeby Sveriges Stärkelse-producenter ville undersöka hur olika typer av stärkelse påverkar den tidsberoende bildningen av blåsor som ökar volymen på glutenfritt bröd vände de sig till RISE. För att genomföra experimentet utvecklade de glutenfria degar baserade på ett referensrecept från Garbo Food, ett specialbageri som specialiserar sig på gluten- och mjölkfria bageriprodukter. Degarna fick en tillsats av olika potatisstärkelser (naturliga eller modifierade). Degarna tillverkades och jästes vid TOMCAT-strålröret vid Swiss Light Source på Paul Scherrer Institute (PSI) i Schweiz. I experimentet användes en Electrolux-ugn med provmiljö från RISE, som tillhandahåller både konvektionsvärme och mikrovågor, och proverna analyserades under både kombinationen av mikrovågor och konvektion eller konvektionsbakning. Retrograderingen (åldrandet) av det färdigbakade brödet bestämdes efter lagring genom att mäta nanostrukturens kristallinitet med laboratorie-SAXS-WAXS.

En lätt kollaps av porerna

Med synkrotrondata kunde man visualisera och särskilja porer och brödmaterial i form av lameller mycket tydligt. Porstorleken eller den så kallade porositeten (andelen porer) och lamellernas tjocklek kvantifierades i 3D. En överraskande strukturutveckling hos det glutenfria brödet var att porositeten avstannade under konvektionsbakning (vanlig ugnsbakning) som följdes av en minskning. Visualiseringen visade att det tyder på en viss kollaps av porerna, vilket kan bero på att det saknas gluten som kan hålla ihop porstrukturen. Kombinationsbakningen med mikrovågor visar å andra sidan en stadig ökning av porositeten under hela bakningsprocessen. 

Högre porositet med modifierad stärkelse

Glutenfritt bröd med tillsats av modifierad stärkelse uppvisade en något högre porositet och tunnare lameller jämfört med tillsats av naturlig stärkelse vid kombinationsbakning. Retrograderingen (åldrandet), mätt med SAXS-WAXS, visade att alla glutenfria bröd retrograderade (åldrande) mycket efter tre dagars förvaring i rumstemperatur, särskilt bröd som innehöll icke-modifierad naturlig stärkelse och bröd som bakats med kombinationsbakning. Efter frysförvaring var retrograderingen låg, med undantag för brödet som innehöll nativ stärkelse som även åldrades något i frysen.

Fakta/Analys av glutenfritt bröd

1. Porositet och volymutveckling:
   • Glutenfritt bröd tenderar att ha en lägre volym än bröd bakat med vetemjöl, eftersom det saknar gluten, vilket är viktigt för att hålla ihop porstrukturen.
   • Vid konvektionsbakning (vanlig ugnsbakning) observerades en överraskande kollaps av porstrukturen i det glutenfria brödet, vilket ledde till en minskad porositet.
   • Vid kombinerad bakning med mikrovågor och konvektiv värme ökade porositeten stadigt under hela bakningsprocessen, vilket gav en hög porositet på det färdigbakade brödet.
2. Effekten av modifierad stärkelse:
   • Glutenfritt bröd med tillsatt modifierad potatisstärkelse hade högre porositet och tunnare lameller (väggarna mellan porerna) än bröd med naturlig stärkelse, särskilt vid kombinerad bakning.
   • Modifierad stärkelse förbättrade alltså brödets struktur genom att öka porositeten, vilket ger ett luftigare bröd.
3. Retrogradation (åldrande av brödet):
   • Alla glutenfria bröd, oavsett typ av stärkelse, uppvisade hög retrogradering, det vill säga snabbt åldrande, efter tre dagars förvaring i rumstemperatur. Detta betyder att brödet snabbt blir gammalt och förlorar sin färskhet.
   • Bröd med naturlig stärkelse åldrades snabbare än bröd med modifierad stärkelse.
   • Efter frysförvaring var retrograderingen generellt låg, förutom för bröd med naturlig stärkelse, som även åldrades snabbt i frysen.

Slutsats:
Modifierad stärkelse förbättrar både porositeten och strukturen i glutenfritt bröd, särskilt när det bakas med en kombination av mikrovågor och konvektiv värme (som i en "vanlig" ugn). Dessutom saktar modifierad stärkelse ner åldrandet av brödet jämfört med naturlig stärkelse.