Определение количества и качества клейковины пшеницы

Министерство сельского хозяйства РФ
ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»
Кафедра технологии хранения и переработки растениеводческой продукции
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторно-практической работе на тему:
«Определение количества и качества клейковины пшеницы»
для студентов, обучающихся по специальности 110 305.65
«Технология производства и переработки
сельскохозяйственной продукции»,
и по направлению подготовки 260 100.62 (бакалавры)
«Продукты питания из растительного сырья»
Краснодар 2009
Методические указания подготовили проф. Казарцева А.Т.,
проф. Донченко Л.В., доц. Влащик Л.Г., проф. Сокол Н.В., доц. Чаусов В.М.
Рецензент проф. Родионова Л.Я.
Методические указания одобрены методической комиссией факультета
перерабатывающих технологий, протокол №3 от 08.11.2009г.
ТЕМА: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА КЛЕЙКОВИНЫ В ЗЕРНЕ ПШЕНИЦЫ». _______________ 4
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ________________________________________________________ 4
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОДЕРЖАНИЕ И КАЧЕСТВО КЛЕЙКОВИНЫ ____________________________ 10
2.
ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ____________________________________________________ 13
3. АГРОТЕХНИКА ________________________________________________________________________________ 14
ПОВРЕЖДЕНИЕ ЗЕРНА ВРЕДНЫМ КЛОПОМ-ЧЕРЕПАШКОЙ_________________________________________ 15
6. ПОВРЕЖДЕНИЕ ЗЕРНА ЗАМОРОЗКАМИ _________________________________________________________ 17
7. ПРОРАСТАНИЕ ЗЕРНА НА КОРНЮ, В ВАЛКАХ, НА ТОКУ ИЛИ В СКЛАДЕ.__________________________ 17
9. САМОСОГРЕВАНИЕ ЗЕРНА_____________________________________________________________________ 18
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА СЫРОЙ КЛЕЙКОВИНЫ _________________________________________________ 24
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПРУГО-ЭЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ НА ПРИБОРЕ ИДК-3 (измеритель деформации
клейковины) _____________________________________________________________________________________ 24
ПОРЯДОК РАБОТЫ НА ИДК-ЗМ ___________________________________________________________________ 24
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА СУХОЙ КЛЕЙКОВИНЫ ______________________________________________ 25
ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ________________________________________________________ 26
ЗАДАНИЕ _______________________________________________________________________________________ 26
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ _______________________________________________________________________ 27
ЛИТЕРАТУРА ___________________________________________________________________________________ 29
ТЕМА: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА КЛЕЙКОВИНЫ В ЗЕРНЕ
ПШЕНИЦЫ».
Цель и задачи:
1. Изучить химический состав клейковины, её физические свойства и значение
в хлебопечении.
2. Узнать какие факторы влияют на содержание и качество клейковины.
3. Изучить взаимосвязь качества клейковины с физическими свойствами теста и
хлебопекарными достоинствами.
4. Ознакомиться с сопряженностью показателей содержания и качества клейковины, определяемыми разными методами.
5. Изучить классификацию качества зерна согласно ГОСТ Р 52554-2006 на классы
с учетом содержания и качества клейковины.
6. Освоить методику определения количества и качества клейковины в зерне пшеницы по ГОСТ 135861.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
С тех пор, как люди научились приготавливать пшеничный хлеб, известно, что
при замесе пшеничной муки с водой образуется упругое, связное и эластичное тесто. Однако только в 1728 г. итальянский ученый Якопо Бартоломео Бенкари выделил из пшеничного теста путем отмывания водой от крахмала и отрубей связную
эластичную и упругую массу, получившую название клейковины.
Клейковина- ценнейшая составная часть пшеничного зерна, определяющая его
пищевые, технологические и товарные достоинства. В результате многолетних всесторонних исследований установлено, что клейковина - это белковое вещество, почти полностью состоящее из глиадина (39-45%) и глютенина (34-40%), соотношение
которых приближается к 1:1. Кроме этого в ней 3-7% глобулина и альбумина, 2-9%
жира, 1-2% сахара и 0,9:2,0% минеральных веществ. Количество клейковины в зерне
варьирует в очень широком диапазоне-от 9 до 58%. Так как клейковина в основном
белковое вещество, то те условия, которые влияют на накопление белка в пшеничном зерне, оказывают аналогичное влияние на содержание в нем клейковины. Если
пшеница содержит клейковину нормального качества, то количество её тесно связано с содержанием общего белка и соотношение их может быть равно 2:1. Однако
сомнительно, чтобы это соотношение было постоянным для всего многообразия
пшениц, выращенных в разных условиях. Анализ многолетних данных большого
разнообразия образцов зерна позволил убедиться в этом. Соотношение клейковины
и белка может быть 1,5-2,5:1,
Белки клейковины - белки эндосперма зерновки. Они обладают высокой способностью поглощать воду и набухать, образуя гидратированный, упругий, эластичный и связной студень, который и носит название «КЛЕЙКОВИНА».
