Tanja Engen R162bak Naturfagsdokumentation Gluten og proteiner

Transkript

1 Naturfagsdokumentation Gluten og proteiner 1

2 Indhold Formål... 2 Teori... 3 Hvad er protein:... 3 Aminosyrer og Essentielle aminosyrer:... 3 Proteinets egenskaber:... 4 Peptidbinding:... 4 Proteintyper:... 4 Hvad er proteinets rolle i bagning:... 4 Gluten og lidt om melets Kemi:... 4 Hypotese... 6 Materialer og fremgangsmåde... 6 Udstyr til forsøget med Gluten i mel:... 6 Fremgangsmåde:... 6 Resultater... 6 Udregninger af melets/glutens vandoptagelsesevne:... 7 Udregning af Glutenindhold:... 7 Billeder fra forsøget... 7 Diskussion... 8 Konklusion og perspektivering... 8 Fejlkilder... 8 Kildeliste

3 Formål Formålet med denne opgave er at finde ud af hvad det er der udgør det gluten som dannes i mel når det kombineres med vand, hvordan det dannes og hvordan det reagere og hvor meget gluten der kan fremkomme i brød/dej under rette forhold og mængder. Teori Hvad er protein: Protein er noget der findes i alt levende. Det er nogle stoffer som ligner hinanden i deres opbygning. Udover kulhydrater og fedtstoffer består vores levnedsmidler også af protein. I planter dannes proteiner ved en kemisk proces. Udover at proteiner giver os energi er de også med til at opbygge og vedligeholde vores organisme. I proteiner indgår grundstofferne: - Kulstof (C) - Oxygen (O) - Hydrogen (H) - Nitrogen (N) I nogle proteiner er der også Svovl (S) og Fosfor (P) men disse stoffer indgår ikke i alle proteiner. En sjetedel af et menneske er protein. De forsyner kroppen med aminisyrer, der skal vedligeholde cellerne. De indgår i muskler, blod, hormoner, enzymer og antistoffer. De transportere også næringsstoffer og affaldsstoffer samt giver energi til kroppen. Aminosyrer og Essentielle aminosyrer: Proteiner er opbygget af en lang kæde af nogle organiske syrer som hedder aminosyrer. Proteinernes syrer kaldes aminosyrer pga. en aminosyregruppe (-NH 2 ). Der findes 20 forskellige aminosyrer i proteiner og 8 heraf er livsvigte også kaldet essentielle. Disse er livsvigte da det er nogle syrer mennesket ikke selv kan danne i kroppen. 1 protein kan være sammensat af tusinder aminosyrer. Protein findes i både dyr og planter. De kan inddeles i vegabilske proteiner (bønner, ærter, nødder og kornprodukter) og animalske proteiner (mælk, ost, kød, fisk, fjerkræ og æg). Proteiner er meget komplicerede. En aminosyre består af et kulstofskelet med en aminogruppe (-NH 2 ) og en karboxysyregruppe (-COOH). Det er ved hjælp af enzymer at aminosyre sættes dammen til forskellige proteiner. 3

4 Proteinets egenskaber: En egenskab ved proteiner er at de kan koagulere. De stivner ved opvarmning til 70 grader og fraspalter vand. Der sker ved fx stegning og kogning. Peptidbinding: 2 aminosyre kan danne et større molekyle, der så kan danne et endnu større molekyle indtil proteinmolekylet er dannet. Når aminostyre samles, bliver de bundet sammen af en peptidbindning og man får derved en dipeptid. Herved kan der dannes meget lange aminosyrekæder, som er grundsten for polypetider. Ved kemiske reaktioner i levende celler deltager et specifikt protein som i gangsætter af processen. Denne organiske katalysator kaldes et enzym. Aminosyre bindes sammen af en peptidbinding, -COOH gruppen fra en aminosyre reagere med NH 2 gruppen fra en anden aminosyre under vandfraspaltning. Herved dannes der en binding mellem C og N. Proteintyper: Strukturen på proteiner afhænger af peptidernes opbygning. Hvis formen er kugleformet, hedder det globulære proteiner. Disse er vandopløselige og er dem som koagulere ved temperaturer på grader. (albumin, globulin, glutenin og kasein er vandopløselige globulære proteiner. Den anden type protein er snoet i spiraler og kaldes for fiberproteiner. Fx collagen, keration og elastin disse er uopløselige i vand. Hvad er proteinets rolle i bagning: Under bagning af brød med hvedemel danner de uopløselige proteiner glutenin og gliadin en gummiagtig dej = gluten. Gluten er i stand til at tilbageholde den CO 2, hvilket dannes under hævningen og bidrager herved til volumen. Underbagningen koagulere gluten og danner skorpen + skellettet i brødet som gør at brødet holder volumen og bliver elastisk. Gluten og lidt om melets Kemi: Melets kemiske sammensætning: Det består af kulhydrater, protein (som danner gluten) og fedt. Melet kulhydrater = sukkerstoffer og ufordøjelige fiber. Monosakkarider (hurtigoptagelige), disakkerider (skal nedbrydes til monosakkarider, der går længere før de kommer i blodet, det er rent sukker) og polysakkarider (komplekse kulhydrater, langsom optagelse da de skal nedbrydes til monosakkarider. Opdeles i fordøjelige = stivelse fra hvede, ris, majs, kartoffel og ufordøjelige optages ikke i kroppen = cellulose, pektin og hemicellulose som er klid og fiberstoffer)). Stivelse består af sammensatte glukoseenheder ( druesukkermolekylder som er lejret i et stivelseskorn) stivelseskornet er opbygget i lag. Yderst er den største koncentration er druesukkermolekyler. Det yderste lag virker som et beskyttende skal. Stivelseskornene er uopløselige i koldt vand. Skal bruges varmt vand for at tykne. Hvedemel indeholder 72 % stivelse i form af stivelseskorn. 4

