Cerealier och cerealieprodukter
Ingela Marklinder, VT 2012
Institutionen för kostvetenskap, Uppsala universitet
spannmål – sädesslag
– cerealier
Ceres= Växtlighetens gudinna
Stråsäd – gräs (Poaceae ) vars
mogna frukter används som
livsmedel eller foder
de flesta svenska
cerealiesorter härstammar
från Mellanöstern
Cerealie
Tid
Tidig
lokalisering
Vete (Triticum aestivum)
>7000 f.Kr.
Mellanöstern
Ris (Oryza sativa)
4500 f.Kr.
Asien (Indien, Kina, Japan)
Majs (Zea mays)
4500 f.Kr.
Amerika
Korn (Hordeum vulgare)
>7000 f.Kr.
(Mellanöstern)
Havre (Avena sativa)
100 e.Kr.
(2000 f. Kr.)
Europa
(Mellanöstern)
Råg (Secale cereale)
400 f. Kr.
Europa
(Asien, östra
medelhavsområdet)
Hirs (Panicum miliaceum)
4000 f. Kr.
Afrika
Durra (Sorghum durra)
4000 F. Kr.
Afrika
Pseudoceralier:
Bovete; Amarant; Quinoa
Vilken nytta med cerealier?
• energi
• protein
• vår främsta källa till kostfiber
• Mineralämnen
• Bioaktiva komponenter
Speltvete - Dinkel
Triticum spelta
- 7000 år f Kr.
hög näringstäthet i frövitan
hög proteinhalt
täckt – måste skalas
bildar gluten
Råg
kostfiber (15-17 %).
pentosaner (arabinoxylaner) (8-10 %)
ß-glukaner (2,2 %)
cellulosa (1-3 %)
lignin (2 %)
fruktaner (4-6 %).
Bioaktiva substanser som lignaner.
”Rye-factor”
Rågkärnor till frukost minskar
lunchintaget med 16 % (Rosén et al.,
Nutrition Journal 2011)
β-glukaner;
mixed-linked (1-3), (-4) - β-D-Glucans
EFSA:s femte granskning av
hälsopåståenden,
30 juni 2011
Article 14
(1)(a)
Food category Claim
Conditions of
use of the
claim
Health claim
referring to a
reduction of a
disease risk
Oat beta-glucan
Information shall
be given to the
consumer that the
beneficial effect is
obtained with a
daily intake of 3g
of oat-betaglucan.
The claim can be
used for foods
which provide at
least 1g of oat
beta glucan per
quantified portion
Oat beta-glucan
has been shown
to lower/reduce
blood
cholesterol.
High cholesterol
is a risk factor in
the
development of
coronary heart
disease
Ris - paddy
Cellväggars uppbyggnad
• Primärcellväggar finns i frövitan, aleuronskikt och skölden (del
av grodden)
Sekundärcellväggar finns i fröskal, fruktskal, och skal (hull, husk).
I sekundärcellväggen finns lignin inlagrat som mekaniskt stöd.
Fenolkomponenter korsbinder polysackarider i cellväggarna,
främst sekundärcellväggar
Hårt och mjukt vete
(betecknar vetekärnans fysikaliska struktur)
hårt
• tjockare cellväggar
• proteinmatris omger hela
stärkelsegranulen
• stark bindning mellan
protein och stärkelse
• regelbundna partiklar
mjukt
• svagare bindning mellan
protein och stärkelse
• t.ex: Durumvete
• t.ex. mjöl för bakning av
matbröd
• svårare att sikta
Starkt och svagt vete
Starkt
Svagt
• 12,5 – 15 % protein
• 0,4 – 0,75 % aska
• 7,5 –10 % protein
• 0,3 – 0,5 % aska
• t.ex. vetemjöl special
• t.ex. kärnvetemjöl
Fördelning av proteinfraktioner i olika sädesslag.