При замешивании муки с водой в процессе приготовления теста отдельные
частицы клейковины, набухая, слипаются друг с другом и
образуют непрерывную массу гидратированного белка, которая наподобие
сетки охватывает все крахмальные зерна. В результате этого образуется компактная,
упругая масса связного теста. Углекислый газ, выделяемый дрожжами при брожении теста, разрыхляет эту массу, увеличивая ее объем, и придает ей мелкопористую
структуру, которая сохраняется благодаря упруго-эластичным свойствам набухшей
клейковины, а затем закрепляется при выпечке, образуя характерно пористую
структуру хлебного мякиша(рис 1)
Рис.1. Влияние содержания клейковины на качество хлеба
Объемный выход хлеба, его пористость и эластичность мякиша в высокой
степени зависят от количества, и самое главное, от качества клейковинных белков,
т.е клейковина является каркасом хлеба.
В связи с чем этому признаку уделяется особое внимание как при создании
сортов, так и при переработке зерна и муки.
Есть несколько методов определения содержания клейковины, но наиболее
распространенные: ручной метод по ГОСТ 135861, автоматизированный на «Глютоматике 2200» и механизированный па МОК различных модификаций, но с одинаковой, далекой от совершенства камерой для отмывания клейковины.(рис 2,3)
Рис 2. Глютоматик 2200 с центрифугой для отжатия воды и печкой для сушки клейковины
Рис 3. Мок – механическое устройство для отмывания клейковины
Метод для определения содержания клейковины по ГОСТ 135861 трудоемок,
включает много разных операций, снижающих порой объективность данных, требует больших затрат времени (l,5 часа и более), но на данный момент более точный,
чем при определении на МОК и остается основным.
Устройство МОК позволяет в 3 раза повысить производительность труда, но
довольно частые, недопустимые при арбитражных определениях отклонения в сторону снижения содержания клейковины на 3,0-5,2% по сравнению с содержанием по
ГОСТ, не позволяют его использовать при оценке качества зерна по содержанию
клейковины.
Шведский прибор «Глютоматик 2200» полностью исключает ручной труд и
значительно повышает производительность. На нем за 40 минут можно получать
необходимую информацию о содержании и качестве клейковины. Но этот прибор
дорогостоящий и в настоящее время широко используется в основном при проведении научно-исследовательских работ в НИИ.
С первого января 2010г вводится еще один ручной метод отмывания клейковины (Национальный стандарт РФ-ГОСТ Р 53020), идентичный международному
стандарту ISO 21415-1, предусматривающему отмывание клейковины в 2% солевом
(NaCl) растворе и использовании этого стандарта при экспорте пшеницы и требовании фирмы-покупателя оценки качества зерна согласно ISO 21415-1
Введение этого стандарта не отменяет внутригосударственный стандарт
135861.
Придавая особую значимость содержанию клейковины как признаку, от которого зависит хлебопекарная способность пшеницы, нельзя забывать, что она ещё в
большей степени определяется качеством клейковины.
Под качеством клейковины понимают совокупность ее физических свойств:
упругость, растяжимость, эластичность, способность к набуханию, а также способность сохранять эти свойства в процессе отмывания и последующей отлежки.
Упругость - свойство клейковины возвращаться в исходное положение после
растягивания или надавливания. Если после применения деформирующего усилия
комочек клейковины не обладает способностью к сопротивлению и не восстанавливает первоначальной конфигурации, то клейковина считается неудовлетворительной.
При очень упругой клейковине тесто получается трудноразрыхляемое и рвущееся, поэтому избыточная или недостаточная упругость нежелательна.
В зависимости от упругости клейковину подразделяют на 3 группы:
1-я группа- клейковина с хорошей упругостью. Она дает возможность полу-
чать хлеб с хорошей формоустойчивостыо, достаточно разрыхленный, с большим
объемным выходом, с равномерной и тонкостенной пористостью.
2-я группа- клейковина с удовлетворительной упругостью. Она обладает хорошей водоудерживающей способностью, что определяет получение хлеба в большинстве случаев доброкачественного хлеба.
3-я группа - клейковина очень крепкая или со слабой упругостью, - плывущая,
что не позволяет получать хлеб хорошего качества
Под растяжимостью понимают способность клейковины растяги
ваться в длину. Растяжимость определяют, растягивая кусочек клейковины до
разрыва (до 10 см включительно) в течение 10 секунд. В момент разрыва отмечают
длину. Сильно тянущаяся, провисающая и разрывающаяся на весу под собственной
тяжестью клейковина не обеспечивает хорошей разрыхленности теста. При средней
клейковине растяжимость ее достигает 10-20 см, длиной - более 20 см.
Клейковина обладает способностью удерживать определенное количество воды, т.е. обладает способностью к набуханию.
Водопоглотительную способность клейковины называют гидратацией и судят
о ней по соотношению между массой сухой и сырой клейковины. Хорошая клейковина имеет гидратацию 180-200%, что соответствует содержанию воды в клейковине на уровне 65-70%.
При оценке качества клейковины обращают внимание на ее цвет
Из зерна хорошего качества получается светлая клейковина. Она обладает
наиболее хорошей растяжимостью и упругостью.
Серый или темный цвет клейковины свидетельствует о неблагоприятных воздействиях на зерно при созревании, хранении или послеуборочной обработке.
Однако выше описанные методы определения качества клейковины несут в
себе много субъективизма. В настоящее время для определения физических (упругоэластичных) свойств клейковины независимо от метода определения ее количества
используется в основном измеритель деформации клейковины различных модификаций-ИДК-1, ИДК-2, ИДК-ЗМ и другие с одинаковым принципом работы (рис4)
Рис.4. Прибор для определения качества клейковины ИДК-ЗМ
Согласно данных этих приборов ГОСТ утвердил классификацию зерна по качеству клейковины (Табл. 1).
