Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

24.10.2014

Результаты пробной выпечки, проведенной с учетом индивидуальных особенностей белкового комплекса муки, характеризуют потенциальные возможности данной партии муки при переработке ее в различные виды продукции (формовой хлеб, подовые изделия, мелкоштучные, специальные изделия повышенной калорийности, например).
Ho не меньшее значение имеет пробная выпечка для решения ряда принципиальных вопросов о зависимости хлебопекарных свойств пшеничной муки от отдельных факторов или групп факторов. Получив экспериментальные данные, характеризующие зависимость объема хлеба от общего содержания белковых веществ и клейковины, от свойств клейковины, от особенностей ферментного комплекса зерна, можно не только глубже понять сущность взаимосвязи отдельных компонентов муки (белков, углеводов, липидов), определяющих качество готового продукта, но и использовать их для решения ряда практических вопросов, а именно: упростить оценку хлебопекарных свойств, заменив прямой метод, т. е. пробную выпечку, косвенным, используя для этой цели какой-либо признак, хорошо коррелирующий с результатами прямого метода.
В последнее время проведена большая исследовательская работа, задача которой заключалась в уточнении условий, при которых возможно применение косвенных методов оценки хлебопекарных свойств пшеничной муки.
Большое внимание исследователи уделяют вопросу о микрометодах определения хлебопекарных свойств пшеницы, применимых уже на самых ранних стадиях селекции, когда имеющегося материала недостаточно для проведения даже микровыпечек. Этот вопрос является весьма актуальным для сельского хозяйства, поскольку установлена зависимость хлебопекарных свойств муки от ее генетической природы.
Наибольшее количество исследований, посвященных микрометодам оценки хлебопекарных свойств пшеничной муки, касается так называемой седиментационной пробы Зелени. Этот метод представляет большой интерес для практиков хлебопекарной промышленности, так как отличается простотой и довольно тесно связан со многими важными признаками качества пшеничной муки. Сущность метода заключается в измерении объема осадка муки или измельченного зерна, набухавшего определенное время в растворе молочной кислоты. Получаемый при этом объем осадка сопоставляется с эмпирически составленной классификацией муки по силе и характеризует хлебопекарные свойства данного образца. Седиментационный метод применяется в селекции для предварительной оценки селекционного материала.
При исследовании происходящих при проведении седиментационной пробы процессов было установлено, что основным фактором, определяющим объем получаемого осадка, является степень набухания белковых веществ муки и поэтому более правильным было бы называть этот метод не седиментациопным, а методом определения набухаемости пшеничной муки.
Величина набухания белков зависит от концентрации водородных ионов раствора, в котором проводится определение, поэтому важно было более точно установить, при какой кислотности наблюдается максимальное набухание белков муки. Проведенные с этой целью исследования показали, что для всех категорий пшеницы по силе максимальное набухание осадка наблюдалось при pH 2,8—3,0.
Экспериментально установлено, что для определения набухаемости белковых веществ муки применима любая органическая или неорганическая кислота в концентрации, которая обеспечивает получение раствора с указанным выше значением pH. Исключение составляют только азотная и серная кислоты, в которых, очевидно, какое-то влияние на белковые вещества оказывают их анионы. Результаты исследований полностью обосновали применение взамен молочной кислоты других органических кислот, в частности уксусной; последняя широко применяется в отечественной практике.
Для полного понимания сущности данного метода необходимо выяснить еще ряд вопросов, а именно, какая связь между объемом получаемого за определенное время осадка и величиной растворимости белковых веществ данного образца муки. Известно, что растворимость белковых веществ клейковины в кислотах зависит от исходных свойств последней, именно на этом основан известный метод оценки ее качества, предложенный Берлинером и нашедший довольно широкое применение в зарубежной практике. Происходит ли в условиях определения набухаемости белковых веществ муки частичное растворение клейковинных белков или оно исключено высокой концентрацией водородных ионов (pH 2,8—3,0), до сих пор не выяснено. Получение максимального осадка набухших частиц муки еще не свидетельствует о том, что в этих условиях не происходит растворения частиц клейковинных белков. Вместе с тем, при повышении растворимости белков изменяется вязкость раствора и тем самым замедляется скорость оседания частиц, а, следовательно, изменяется абсолютная величина получаемого объема. Для выяснения этого вопроса необходимо провести дальнейшие исследования.
Анализируя экспериментальные данные о взаимосвязи набухаемости муки с другими показателями качества ее, можно установить, что показатель набухаемости не коррелирует с общим содержанием азота в зерне (и в муке) (табл. 171). Коэффициент корреляции в данном случае является отрицательным и очень невысоким, что свидетельствует об отсутствии закономерной связи изучаемых величин. Отмечается также невысокая степень сопряженности этого показателя с общим количеством клейковины как сырой, так и сухой.

Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

Более высокая и устойчивая корреляционная зависимость отмечается при сопоставлении показателя набухаемости с показателями, характеризующими хлебопекарные свойства муки, силу муки по альвеографу, по фаринографу (суммарная оценка по валориметру), а также водопоглотительную способность муки, Взаимосвязь между набухаемостью муки и объемным выходом хлеба выражена менее четко, коэффициент корреляции невелик и сильно колеблется для одних и тех же сортов в зависимости от года урожая (табл. 172). Значительно колеблется коэффициент корреляции при сопоставлении показателя набухаемости с валориметрической оценкой и силой муки. Данные таблицы показывают резкое несоответствие коэффициентов корреляции показателя набухаемости муки из яровых и озимых пшениц с содержанием белка и клейковины.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

Чтобы объяснить это явление, необходимо получить данные, характеризующие набухаемость пшениц раздельно по группам — высокобелковые с клейковиной хорошего качества и высокобелковые со слабой клейковиной.
Правильно оценить возможности использования метода определения набухаемости для характеристики хлебопекарных свойств пшеницы можно только при более тщательном изучении исследуемого процесса набухания, растворения и оседания частиц муки.
Наблюдаемые различия величин корреляции между набухаемостью и хлебопекарными свойствами пшеничной муки, определяемыми прямыми методами, в значительной степени могут быть объяснены условиями выпечки для многих образцов. На основании приведенных выше данных по микрометодам определения хлебопекарных свойств пшеницы, в частности по ее набухаемости, вытекает необходимость более глубокого изучения не только самого метода определения, но и сопоставляемых показателей; в первую очередь это относится к методике пробной выпечки.
Широкое применение методов вариационной статистики для исследования значения того или иного показателя качества в оценке хлебопекарных свойств пшеничной муки не должно подменять более глубокое изучение сущности происходящих процессов.
Показатель набухаемости в основном характеризует свойства клейковинных белков и только в какой-то степени отражает и содержание белка в испытуемом образце. Простота выполнения анализа и небольшое количество материала, требуемого для его проведения, позволяют рекомендовать метод седиментации для широкого применения в селекции пшениц.
Второй из наиболее распространенных микрометодов оценки хлебопекарных свойств пшеницы — метод брожения шрота, — по-видимому, менее точен для целей селекции пшениц, так как коэффициент корреляции его с другими показателями качества зависит от года урожая (табл. 173). Более стабильные результаты дает модифицированный метод определения набухаемости муки с применением уксусной кислоты.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

