Влияние орошения и азотных удобрений на хлебопекарные качества муки и на качество макарон

10.05.2015

Хлебопекарные качества. Содержание белка в зерне определяет не только пищевое достоинство зерна, но и его хлебопекарные качества. Известно, что хлебопекарные свойства муки зависят от количества и качества в зерне клейковины, состоящей в основном из двух белков — глиадина и глютенина, соотношение которых составляет примерно 1:1. Это соотношение, как было показано в пятом разделе данной главы, в зависимости от условий выращивания может значительно изменяться.
Считается, что при нормальном качестве клейковины ее количество тесно коррелирует с содержанием общего белка. Н.П. Козьмина и В.Н. Ильина на основании анализа 16 образцов пшеницы с клейковиной нормального качества выражают соотношение весовых количеств сырой клейковины и общего белка в зерне величиной 2,2. С изменением под влиянием условий выращивания содержания общего белка соответственно изменяется и содержание клейковины. Изменяются также и другие показатели качества зерна — стекловидность, натура зерна и т. п.
Однако соотношение сырая клейковина : белок в зависимости от условий выращивания, в частности от уровня азотного питания, может отклоняться от величины 2,2. Так, в одном из наших опытов с увеличением содержания белка в зерне под влиянием поздних азотных подкормок с 11,7 до 16,5% это соотношение повышалось с 1,9 До 2,3. Это и понятно: ведь повышение белка в зерне под влиянием азотных удобрений сопровождается относительным увеличением содержания клейковинных белков (главным образом глиадина, а также глютенина) в суммарном белке. Таким образом, с повышением количества суммарного белка в зерне под влиянием азота отношение клейковины к белку будет увеличиваться.
Наиболее мощными факторами внешней среды, влияющими на содержание белка и клейковины в зерне и другие показатели качества зерна, являются, как известно, водный режим и уровень обеспеченности растений азотом. Примером влияния орошения и азотных удобрений на качество зерна могут служить результаты наших опытов, проведенных в полевых условиях в Заволжье (табл. 39), из которых видно, что при орошении, наряду со снижением содержания белка в зерне, снижалось содержание сырой клейковины и стекловидность, но увеличивался вес 1000 зерен и натура зерна. Аналогичные результаты раньше получили К.М. Чинго-Чингас, Н.И. Даленко, В.Д. Казаков. Под влиянием поздних некорневых азотных подкормок повышалось как содержание белка и клейковины, так и стекловидность, вес 1000 зерен и натура зерна. Таким образом, под влиянием азотных подкормок отрицательное влияние орошения на содержание белка и другие показатели качества зерна могут быть полностью устранены.

Влияние орошения и азотных удобрений на хлебопекарные качества муки и на качество макарон

Наиболее правильным способом оценки хлебопекарных качеств муки считается выпечка из нее хлеба в строго контролируемых условиях. При этом более полно проявляются все биохимические особенности зерна: количество и свойства клейковины, активность тех или иных ферментов. Основным показателем качества хлеба является его объем, выраженный в миллилитрах. Для пшеницы с клейковиной нормального качества существует прямая зависимость между содержанием белка, а следовательно, и клейковины в муке и ее потенциальной хлебопекарной способностью, т. е. способностью давать хороший хлеб в наиболее благоприятных для данной муки условиях.
Однако по мере повышения содержания белка в зерне объем хлеба часто увеличивается только до определенного предела, который соответствует по данным М.И. Княгиничева 18—19%, а по В.Л. Кретовичу — 17% белка. При более высоком содержании белка наблюдается ухудшение качества хлеба. Поэтому пробные выпечки не всегда могут точно выявить потенциальные возможности высокобелковистой «сильной» пшеницы. Хлеб, выпеченный из одной «сильной» пшеницы, может иметь пониженный объем, тогда как при добавлении к ней «слабой» пшеницы качество хлеба значительно улучшается.
Мука из твердых пшениц очень ценится при приготовлении макаронных изделий.
Хлебопекарные качества зерна пшеницы зависят не только от содержания в нем клейковины, но в еще большей степени — от качества этой клейковины. Под качеством клейковины обычно понимают ее физические свойства: растяжимость, упругость, эластичность и др. Хлебопекарные качества определяют при помощи различных приборов альвеограф, фаринограф и др.), а также некоторыми другими более простыми методами.
В последние годы для определения хлебопекарных качеств муки — ее «силы» — получил распространение метод седиментации, предложенный Зелени и модифицированный М.И. Княгиничевым и В.И. Комаровым, А.Я. Пумпянским и Л.Я. Ауэрманом. Метод основан на способности белков муки к набуханию в молочной, уксусной и других кислотах. Чем больше объем осадка набухшего белка, или, так называемое «число набухания», тем больше «сила» муки. Этот метод прост, требует небольшого количества муки и дает вполне надежные результаты.
Между качеством клейковины (ее физическими свойствами) и соотношением в ней глиадина и глютенина не обнаружено никакой корреляции.
Физические свойства клейковины определяются агрегатным состоянием ее белков. Крепкая клейковина отличается от слабой более плотной «упаковкой» белковых частиц, осуществляемой дисульфидными «мостиками», водородными связями и силами электростатического взаимодействия, а также, возможно, другими, еще неизученными типами связей.
Если содержание белка в зерне больше зависит от условий выращивания, чем от сортовых особенностей, то качество клейковины зависит больше от биологических особенностей сорта, хотя и условия выращивания оказывают влияние на качество клейковины. Имеются указания на то, что внешние условия вызывают более значительные изменения качества клейковины у «сильных» пшениц, чем у «слабых».
Влияние орошения и азотных удобрений на хлебопекарные качества муки и на качество макарон