Таблица 1- Характеристика качества клейковины согласно единиц прибора
ИДК (ГОСТ 13586)
Показания прибора, е.п
(единиц прибора)
Группа качества
Характеристика клейковины
От 0 до 15
III
Неудовлетворительная
крепкая
От 20 до 40
II
От 45 до 75
I
От 80 до 75
II
От 105 и более
III
Удовлетворительная
крепкая
Хорошая
Удовлетворительная
слабая
Неудовлетворительная
слабая
Эти показатели учитываются как при создании сортов, решении вопроса об их
районировании, так и при оценке товарного зерна.
Считается, что к «сильным» пшеницам-улучшителям слабых относится зерно
с клейковиной 28% и выше по качеству первой группы (45-75 е.п.).
К «ценным»-ценное сырье для использования в чистом виде при получении
хлеба хорошего качества с клейковиной 23% и выше, по качеству II-ой группы (80100 е.п). К «слабым» - зерно, которое нуждается в улучшении, с качеством клейковины 105 и более е.п. - III группы.
К сортам "филлерам" относится пшеница, занимающая промежуточное положение по качеству между "ценной" и "слабой", которая используется в чистом виде
для хлебопечения или для подсортировки к "сильным"
На основании проведенных исследований 770 образцов пшеницы разного качества не установлено тесной связи между показателями ИДК и силой муки. В подгруппах по качеству клейковины отмечено значительное варьирование показателей
«силы» муки, которые взяты за основу при классификации сортов на сильные, ценные, филлеры и слабые
В группе с наиболее ценным качеством клейковины (45-75 е.п. ИДК) только
67,1% образцов имели силу муки на уровне сильных пшениц, 28,3% -средних (ценных) и 4,6% - слабых.
В группе с показателями 80-100 е.п. соотношение другое, но еще довольно высокий процент (47,8) образцов муки на уровне сильных пшениц. Причем в группе с
показателями 80-85 е.п. таких пшениц 57,6%).
Проверка смесительной ценности сорта сильной пшеницы Безостая I с различным качеством клейковины свидетельствует о том, что ценность образцов,
имеющих качество клейковины 65, 80 и 85 е.п. практически одинакова.
Этот факт необходимо учитывать при составлении помольных партий для получения высококачественной муки, используемой в хлебопечении.
Обычно к слабой пшенице добавляют не более 25-30% сильной, и этого достаточно для получения вполне доброкачественного хлеба.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОДЕРЖАНИЕ И КАЧЕСТВО КЛЕЙКОВИНЫ
При выращивании пшеницы необходимо учитывать огромный комплекс факторов, влияющих не только на ее продуктивность, но и на качество зерна. Основными показателями качества зерна, как уже было сказано выше, являются содержание
клейковины и ее качество, которые в высокой степени зависят от генетического потенциала сортов, почвенно-климатических условий выращивания, системы удобрения пшеницы, сроков и методов уборки урожая, доработки на токах и послеубороч-
ных условий хранения зерна.
1. СОРТ основа основ получения высококачественного высокобелкового зерна. Необходимо подбирать сорта с высоким генетическим потенциалом формирования высокого содержания и качества клейковины. При этом необходимо знать, что
сорт «сильной» пшеницы при неблагоприятных условиях может перейти в группу
«ценных», «ценной» - в группу «филлеров», или «слабых». Список сортов «сильных», ценных, филлеров'и слабых пшениц ежегодно утверждается МСХ России по
предложению Госкомиссии по сортоиспытанию согласно требований к сортам, утвержденным на Проблемном совете по качеству растениеводческой продукции (таблица 2).
Таблица 2 - Классификация сортов мягкой пшеницы по хлебопекарным свойствам согласно требований Госкомиссии по сортоиспытанию
Признаки качесва
Сильные Ценные Филлеры Слабые
Твердозёрность, мкм
Твердозерная и среднетвердозерная
Содержание белка, % не менее
14-16
13
11-12
>8
Содержание клейковины в зерне, % не
28-32
25
22-24
15
менее
Содержание клейковины в муке, % не
32-36
29
25-27
20
менее
Качество клейковины в зерне и муке, е.п.
45-75
45-85
20-100
0-120
ИДК
Группа по ГОСТ
I
I - II
II - III
III
Разжижение теста по фаринографу, е.ф.
30-60
80
120-150
>150
не более
Валориметрическая оценка, е.в. не менее
70-85
55
30-45
<30
Сила муки,е.а не менее
280
260
180-240
<180
Упругость теста (Р), мм, не менее
Отношение упругости к растяжимости
(P/L)
Объемный выход хлеба, см куб. не менее (метод Госкомиссии)
Общая оценка, балл (по пробной пробной лабораторной выпечке)
80-100
70
50-60
50
0,7-2,0
0,7-2,2
0,5-2,6
>2,6
1200-1400
1100
800-900
<800
4,7-4,9
4,0
3,0-3,5
<30
Примечание при купле и продажи зерна учитывается дополнительно натура
зерна
К товарному зерну предъявляются несколько иные требования по классам с
учетом содержания белка клейковины, качества, натуры, стекловидности и числа
падения (табл 3).
Таблица 3 - Технические требования к качеству товарного зерна согласно
ГОСТ Р 52554
Характеристика и ограничительная норма для мягкой пшеницы, класса
Наименование показателя
1
2
3
4
5
Массовая доля влаги, %
14,0 14,0
14,0
14,0
Не ограничивается
не более
Натура, г/л не менее
750
750
730
710
Не ограничивается
Стекловидность,% не
60
60
40
Не ограничивается
менее
Число падения, с, не ме200
200
150
80
Не ограничивается
нее
Массовая доля белка, %
14,5 13,5
12,0
10,0
Не ограничивается
на сух.в-во, не менее
Массовая доля сырой
32,0 28,0
23,0
18,0
Не ограничивается
клейковины, % не менее
Качество сырой клейко45-75 45-75 20-100 20-100 Не ограничивается
вины, е.п. ИДК не менее
Группа по ГОСТ
I
I
II
II
Не ограничивается
Учет данных числа падения в товарном зерне введен не случайно, т.к активность амилолитических ферментов наряду с другим показателями качества, оказывает существенное влияние на хлебопекарные свойства
(рис 5).
Рис.5. Влияние амилолитической активности на качество хлеба
Для определения этого показателя созданы приборы фирмой Falling Number
различных модификаций, но принцип действия их одинаков (рис 6)
Рис. 6. Приборы для определения амилолитической активности (числа падения)
2.
ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Известно, что не во всех регионах как нашей страны, так и стран мира, можно
получать высококачественное зерно в силу неблагоприятных природных факторов.
Установлено, что более благоприятные условия для накопления клейковинных
белков - это хорошая обеспеченность влагой и температура воздуха не более 2628°С, а для качества клейковины 30;32°С и более.
В России благоприятными для производства высококачественного зерна являются степные районы Западной Сибири, Южного Урала, Поволжья, Северного
Кавказа, а также некоторые регионы Центрально-Черноземной зоны с высоким
уровнем плодородия и аэрации.
Наибольшее количество высококачественного зерна производится в Канаде,
США, Аргентине и Австралии. Эти же страны занимают лидирующее место в экспорте такого зерна в мире.
Россия до 60-х годов прошлого столетия входила в список стран-экспортеров
такого зерна. Затем сдала свои позиции и только в последние годы вновь вышла на
международный рынок, но уже, к сожалению, не с высококачественным зерном.
3. АГРОТЕХНИКА
От умения целенаправленно использовать агротехнические методы управления процессами формирования высоких урожаев высококачественного зерна зависит в целом успех производства такого зерна.
Здесь нет второстепенных вопросов. Все они взаимосвязаны и имеют определенное значение.
Начиная с подбора сортов и предшественников, обработки почвы, внесения
удобрений, норм высева, сроков посева, защиты посевов от вредителей и болезней,
постоянного обеспечения растений в период роста и развития необходимым уровнем питания и кончая своевременной уборкой, доработкой зерна на токах, все вопросы главные. Они направлены на наиболее полную реализацию генетического потенциала возделываемых сортов. Несоблюдение одного только звена в системе агротехники пшеницы приведет к потере не только урожая, но и его качества. Достаточно сказать, что несбалансированность элементов питания в период формирования- налива-созревания пшеницы может привести к потере урожая до 15-20 и более
ц/га, снизить количество клейковины на 6-8 и более процентов, а также снизить ее
качество.
4. ПОВРЕЖДЕНИЕ ЗЕРНА ВРЕДНЫМ КЛОПОМ-ЧЕРЕПАШКОЙ
Наибольший вред в процессе вегетации пшеницы клопы-черепашки наносят в
молочную спелость зерна (пятно с вдавленностыо и морщинистостью), значительно
высасывая его содержимое, снижая тем самым и урожайность, и качество зерна.
Меньший, но довольно значимый вред качеству зерна приносят повреждения в фазах восковая-полная спелость и в полную спелость (укол в виде темной точки).
Непроведение своевременной защиты посевов от этого вредителя может привести к резкому снижению качества и перевести сорт сильной пшеницы в разряд
ценных или даже слабых в зависимости от степени поражения и фазы развития зерновки (Табл. 4).
Таблица 4 - Влияние на качество зерна повреждений его вредным клопомчерепашкой
п/п
Образец
Полная спелость зерна
Молочная спелость зерна
Показатели качества муки
Клейковина
Клейковина
Сила,
Кач-во
Сила, е.а. Кол-во, Кач-во,
Кол-во,
е.а.
гр. по
Гр. по
%
%
ГОСТ
ГОСТ
1
Без повреждений (контроль)
382
35,3
I
-
-
-
2
2% поврежденных зерен
295
34,8
I
275
34,5
I
3
5% поврежденных зерен
229
34,7
II
114
34,0
II
4
10% поврежденных зерен
194
35,0
II
82
33,8
III
Два процента поврежденных зёрен в партии зерна не снижают существенно
его качество; пять - переводят его в разряд ценных и филлеров; десять - это уже слабая пшеница, которая не только не может улучшать слабую, но сама нуждается в
улучшении.
Сильное воздействие на содержимое зерновки клопа-черепашки объясняется
тем, что в его слюне, которая попадает в зерновку при укусе, присутствуют активные протеолитические и амилолитические ферменты. Протеиназы, расщепляя белки, изменяют свойства клейковины. Клейковина такого зерна расплывается, теряя
упругость и эластичность. В результате снижаются физические свойства теста (плывущее, не способное удерживать газ) и хлебопекарные достоинства (хлеб низкого
объема, с плохой пористостью и липким мякишем).
