🍎 Fallzahl (Aktivität der Alpha-Amylase) in Weizen, Roggen und Mehlen — Verfahren nach Hagberg-Perten

Lebensmittelchemie PN-EN ISO 3093

Übersicht

Die Norm legt die Bestimmung der Aktivität der Alpha-Amylase von Getreide nach dem Fallzahlverfahren (FN) nach Hagberg-Perten fest; sie betrifft Getreidekörner, insbesondere Weizen und Roggen sowie die Mehle daraus, Durumweizen und Durumweizengrieß, und eignet sich nicht zur Bestimmung niedriger Aktivitäten der Alpha-Amylase. Die Fallzahl ist die gesamte Zeit in Sekunden, gerechnet vom Eintauchen des Viskosimeterröhrchens in das siedende Wasser, die nötig ist, um den Viskosimeterrührer in festgelegter Weise in Gang zu setzen und ihn eine bestimmte Strecke in dem Kleister aus Mehl oder Schrot und Wasser absinken zu lassen, der durch die Wirkung der Alpha-Amylase verflüssigt wird. Durch Umrechnung auf die Verflüssigungszahl (LN) lässt sich die Zusammensetzung von Mischungen aus Körnern oder Mehlen mit bekannten Fallzahlen abschätzen. Die vierte Ausgabe ISO 3093:2009 ist eine geringfügige Überarbeitung der Ausgabe von 2004; die Norm weist auf ein Patent hin, das das Gerät zur Bestimmung der Fallzahl betrifft (Perten Instruments AB). Die Beschreibung stützt sich auf die Vorschau der Norm (Anwendungsbereich und Begriffe) sowie auf die Anleitung des polnischen automatischen Gerätes, das PN/ISO 3093 entspricht.

Die Fallzahl ist ein Maß für die Aktivität der Alpha-Amylase, die in ordentlich gereiftem und bei trockener Witterung geerntetem Korn nur in geringen Mengen vorkommt; bei einem Feuchtegehalt des Getreides über 15 % wird das Enzym unter ungünstigen Witterungsbedingungen (Auswuchs, Keimung in der Ähre) aktiv und schädigt die Stärke, und Teige aus solchen Mehlen haben ungünstige Eigenschaften und gewährleisten kein gutes Gebäck. Je niedriger die Fallzahl, desto höher die Aktivität der Amylasen: bei Weizenmehl bedeutet ein Wert unter 80 s (bei Roggenmehl unter 70 s) eine sehr hohe Aktivität und die Untauglichkeit zum unmittelbaren Backen, 170–200 s (125–200 s) — eine mittlere, zum Backen geeignete Aktivität, und über 300 s (250 s) — eine niedrige Aktivität. Das Nachtrocknen des Korns nach der Ernte stabilisiert seinen Zustand, behebt aber die auf dem Feld entstandenen enzymatischen Schäden nicht.

In der Züchtung auswuchsfester Sorten nutzt man die Differenz der Fallzahl zwischen der Kontrollprobe und der Probe nach ausgelöstem Auswuchs sowie den Fallzahlindex nach Weilenmann; in Untersuchungen des IHAR lag die Fallzahl der Kontrollkörner von 20 Winterweizensorten im Bereich 233–432 s, und der ausgelöste Auswuchs senkte sie um 82–100 s.

Prinzip der Methode

Das Korn wird in einer Laboratoriumsmühle zu Mehl vermahlen (die normgerechte Vermahlung beeinflusst das Ergebnis), und es wird eine Einwaage abgewogen, die 7 g eines Erzeugnisses mit einem Feuchtegehalt von 15 % entspricht — die Masse wird nach einer Tabelle von 6,10 g (Feuchtegehalt 5 %) bis 8,00 g (Feuchtegehalt 23,8 %) korrigiert. Die Einwaage wird in ein Viskosimeterröhrchen (Innendurchmesser 21 ± 0,02 mm, Außendurchmesser 23,8 ± 0,25 mm, Innenhöhe 220 ± 0,3 mm) gegeben, mit einer Pipette werden 25 ml destilliertes Wasser von 20 ± 5 °C zugegeben, es wird mit einem Stopfen verschlossen und geschüttelt (10 s im Schüttler oder 20-mal von Hand), worauf der Rührer eingesetzt wird (Masse ohne Stopfen 25 ± 0,05 g, nichtrostender Stahl) und mit ihm die Aufschlämmung von den Wänden abgestreift wird. Das Röhrchen wird in das siedende Wasser des Bades getaucht; nach 5 s beginnt der Antrieb mit einer Geschwindigkeit von zwei Hüben je Sekunde zu rühren (eine Bewegung nach oben und eine nach unten), und nach 60 s wird der Rührer in der oberen Stellung freigegeben und sinkt durch den Kleister. Die gesamte Zeit des Rührens und des Absinkens ist die Fallzahl in Sekunden. Das Ergebnis ist das arithmetische Mittel zweier Bestimmungen, deren Differenz 10 % ihres Mittelwertes nicht überschreiten darf.

Anwendungen

• Beurteilung des Backwertes von Weizen- und Roggenmehl sowie der Eignung des Korns für Verzehrszwecke
• Nachweis von Auswuchs im Korn bei der Anlieferung (Abzüge oder Zurückweisung einer Partie Konsumweizen)
• Zusammenstellung von Mehlmischungen mit unterschiedlicher Alpha-Amylase-Aktivität und von Backmitteln in der Bäckerei
• Auslese auswuchsfester Getreidesorten (Differenz der Fallzahl, Index nach Weilenmann)
• Qualitätsanforderung in Spezifikationen für Getreidekörner und Mehl

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 3093:2010

Titel (PL)

Pszenica, żyto i mąki z nich uzyskane, pszenica durum i semolina — Oznaczanie liczby opadania metodą Hagberga-Pertena

Title (EN)

Wheat, rye and their flours, durum wheat and durum wheat semolina — Determination of the falling number according to Hagberg-Perten

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung des Gerätes

   Das Gerät auf einen stabilen Tisch in einem Raum von etwa 22 °C stellen, den Vorratsbehälter mit destilliertem Wasser füllen, das Bad zum Sieden bringen (Meldung der Bereitschaft).

2. Vermahlung

   Das zu untersuchende Korn in der Laboratoriumsmühle normgerecht zu Mehl vermahlen; Mehl und Grieß unmittelbar untersuchen.

3. Einwaage

   7 g Mehl abwägen (die Einwaage für einen Feuchtegehalt von 15 %); bei einem anderen Feuchtegehalt die Masse aus der Korrekturtabelle abwägen (z. B. 6,60 g bei 11 %, 7,45 g bei 19 %).

4. Aufschlämmung

   Die Einwaage in das Viskosimeterröhrchen geben, mit einer Pipette 25 ml destilliertes Wasser von 20 ± 5 °C zugeben, sofort mit dem Stopfen verschließen und 10 s im Schüttler oder 20-mal von Hand mit einer Auf-und-ab-Bewegung bis zu einer gleichmäßigen Aufschlämmung schütteln; den Stopfen herausnehmen.

   ⏱ Zeit: 10 s

5. Rührer

   Den Rührer in das Röhrchen einsetzen und mit ihm das an den Wänden haftende Mehl in die Aufschlämmung streifen.

6. Messung

   Das Röhrchen mit dem Rührer in die Halterung setzen und in das siedende Bad tauchen, mit der Klinke arretieren und den Antrieb starten. Nach 5 s rührt der Antrieb die Aufschlämmung 60 s mit einer Geschwindigkeit von 2 Hüben/s und gibt danach den Rührer in der oberen Stellung frei; das Gerät zählt die Zeit bis zum Absinken des Rührers und zeigt die Fallzahl in Sekunden an.

   ⏱ Zeit: 60 s Rühren + Absinken

7. Wiederholung und Ergebnis

   Eine zweite Bestimmung ausführen; die Differenz darf 10 % des Mittelwertes nicht überschreiten. Als Ergebnis das arithmetische Mittel beider Bestimmungen in Sekunden angeben. Die Gleichmäßigkeit des Rührens ist die wichtigste Voraussetzung einer richtigen Bestimmung — fehlt sie, führt das zu erheblichen Abweichungen.

8. Reinigung

   Das Röhrchen herausnehmen, es und den Rührer unter fließendem Wasser oder in einer Laborspülmaschine vom Kleister befreien und trocken wischen.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Siedendes Wasserbad — das Röhrchen in der Schutzhalterung einführen, die Plexiglasabdeckung geschlossen; Gefahr von Verbrühungen durch Dampf
• Ein netzbetriebenes Heizgerät von 1000 W mit Erdung — nicht unbeaufsichtigt lassen, den Stecker nicht mit nassen Händen anfassen
• Mehlstaub aus der Vermahlung — Lüftung, nötigenfalls eine Staubmaske

Häufige Fragen