Орошение, как будет показано ниже, влияет не только на содержание клейковины, по и на ее качество. Поэтому орошение, уменьшая содержание белка и клейковины в зерне, не всегда снижает хлебопекарные качества пшеницы. Прямая зависимость между количеством клейковины и хлебопекарными качествами пшеницы здесь часто не проявляется. В одних случаях при орошении хлебопекарные качества улучшаются, в других — ухудшаются. Многое зависит от сорта: отдельные сорта повышают свои качества, другие же, наоборот, снижают. Большинство данных указывает на то, что при орошении, несмотря на уменьшение содержания белка хлебопекарные качества зерна не ухудшаются.
В наших опытах орошение, снижая содержание белка и клейковины в зерне пшеницы (см. табл. 39), значительно улучшало качество хлеба (рис. 27 и табл. 40). Пробные выпечки были проведены во Всесоюзном научно-исследовательском институте зерна по принятой институтом методике.
Влияние орошения и азотных удобрений на хлебопекарные качества муки и на качество макарон

Из данных табл. 40 и рис. 27 видно, что качество хлеба (по объему и пористости), выпеченного из зерна орошаемой пшеницы, было лучше, чем из зерна неорошаемой пшеницы. Эти различия, по-видимому, связаны с улучшением качества клейковины при орошении.
Повышение содержания белка примерно до одинакового уровня, вызванное засухой и азотными подкормками (соответственно 17,4 и 17,9%), оказывало совершенно различное влияние на хлебопекарные качества зерна: при засухе качество хлеба ухудшалось, а при азотных подкормках — улучшалось. Следовательно, лучшее качество хлеба из зерна орошаемой пшеницы по сравнению с неорошаемой связано не с количеством клейковины, а с ее качеством. В чем заключается изменения качества клейковины, приводящие к улучшению качества хлеба при орошении,— точно не установлено. Этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Имеются указания на то, что при орошении несколько уменьшается упругость клейковины, т. е. происходит ее ослабление. Однако это наблюдалось не у всех сортов; у некоторых сортов действие орошения было противоположным. Чем выше температура, при которой произрастает пшеница, тем меньше ослабление клейковины, вызываемое обильным увлажнением. Поэтому в южных районах Советского Союза даже при орошении клейковина имеет более высокое качество, чем клейковина более северных районов произрастания.
Эффективным средством повышения хлебопекарных качеств зерна является применение азотных удобрений. Улучшение качества хлеба под влиянием азотных удобрений происходит вследствие повышения содержания белка. Известно, что при равных физических свойствах клейковины хлебопекарные качества будут тем лучше, чем выше содержание белка в муке.
В опытах с озимой пшеницей на подзолистой почве (под Москвой) П.Н. Шибаев установил, что двухкратная некорневая азотная подкормка в период цветения повышает белковистость зерна с 12,3 до 13,3%, стекловидность — с 50 до 72%, абсолютный вес зерна — с 43,3 до 44 г, объем хлеба — с 526 до 542 см3.
Отмечая улучшение хлебопекарных качеств пшеницы (объем хлеба, «сила» муки, упругость теста) под влиянием некорневых азотных подкормок. Г.П. Жемела и Т.Ф. Завгородняя обращают внимание на то, что при подкормках в начало молочной спелости «сила» муки (в эргах) повышалась значительно больше, чем при подкормках в период колошения, хотя содержание белка при этом было не больше. М.М. Стрельникова показала, что в опытах па серой оподзоленной почве под Харьковом в условиях хорошей обеспеченности растений влагой иод влиянием весенней азотной подкормки озимой пшеницы урожай зерна увеличился на 8—10 ц/га, содержание белка повысилось с 9,6 до 13,5%, а объем хлеба — с 410 до 478 см3. В другой работе М.М. Стрельникова обнаружила, что удобрения, содержащие серу — (NH4)2SO4 и K2SO4 — увеличивали растяжимость клейковины.
