Технологические достоинства муки тритикале, полученной переработкой по сокращенной и развитой схемам

Тритикале является уникальной культурой, сочетающей в себе положительные свойства как ржи, так и пшеницы, что делает ее перспективным сырьем для производства продуктов здорового питания, в том числе кондитерских изделий: печенья, бисквитов, кексов, крекеров [1, 2]. Тритикалевая мука также находит применение при производстве готовых завтраков, при изготовлении диетических сортов хлеба, в том числе цельно-зернового и мультизернового, и другой продукции [3,4].
Производство тритикалевой муки включает драной и размольный процессы с последующим сортированием продуктов размола с помощью рассевов.

Сортовые помолы дополнительно предусматривают ситовеечный и шлифовочный процессы. Мука, получаемая с отдельных систем, отличается по качеству, что связано с положением системы в общей структуре размола. Так, потоки муки с первой - третьей размольных систем состоят из чистого эндосперма, а потоки муки с последних драных и размольных систем содержат значительное количество периферийных частей зерновки, имеют высокую зольность и темный цвет. Формирование сортов муки состоит в смешивании отдельных по-
токов в целях получения муки с определенными свойствами [5].

Хлебопекарные свойства муки зависят от множества факторов, качество муки определяется совокупностью целого ряда технологических и биохимических показателей, которые взаимосвязаны и оказывают либо прямое, либо косвенное влияние друг на друга. Реологические свойства теста определяются с помощью прибора «Миксолаб» (Chopin Technologies, Франция), позволяющего с высокой долей достоверности оценивать свойства зернового сырья, муки и прогнозировать качество готового продукта, поскольку он описывает состояние теста через интеграционные показатели, учитывающие взаимосвязь различных физико-химических и биохимических процессов, происходящих в тесте, на различных этапах технологического процесса.

Целью нашего исследования является сравнительная оценка технологических свойств тритикалевой муки, выработанной с использованием сокращенной и развитой технологических схем переработки зерна. Были определены показатели качества отдельных потоков муки со всех технологических систем при переработке зерна тритикале сортов «Рамзес» и «Саур», исследованы реологические свойства муки с различных технологических систем и определены хлебопекарные свойства девяти образцов тритикалевой муки различных сортов, полученных переработкой по различным технологическим схемам.

В работе были использованы пробы зерна тритикале сорта «Рамзес» урожая 2014 г. и сорта «Саур» урожая 2015 г., выведенные Донским зональным научно-исследовательским институтом сельского хозяйства.
В основе схемы размола зерна тритикале лежит принцип поэтапного измельчения и сортирования продуктов измельчения. Построение технологической схемы размола зерна определяется требованиями к готовой продукции (качество и выход муки), видом зерна и необходимой производительностью. Технологический процесс переработки тритикале в сортовую хлебопекарную муку по сокращенной схеме включал четыре драные системы, шесть размольных и одну вымольную систему, по развитой схеме - четыре драные, две шлифовочные, три сито-веечные и шесть размольных систем.

Процесс размола и формирования качества муки из зерна тритикале сортов «Рамзес» и «Саур» характеризуется кумулятивными кривыми зольности (рис. 1, а и 1, б).



Установлено наличие трех этапов формирования муки при помоле зерна тритикале по сокращенной технологической схеме и двух этапов - при помоле по развитой технологической схеме, что достаточно четко видно из графиков кумулятивных кривых (см. рис. 1, а, 1, б).

Статистический анализ показал достоверность представления кумулятивных кривых в виде трех и двух линейных отрезков при помоле по различным схемам [1]. При переработке зерна сорта «Рамзес» по сокращенной технологической схеме выход тритикалевой муки сорта Т-70 (зольностью не более 0,70 %) составил 40 %, по развитой технологической схеме — 63 %. Общий выход муки при использовании развитой схемы по сравнению с сокращенной повысился на 3,4 %. При этом выход самой низкозольной муки сорта Т-60 при работе по развитой схеме составил 46 %, а при реализации сокращенной схемы муку сорта Т-60 не удалось получить.