5..3AXBAT 3EPHA СУХОВЕЕМ
происходит при температуре воздуха 40°С и более и его относительной влажности
20%. Подвергшееся суховею зерно быстро завершает свое развитие, дальнейшее поступление в него питательных веществ из растения резко снижается, и в итоге оно
получается в большей или меньшей степени пониженного веса, щуплым. Общий
урожай при этом резко снижается. Захват суховеем в фазе молочной спелости особенно опасен. Он приводит к тому, что вес зерна составляет меньше половины нормального. Достигшие восковой спелости зерна реагируют на суховей лишь незначительно (Табл. 5).
Таблица 5- Воздействие суховея на зерно пшеницы различных фаз
спелости (по А.Б. Вакару, З.Б. Дроздовой).
Фаза спелости к
началу суховея
Влажность зерна, Масса 1000 сухих
%
зерен, г
62,8
Начало молочной
спелости
Конец молочной
45,5
спелости
31,4
Восковая спелость
Полная спелость
Как следствие такого снижения массы
12,3
Вес суховейного
зерна к весу нормально созревшего, %
42,6
24,9
86,2
28,3
97,9
28,9
100,0
1000 зёрен - это снижение урожая. В
это же время снижается не только урожай, но и качество зерна. Клейковинные белки
при этом коагулируют и клейковина становится короткорвущейся, крошащейся. Ее
относят ко II или III группе -удовлетворительная или неудовлетворительная крепкая. Из такого зерна хлеб будет низкого объема, с рваной коркой, с грубыми, толстостенными крупными порами. Такое зерно при подготовке к помолу можно подсортировать низкокачественным, повреждённым клопом-черепашкой.
По данным Н.П. Козьминой, еще в 40-е годы прошлого, столетия установлено,
что повреждение захваченного суховеем зерна клопом-черепашкой до 7% улучшает
упруго-эластичные свойства клейковины.
6. ПОВРЕЖДЕНИЕ ЗЕРНА ЗАМОРОЗКАМИ
Это один из отрицательных факторов погодных условий произрастания пшеницы. Повреждение зерна морозами снижает и урожай и качество зерна. Наибольший вред наносят морозы, когда зерно находится в фазе молочной или молочновосковой спелости. Зерно становится щуплым, сморщенным, деформированным,
нередко зеленого цвета, разных оттенков;
масса 1000 зерен резко падает. Поврежденное зерно в фазе технической спелости практически не снижает своего качества.
В морозобойном зерне, как правило, меньше клейковины. Она имеет темный
цвет, плохую эластичность, становится крошащейся, короткорвущейся. Хлеб из такого зерна получается низкого объема с липким неэластичным мякишем, с толстостенными крупными порами, с солодовым или травянистым вкусом.
7. ПРОРАСТАНИЕ ЗЕРНА НА КОРНЮ, В ВАЛКАХ, НА ТОКУ ИЛИ В СКЛАДЕ.
В процессе прорастания происходит постепенный ферментативный распад
сложного комплекса клейковины, начиная от изменений ее физического и физикохимического состояния и кончая полным расщеплением клейковинного белка до отдельных аминокислот. Происходит это при воздействии на неё протеолитических
ферментов, которые появляются и активизируются при прорастании зерна в клетках
проростков.
Процесс распада клейковины при прорастании приводит к резкому снижению
ее содержания и качества.
Количество клейковины в зависимости от степени прорастания может снизиться до 10 и более процентов или вовсе не отмываться (неотмывающаяся). По качеству клейковина становится короткорвущейся, крошащейся или слабой.
8. НЕСОБЛЮДЕНИЕ РЕЖИМОВ СУШКИ И ПЕРЕГРЕВ ЗЕРНА В
ЗЕРНОСУШИЛКЕ.
Белки клейковины и способность их к образованию хорошо гидратированного
эластичного студня чувствительны к повышенным температурам.
Известно, что перегрев зерна в процессе сушки сильно снижает выход клейковины и резко ухудшает ее качество. Клейковина, денатурированная высокой температурой, теряет вязкость, становится жесткой, неэластичной, малорастяжимой, а при
наиболее сильном перегреве полностью разрушается. Известно также, что чем выше
влажность зерна, тем чувствительнее оно к тепловой денатурации.
Исследованиями установлено, что при повышении температуры зерна (влажностью 20 и более %), начиная от 35,:40°С происходит прежде всего уменьшение
растяжимости и увеличение упругости клейковины.
При температуре выше 50°С наблюдается уменьшение количества азотистых
веществ, растворимых в 5%-ном сульфате калия. При 60°С, помимо этого, начинается уменьшение спирторастворимого азота, а при нагреве зерна до 70°С заметно
уменьшается растворимость всех фракций белка.
Отсюда вывод, что укрепление клейковины при тепловом воздействии, вредное для зерна с исходной клейковиной нормального хорошего качества, а тем более
для зерна с крепкой клейковиной, но может быть полезным для зерна с исходной
слабой клейковиной.
Так, например, сушка зерна с влажностью выше 20% со слабой клейковиной
при температуре нагрева зерна около 50°С (двухступенчатый режим с температурой
теплоносителя 120/160°С) позволяет перевести зерно со слабой клейковиной в группу с нормальной.
Следовательно, режимы сушки должны быть дифференцированы не только в
зависимости от влажности зерна, но и от первоначального качества его клейковины.
9. САМОСОГРЕВАНИЕ ЗЕРНА
Увеличение влажности зерна выше 15%, как правило, способствует возникновению процесса самосогревания.
