Оценка свойств муки из зерна тритикале с использованием системы Миксолаб

 
Реферат: Оценка реологических свойств теста, которые формируют качество хлеба и хлебобулочных изделий, позволяет за короткое время опре­делить назначение зерна или муки. Поэтому использование совре­менных методов определения большого количества показателей через интеграционные индексы представляет огромный интерес. Такую оценку позволяет проводить прибор Миксолаб (Chopin Technologies, Франция). В статье приведены экспериментальные данные по оценке реологических свойств теста из новых сортов тритикалевой муки, сформированных на основе кумулятивных кри­вых зольности с использованием прибора Миксолаб. Данные мик-солабограмм и радиальных диаграмм (профайлер Миксолаба) позволили выявить имеющиеся различия в параметрах реологи­ческого профиля и индексов Миксолаба, особенно в отношении образцов муки из центральной части эндосперм и муки с высоким содержанием периферийных частей. В процессе формирования сортов муки в них меняется содержание различных анатомических частей зерна, химический состав. Как следствие, с увеличением содержания оболочек в муке увеличивается водопоглотительная способность (ВПС), амилолитическая активность. Число падения и значение момента силы, характеризующие клейстеризацию крах­мала, закономерно снижаются. Показано, что реологические свойс­тва теста из разных сортов тритикалевой муки, напрямую завися­щие от химического и биохимического состава муки, имеют высо­кую корреляционную зависимость (R²>0,94) и согласуются с дан­ными, полученными с использованием таких методов, как весовой способ определения ВПС, способ определения активности протеаз модифицированным методом Ансона.
 
Введение. В настоящее время широкое распростра­нение получает новая высокоурожайная зерновая культура — тритикале — гибрид пшеницы и ржи. Пищевая ценность зерна тритикале определяется, в пер­вую очередь, высоким содержанием белка и незаменимых аминокислот, в частности лизина, содержание которого больше, чем в пшенице; кроме того, зерно тритикале обладает целым рядом особенностей, которые отличают его от родительских форм [1—3].
Известно, что хлебопекарные свойства зерна и муки зависят от большого количества факторов, оценка кото­рых по отдельности крайне длительна и трудоемка. В то же время оценка реологических свойств теста, кото­рые предопределяют качество хлеба и хлебобулочных изделий, позволяет за короткое время оценить назначе­ние зерна или муки, поскольку свойства теста зависят от всех компонентов муки, их взаимодействия и взаимо­влияния [4, 5].
Таким образом, использование современных методов оценки большого количества показателей через интегра­ционные индексы представляет огромный интерес. Такую оценку позволяет проводить прибор Миксолаб (CHOPIN Technologies, Франция). Изменение момента силы на при­воде месильных лопастей в процессе замеса теста при заданных в приборе Миксолаб изменениях температуры позволяет объективно оценить свойства зерна или муки и определить его целевое назначение.
Цель исследований — оценка реологических свойств теста из новых сортов тритикалевой муки с использова­нием прибора Миксолаб.

Материалы и методы исследования. В работе исполь­зовали муку из зерна тритикале новых сортов, сформи­рованную на основе кумулятивных кривых зольности. Первый этап формирования муки заключался в извле­чении центральной части эндосперма с выходом муки 40—45%, зольностью — 0,63% и включал 1, 2 и 3-ю раз­мольные системы. Условно данному потоку муки при­своено буквенное обозначение А. Второй этап состоял из 5—7 технологических систем и характеризовался выхо­дом тритикалевой муки в количестве 25—26% и зольнос­тью 0,91%. Условно потоку муки присвоено буквенное обозначение Б. Третий этап состоял из вымола оболочек с выходом муки 5—7%, зольностью 2,05% и включал шестую размольную систему и вымольные системы, условное обозначение потока муки В. В дальнейшем муку каждого из этапов смешивали с целью получения отдельных сортов (типов) муки, в результате чего было получено 5 сортов муки. Так, мука Т-600 — представляла собой поток А, мука Т-700 — смесь потоков А+Б. Мука Т-800 — смесь потоков А+Б+В, мука Т-1200 — смесь потоков Б+В. Мука Т-2000 — поток В [3].
Содержание растворимого белка определяли методом Лоури, активность протеаз — модифицированным мето­дом Ансона [6]. Число падения (ЧП) по ГОСТ 27676—88 [7]; водопоглотительную способность — весовым мето­дом [8], реологические свойства теста — на приборе Миксолаб.