Källa: Bo Furugren
Sädesslag
Albuminer
%
Globuliner
%
Prolaminer
%
Gluteliner
%
Vete
5-14
4-10
40-55
30-55
Råg
20-45
5-18
19-40
30-40
Havre
2-20
40-80
10-30
5-20
Korn
3-12
8-20
25-50
30-55
Ris
3-15
9-15
4-20
60-84
Majs
2-22
9-20
39-55
30-45
Durra
2-23
2-16
32-59
19-43
”Glutenproteinerna”
Prolamin i
kallas för
• Vete
Gliadin
• Råg
Secalin
• Korn
Hordein
• Havre
Avenin
• Havre har lägre prolaminhalt, Avenin är inte lika toxisk
Stärkelsegranuler
• Varierande
form/utseende
beroende på växtslag
Vete: Större linsformad 25-40 μm
Mindre klotformad 5-10 μm
• Varierande
molekylstorlek – olika
egenskaper
• Molekylerna ordnade i
kristallina och amorfa
områden
Stärkelse i rumstemperatur
• Starka vätebindningar
• Kristallin struktur
• Vätska kan ej tränga igenom
Gelatinering vid > 50 °C
• Sönderbrytning av det molekylära
arrangemanget i det kristallina området
• Vattenabsorption
• Svällning av stärkelsegranuler
• Förändring av form och storlek
• Läckage av amylos
Gelbildning
Resistent stärkelse –
substrat för fermentering i tjocktarmen
RS= Summan av den stärkelse
som inte absorberas i
tunntarmen av friska
individer
RS1
RS2
RS3
Kostfiber i cerealier
• Cellulosa
• β-glukaner
• Arabinoxylaner
• Fruktaner
• Lignin
Enzymer i cerealier
• Amylaser; Α-amylaser, β-amylaser
• Proteaser
• Lipaser
• Fytas
Fytinsyra
Fytasaktivitet
pH
vete:
Speltvete:
råg:
havre:
korn:
tempºC
5,2
55
6,0
45
6,0
45
4,0-4.5 38
5,0
45
Mineralhalt och utmalningsgrad
4) Berikning
• Berikning med B1, B2, niacin, B6 och
askorbinsyra
Mjölprodukter på marknaden
Utmalningsgrad %
vetemjöl
75
Grahamsmjöl
100
Rågmjöl(f. o g.) 100
Oblandad rågsikt 80
Rågsikt (60% vetemjöl
+
40 % obl. rågsikt)
Kornmjöl ca 100
Definition fullkorn:
• Definition AACC, 1999:
Whole grain refers to
”intact ground, cracked or
flaked caryopsis, whose
principal anatomical
components – the starchy
endosperm, germ and branare present in the same
relative proportions as they
exist in the intact caryopsis”
Bioaktiva komponenter =
”phytochemicals”
• Fenolkomponenter: t.ex fenolsyror, flavonoider,
Alkylresorcinoler (- biologisk markör för konsumtion
av fullkorn)
• Karotenoider
• Vit E: tokoferoler, tokotrienoler
• Lignan (tarmflora omvandlar till enterolakton)
• β -glukaner
• Inulin
• Fytat
Finn fem fel! Wikipedia
– den fria encyclopedin
• Fullkorn är spannmål som har sitt naturliga skal kvar, även om
det malts. Den yttersta skalväggen, som ibland kallas kli, och
det inre skalet räknas som fullkorn. Det gäller all spannmål
t.ex helt vete, råg, havre, ris, majs eller linfrö. Det gäller inte
för råris, där är skalet borta, men kornet är inte polerat.
Fullkorn innehåller kostfiber som är viktigt för människans
hälsa. Det tar lång tid för kroppen att bryta ner fullkornskost
vilket gör att man bibehåller en jämn blodsockernivå. Det kan
även hjälpa vid viktminskning i och med att man har en
mycket längre mättnadskänsla jämfört med fibersnål kost.
Är havregryn en fullkornsprodukt?
Havrekärna i genomskärning
Konsten att baka ett gott (fullkorns-)bröd
Baktekniken kan spåras till
det bördiga området i
Mesopotamien, mellan
floderna Eufrat och
Tigris
Utvecklad bageriteknik på
egyptiska bagerier för
5000 år sedan
En utmaning att ta fram
nya, smakliga
fullkornsbröd
Vetemjölets sammansättning
%
Vatten
15
Protein
10-12
Stärkelse
67-68
Fett
1,5-2
Mineralämnen 1,5-2
Fibrer
2-2,25
Pentosaner
1-2%
2012-04-13
Brödbakingsprocessen
• Degberedning och bearbetning
• Hävning
• Avbakning (gräddning)
Degbearbetning
• Vattenupptagning
• Glutenbildning
• Knåda in luft för att underlätta oxidationen av
–SH (CYSTEIN) till -S-S (CYSTIN)
• mognadsmedel: Askorbinsyra
(reduktionsmedel , som oxideras till
dehydroaskorbinsyra) –SH+-SH
–S-S
• Bildning av luftblåsor
Livsmedelsverkets kostråd om bröd
ändrat (okt 2009):
• ”Välj i första hand fullkorn när du äter pasta,
ris, bröd, flingor och gryn”
• (Före okt 2009: ”Ät bröd till varje måltid, gärna
fullkorn”)
Skärpt nyckelhålsmärkning
De nya nyckelhålskriterierna:
LIVS FS 2009:6
För bröd med minst 25% fullkorn
minst 5 g kostfiber
max 7g fett
max 5 g socker
max 0,5 g NaCl
/100g
Minst 50% fullkorn i hårt bröd,
pasta, frukostflingor, gröt
Mjöl och gryn: 100 % fullkorn
Finskt surdegsbröd
- generellt högt intag av
fullkorn
- män 110g; kvinnor 65 g/d
- 30 % av konsumtionen
-lågt falltal
- surdeg
Danskt rågbröd
-100% rågmjöl
“rugbrød”
- mest populärt bland
danska konsumenter
-klippt råg
-rågflingor
- surdeg
- ”smørrebrød
SVERIGE: sirapslimpa;
knäckebrod
Surdegskultur
Grundsur i två steg:
Steg I: 100 g rågmjöl + 100
g vatten
Steg II: 1 msk grundsur
steg I +
100 g rågmjöl + 100 g
vatten
Startkulturer för surdeg
Spontant startad
Frystorkad
”Back slopping”
Levain = natursurdeg
Fördegar
L. plantarum I11;
L. brevis A6
Celac AB, Lund
www.sauerteig.de
Lactobacillus sanfranciscensis
Enstegsprocess
Spontansur
Mjöl + vatten
kontrollerad
Back slopping
Surdegsfermentering
Surdeg
Bröddeg
Bröd
Fördelar med surdeg
• Ökar vattenupptagningsförmågan
• Ökad brödarom
• konsistens
• Längre hållbarhet – hämmar
retrogradering
• Fytinsyra reduceras
• Lägre GI???