Самосогревание зерновой массы - это следствие ухудшения ее физиологических и физических свойств, степень которых зависит от времени протекания этого
процесса и температуры, которой достигла зерновая масса.
При этом снижаются как количество, так и качество клейковины. Она при
этом темнеет, приобретая серый землистый цвет и теряет упруго-эластичные свойства.
Кроме того на качество клейковины при отмывании влияют следующие факторы:
1.
Примесь зерен других культур и испорченной пшеницы.
Чем их больше в исследуемом образце, тем меньше выход клейковины,
хуже его качество.
2.
Степень размола зерна.
Шрот, полученный при тщательном размоле ' зерна, будет богаче клейковиной. Так как клейковинные белки это белки эндосперма, необходимо получить такой шрот, чтобы при отмывании клейковины отруби вместе с крахмалом хорошо
отделялись от общей массы навески, но без крупчатки.
3.
Продолжительность отлежки теста.
Это необходимо для лучшего набухания клейковинных белков и образования
«однородного» студня клейковины. Продолжительность отлежки теста, приготовленного из шрота, полученного из зерна высокого качества, установлена ГОСТ и
практически не меняется.
Когда же зерно дефектное, продолжительность отлежки оказывает большое
влияние, но разное в зависимости от характера и степени повреждения зерна. Если
шрот получен из зерна, поврежденного клопом-черепашкой, то чем дольше будет
лежать тесто, тем больше будут потери клейковины при отмывании. Если зерно морозобойное или подвергалось неправильной сушке увеличение времени отлежки
теста будет увеличивать выход клейковины. Это происходит потому, что белки при
повреждении их морозом или высокой температурой, как уже отмечалось, частично
денатурируются и не так легко набухают, как белки неповрежденного зерна. Для того, чтобы они хороню гидратировались, нужен несколько больший срок отлежки
теста.
4.
Качество воды.
По результатам многих исследователей водопроводной воды, которая в основном используется для отмывания клейковины и наших шести районах Краснодарского края, установлено, что она не оказывает существенного влияния ни на выход, ни на качество клейковины.
5.
Правила отмывания.
Очень важно в начальный момент отмывания клейковины осторожно разминать тесто в тазу над ситом металлическим №1, чтобы избежать потерь клейковины.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КОЛИЧЕСТВА
И
КАЧЕСТВА
КЛЕЙКОВИНЫ
МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
Материалом для испытаний служат средние пробы сортообразцов пшеницы
различного качества и целевого использования.
Для проведения определения количества и качества клейковины в пшенице но
ГОСТ 13586 необходимы следующие приборы и оборудование:
-мельница лабораторная, обеспечивающая необходимую крупность шрота
ЛМЦ-1 (рис.7)
рис.7 Мельница ЛМЦ – 1М
-
проволочное сито №067;
-
капроновое сито №43 или шелковое №38;
-
сито металлическое пробивное №1 или густое капроновое;
-
бюксы для навесок;
-
шпатели;
-
мерные цилиндры емкостью 25 см куб.;
-
стаканы химические емкостью 250 см куб;
-
весы лабораторные 620 S или PB-S (рис. 8)
а)
Рис. 8 Весы: а - 620 S, б - PB-S
-
б)
тестомесилка лабораторная других марок с дозатором воды или без не-
го; (рис.9)
-
чашки Петри;
-
таз вместимостью не менее 2 дм куб;
-
полотенце;
-
прибор для определения качества клейковины ИДК-ЗМ (рис.4)
-
сушильный шкаф для определения содержания клейковины ПЭ-4610
-эксикатор по ГОСТ 25336;
-
термометр от 0 до 50°С по ГОСТ 28498.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Подготовка образцов к анализу.
Выделенную из средней пробы навеску зерна 30-50 г очищают от сорной примеси, за исключением неиспорченных зёрен пшеницы, ржи и ячменя и размалывают
на лабораторной мельнице ЛМЦ-1 или другой марки максимально, чтобы при просеивании через проволочное сито №067 остаток на нем не превышал более 2%, а
проход через капроновое №43 или шелковое №38 составлял не менее 40%.
Если остаток на сите №067 составляет более 2% или проход через сито из капроновой ткани №43 или шелковой ткани №38 составляет менее 40%, то проводят
дополнительный размол продуктов, оставшихся на ситах. Время просеивания - не
менее 1 минуты.
При анализе зерна влажностью выше 18% необходимо навеску зерна перед
размолом подсушить до влажности не более 18% при комнатной температуре или в
термостате при температуре не выше 50 С.
Определение количества сырой клейковины
Размолотое зерно (шрот) тщательно перемешивают и выделяют навеску 25 г с
таким расчетом, чтобы обеспечить выход сырой клейковины не менее 4 г.
Шрот помещают в дежу тестомесилки с предварительно залитой водой.
Количество воды для замеса теста в зависимости от веса навески должно быть
следующим:
Вес навески, г
Количество воды, см куб.
25
14
30
17
35
20
40
22
Примечание: при замесе теста, отмывании и определении качества клейковины применяют водопроводную воду температурой 18±2°С.
Затем дежу вставляют в головку тестомесилки и нажимают кнопку «Пуск»,
через 15 сек двигатель автоматически выключается.
После замеса тесто скатывают в однородной шарик. Скатанное в шарик тесто
кладут в чашку Петри, закрывают химическим стаканом и оставляют на 20 мин для
набухания клейковинных белков.
