Wat is beschadigd zetmeel en welke cruciale rol speelt dit bij brood bereiden?

In meel en bloem zit beschadigd zetmeel, gelukkig maar, anders kon het deeg niet rijzen. Dat beschadigde zetmeel bepaalt hoe lang je deeg kan rijzen en heeft zelfs een sterke invloed op de kleuring van de korst. Weet je waarom soms een deeg op een gegeven moment stopt met rijzen of waarom de kleur van de korst zo bleek blijft? In dit artikel duiken we in de wereld van beschadigd zetmeel, enzymen, gist, suikers en welke invloed deze hebben op het rijzen en het kleuren van je korst én de geur- en smaakstoffen van het brood.

In het kort

Tijdens het malen van graan zal een klein deel van de zetmeelkorrels in het meellichaam beschadigd raken. Deze worden in het deeg door enzymen omgezet in simpele suikers (let op: suikers geen suiker) en dit is het voedsel voor de gist die op zijn beurt zorgt dat het deeg rijst. Deze suikers zorgen tevens dat bij het bakken het brood de korst een mooie bruine kleur krijgt.

Zonder het beschadigd zetmeel geen suikers, en zonder suikers werkt de gist niet en zal het deeg niet rijzen. Gelukkig zit er in meel voldoende beschadigd zetmeel waardoor het deeg wel kan rijzen, maar het percentage beschadigd zetmeel is beperkt. Als je deeg te lang laat rijzen is op een gegeven moment al het beschadigd zetmeel verbruikt en stopt (dus) het rijzen omdat gist niet meer te eten krijgt. Die suikers worden niet alleen gebruikt door de gist, maar zijn ook tijdens het bakken benodigd voor de vorming van geur- en smaakstoffen en de bruinkleuring van de korst. Het rijsproces moet dus niet alle suikers verbruiken anders blijft er niets meer over voor het bakproces. Soms heeft meel te weinig beschadigd zetmeel en dan stopt vroegtijdig het rijzen of blijft de korst van het brood bleek tijdens het bakken.

De vriendschappelijke relatie tussen gist, enzymen en beschadigde zetmeelkorrels

Brooddeeg moet eerst rijzen voordat het gebakken wordt. Het deeg rijst door de werking van gist. Gist produceert voornamelijk ethanol (alcohol) en kooldioxide. Bij broodbereiding zijn we vooral geïnteresseerd in de kooldioxide, een gas. Want dit gas vormt de "belletjes" (cellen of alveoli) in het brood en dit wordt de "kruim" genoemd.

Hoe is de gistcel in staat kooldioxide te produceren?

De gistcel is een klein chemisch fabriekje, en is in staat, bij een bepaalde temperatuur en in een vochtige omgeving, suikers om te zetten in alcohol en kooldioxide. De suikers die de gistcel tijdens dit proces verbruikt, is niet de suiker zoals je dit in je thee of koffie doet want dat is namelijk een complex (groot) suikermolecuul wat sacharose wordt genoemd en dat laat de gistcel, in eerste instantie links liggen. De gistcel "eet" alleen de eenvoudigste vormen van suiker (met de kleinste molecuulstructuur) en dat zijn glucose en maltose (in dit artikel beperken we ons tot glucose omdat het gehele omzettingsproces nog complexer is dan hier beschreven, maar het voor voor de begripsvorming geen rol speelt). De vraag is, waar komt die glucose vandaan, want dat is geen onderdeel van een recept voor het maken van een brood.

Enzymen

Glucose blijkt te worden "gemaakt" door enzymen. Meerdere specifieke enzymen, waaronder amylase, zijn in staat beschadigd zetmeel om te zetten in glucose. Meel of bloem bestaat voor het grootste deel uit zetmeel. Zetmeel is feitelijk een complex suikermolecuul, een lange keten van aan elkaar gekoppelde glucosemoleculen. Moeder natuur stopt niet voor niets zetmeel in een tarwekorrel, het is feitelijk een voorraadje energie die aangesproken wordt bij de ontkieming van een tarwezaadje.

Zodra de temperatuur juist en het goed vochtig is, gaat de tarwekorrel ontkiemen. Daarbij worden enzymen, die dus ook in de tarwekorrel zitten, geactiveerd en gaan deze grote zetmeelmoleculen opsplitsen in kleine glucose moleculen (het proces is nog iets complexer maar we maken het nu niet onnodig complex). Voor het ontkiemen is namelijk energie nodig, er moet namelijk een wortel gemaakt worden en de eerste bladeren. Daarbij wordt glucose als energiebron gebruikt. Pas als een wortel en bladeren zijn gevormd is de plant, samen met het licht van de zon (fotosynthese), in staat zijn eigen voedsel (voornamelijk glucose) te produceren.

Van de stoffen die de natuur in de graankorrel heeft gestopt maken wij dankbaar gebruik tijdens het brood bereiden. Het zetmeel uit het meellichaam van de tarwekorrels wordt, zodra dit vochtig is (langzaam) omgezet in glucose. De gist die wij toevoegen aan het meel, neemt de glucose op en zet dit om in ethanol (alcohol) en kooldioxide.

Meerdere type enzymen zorgen er voor dat zetmeel omgezet wordt in glucose, en amylase is één van die enzymen. Dit amylase is echter niet goed in staat een onbeschadigde zetmeelkorrel om te zetten in glucose. Gelukkig is tijdens het malen van het graan een deel van de zetmeelkorrels in het meellichaam, zo'n acht procent, beschadigd geraakt (bij meel voor brood zijn waarden tussen 6 en 12% mogelijk), door de wrijvende werking van de molenstenen of walsen in de meelfabriek.

De beschadigde zetmeelkorrels zijn geen partij voor amylase en zet deze, samen met nog andere enzymen stuk voor stuk om in glucose. In de waterige omgeving van een deeg kan het glucose molecuul de gistcel bereiken die hem vervolgens "eet", en omzet in kooldioxide en ethanol.

Wanneer, bijvoorbeeld door minder goede groeiomstandigheden van de tarwe, in meel of bloem minder dan gebruikelijk beschadigde zetmeelkorrels beschikbaar zijn, zullen de gistcellen minder voedsel voorgeschoteld krijgen waardoor het deeg niet zo sterk maar vooral ook minder lang kan rijzen. De totaal mogelijke rijstijd, is een cruciaal onderdeel om te doorgronden als bakker: het deeg kan maar zo lang blijven "doorrijzen" zolang er glucose beschikbaar is (die dus afkomstig is van de omzetting van beschadigde zetmeelkorrels). Zodra dit "voedsel" op is, stopt het rijzen.

Als het deeg dus op een gegeven moment niet meer goed rijst, kan je nog wel nog langer willen wachten maar feitelijk is het voedsel van de gistcel op en dan stopt het rijsproces. Langer wachten en hopen dat het toch nog verder rijst is gelijk aan de wens dat een leeg pak chocoladekorrels, na verloop van tijd, zich vanzelf weer vult. Zie je dat het deeg niet meer rijst, wacht dan niet langer, en bak het dan meteen (maar feitelijk ben je te laat).

Belangrijk is dus te weten dat deeg dus maar gedurende een beperkte tijd kan rijzen. De verschillende rijzen, zoals de 1e en 2e rijs én de rijs na het vormen, de narijs, moeten dus binnen een bepaald tijdsbestek plaatsvinden. De totale beschikbare rijstijd (vanwege de beperkte voorraad van beschadigd zetmeel) moet je dus verdelen over die verschillende rijzen.

We moeten nog suikers / glucose overhouden na het rijzen

De glucose die omgezet is door enzymen uit het beschadigde zetmeel is niet alleen nodig voor de gistcellen maar glucose hebben we ook nog voor de Maillardreactie die plaats vindt bij de vorming van de korst tijdens het bakken van het brood. Deze Maillardreactie zorgt dat de korst een mooie bruine kleur krijgt en zorgt tevens voor de productie van geur- en smaakstoffen.

Wanneer het deeg zo lang rijst dat al de glucose op is, dus het niet meer rijst, zal er ook vrijwel geen bruinkleuring plaatsvinden en zal de geur en smaak van het gebakken brood niet optimaal zijn.

Het is dus van belang dat na de narijs voldoende glucose overblijft voor de bruinkleuring. Je kan echter aan de buitenkant van het deeg niet zien hoeveel glucose nog beschikbaar is. Je zal dus proefondervindelijk moeten vaststellen of in een bepaald meel of bloem voldoende beschadigd zetmeel zit.

Blijft tijdens het bakken het brood wat bleekjes (uitgaande van de juiste baktemperatuur en -tijd), dan weet je dat er niet voldoende glucose beschikbaar was. De mogelijke oorzaken zijn: 1. het meel of bloem bevat te weinig beschadigd zetmeel of 2. de totale rijstijd is te lang geweest (voor dit bloem of meel).

Wanneer je altijd op dezelfde wijze je brood bakt en dit mooie broden oplevert, maar dit keer een ander bloem of meel gebruikt en het gebakken brood blijft bleek, dan ligt de oorzaak vrijwel zeker aan het meel of bloem. Een ander meel of bloem kopen is dan de beste oplossing.

Je kan bij bleek blijvende broden eventueel iets van suiker (stroop, honing, tafelsuiker) toevoegen, maar ook (inactief) moutmeel (wat een bron van suikers is) zal helpen om meer glucose beschikbaar te hebben na de narijs (die verschillende soorten suikers worden door enzymen wel omgezet in glucose). Ook kan het zijn dat het meel of bloem te weinig enzymen bevat (dat gebeurt wel eens), dan helpt het toevoegen van diastatisch moutmeel of enzymmix.

Je kan ook de totale rijstijd beperken en zo zorgen dat er nog wat suiker overblijft voor de bruinkleuring. Je moet dan niet de narijs beperken anders blijft je brood compact. De 1e en/of de 2e rijs inkorten is dan een oplossing.

Overigens, door het gebruik van te veel gist en/of een te hoge deegtemperatuur zal de gist in het deeg enorm actief zijn en snel alle suikers verbruiken en dat zorgt dan ook voor een rijs die ineens stopt of brood wat bleek blijft tijdens het bakken. Zorg dat je strikt de hoeveelheid gist gebruikt die in het recept staat (nauwkeurig afwegen) en de gewenste deegtemperatuur (van het recept) gebruikt.

Voor normale broden kan je aanhouden: 1% instantgist (bijvoorbeeld 5 gram instantgist op 500 gram bloem) en een deegtemperatuur van 27 graden Celsius en een totale rijstijd van zo'n twee (volkorenbrood) tot maximaal die uur (witbrood).

We willen benadrukken dat bij normale broodbereiding het toevoegen van suiker niet noodzakelijk is. Het meel of bloem in combinatie met de enzymen in het meel of bloem zijn in staat voldoende glucose (suikers) beschikbaar te stellen voor de gist en de Maillardreactie. Soms moet je de natuur een beetje helpen maar dan is 1% tot 2% suiker meer dan voldoende. Meer suiker toevoegen werkt anders zelfs negatief op de werking van de gist.

Wat beïnvloed het percentage beschadigd zetmeel in meel of bloem?

De hoeveelheid beschadigd zetmeel wordt voornamelijk bepaald door:

• Het type maalproces (vlakmaalderij of hoogmaalderij).
• De grote van de tarwekorrel.
• De kracht die uitgeoefend wordt op de graankorrel tijdens het malen.
• De snelheid waarmee gemalen wordt (en het verschil in snelheid tussen de malende walsen).
• De temperatuur van de maalstenen/walsen.
• Het tarweras.
• De herkomst / het klimaat tijdens de teelt (wat onder meer zorgt voor zachte of harde tarwe).
• De vochtigheidsgraad van de tarwe tijdens het malen.
• De onderhoudsstaat van de maalstenen/walsen.

Wat zijn de gevolgen van té veel beschadigd zetmeel in meel?

We hebben in dit artikel uitgebreid stilgestaan wat de gevolgen zijn wanneer meel te weinig beschadigd zetmeel bevat, maar wat als er meer dan gemiddeld beschadigd zetmeel in meel zit? Dat is ook weer niet goed, de gevolgen daarvan zijn:

• rodere korst
• beperkter volume van het brood
• plakkerige kruim
• lastiger te snijden brood
• deeg heeft meer water nodig dan gebruikelijk wat ten koste gaat van de glutenvorming
• langer bakproces

Hoe groot is de kans dat meel te weinig beschadigd zetmeel bevat?

Wanneer meel wordt gemalen zal, normaal gesproken, achteraf het meel geanalyseerd worden. Dan wordt onder meer het percentage beschadigd zetmeel bepaald. De verkopende partij weet dus wat de kwaliteit van het meel is. Je zou verwachten dat meel van een mindere tot slechte kwaliteit niet verkocht wordt, maar dat men dit verwerkt in andere producten waar een mindere kwaliteit niet zo'n grote rol speelt.

Toch komen we soms wel meel tegen die een bedenkelijke kwaliteit heeft, maar het gebeurd niet veel. Als toevallig jouw leverancier dat meel verkoopt, en dat merk je onder andere aan de mate waarin het deeg rijst en de korst bruin kleurt, zit er niets anders op dan een andere leverancier te zoeken.