Результаты исследования и их обсуждение. Оценку рео­логических свойств осуществляли согласно Протоколу Chopiti+, который предполагает пять интервалов темпе­ратур при исследованиях: I интервал длится 8 мин (30 °С); II — 15 мин с последовательным повышением температу­ры (4°С в мин) от 30 до 90°С; III - 8 мин (90°С); IV- 10 мин, характеризуется последовательным понижением температуры от 90 до 50°С; V— 5 мин (50°С). Крутящий момент в анализируемых точках графика с точки зрения биохимии характеризует различные процессы: C_t — обра­зование теста; С₂ — разжижение теста; С₃ — максималь­ную скорость клейстеризации крахмала; С₄, С₅ — начало и окончание ретроградации крахмала в рамках экспери­мента; a, b, g — скорости биохимических реакций (рас­четные величины). Анализировали также показатели: водопоглотительная способность теста (ВПС), время образования теста (мин), стабильность теста (мин). Дан­ные интегральной оценки реологических свойств теста визуализировали с помощью графика зависимости кру­тящего момента (Н • м) от времени (мин) в определенном режиме температуры (рис. 1) [9,10].

Основные параметры реологического профиля анали­зируемых образцов и расчетные показатели скоростей реакций соответственно приведены в табл. 1 и 2.
 

 
Совокупность получаемых индексов позволяет создать определенный графический профиль, присущий конк­ретному образцу муки или зерна и описать его реологи­ческие характеристики в виде последовательных шести индексов качества продукта для наипростейшего сравнения и использования. Mixolab Profiler — это новая функция системы Mixolab. Она использует стандартный протокол ICC №173 для полного описания муки и про­водит упрощенную графическую интерпретацию резуль­татов. На рис. 2 тот же самый результат представлен нагляднее.
 

 
В табл. 3 приведены баллы индексов, определяемых Mixolab Profiler: показатель водопоглощения (Индекс ВПС), индекса устойчивости к замесу (Индекс Замеса), индекс клейковина + (Индекс Клейковины), максималь­ная вязкость во время нагревания выражается индексом вязкости (Индекс Вязкости), стабильность крахмала или амилолитический индекс (Индекс Амилазы) индекс загустевания крахмала (Индекс Ретроградации крахмала) всех пяти новых сортов тритикалевой муки.

Значения водопоглотительной способности (г/г) иссле­дуемых образцов, определенные весовым методом [8], составляет: для Т-600-0,53; Т-700-054; Т-800-0,55; Т-1200—0,56; Т-2000—0,64. Они практически совпадают с данными анализа в системе Миксолаб (см. табл. 1).

Индекс клейковины находится на уровне индекса про­филя Миксолаб для пшеничной муки. Более высокий индекс для образца Т-1200 связан не только с разрывом водородных связей в белковых молекулах, но и, возмож­но, с более активным протеолизом, что согласуется с наивысшей активностью нейтральных протеаз в этом образце (табл. 4).

Протеолитическая активность сформированных образ­цов тритикалевой муки наряду с другими биохимически­ми показателями имеет принципиальное значение, пос­кольку протеиназы способны активно гидролизовать собственные, в том числе и клейковинные белки, что, в конечном счете, сказывается на технологическом процес­се и готовом продукте. Кроме того, протеолитические ферменты участвуют в регуляции активности других фер­ментных систем, например амилаз [1,2].

Высокий амилолитический индекс свидетельствует о слабой активности a-амилазы во всех образцах, кроме Т-2000, что коррелирует с высокими значениями индекса вязкости, при этом показатель ЧП в первых четырех образцах находится в диапазоне от 294 до 245 с и лишь для образца Т-2000 — примерно на 100 с ниже — 174 с. [2]. Вероятно, это связано с присутствием в последнем образ­це размолотых частиц зародыша и алейронового слоя, большого количества гемицеллюлоз, которые обеспечи­вают высокое водопоглощение, а также с количеством и структурным состоянием крахмала. Этим же объясняют­ся и высокие значения индекса ретроградации крахма­ла — феномен кристаллизации (загустевания) крахмала при снижении температуры с 90 до 50 °С, который напря­мую связан с ассоциацией амилозных молекул, а также разветвленных молекул амилопектина [4,11].