По истечении 20 минут начинают отмывать клейковину под слабой струей воды над густым шелковым, капроновым или металлическим пробивным ситом.
Сначала отмывание ведут осторожно, чтобы вместе с крахмалом и оболочками
не оторвались кусочки клейковины, а когда большая часть крахмала и оболочек будет отмыта - энергичнее. Случайно оторвавшиеся кусочки клейковины тщательно
отбирают на сите и присоединяют к общей массе клейковины.
При отсутствии водопровода допускается отмывание клейковины в тазу или
чашке. В таз наливают не менее двух литров воды, опускают тесто в воду и отмывают крахмал и частицы оболочек зерна, разминая тесто руками.
Когда в воде накапливается крахмал и частицы оболочек, воду меняют, процеживая ее через густое шелковое, капроновое или пробивное сито.
При определении содержания клейковины в пшенице пониженного качества
(пораженной клопом-черепашкой, морозобойной, проросшей и т.д.) отмывание проводят медленно и осторожно и обязательно в тазу.
Отмывание ведут до тех пор, пока оболочки не будут полностью отмыты и вода, стекающая при отжимании клейковины не будет почти прозрачной (без мути).
Клейковина, которая не отмывается, характеризуется термином «неотмывающаяся».
Для пшеницы с неудовлетворительно слабой клейковиной допускается наличие включений отрубянистых частей.
Для установления полноты отмывания клейковины применяют йодную пробу
на крахмал. Для этого к выжатой из отмытой клейковины капле воды
добавляют капли раствора йода в йодистом калии (0,2 г йодистого калия и 0,1
г кристаллического йода растворяют в 100 мл дистиллированной воды). Отсутствие
окрашивания в синий цвет указывает на полное удаление крахмала. Применяют
также и другой способ контроля. В чистую воду, налитую в чистый стакан, выжимают из клейковины 2-3 капли промывной воды. Отсутствие помутнения указывает
на полное удаление крахмала из клейковины.
Отмытую клейковину отжимают между ладонями, вытирая их сухим полотенцем. При этом клейковину несколько раз выворачивают и снова отжимают между
ладонями, пока она не начнет слегка прилипать к рукам. Отжатую клейковину
взвешивают, затем еще раз промывают 2-3 минуты, вновь отжимают и взвешивают.
Если разница между двумя взвешиваниями не превышает ±0,1 г, то отмывку
клейковины считают законченной.
Количество сырой клейковины выражают в процентах на 100 г зерна (шрота).
Для вычисления процентного содержания клейковины в зерне полученное количество клейковины из 25 г шрота умножают на 4.
При контрольных и арбитражных анализах расхождения в определении количества сырой клейковины не должны превышать ±2%. Определение количества
клейковины предусматривает обязательное определение ее качества.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА СЫРОЙ КЛЕЙКОВИНЫ
Для этого из окончательно отмытой и взвешенной клейковины выделяют навеску 4 г и с помощью приспособления для формовки клейковины ПФК формируют
шарик. При отсутствии такого приспособления шарик формируют вручную для этого навеску клейковины обминают 3-4раза пальцами и формируют. После чего его
помещают на 15 минут в чашку с водой температурой 180С, затем приступают к определению упруго-эластичных свойств клейковины на приборе ИДК-ЗМ. Если масса
отмытой клейковины менее 4 г, необходимо увеличить навеску размолотого зерна
(шрота) и заново отмыть клейковину.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПРУГО-ЭЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ НА ПРИБОРЕ ИДК-3 (измеритель деформации клейковины)
Основное условие, которое необходимо соблюдать при работе на нем это температура помещения, в котором он установлен.Она не должна быть ниже + 10°С и
выше +35°С. Относительная влажность воздуха при этом не должна превышать 80%
а атмосферное давление 730-795 мм рт. ст.
Стол, на котором устанавливается прибор, должен быть достаточно
прочным, розетка сети должна иметь заземление.
-
ПОРЯДОК РАБОТЫ НА ИДК-ЗМ
Включить прибор. Загорится светодиод «Сеть». На индикаторе
появится значение «000.0».
Тарированная нагрузка должна находиться в нижнем положении.
После включения прибора нажать кнопку «Пуск».
Убедиться, что начал мигать светодиод «Отчет времени».
Через 30 сек произойдет подъем тарированной нагрузки на высоту 20 мм, за-
горится светодиод «Результата» и светодиод «Готовность». На индикаторе появится
значение калибровочного числа.
Убедиться, что полученное значение числа отличается от 150,7 на
-
величину не превышающую ±0,5 усл.ед.
Подготовленный образец клейковины (шарик) положить строго в центр столика (перебивка клейковины перед использованием не допускается).
Нажать кнопку «Пуск».
Убедиться,
-
испытуемый
образец
что
и
произошло
начал
падение
мигать
тарированной
светодиод
«Отчет
нагрузки
на
времени».
На
индикаторе при этом должно быть значение «000,0».
Через 30 сек произойдет подъем тарированной нагрузки, на индикаторе
-
появится результат измерения, загорится светодиод «Результат» и светодиод «Готовность».
-
Снять испытуемый образец клейковины со столика и подготовить новый
образец.
В зависимости от показаний прибора, выраженных в единицах прибора клейковину относят к соответствующей группе качества согласно таблицы1.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА СУХОЙ КЛЕЙКОВИНЫ
Определение сухой клейковины производится путем высушивания сырой
клейковины до постоянного веса. Для этого навеску сырой клейковины 4г после определения ее качества помещают на предварительно взвешенное и высушенное часовое стекло или в чашку Петри, распределяя тонким слоем равномерно по
всей площади.