Однако внесение высоких доз азота (120—160 кг/га на фоне хорошего фосфорно-калийного удобрения) оказывало положительное влияние на хлебопекарные качества только у сортов, обладающих в этом отношении наследственно хорошими свойствами. На сортах с плохими хлебопекарными качествами не наблюдалось улучшающего действия повышенных доз азота.
Повышение белковистости зерна, которое происходит под влиянием неблагоприятных внешних условий (недостатке света, высокой температуре), не только не улучшает хлебопекарных качеств зерна, но может ухудшить его. Повышение содержания белка в зерне ячменя, наблюдавшееся при полегании растений, сопровождалось ухудшением качества клейковины.
Качество макарон. Азотные удобрения влияют также на качество макарон, изготовляемых из муки пшеницы. Известно, что чем выше содержание белка в зерне, тем выше качество макарон. Особенно высококачественные макаронные и крупяные изделия дают твердые пшеницы.
Поскольку нам не было известно данных о влиянии орошения на качество макарон, были проведены исследования качества макарон, изготовленных из муки орошаемой и неорошаемой пшеницы. Изготовление макарон и испытание их качества было проведено в Центральной научно-исследовательской лаборатории макаронной промышленности. Для исследования взяли ту же твердую яровую пшеницу Черноколосую остистую, что и для выпечки хлеба. Содержание белка в зерне поливной пшеницы составляло 16,19%, неполивной—19,67%. Было взято по 3 кг 70%-ной муки каждого образца. Макароны изготовлены по ГОСТу 875—51, сорт первый, диаметр 7 мм.
Влияние орошения и азотных удобрений на хлебопекарные качества муки и на качество макарон

Оценка качества макаронных изделий основывается на учете следующих показателей: цвета, прочности, запаха, вкуса, состояния поверхности изделий и др. В наших опытах учитывались основные показатели: прочность, цвет и состояние поверхности (табл. 41).
Как видно из данных табл. 41, прочность была выше у макарон. изготовленных из муки неорошаемой пшеницы. Однако у обоих образцов прочность значительно превышает предусмотренную стандартом. Пo цвету макароны из орошаемой пшеницы хуже, чем из неорошаемой. Oни сероватого цвета, в то время как макароны из неорошаемой пшеницы имеют более светлый желтоватый цвет. По состоянию поверхности макароны из неорошаемой пшеницы также отличаются лучшими качествами. Их поверхность имеет очень незначительную шероховатость, у макарон же из орошаемой пшеницы эта шероховатость более грубая.
Несмотря на то, что макароны из муки орошаемой пшеницы уступают по качеству неорошаемой, они по своим показателям соответствуют по ГОСТу макаронам первого сорта.
Таким образом, орошение оказывает противоположное влияние на качество макарон и на качество хлеба. Качество макарон при орошении ухудшается, а качество хлеба, наоборот, улучшается. Это, вероятно, объясняется тем, что при изготовлении макарон в муке происходят значительно меньшие биохимические превращения веществ, чем при выпечке хлеба; Термические воздействия на макаронные изделия в процессе их сушки незначительны (до 35°); микробиологические процессы при нормальном ходе производства, как правило, исключены. Следовательно, факторы, влияющие на качество макарон, не столь многочисленны и отношения между ними менее сложны, чем при хлебопечении.
Поэтому на качество макаронных изделий качество клейковины, по-видимому, не оказывает решающего влияния. Качество макарон определяется в основном количеством клейковины. Поскольку зерно неорошаемой пшеницы имело более высокое содержание клейковины, хотя и более низкого качества, макароны из неорошаемой пшеницы были лучше, чем из орошаемой.