Широкое применение таких приборов для определения реологических свойств теста, как фаринограф, альвеограф и экстенсограф, позволило получить многочисленные данные о взаимосвязи получаемых на этих приборах показателей с хлебопекарными свойствами пшеницы, выявленными пробной выпечкой. Наблюдается ясно выраженная положительная корреляционная зависимость между объемом выпекаемого хлеба и показателем силы муки, выраженным в джоулях, т. е. величиной удельной деформации теста по альвеографу, а также с показателем валориметрической оценки по фаринографу. Существенная связь имеется между объемом хлеба и продолжительностью замеса до полного развития теста (табл. 174). В табл. 174 также приведены коэффициенты корреляции качества хлеба с показателем силы муки по альвеографу. Следует отметить, что величина разжижения теста по фаринографу не находится в какой-либо определенной зависимости с объемом хлеба, так же как и отношение упругости теста по альвеографу к его растяжимости. Можно было бы ожидать, что чем сильнее способно тесто разжижаться при замесе, тем меньше будет его газоудерживающая способность и объем выпеченного хлеба. Ho, по-видимому, взаимосвязь между этими признаками значительно сложнее. После критического анализа имеющихся данных отечественных и зарубежных исследователей была составлена схема, в которой показано, какие методы целесообразнее применить при исследованиях в зависимости от количества материала и поставленных задач. Так, например, для оценки качества пшениц в процессе селекции, когда количество имеющегося зерна еще очень мало, вполне обосновано применение метода определения набухаемости муки; по этому показателю можно проводить даже выбраковку образцов; если они имеют низкие показатели набухаемости, то при последующем определении физических свойств теста на приборах они не будут иметь высоких показателей силы муки. По показателям, полученным на фаринографе и альвеографе, можно оценивать технологические свойства пшеничной муки отдельных партий, поступающих на хлебозавод, и составлять рецептуру смеси муки для получения оптимальных хлебопекарных качеств. Однако остается еще нерешенным вопрос об использовании перечисляемых приборов для определения свойств смесей муки сильной (улучшителя) с мукой среднего и низкого качества.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

По некоторым данным, показатели альвеографирования и фаринографирования смесей недостаточно коррелируют с результат том их пробной выпечки. He всегда можно установить, в какой степени мука-улучшитель будет влиять на слабую муку. Наиболее высокую и устойчивую сопряженность можно наблюдать между эффектом улучшения слабой муки и объемом хлеба из сильной муки. Чем лучше хлебопекарные свойства сильной муки, определяемые прямым методом, тем более эффективным улучшителем она является (табл. 175). Более низкая корреляция имеется между улучшающим эффектом сильной пшеницы и величиной ее силы, определенной на альвеографе, в этом случае коэффициент корреляции значительно ниже и сильно колеблется но годам. Аналогичное явление наблюдается при сопоставлении улучшающего эффекта сильной пшеницы с показателями ее фаринографической оценки. Эта взаимосвязь часто видна при сопоставлении линии регрессии х по у и у по х, где у — эффект улучшения хлебопекарных свойств (увеличение объема хлеба) при добавлении муки сильной пшеницы, а х — объем хлеба из сильной муки-улучшителя (рис. 121) или показатель силы муки-улучшителя по альвеографу (рис. 122), Из приведенных данных следует, что нельзя базироваться только на оценке реологических свойств теста, учитываемых такими приборами, как альвсограф и фаринограф, так как условия, в которых проводятся исследования, еще недостаточно соответствуют условиям выпечки. По-видимому, при смешивании особо сильной муки-улучшителя со слабой происходит не только укрепление структуры теста, но и еще какие-то изменения, обнаруживаемые только в ходе технологического процесса, которые и оказывают определенное влияние на конечный эффект, т. е. на газоудерживающую способность выпекаемой тестовой заготовки. Для выяснения этого вопроса необходимо более подробно изучить все компоненты сильной и слабой муки. Вероятно, определенную роль играет и углеводная фракция, в частности пентозанная. Таким образом, при составлении валки муки ориентироваться следует не на показатели альвеографа или фаринографа, а на прямой метод, т. е. на пробную выпечку смесей.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