Livsmedelsfaktorer i bröd med
betydelse för blodsocker- och
insulinsvar efter måltid
- Intakt botanisk struktur
-
Det lägsta värdet på glykemiskt index (g.I. 66 to
80)i pumpernickel-bread med intakta kärnor
(Jenkins 1985)
- Lösliga fiber
- organiska syror – förlångsammar
stärkelsens hydrolyshastighet/
magsäckstömning
- Förhållandet
amylos/amylopektion
- Fint rågmjöl
-
Finsk studie: Rågbröd gav lägre insulin
respons (Juntunen 2003)
100 % rågmjöl - lergryta
Clinical test
Breads
(70 g of carbohydrates/ slice)
1. Spontaneous sour
dough (160 g)
2. L. plantarum (160g)
3. Rye reference (160g)
4. White reference (127
g)
Study population
•Healthy women (n=15)
•Age 58+/- 5,5 yr
•BMI 25+/- 3,6 kg/m2
•Breakfast in a random
order after overnight fast
•Venous blood test 20,
40, 60, 90, 120, 180 and
240 min.
The wheat reference bread showed a significant
higher blood glucose response (area under curve
0-90 min) compared withboth the rye rye sour
dough bread and the rye reference bread
7
5
S-A1
4
S-spont
R-råg
3
R-vete
2
1
Tid (min)
0
24
0
22
0
20
0
18
0
16
0
14
0
12
0
10
80
60
40
20
0
0
Blodglukos (mmol/l)
6
The wheat reference bread showed a significant
higher insulin response (area under curve 0-90
min) compared with both the rye sour dough
bread and the rye reference bread
50
45
Plasmainsulin (mU/l)
40
35
S-A1
30
S-spont
25
R-råg
20
R-vete
15
10
5
0
Tid (min)
Effekt av mikrostruktur och porositet
Bröd av vetemjöl
Porös struktur.
Gluten är kontinuerlig fas.
Insulin index 100.
Bröd av siktat råg
Tät struktur.
Stärkelse är kontinuerlig
fas.
Insulin index 71,5.
Skållningstekniker
Typ av
skållning
VattenAndelar
Skållning
temp. °C. Mjöl + vtn stemp.
°C.
Anrörning 100
1+3
85-90
Skållning 100
1+2
70
Mild
skållning
1+2
Ca 50
75
Amylaser
• α- amylas bryter ned α-1,4-glukosbindningar till
dextriner, snabbare nedbrytning av gelatinerad
stärkelse
• β-amylas bryter ned skadad eller gelatinerad
stärkelse till maltos eller högmolekylära dextriner
Temperaturen avgör
slutresultatet
• 85-90 ºC
• Inaktiverar alla amylaser,
stärkelsen gelatineras –
högt vattenupptag.
• 70 ºC
• β-amylaser inaktiveras
Sämre vattenhållande förmåga
eftersom α-amylaser bryter
ned gelatinerad stärkelse.
α – och β-amylaser är aktiva
Lägst vattenhållande kapacitet
Mycket arom – längre
färskhållning
• Ca 50 ºC
Skållningens fördelar
• Större vattenupptag –
en fullständigare
förklistring
• Ökad brödarom
• Motverkar
retrogradering
• Ger ett saftigare bröd
som smular mindre
Summering
Cerealier är ett slags gräs med näringsrika frukter
Fullkornsprodukter är en viktig källa till kostfiber
Bioaktiva komponenter gör dem intressanta från
hälsosynpunkt
Knådning av vetedeg ger ett högt och elastiskt bröd
Det är en utmaning att ta fram smakliga fullkornsprodukter
Surdeg- och skållningsteknik möjliggör tillverkning av gott
fullkornsbröd