Реологические свойства 10 отдельных потоков тритикалевой муки из зерна сорта «Саур», полученных при использовании развитой технологической схемы, оценивали с помощью системы «Миксолаб» (Chopin Technologies, Франция), протокол Chopin+ [6, 7].

На основе реологического анализа на «Миксолабе» созданы графические профили потоков тритикалевой муки из зерна сорта «Саур» с различных технологических систем мукомольного процесса: с I драной, 1-й размольной и 4-й размольной систем, для которых были выявлены наибольшие различия (рис. 2).


Реологические характеристики потоков описаны в виде шести последовательных индексов: индекса во-допоглотительной способности (ВПС), индекса замеса теста, индекса клейковины, индекса вязкости, индекса амилазы, индекса ретроградации крахмала (табл. 1).



Анализ графических профилей (см. рис. 2, табл. 1) показывает, что наивысшее значение индекса ВПС имеет мука с 6-й размольной системы, которая содержит наибольшее количество периферийных частей зерновки, что и обеспечивает более высокую водопоглотительную способность по сравнению с другими потоками. Индекс замеса связан со стабильностью теста при замесе, которая составляет: 4,42 мин - для I драной (1 балл); 5,62 мин - для 1-й размольной (2 балла) и 5,65 мин - для 4-й размольной системы (2 балла).

Индекс клейковины характеризует устойчивость белковых молекул во время нагревания теста в интервале от 30 до 60 °С. Изменение консистенции теста в значительной степени связано с трансформациями в структуре клейко-винных белков [8, 9]. В формировании клейковины, ее упруго-эластичных свойств, определяющую роль играют фракции клейковинных белков - глиадин и глютенин. Однако необходимо учитывать роль и других соединений, которые находятся во взаимодействии с клейковинными белками и оказывают влияние на структуру и свойства клейковины, а именно липидов, углеводов, ферментов (протеазы и их белковые ингибиторы, амилазы, липоксигеназа) [10].

Значение индекса вязкости составило: 2 балла - для муки с I драной системы; 7 баллов - для муки с 1-й размольной системы; 5 баллов - для муки с 4-й размольной системы. Этот показатель характеризует фазу, при которой в наибольшей степени отмечается взаимное влияние физико-химических и биохимических процессов. Следует отметить, что вязкость в данном случае зависит не только от активности амилаз, но и от состояния крахмала, а также от присутствия периферийных частиц зерновки, содержащих некрахмальные полисахариды. Индекс амилазы косвенно характеризует амилолитическую активность муки. Значение индекса амилазы свидетельствует о слабой активности а-амилазы во всех исследуемых потоках муки. Индекс ретроградации крахмала связан со способностью готового изделия противостоять черствению. Высокое значение этого показателя характеризует более быструю скорость черствения [9].

Были выработаны образцы тритикалевой муки из разных потоков. Основой формирования сортов тритикалевой муки является образование трех потоков - трех компонентов из различных анатомических частей зерновки на основе кумулятивных кривых зольности (Z ¸ зольность, И ¸ выход муки). Первый поток представляет собой три-тикалевую муку из центральной части эндосперма, второй - поток муки из периферийной части эндосперма и субалейронового слоя, третий поток - это мука из фрагментов эндосперма и тонкоизмельченных оболочек. Алгоритм формирования трех потоков, из которых сформированы сорта тритикалевой муки, следующий:
Формирование потоков тритикалевой муки сорта «Рамзес»
Помол 1 (сокращенная схема):

• поток А - II драная система + 3-я размольная система + 1-я размольная система. Всего: выход/зольность - 29,6/0,69; коэффициент корреляции R²= 0,82;
• поток Б - 1-я размольная система + 4-я размольная система + III драная система + II драная система + 5-я размольная система. Всего: выход/зольность 35,8/0,80; коэффициент корреляции R² = 0,98;
• поток В - 6-я размольная система + IV драная система + 5-я размольная система. Всего: выход/зольность 6,7/1,50; коэффициент корреляции R² = 0,99.
  
  Помол 2 (развитая схема):
• поток А+Б - 1-я размольная система + 2-я размольная система + II драная система + 1-я шлифивочная система + I драная система + III драная система + 2-я шлифовочная система + 3-я размольная система. Всего: выход/ зольность 57,9/0,66; Z_A=0,462 + 0,319х10^-2И_А; R²=0,97;
• поток В - IV драная система + 4-я размольная система + 5-я размольная система + 6-я размольная система. Всего: выход/зольность 17,6/1,43; Z_B=0,086 + 0,990х10^-2И_в; R²=0,99.
  
  Формирование потоков тритикалевой муки сорта «Саур» Помол 1 (сокращенная схема):
• поток А - III драная система + II драная система + 2-я размольная система + 1-я размольная система. Всего: выход/ зольность - 39,3/0,58; Z_A=0,558 + 0,544х10^-3И_А; R²=0,98;
• поток Б -1 драная система + 3-я размольная система + 4-я размольная система + 5-я размольная система. Всего: выход/зольность - 30,3/0,83; Z_B=0,396 + 0,410 х 10^-2И_Б; R²=0,97;
• поток В - 5-я размольная система + 6-я размольная система + IV драная система. Всего: выход/зольность -7,8/1,58; Z_B= -0,111 + 0,011И_В; R²=0,97.
  
  В дальнейшем потоки тритикалевой муки с различных технологических систем смешивали в целях получения отдельных сортов муки, в результате чего было получено три сорта муки: Т-70, Т-80 и Т-120 (в соответствии с ГОСТ 34142-2017). Были определены хлебопекарные свойства образцов тритикалевой муки различных сортов, полученных с использованием различных технологических схем. Сформированные образцы тритикалевой муки были проанализированы по таким показателям качества, как влажность, количество и качество клейковины, число падения (табл. 2).
  
  
  Результаты пробной лабораторной выпечки хлеба из девяти образцов тритикалевой муки представлены в табл. 3 и на рис. 3. Хлеб, выпеченный из тритикалевой муки различных сортов по методике Госсортокомиссии, имел объемный выход 340-470 см³/100 г муки для формового хлеба и 350-470 см³/100 г муки для подового хлеба. Наибольшим объемным выходом отличался формовой хлеб, выпеченный из муки сорта Т-70 «Саур», а наименьшим - хлеб из муки сорта Т-120 «Рамзес» (рис. 3). Отмечена правильная полуовальная форма с ровной гладкой поверхностью образцов 3-5 и 7-9, слегка бугристой поверхность была у образца 1. У образцов 2 и 6 на поверхности корки наблюдались трещинка и подрыв.
  
  Цвет корки образцов 1, 2, 5, 8 был бледный из-за низкой активности амилолитических ферментов. Поверхность корки у образцов 3, 4, 6, 7, 9 имела коричневый цвет. Мякиш у всех образцов обладал хорошей эластичностью. Пористость у всех образцов хлеба была мелкой, неравномерной. Толщина стенок пор у образцов 1, 2, 8 характеризовалась как толстостенная, плохо развитая. Вкус всех изделий -свойственный хлебу из муки тритикале. Липкость, хруст, крошковатость не обнаружены ни в одном из образцов.
  
  
  
  
  
  Лучшими по объемному выходу хлеба и общей хлебопекарной оценке были образцы тритикалевой муки: Т-70, Т-80 из зерна сорта «Рамзес», изготовленные с использованием развитой схемы; Т-70, выработанные из зерна сорта «Рамзес» по сокращенной схеме; Т-70 и Т-80 из зерна сорта «Саур», полученные при работе по сокращенной схеме. Органолептическая оценка этих образцов - по 5 баллов. Наихудшую общую хлебопекарную оценку имел образец, выработанный из тритикалевой муки Т-120 из зерна сорта «Рамзес» по развитой схеме.
  
  В результате проведенных исследований установлено, что наиболее эффективным способом переработки зерна тритикале в сортовую хлебопекарную муку является развитая технологическая схема с применением драных, ситовеечных, шлифовочных и размольных систем. Кумулятивная кривая зольности тритикалевой муки при переработке по развитой технологической схеме может быть представлена в виде двух, а не трех линейных участков, как при сокращенной технологической схеме.
  Реологические свойства тритикалевой муки, полученной с различных технологических систем (потоков), наглядно демонстрируют закономерное увеличение ВПС, снижение времени стабильности при замесе теста по мере возрастания количества периферийных частей зерновки.
  
  Влияние состояния белково-протеиназного и углеводно-амилазно-го комплексов отдельных потоков муки наряду с влиянием других факторов, в том числе с присутствием некрахмальных полисахаридов из периферийных частей зерновки, в большей степени проявляется в изменении величины индекса вязкости, который возрастает от I до III драной системы и снижается от 1-й до 6-й размольной системы.
  
  Отличными хлебопекарными свойствами обладают сорта тритикалевой муки Т-70 и Т-80, полученные из центральной части эндосперма при переработке как по сокращенной, так и по развитой схеме зерна в сортовую муку, что свидетельствует о перспективности сортов тритикале «Саур» и «Рамзес».
  
  ЛИТЕРАТУРА
  1.  Мелешкина Е. П. Тритикале (технологии переработки): Монография; Под ред. Е. П. Мелешкиной / Е. П. Мелешкина, Г. Н. Панкратов, И. А. Панкратьева, Л. В. Чиркова, Р. X. Кандроков, И. С. Витол, Н. А. Игорянова, О. В. Политуха, Д. Г. Туляков. - М.: ФЛИНТА, 2018. - 183 с.
  2.  Панкратов Г. Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки / Г. Н. Панкратов, Е. П. Мелешкина, Р. X. Кандроков, И. С. Витол // Хлебопродукты. - 2016. - № 1. - С. 60-62.
  3.  Магомедов Г. О. Разработка технологии сбивных мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности с применением тритикалевой муки / Г. О. Магомедов, Т. Н. Малютина, А. И. Шапкарина // Вест. ВГУИТ - 2016. - № 1. - С. 106-109. DOI: 10.20914/2310-1202-2016-1-106-109.
  4.  Карчевская О. В. Научные основы и технологические аспекты применения зерна тритикале в производстве хлебобулочных изделий / О. В. Карчевская, Г. Ф. Дремучева, А. И. Грабовец // Хлебопечение России. - 2013. - № 5. - С. 28-29.
  5.  Meleshkina E. P. Innovative Trends in the Development of Advanced Triticale Grain Processing Technology / E. P. Meleshkina, G. N. Pankratov, I. S. Vitol, R. H. Kandrokov,D.G.Tulyakov//FoodsandRawMaterials. 2017. 5(2). 70-82. DOI:10.21179/2308-4057-2017-2-70-82.
  6.  Руководство по приложениям Mixolab. Реологический и ферментный анализ (Manueld'applications Mixolab), 2009. - 79 с.
  7.  ICC № 173. Whole Meal and Flour from T. Aestivum -Determination of Rheological Behavior as a Function of Mixing and Temperature Increase. 2008. ICC, Standard. Vienna.
  8.  Antanas S. Studies Regarding Rheological Properties of Triticale, Wheat and Rye Flours / S. Antanas, E. Alexa, M. Negrea, A. Guran, E. Lazureanu // J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. 2013. 17(1). 345-349.
  9.  Dubat A. Le Mixolab Profiler: un Outilcomplet pour le Controlequalite des Bles et des Farines // Industries des Cereales. 2009. 161. 11-26.
  10.  Дубцова Г. Н. Молекулярно-биологические аспекты формирования липид-белковых комплексов и оценка их роли в структуре клейковины / Г. Н. Дубцова, А. П. Нечаев, М. И. Молчанов // В кн.: Растительный белок: новые перспективы. - М.: Пищепромиздат, 2000. -С. 100-121.

Е. П. Мелешкина, д. т. н., Г. Н. Панкратов, д. т. н.,
И. С. Витол, к. б. н., Р. X. Кандроков, к. т. н.,
ВНИИ зерна и продуктов его переработки - филиал ФГБНУ «ФНЦпищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН

Статья опубликована в журнале:
Кондитерское и хлебопекарное производство. – 2018. - №11-12. – С.6-10.