До сих пор рассматривались показатели, характеризующие хлебопекарные свойства муки в отношении объема хлеба, т. е. качества выпеченного продукта. Для хлебопекарных предприятий важным показателем является выход хлеба. На этот показатель влияют не только размеры технологических потерь, но и величина водопоглотительной способности муки. Имеющиеся данные свидетельствуют о наличии некоторой положительной связи водопоглотительной способности с силой муки, определенной на альвеографе, и о незначительной связи се с показателем времени образования теста, определенным на фаринографе. Необходимо продолжить исследования в этом направлении, чтобы получить данные о взаимосвязи водопоглотительной способности муки с оптимальной для технологического процесса консистенцией теста. При проведении этих исследований желательно применять не только фаринограф, но и специальный прибор для определения ВПС теста фирмы Саймон.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

Приведенные выше данные показывают возможность применения ряда косвенных методов оценки хлебопекарных свойств пшеничной муки для выявления потенциальных возможностей ее, а также для установления взаимосвязи отдельных факторов, определяющих конечный результат выпечки. Наряду с этим необходимо изыскивать и другие показатели, характеризующие биохимические и колоидные свойства пшеничной муки, и сопоставь лять их с качеством хлеба. При характеристике белковых веществ клейковины было отмечено, что глиадин пшеницы не является однородным и соотношение отдельных его фракций, выделяемых электрофорезом на крахмальном геле или хроматографией на Сефадекс Г-100 или на других гелях, колеблется в довольно широких пределах. В связи с этим была сделана попытка сопоставить содержание тех или иных фракций глиадина различных сортов пшениц с их технологическими свойствами. Полученные данные показывают различные соотношения этих фракций у разных сортов пшеницы (рис. 123); данные получены при хроматографии на сульфоэтилцеллюлозе и последующем разделении на крахмальном геле. Между фракциями глиадина пшеницы, обладающей хорошими хлебопекарными свойствами (сорт Команчо) и очень плохими (сорт Ред Чиф), однако, различия очень незначительны (рис. 124). Хроматограмма глиадина пшеницы сорта Ред Чиф почти аналогична хроматограмме глиадина высококачественной пшеницы Понка. При изучении 14 сортов австралийской пшеницы также не была выявлена какая-либо закономерная связь между хлебопекарными свойствами муки и данными хроматографического разделения белков клейковины на карбоксиметилцеллюлозе и при электрофорезе на полиакриламидном геле. Другие исследования показали, что можно наметить определенную группировку сортов пшениц по соотношению фракций, полученных электрофорезом или хроматографировании на Сефадекс Г-100, однако в пределах одного и того сорта образцы различного качества не дают четкого различия в соотношении этих фракций.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

На основании проведенных предварительных исследований можно сделать заключение, что глубокие различия хлебопекарных свойств сортов пшениц не обусловлены глиадиновыми фракциями белковых веществ. Необходимо принять во внимание фракцию глютенина, так как она может быть причиной возможных различий в реологических свойствах теста слабых и сильных в хлебопекарном отношении сортов пшеницы.
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

Учитывая возможную роль сульфгидрильных групп и дисульфидных связей в определении реологических свойств теста, были сделаны попытки сопоставить содержание их в муке с хлебопекарными свойствами последней. Количество SS-групп определяли по реакции их взаимодействия с этилмалеимидом, меченным по С14, при последующем гидролизе и хроматографии па бумаге был выделен меченный по S35 сукцинил-L-цистеин и определено его количество. Полученные данные сопоставляли с объемом хлеба и обрабатывали методами вариационной статистики (табл. 176). С повышением содержания «замаскированных» сульфгидрильных групп в белках муки закономерно увеличивался и объем хлеба. Реактивоспособные (доступные) сульфгидрильные группы не связаны с хлебопекарными свойствами муки. Исследованиями, проведенными на отечественных пшеницах, было установлено, что соотношение S—S : SH-групп в пшенице сильных сортов выше, чем в слабой пшенице (табл. 177).
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств
Косвенные методы оценки хлебопекарных свойств

Вопрос о факторах, характеризующих хлебопекарные свойства пшеничной муки в аспекте особенностей структуры молекулы белковых веществ, еще окончательно не решен. Необходимо провести исследования на достоверном материале.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: