Особенности биохимического состава тритикалевой муки разных сортов

Использование тритикале, как продовольственной культуры, представляет собой интересное перспективное направление для перерабатывающих отраслей пищевой индустрии. Это подтверждается повышенным интересом к данной культуре как исследователей, так и производителей пищевых продуктов. Очевидно, что биопотенциал тритикале недооценен и мало исследован. Его технологические свойства, биохимический состав, сортовые особенности, активно изучаемые в последнее время, позволят разработать новые технологии получения тритикалевой муки с определенным составом и свойствами, которая будет востребована хлебопекарной, кондитерской и другими отраслями пищевой промышленности [1, 2].

Работы, проводимые в ФГБНУ «ВНИИЗ», показали, что из зерна тритикале может быть получена (сформирована) мука разных сортов (типов) с определенными технологическими свойствами. Для проведения лабораторных помолов было отобрано 6 проб зерна тритикале разных сортов: Топаз (2011, 2012); Сколот (2012); Вокализ (2012); Трибун (2012); Донслав (2012). На основе кумулятивных кривых зольности установлено наличие трех этапов формирования муки [3].

Первый этап (извлечение центральной части эндосперма) с выходом муки 40-45% и зольностью 0,63% включал 1, 2, 3 размольные системы. Поток муки – А. Второй этап состоял из 5-7 технологических систем и характеризовался выходом 25-26% и зольностью 0,91%. Поток муки – Б. Третий этап (вымол оболочек) с выходом муки 5-7% и зольностью 2,05% включал 6 размольную и вымольные системы. Поток муки – В. В дальнейшем мука каждого из этапов смешивалась с целью получения отдельных сортов (типов) муки. Таким образом, были получены 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.
Показатели качества сформированных сортов муки из зерна тритикале представлены в табл. 1.

Наилучшими показателями белизны из всех исследуемых образцов характеризуются образцы Т-600 и Т-700 (53,75 и 49,75 соответственно), образец Т-2000 (вымол оболочек) имеет отрицательное значение этого показателя. Зольность образцов закономерно возрастает с 0,63 до 1,99%. По качеству клейковины первые четыре образца относятся к I группе качества – хорошая (70, 66, 66, 57 ед. ИДК соответственно). Последний образец – ко II группе – удовлетворительная слабая.

Анализ общего содержания основных биополимеров зерна в сформированных сортах муки тритикале показал наименьшее содержание белка и максимальное содержание крахмала в образце муки из центральной части эндосперма (Т-600). Мука образца Т-2000 (вымол оболочек) содержала максимальное количество белка и минимальное количество крахмала. Образец Т-800, представляющий смесь всех 3 потоков, занимал промежуточное положение по исследуемым показателям, при этом и содержание крахмала, и содержание белка находится на достаточно высоком уровне, что, несомненно, является позитивным с точки зрения как технологических свойств, так и пищевой ценности (табл. 2).
 

Изучение количественного соотношения и свойств различных фракций растворимых белковых веществ зерна представляет наряду с теоретическим интересом и большой практический интерес для технологий, использующих зерно в качестве основного сырья. Несмотря на то, что разделение белковых веществ по растворимости достаточно условно, тем не менее, оно применяется достаточно широко и в настоящее время. Однако многие вопросы остаются до сих пор до конца невыясненными. Это связано чаще всего с различием в методическом подходе разных исследователей. Определение растворимого белка проводили по методу Лоури [4].

Определение фракционного состава белков по Осборну: альбумины выделяли дистиллированной водой, глобулины – 10%-ным раствором NaCl, проламины – 70%-ным этанолом, глютелины – 0,2%-ным раствором NaOH.
Изучение фракционного состава растворимых белков сформированных сортов тритикалевой муки показало, что образцы Т-600 и Т-700 отличаются наименьшим содержанием альбуминов и глобулинов, но наибольшим содержанием проламинов и глютелинов, которые сосредоточены в эндосперме и формируют клейковину. Главная часть альбуминов и глобулинов обнаруживается в образцах Т-1200 и Т-2000, очевидно, это связано с присутствием в данных образцах муки измельченного зародыша и алейронового слоя. В образце муки Т-800 процентное соотношение всех фракций примерно одинаково и составляет 20-25%, данный образец был сформирован путем смешивания трех основных потоков муки, которые характеризуются различным составом анатомических частей зерновки (табл. 3).