5 Forkliting: Når stivelseholdige produkter opvarmes svulmer de enkelte stivelseskorn op og stivelseskornenes skal sprænger. Herved trænger væske ind i stivelseskornet og kornets amylose og amylopepektin opsuger væsken. Herved sker en forklistring. Ved forklistring kan stivelsen binde op til 8-10 gange sin egenvægt i væske. Skal op på grader for at stivelseskornet springer. Vandet i dejen bringer vandet ind i stivelsen og brødet går fra ar være dej til blødt brød når det når grader. Rugstivelse: 50 grader Hvedestivelse: grader Rissitvelse: 70 grader Majsstivelse: grader. Hvilken stivelsetype man bruger har betydning for hvorlænge det skal bage. Forklaringen på hvorfor et brød er for blødt er at det ikke har nået den rette kernetemperatur. Enzymer er katalysatorer, de sætter gang i processerne og hjælper derved med at nedbryde og opbygge forskellige stoffer. De er fx nødvendige for at vi kan nedbryde vores mad til næringstoffer som kan optages i vores blod. Enzymer bruges til at nedbryde polysakkarider. For høj enzymaktivitet i melet gør at stivelsen bliver nedbrudt inden melet bruges i dejen og så vil man ikke kunne bage brødet da det ikke vil kunne optage vandet. Protein: opdeles i opløselige og uopløselige, det er de uopløselige aminosyrer, glutening og gliadin som danner gluten i dejen og brød. Det er Glutening og gliadin der sammen med vand danner gluten. Gluten dannes i forholdet 1 glutanin til 3 gliadin i hvedemel. Elastikkerne skabt af gluten er skabt af protein og vand. Der er fx ikke gluten i rugmel/rugbrød selvom de indeholder stofferne, de indeholder bare ikke proteinerne i de rette mængder og kan derfor ikke skabe gluten. Det er melets proteinstoffer der bestemmer melets vandoptagelse. Proteiner kan optage 2 x sin egen vægt i vand under dejlægningen hvis det er kørt rent. Kører man sin dej for længe vil proteinstofferne afgive vandet igen og dejen vil blive våd og klistret og luftenet ødelagt der vil altså ikke være nogen bageevne. Når brød varmes op vil proteinstofferne koagulere. Glutenstrengene der opstod ved dejlægningen vil stivne, fraspalte vandet og danne brødets skelet. På samme stadige vil stivelseskornene sprænge og optage det fraspaltede vand = forklistring. Der er ikke gluten i rent hvedemel men i stedet proteinstofferne glutenin og gliadin (1 glutening til 3 gliadin). Det er først når der bliver tilføjet vand til disse proteinstoffer i forholdet 1 glutanin til 3 gliadin at det bliver til gluten som skaber de elestikker som skal skabe brødets skelet. Glutens egenskaber er at det er: Lufttæt, vandtæt, vandsugende, elastisk, koagulere ved 60 grader, ikke vandopløseligt og danner brødets skelet. 5

6 Hypotese Min hypotese er at jeg via af det forsøg vi skulle lave ville få indsigt i den kemiske reaktion omkring gluten og hvordan gluten dannes og hvad det gør i det brød vi bager. Ville være med til at skabe en bedre praktisk/billedelig forståelse af den tillærte teori omkring gluten og protein i mel. Materialer og fremgangsmåde Udstyr til forsøget med Gluten i mel: - Små skåle - Skeer - Sigte - 10 eller 20 ml Måleglas andet måleglas kan også bruges - Dråbetæller (til evt. jod/jodkaliumopløsning) - Alubakke til bagning af udvasket gluten - Film - Vægt - 40 g Hvedemel - 2 %NaCl (saltopløsning) 20 g NaCl(salt) opløst i 980 ml lunken vand - Evt. Jod/jodkaliumopløsning (havde vi ikke til dette forsøg men vil kunne bruge det til eksamen) Fremgangsmåde: g mel afvejes i en skål 2. melet og ml 2% saltopløsning blandes i skålen med skeen til en dejbolle 3. dejbollen æltes godt 4. Dejbollen henstilles i skålen overdækket med film i ca. 1 time 5. Efter liggetiden udvaskes dejbollen i en skål med koldt/lunkent vand 6. Stivelsen udvaskes i vandet. Skift vand indtil alt stivelsen er udvasket. 7. Forekomst af stivelse i glutendejen kan evt. påvises ved at dryppe et par dråber jod/jodkaliumopløsning på dejen. Farves dejen sort, er der stadig stivelse i glutendejen og udvaskningen fortsættes til dejen ikke farves ved tilsætning af mere jod/jodkalium. (dette trin kunne vi ikke udføre i denne omgang da vi ikke havde jod) 8. Overskydende vand fjernes fra glutenbollen ved at ælte bollen lidt på bordet 9. Glutenbollen afvejes og våd gluten beregnes 10. Glutenbollen anbringes i alubakken og bages 11. Glutenbollen afvejes og tør gluten beregnes. 6