Регрессионный анализ реологических характеристик исследуемых сортов тритикалевой муки в зависимости от содержания оболочек в муке также дал закономерные результаты. Расчет сделан исходя из содержания эндоспер­ма — 80%, его зольности — 0,55%; зольности зерна —1,86%.

В процессе формирования сортов муки в них меняется содержание различных анатомических частей зерна, химический состав. Как следствие, с увеличением содер­жания оболочек в муке увеличиваются водопоглотитель-ная способность, амилолитическая активность (ЧП и значение момента силы С₃, характеризующие клейстеризацию крахмала, закономерно снижаются). Сорта муки с высоким содержанием центральной части эндосперма имеют высокий показатель С₅ — момент силы, который характеризуется значением, достигнутым в конце испы­тания после охлаждения теста и появлении признаков ретроградации крахмала. Он закономерно снижается по мере увеличения содержания в муке периферийных час­тей зерна.
Таким образом, выявлена высокая корреляция (R²³0,94) между реологическими свойствами теста из раз­ных сортов тритикалевой муки, определяемых с исполь­зованием прибора Миксолаб и данными, полученными с использованием других методов [3,7,9].

Выводы.
1.  Изучены реологические свойства новых сортов трити­калевой муки, сформированных на основе кумулятив­ных кривых зольности.
2.  Данные миксолабограмм и радиальных диаграмм (профайлер Миксолаба) показали различия в параметрах реологического профиля и индексов Миксолаба, осо­бенно в отношении муки из центральной части эндосперма и муки с высоким содержанием перифе­рийных частей.
3.  Реологические свойства теста из разных сортов трити­калевой муки, напрямую зависящие от химического и биохимического состава муки, имеют высокую корре­ляционную зависимость (R²>0,94) и согласуются с данными, полученными с использованием других методов.
В результате следует подчеркнуть, что использование системы Миксолаб (CHOPIN Technologies, Франция) поз­воляет осуществлять контроль качества на более высоком уровне, что обеспечивает возможность учета взаимодейс­твия и взаимовлияния всех компонентов такой сложной гетерогенной системы как тесто.
 
Литература

1. Витол, И. С. Белково-протеиназный комплекс зерна трити­кале/И. С. Витол [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2015. - №8. - С. 36-39.
2. Витол, И. С. Биохимическая характеристика новых сортов тритикалевой муки/И. С. Витол [и др.] //Хлебопродукты. — 2016.-№2.-С. 42-44.
3. Панкратов, Г. Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки/Г. Н. Панкратов [и др.] // Хлебопродук­ты. - 2016. - № 1. - С. 60-62.
4. Дюба, А. Современный метод контроля качества зерна и муки по реологическим свойствам теста, определяемых с помощью Миксолаб профайлер/А. Дюба, К. Рысев // Сб. материалов: I научно-практической конференции с международным учас-тием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов». - М.: МГУПП. - 2008. - С. 86-95.
5. Antanas, S. Studies regarding Theological properties of triticale, wheat and rye flours/S. Antanas, E. Alexa, M. Negrea, E. Guran, A. Lazureanu // J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. — 2013. - V. 17. - № 1. - P. 345-349. (In Engl.)
6. Нечаев, А. П. Пищевая химия. Лабораторный практикум/ А.П. Нечаев [и др.]. - СПб: ГИОРД. - 2006. - 304 с.
7. ГОСТ27676—88. Зерно и продукты его переработки. Метод опре­деления числа падения. — М.: Стандартинформ, 2009. — 5 с.
8. Колпакова, В. В. Растворимость и водосвязывающая способ­ность белковой муки из пшеничных отрубей/В. В. Колпакова, А. П. Нечаев // Известия ВУЗов. Пищевая технология. — 1995. - № 1-2. - С. 31-33.
9. ГОСТ Р 54498—2011. Зерно и мука из мягкой пшеницы. Опре­деление водопоглощения и реологических свойств теста с применением Миксолаба. — М.: Стандартинформ, 2013. — 15 с.
10. ГОСТ ISO 17718-2015. Зерно и мука из мягкой пшеницы. Определение реологических свойств теста в зависимости от условий замеса и повышения температуры. — Введ. с 01.07.2016. — М.: Стандартинформ. — 2015. — 31 с.
11. Нечаев, А. П. Пищевая химия/А П. Нечаев [и др.]. — СПб: ГИОРД.-2015.-672 с.

 

---