Einfluss von Weizensorten und Teigzubereitungen auf den FODMAP-Gehalt in Broten – eine wissenschaftliche Studie

In einem früheren Blog-Artikel haben wir bereits die Bedeutung des Akronyms FODMAPs (Fermentable, Oligo, Di, Monosaccharide und Polyole) erläutert, deren übermässiger Konsum relevante negative Auswirkungen auf die Gesundheit hat, wie z.B. ein Reizdarmsyndrom. Diesen Monat kehren wir mit weiteren interessanten Informationen zu diesem Thema zurück.

Es geht um eine wissenschaftliche Studie über den «Einfluss von Weizensorte und Teigzubereitung auf den FODMAP-Gehalt in Weizenbroten mit Presshefe», die im Juni 2020 im Journal of Cereal Science veröffentlicht wurde und von C.F.H. Longin, H. Beck, A. Gütler, W. Heilig, J. Zimmermann, S.C. Bischoff und T. Würschum verfasst wurde.

Das Ziel dieser Studie war es, den Gehalt der FODMAPs im Mehl von 21 Weizensorten und in 42 (2x21) Broten zu untersuchen, die mit den genannten Mehlen in zwei sehr unterschiedlichen Prozessen hergestellt wurden. Ein Prozess war mit kurzfermentativen Broten (kurze Gärung von 110 Minuten) mit Presshefe und der andere Prozess mit langfermentativen Broten (lange Gärung bis 24 Stunden), die ebenfalls mit Presshefe mit kultiviertem Sauerteig hergestellt wurden.

Jede der Sorten 1-10 und 21 repräsentierte eine Mischung von Ackerbohnen, die an drei verschiedenen Standorten in einem ökologischen Produktionssystem angebaut wurden.

Die Sorten 11-20 waren eine Kombination von zwei Nachbildungen eines einzigen konventionellen Feldes, auf dem jede Sorte mit zwei Arten von Stickstoff als Dünger angebaut wurde, 130 bzw. 230 Kilogramm pro Hektare.

Mit diesen Mehlsorten wurden die Laibe in der Studie in einem einzigen Tag gebacken, wobei zwei verschiedene Teiggärungszeiten verwendet wurden. Die Rezepte waren die gleichen für die kurz- und langgegorenen Teigbrote, abgesehen von der Menge an Hefe und Wasser. Im Einzelnen lauteten die Rezepte wie folgt:

Brote mit kurzem Fermentationsprozess

2 kg Vollkornmehl
40 g Salz
50 g frische Backhefe
1,3 l warmes Wasser (25 °C)

Alle Zutaten wurden vier Minuten lang bei niedriger Geschwindigkeit gemischt und eine Minute lang bei hoher Geschwindigkeit in einem Häussler-Alpha-Kneter (Häussler GmbH, Heiligkreuztal) geknetet. Der Teig wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur ruhen gelassen, einmal gefaltet, nochmals 60 Minuten ruhen gelassen, dann geteilt und zwei Laibe Teig mit einem Gewicht von 850 g wurden von Hand geformt. Nach einer Endgärungszeit von 20 Minuten wurden die Laibe in einen Thermo-Oel-Ofen (HEUFT Thermo-Oel GmbH, Bell) überführt und bei 250°C 50 Minuten gebacken. Die Gesamtgärungszeit des Teiges betrug somit 110 Minuten für die kurz gegorenen Laibe.

Brote mit langem Fermentationsprozess

2 kg Vollkornmehl
40 g Salz
20 g frische Backhefe
1,5 l kaltes Wasser (16 ° C)

Alle Zutaten wurden vier Minuten lang bei niedriger Geschwindigkeit gemischt und eine Minute lang bei hoher Geschwindigkeit in einem Häussler-Alpha-Kneter geknetet.Der Teig ruhte 60 Minuten lang bei Raumtemperatur, wurde einmal gefaltet und 17 Stunden lang im Kühlschrank bei einer Temperatur von 7°C aufbewahrt. Von da an wurde der Teig für weitere 6 Stunden bei Raumtemperatur gelagert. Der Teig wurde dann geteilt und zwei Laibe Teig mit einem Gewicht von je 850 g wurden von Hand geformt. Nach der letzten Gärungszeit von 20 Minuten wurden die Brote in einen Ölofen überführt und bei 250°C für 50 Minuten gebacken. Die Gesamtgärungszeit des Teigs betrug 24 Stunden und 20 Minuten bei den lang gegorenen Broten.

Die Zubereitung des Teigs wurde so programmiert, dass die kurz- und lang gärenden Brote parallel gebacken wurden. Nach dem Backen wurden die Brote auf Raumtemperatur abgekühlt, bevor Proben für die FODMAP-Analyse entnommen wurden. Es wurden repräsentative Proben von den Broten einschliesslich Krümel und Krusten genommen und bis zur FODMAP-Analyse eingefroren. Die gefrorenen Proben wurden dann für die Extraktion von FODMAPs gemahlen.

Laut Ziegler sind die Hauptbestandteile von FODMAPs im Brot Fruktose und überschüssige Fruktose. Daher wurde der Saccharidegehalt mit dem Megazym-Fruktose-Kit und der Fruktose- und Glukosegehalt mit dem Megazym-D-Fruktose- / D-Glukose-Testkit gemäss den Empfehlungen und dem Extraktionsprotokoll des Kit-Lieferanten analysiert. Anschliessend wurde der Fruktoseüberschuss sowie der Fruktose-Glukose-Differenz berechnet.

Ergebnisse der Studie

In früheren Studien wurden Oligosaccharide, Glukose, Fruktose und überschüssige Fruktose mit Hilfe von Enzymkits gemessen. Im Durchschnitt wiesen die Brote aus beiden Teigfermentationen einen reduzierten FODMAP-Gehalt von > 65% auf. Der durchschnittliche FODMAP-Gehalt beider Teigfermentationen betrug 0,22 g pro 100 g frisch gebackenes Brot.

Diese Studien schlossen mit dem Ergebnis, dass der FODMAP-Gehalt bei langer Fermentation im Vergleich zur kurzen Fermentation tendenziell niedriger ist. Es wurde auch festgestellt, dass sich die 21 Weizensorten bis zu fünfmal in ihrem Potenzial zur Bildung von FODMAPs im Brot unterschieden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl einer Weizensorte mit niedrigem Saccharidegehalt in Verbindung mit einer verlängerten Fermentation relevant ist, um das Volumen der FODMAPs im Brot zu minimieren.

Gemüse wie Topinambur und Knoblauch (> 10 g / 100 g Fruktose) sowie Früchte wie Birne, Apfel und Wassermelone (2-9 g überschüssige Fruktose / 100 g) sind bekanntermassen reich an FODMAPs. Im Gegensatz dazu wurde bei Getreide und Getreideprodukten ein wesentlich geringerer FODMAP-Gehalt festgestellt, aber ihr hoher Konsum macht sie zu einer potenziell wichtigen Quelle für die tägliche FODMAP-Aufnahme.

So sind eine Reihe von Studien zu dem Schluss gekommen, dass die Zubereitung des Teiges zusammen mit dem für die Brotherstellung gewählten Rohstoff einen starken Einfluss auf die Menge der FODMAPs im Brot hat. Insbesondere ist der Gehalt an FODMAPs im Brot umso geringer, je länger die Gärungszeit des Teigs ist.

In ähnlicher Weise wurde durch die Verwendung von Sauerteig und sogar durch die Auswahl von bestimmten Sauerteig-Stämmen der FODMAP-Gehalt im Brot weiter reduziert, wie in den oben erwähnten Studien zu sehen war.

Schlussfolgerungen

Bäcker, die eine verlängerte Teiggärung verwenden, reduzieren in der Regel die Menge an Frischhefe im Rezept und halten den Teig während des grössten Teils der Gärung bei niedriger Temperatur. Im Gegensatz zu mehreren Berichten über lange Teiggärungen wurde in dieser Studie das Hefevolumen von 2,5% auf 1% angepasst.

Darüber hinaus wurde kaltes Wasser verwendet und der Teig für 17 Stunden Gärungszeit im Kühlraum bei 7°C gelagert. Daher verlangsamten die niedrigere Anfangskonzentration und die niedrige Teigtemperatur die Proliferation und Aktivität der Hefe, wodurch der Abbau von FODMAPs begrenzt wurde. Nach 24 Stunden Teiggärung war die Konzentration der FODMAPs jedoch bereits etwas niedriger als bei kurz gegorenen Broten. 

Diese Ergebnisse zeigen, dass eine lange Gärung das Potenzial hat, den FODMAP-Gehalt in Broten zu reduzieren, dass aber eine genaue Verarbeitung in Betracht gezogen werden muss.

Schlussforderung der Studie

Zudem beeinflusst die Wahl der Weizensorte den FODMAP-Gehalt des Brotes. Im Vergleich zu Mehlweizen zeigte Ziegler (2016), dass die frühere Emmer-Weizenart, wie Dinkel, einen geringeren Gehalt an Sacchariden zu haben schien als Brotweizen. Sie beruhte jedoch auf sehr wenigen Sorten pro Art, weshalb in dieser Studie die Untersuchung des Saccharidegehalts verschiedener Weizenarten auf neun Sorten pro Art ausgedehnt wurde. Während Emmer im Durchschnitt die gleiche Menge an Saccharide wie Weizen enthält, enthalten Dinkel und insbesondere Dinkel höhere Mengen. Die Studien von Biesiekierski (2011) und Ispiryan (2020) bestätigen, dass der geringere FODMAP-Gehalt in Dinkelbroten möglicherweise auf die Verwendung traditionellerer Dinkelrezepte zurückzuführen ist, die mit Kultursauerteig und verlängerter Gärung hergestellt werden.

Alle Brote in dieser Studie hatten einen niedrigen FODMAP-Gehalt mit einem Bereich von 0,08 bis 0,37 g PODMAPs pro 100 g.

 Strategien zur Minimierung des FODMAP-Gehalts in Broten 

Die Wahl einer Weizensorte mit niedrigem Saccharidegehalt, das Vermeiden von sehr kurzen Teiggärungen oder gar direktes Backen sind nur einige Strategien zur Reduzierung des FODMAP-Gehalts. Die Kombination von Presshefe mit Kultursauerteiggärung (Menezes et al., 2019) oder sogar die Auswahl spezifischer Sauerteigstämme (Fraberger et al., 2018) wie auch der Verzicht auf die Zugabe von Zuckern (Saccharose, Honig, Inulin und andere, z.B. Ispiryan et al., 2020) sind zusätzliche Faktoren, um den FODMAP-Gehalt im Brot zu minimieren. Diese Strategien können besonders interessant sein bei der Verwendung von Getreide mit hohem Potenzial zur Bildung von FODMAPs wie Einkorn/Dinkel und Roggen (z.B. Biesiekierski 2011). Die Ergebnisse dieser Studie zeigen jedoch deutlich, dass ein Teig mit kurzen Gärzeiten von weniger als zwei Stunden ausreicht, um Brot mit niedrigem FODMAP-Gehalt herzustellen.