7 Resultater Udregninger af melets/glutens vandoptagelsesevne: Beregning af melets/glutens vandoptagelses evne Ml vand x 100 = % vandoptagelse Ligning til vandoptagelses evne Gram mel Beregning 24 ml vand x 100 = 60 % vandoptagelse 40 gram mel Udregning af Glutenindhold: Beregning af glutenindhold Ligning til Våd gluten Beregning af våd gluten Ligning til tør gluten Beregning af tør gluten Gram våd gluten x 100 = % våd gluten Gram mel 12 g våd gluten x 100 = 30 % våd gluten 40 g mel Gram tør gluten x 100 = % tør gluten Gram mel 9 g tør gluten x 100 = 22,5 % tør gluten 40 g mel Billeder fra forsøget: 7

8 Diskussion I ovenfor resultat kan selve processen ses i forhold til forsøget. Resultatet viste en luftig bolle fyldt med en masse huller eller nærme et net af tråde som havde været med til at gøre at bollen havde holdt sin form og endda faktisk havde hævet lidt op i forbindelse med at den opbyggede gluten ville koagulere og stivne så dette net af elastikker var stivnet og nu var blevet til et skelet som kunne holde formen på gluten bollen. Det var meget sjovt at se at da dejbollen var blevet vasket og alt stivelsen var vasket ud af den stod vi tilbage med en mærkelig lille klump som var urolig elastisk, det viste meget godt den kemiske reaktion der skete når man har proteinstofferne glutening og gliadin i de rette forhold som de er i hvedemel og så tilføjede vand samt æltede det godt for at opbyggede glutenelastikkerne og hvordan det blev til denne lille elastiske masse som efter det blev bag virkelig fremviste hvor vigtigt glutenet kan være for at opbygge et skelet i brødet. I og med at vi havde vasket alt stivelsen ud af dejbollen var der ikke noget tilbage til at optage vandet i den udvaskede dejbolle som er fordampet og tilbage var kun det skelet som er så vigtig i brødet i sær også under brødets liggetid da det er med til at tilbageholde co2 så brødet kan hæve op. Konklusion og perspektivering Til konklusion vil jeg sige at forsøget levede op til de forventning er jeg havde for et forsøg vi skulle udføre i forhold til gluten og protein i mel. Det har været med til at give mig et ordentligt billede af hvad det faktisk er der sker i brød, hvordan glutenet skabes, hvordan det reagere og hvilken betydning det har i brødet og hvorfor det er godt at få skabt så meget gluten som muligt. Det har givet et godt billede af den kemiske reaktion og hvad det er der sker når gluten bliver bag/opvarmet til en temperatur over de 70 så proteinet/glutenen kan stivne og blive til det hullede net af tråde som holder på brødets form og volumen. Det giver en god forståelse for hvorfor vi kører dejen så meget som vi gør og hvorfor det er vigtigt at vi laver glutentest undervejs for at se hvornår dejen er kørt tilstrækkeligt og så vi heller ikke når at køre dejen for længe. Det giver en god forståelse for hvorfor vi ikke laver ret mange brød hvor der ikke er bare lidt hvedemel i, da det så ville have svære ved at få nok volumen. Det har vi allerede prøvet i andre forsøg vi har lavet til varekendskab hvor vi prøvede at bage med forskellige meltyper hvor det tydeligt kunne ses hvor der havde været gluten (de rette proteinstoffer i de rette forhold) i og hvor der ikke havde været tilstrækkeligt med gluten da, boller ikke havde hævet ret meget op eller havde fået en meget kompakt hård krumme/skorpe. Fejlkilder Fejlkilder som kunne have været i forsøget var hvis vi ikke havde fået vasket alt stivelsen ud af dejen da forsøget så ikke havde givet det rette resultat. Vi havde ikke mulighed for at teste dette da vi ikke havde noget. Jod/jodkaliumopløsning tilgængelig, vi var derfor nød til at stole på at vi kunne vurdere hvornår vi havde vasket alt stivelsen ud ved at se på hvornår vandet stoppede med at tage farve fra stivelsen. 8

9 Kildeliste - Bogen Naturfag Vibeke R. Gylling og Uffe B. Jørgensen Erhvervsskolernes Forlag Grund- og områdefag 1 - Powerpoint om protein givet i naturfag - Powerpoint om fra korn til mel og melet kemi givet i varekendskab 9