Сырую клейковину высушивают в сушильном шкафу при температуре
103-105°С в течение 3-4 ч, после этого стекло (или чашку Петри) с
клейковиной переносят в эксикатор и охлаждают в течение 20 мин, затем
взвешивают и снова ставят в сушильный шкаф при той же температуре на 1
ч. Стекло с клейковиной снова охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Если
вес
не
изменился,
то
высушивание
прекращают,
если
вес
уменьшился,
высушивание продолжают до постоянного веса.
Вес сухой клейковины определяют по разности между весом стекла (или чашки Петри) с высушенной клейковиной и весом пустого стекла.
Вес сухой клейковины выражают в процентах к навеске исходного продукта.
Соотношение между весом сухой и сырой клейковины характеризует ее способность к набуханию.
ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Навеску для определения сырой и сухой клейковины взвешивают с точностью
до 0,1 г.
Результаты определения содержания сырой клейковины пшеницы проставляют в документах о качестве зерна (в сертификатах и удостоверениях) с точностью до
1 %.
Округление результатов определения количества клейковины при внесении их
в документы о качестве производят следующим образом: если цифра следующая за
установленным пределом точности, равна или больше 5, то предшествующую цифру увеличивают на единицу, если цифра меньше 5, то ее отбрасывают.
ЗАДАНИЕ
1)Изучить и законспектировать основные теоретические положения.
2)Овладеть методикой определения количества и качества клейковины зерна
пшеницы.
Определить количество сырой клейковины но ГОСТ 13586 в разных по качеству образцах мягкой пшеницы.
Определить качество изучаемых образцов клейковины на приборе ИДК-ЗМ.
Индивидуальное задание: определить в соответствии с ГОСТом, к какому
классу отнесена партия зерна (см. табл.3)
№
содержазада- ние клейния ковины
Группа выв
качеств а
№
зада
ния
1
2
1
2
2
1
1
2
3
2
3
2
2
2
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
4
5
6
7
8
9
10
11
12
38
32
28
29
27
25
26
25
22
20
36
18
Содержа- Группа Вывод Примечание клейния
ковины %
33
35
15
30
27
29
24
20
19
34
22
21
1
2
3
1
2
1
1
1
3
2
3
|
13
14
15
16
17
21
3
2
1
28
29
30
20
25
26
1
1
2
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое клейковина и каков ее состав?
2. Какова связь клейковины с содержанием общего белка в зерне пшеницы?
3. Свойства белков зерна пшеницы и их роль в подготовке теста для выпечки хлеба?
4. Что такое упругость клейковины и ее влияние на качество теста?
5. На какие группы по упругости подразделяется клейковина?
6. Растяжимость клейковины, и методика ее определения?
7. Что такое водопоглотительная способность клейковины и ее значение в оценке
качества зерна?
8. Какой может быть клейковина по цвету?
9. Какое зерно относится к «сильным» пшеницам и его использование?
10. «Ценное» зерно и его практическое применение?
11. Что такое «слабое» зерно?
12. Сорта «филлеры» и их практическое использование?
13. Какие факторы и какое влияние оказывают на технологические и пищевые достоинства пшеницы?
14. Какие признаки качества положены в основу классификации сортов мягкой пшеницы?
15. Какие признаки качества положены в основу классификации товарного зерна?
16. Охарактеризуйте влияние сорта и почвенно-климатических условий на качество
клейковины?
17. Влияние агротехники и повреждения зерна клопом-черепашкой на качество зерна?
18. Как влияет захват зерна и повреждение заморозками на содержание и качество
клейковины зерна?
19. Каково изменение качества зерна при прорастании самосогревании и несоблюдении режимов сушки?
20. Методы определения содержания клейковины и их сравнительная оценка?
21. Методика определения количества сырой клейковины по ГОСТ 13586
22. Как определяется количество сухой клейковины?
23. Как определяется качество клейковины на ИДК-3М?
24. Назовите ограничительные нормы по содержанию и качеству клейковины при
классификации мягкой пшеницы на классы в соответствии с ГОСТ Р 52554
ЛИТЕРАТУРА
1. Козьмина Н.П. Зерно и продукты его переработки. - М., 1961 - 520 с.
2. Вакар А.Б. Клейковина пшеницы. - М.:Изд. Акад.наук СССР, 1961, -252 с.
3. Трисвятский А.П. Лесик Б.В., Курдина В.М. Хранение и технологиясельскохозяйственных продуктов. -М: Агропромиздат, 1991, -с. 77-86.
4. Казарцева А.Т., Воробьева Р.А., Бородулина Н.В. Степень соответствияпоказателей прибора ИДК-1 истинному качеству зерна. - Селекция и семеноводство,
1983, №4, с. 19-20.
5. Казарцева А.Т., Голодок М.И. Определение содержания клейковины на приборе МОК-1 и по ГОСТу 13586.1-68. - Зерновое хозяйство, 1985, №9, с. 11.
6. Казарцева А.Т., Казакова В.В. Пшеница. - Краснодар, 2008, 353 с.
7. ГОСТ 13586.1-68. Зерно. Методы анализа, М., 2001, с.49-52.
8. ГОСТ Р 52554-2006. Технические требования для мягкой пшеницы.