Известно, что протеолитические ферменты играют существенную роль в процессах, протекающих в зерне при его хранении и переработке.
Мука, получаемая при механическом воздействии на зерно, нарушении его целостности, и в определенной степени разрушении клеточного компартмента, представляет собой с биохимической точки зрения совершенно другой объект исследования. Объект, в котором активируются, в первую очередь, окислительные и гидролитические процессы, в том числе процессы, связанные с протеолизом эндогенных белков.

В работах, проводимых в ФГБНУ «ВНИИЗ» по изучению протеолитических ферментов зерна тритикале, было показано наличие трех типов протеиназ активно гидролизующих бычий сывороточный альбумин (стандартный субстрат) и собственные белки: кислые протеиназы с оптимумом рН 3,5; нейтральные протеиназы с оптимумом рН 6,5; щелочные протеиназы с оптимумом рН 9,5 [5].

В табл. 4 представлены данные об активности кислых и нейтральных протеиназ сформированных сортов тритикалевой муки. Извлечение протеаз проводили, как описано в работе [5]. Определение активности протеаз модифицированным методом Ансона [4].

 
Анализ активности кислых и нейтральных протеиназ в сформированных сортах муки косвенно свидетельствует о том, что в зерне тритикале часть протеолитической активности связана с клейковинными белками, но все же наибольшая активность была отмечена для образцов Т-800 и Т-1200, то есть, с большой долей вероятности, это белки зародыша и субалейронового слоя.

При этом активность нейтральных протеаз в 1,5–2,0 раза выше активности кислых протеиназ.

Величина протеолитической активности в сформированных сортах тритикалевой муки имеет, наряду с другими биохимическими показателями, 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.
Активность амилолитических ферментов зерна и муки – еще одна важная технологическая и биохимическая характеристика, которая определяет наряду с другими показателями хлебопекарные достоинства муки. Ее оценка проводилась с помощью метода определения числа падения (табл. 5).

Показатель числа падения для пшеничной муки на уровне 230–330 с характеризует нормальную амилолитическую активность пшеничной муки, для ржаной муки этот показатель примерно на 100 с меньше. Полученные при исследовании образцов тритикалевой муки значения числа падения (табл. 5) свидетельствуют о том, что активность амилаз (кроме образца муки Т-2000) сходна с активностью этих ферментов в пшеничной муке и наряду с другими показателями подтверждает преобладание пшеничного фенотипа в исследуемом нами зерне тритикале.

Таким образом, проведенные исследования позволяют оценить биохимические свойства исследованных образцов муки из зерна тритикале, сформированных на основе кумулятивных кривых зольности [3]. Установлено, что новые сорта муки имеют принципиальные отличия по фракционному составу белков, активности кислых и нейтральных протеиназ, а также амилолитической активности. Полученные данные позволят правильно оценить перспективу использования новых сортов тритикалевой муки для продовольственных целей и наиболее эффективно использовать биопотенциал зерна тритикале.
 
ЛИТЕРАТУРА
1. Карчевская О.В. Научные основы и технологические аспекты применения зерна тритикале в производстве хлебобулочных изделий / О.В. Карчев- ская, Г.Ф. Дремучева, А.И. Грабовец // Хлебопеченье России. – 2013. – №5. – С. 28-29.
2. Мелешкина Е.П. Оценка качества зерна тритикале / Е.П. Мелешкина, И.А. Панкратьева, О.В. Политуха, Л.В. Чиркова, Н.С. Жильцова // Хлебопродук- ты. – 2015. – №2. – С. 48-49.
3. Панкратов Г.Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки / Г.Н. Панкратов, Е.П. Мелешкина, Р.Х. Кандроков, И.С Витол, // Хлебо- продукты. – 2016. –№ 1. – С. 60-62.
4. Нечаев А.П. Пищевая химия. Лабораторный практикум / С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова, В.В. Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева. – СПб.: ГИОРД. – 2006. – 304 с.
5. Витол И.С. Белково-протеиназный комплекс зерна тритикале /И.С. Витол, Г.П. Карпиленко, Р.Х. Кандроков, А.А. Стариченков, А.И. Коваль, Н.С. Жильцова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2015. – №8. – С. 36-39.
 

---