Возможности варьирования технологических свойств зерна пшеницы Уральского региона

Автор: Науменко Наталья Владимировна, Калинина Ирина Валерьевна, Паймулина Анастасия Валерияновна, Худяков Владимир Владимирович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии @vestnik-susu-food

Рубрика: Технологические процессы и оборудование

Статья в выпуске: 3 т.5, 2017 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена изучению технологических показателей качества пшеницы твердых и мягких сортов Уральского региона. Специфические условия Уральского региона, характеризующиеся в отдельные годы пониженной температурой воздуха и повышенным количеством осадков в период созревания и уборки, могут отрицательно влиять на качество зерна. В этих условиях особо необходимо контролировать технологические показатели в пределах установленных нормативов, чтобы иметь дополнительную характеристику их достоинств. Определены основные проблемы качества зерна Уральского региона и предложен способ их решения. В качестве объектов исследований были определены: 1) для начального исследования технологических свойств сырья Уральского региона: пшеница твердая яровая и пшеница мягкая яровая; 2) в дальнейшем исследования проводили на муке высшего и первого сорта, полученной из мягкой пшеницы. Также были исследован хлеб из пшеничной муки высшего и первого сорта: без добавления жиров с использованием для замеса теста водопроводной или активированной воды (обработанной на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ, работающем на частоте (22 ± 1,65) кГц и выходной мощности 400 Вт, продолжительность воздействия 5 мин. Определен выраженный эффект воздействия активированной воды на качество и количество клейковины в хлебопекарной муке, а также его влияние на качество пробной лабораторной выпечки. Установлено положительное влияние обработки воды на объемный выход хлеба и общую органолептическую оценку исследуемых образцов.

Еще

Зерно, качество зерна, технологические свойства зерна, качество хлеба

Короткий адрес: https://sciup.org/147160855

IDR: 147160855   |   DOI: 10.14529/food170306

Текст научной статьи Возможности варьирования технологических свойств зерна пшеницы Уральского региона

Для производства высококачественного хлеба и хлебобулочных изделий необходимо возделывание сортов зерна пшеницы, имеющих стабильно высокие технологические свойства [1, 3, 4]. В Российской Федерации сорта включают в списки сильной и ценной пшеницы в соответствии с разработанными классификационными нормами по хлебопекарной силе [2, 4]. Действующий ГОСТ Р-52554–2006 устанавливает требования на зерно пшеницы по пяти классам. Уровень качества продовольственного зерна регламентируется нормативами 1 и 2-го класса для сортов сильной пшеницы и 3-го – для сортов сильной и ценной пшеницы [4, 5, 16, 18].

Специфические условия Уральского региона, характеризующиеся в отдельные годы пониженной температурой воздуха и повышенным количеством осадков в период созревания и уборки, могут отрицательно влиять на качество зерна [17, 19, 20]. В этих условиях особо необходимо контролировать технологические показатели в пределах установленных нормативов, чтобы иметь дополнительную характеристику их достоинств. В связи с этим оценка технологических свойств зерна пшеницы и поиск путей по их улучшению является актуальным.

Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследований были определены:

  • 1.    Для начального исследования технологических свойств сырья Уральского региона:

    – пшеница твердая яровая;

    – пшеница мягкая яровая.

  • 2.    В дальнейшем исследования проводили на муке высшего и первого сорта, полученной из мягкой пшеницы.

Технологические свойства зерна и муки оценивали в соответствии с методиками действующего стандарта.

Для оценки роли воды в процессах формирования качества хлеба была произведена пробная лабораторная выпечка, замес теста для контрольных образцов осуществляли в первом случае на водопроводной воде (контроль), а во втором – на активированной воде. Для органолептической оценки хлеба использовалась 20-балльная шкала с учетом коэффициентов весомости [6–8], разработанная на базе, рекомендуемой НИИ.

Технологические процессы и оборудование

Результаты и их обсуждение

На начальном этапе были определены технологические свойства зерна, представленные в табл. 1 и 2.

Результаты исследований, представленные в табл. 1, позволяют говорить о том, что показатель «Масса 1000 зерен» соответствует требованиям стандарта как у мягких, так и у твердых сортов пшеницы. Результаты определения показателя «Натура» позволяет отнести мягкие сорта пшеницы к третьему классу, а твердой пшеницы – к первому.

По количеству клейковины были установлены сильно заниженные значения данного показателя, это не позволяет определить данные сорта к «сильным» или «ценным по качеству» и отрицательно сказывается на технологических характеристиках зерна. По качеству клейковины данные сорта возможно отнести к I группе.

Выявленные невысокие технологические свойства зерна Уральского региона определяют необходимость поиска новых способов корректировки качества сырья и готовых изделий. Также необходимо отметить, что зачастую используемое сырье достаточно разнородно по своим характеристикам, что не дает возможность выпускать качественный хлеб.

Одним из перспективных методов улучшения хлебопекарных достоинств пшеницы и муки является использование активированной воды, полученной путем обработки на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ, работающем на частоте (22 ± 1,65) кГц и выходной мощности 400 Вт, продолжительность воздействия 5 мин. Механизм ультразвуковой кавитации в жидких системах обусловлен образованием ударных

Таблица 1

Среднее значение и коэффициент вариации массы 1000 зерен и натуры зерна пшеницы

Наименование зерна

Масса 1000 зерен

Натура зерна

Количество определений

Среднее значение, г

Коэффициент вариации, %

Количество определений

Среднее значение, г/л

Коэффициент вариации, %

Пшеница мягкая яровая

9

32,26

1,25

9

741,7

0,41

Пшеница твердая яровая

9

46,5

0,98

9

833,2

0,81

Таблица 2

Среднее значение и коэффициент вариации количества и качества клейковины зерна пшеницы

Количество клейковины Наименование зерна Количество определений Среднее значение, г Коэффициент вариации, % Пшеница мягкая яровая 9 17,8 7,53 Пшеница твердая яровая 9 17,6 12,49 Качество клейковины Наименование зерна Количество определений Среднее значение, ед. приб. ИДК Коэффициент вариации, % Растяжимость Пшеница мягкая яровая 9 69,4 6,22 10,78 ± 0,31 Пшеница твердая яровая 9 68,6 9,78 9,78 ± 0,28 волн, высокой температуры и давления. Физические эффекты проявляются в изменении вязкости, дисперсного состояния, а также прочности коллоидной системы, химические, как правило, взаимосвязаны с тепломассообменом [9–15].

Для оценки влияния активированной воды, полученной путем обработки на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе, исследования проводили на муке высшего и первого сорта, полученной из мягкой пшеницы. Результаты определения количества и качества клейковины представлены на рис. 1 и 2.

На основании полученных данных можно говорить, что использование активированной воды позволяет повысить количество и качество клейковины как у муки высшего, так и первого сортов. Отмечается увеличение коли- чества клейковины в среднем на 11,8 %, значительно повышается качество клейковины, что позволяет ее с уверенность отнести к I группе.

Выявленные положительные характеристики также отразились на дальнейших результатах исследования (табл. 3).

Из результатов оценки можно выявить, что образцы, полученные с использованием активированной воды, имеют повышенный объемный выход хлеба и имеют суммарную оценку баллов значительно выше, чем у контрольного образца. Необходимо отметить, что показатель «характер пористости» у образцов, полученных с использованием активированной воды, имеет большее значение среднего балла по сравнению с контрольными образцами.

Для экспериментальных образцов (полученных на активированной воде) характерно

вода без обработки

  • ■    активированная вода

    Рис. 1. Результаты определения количества клейковины, %


  • ■    вода без обработки

  • ■    активированная вода

Рис. 2. Результаты определения качества клейковины, ед. приб. ИДК

Технологические процессы и оборудование

Таблица 3

Среднее значение и коэффициент вариации показателей хлебопекарных свойств муки

Наименование сорта муки Объемный выход хлеба Органолептическая оценка хлеба Вода без обработки Активированная вода Вода без обработки Активированная вода Среднее значение, см3/100 г муки Среднее значение, см3/100 г муки Среднее значение, баллы Среднее значение, баллы Мука пшеничная высшего сорта 826 ± 3,7 847 ± 2,1 10,6 ± 1,6 11,8 ± 1,3 Мука пшеничная 1 сорта 755 ± 2,6 812 ± 3,1 9,4 ± 1,4 10,1 ± 1,1 увеличение объема изделий, наличие правильной формы с несколько выпуклой коркой, присутствие достаточно равномерной тонкостенной пористости с порами округлой формы, а также мягкого, эластичного и хорошо разжевываемого мякиша.

Для контрольных образцов было отмечено наличие плоской низкой корки, неравномерная толстостенная пористость, заметно уплотненный, недостаточно эластичный и слегка заминающийся мякиш.

На основании расчета уровня качества образцы, полученные с использованием активированной воды, были признаны отличного качества, тогда как контрольные образцы – хорошего уровня качества.

Представленные данные экспериментальных исследований позволяют выявить положительный эффект активации воды путем обработки на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе «Волна» на хлебопекарные достоинства муки, выработанной из зерна невысокого качества, что позволяет рекомендовать этот способ для стабилизации потребительских достоинств хлеба.

Список литературы Возможности варьирования технологических свойств зерна пшеницы Уральского региона

  • Горпинченко, Т.В. Оценка качества сортов сельскохозяйственных культур как сырья для переработки/Т.В. Горпинченко. -М.: РГАУ -МСХА, 2008. -152 с.
  • Калинина, И.В. Применение эффектов ультразвукового кавитационного воздействия как фактора интенсификации извлечения функциональных ингредиентов//Калинина И.В., Фаткуллин Р.И./Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». -2016. -Т. 4, № 1. -С. 64-70 DOI: 10.14529/food160108
  • Колмаков, Ю.В. Оценка материала пшеницы в селекции и повышение его качества в зернопроизводстве и хлебопечении/Ю.В. Колмаков. -Омск: Издат. центр ОмГАУ, 2007. -268 с.
  • Летяго, Ю.А. Варьирование технологических свойств зерна пшеницы в условиях Северного Зауралья/Ю.А. Летяго//Хлебопродукты. -2014. -№ 9. -С. 58-60.
  • Логинов, Ю.П. Яровая пшеница в Тюменской области (биологические особенности роста и развития)/Ю.П. Логинов, А.А. Казак, Л.И. Якубышина. -Тюмень: Изд-во ГАУ СЗ, 2012. -116 с.
  • Науменко, Н.В. Возможности использования биотехнологий при производстве пищевых продуктов/Н.В. Науменко//Актуальная биотехнология. -2013. -№ 2 (5). -С. 14-17.
  • Нилова, Л.П. Инновационные пищевые продукты в формировании региональных товарных систем/Л.П. Нилова, С.М. Малютенкова//Наука Красноярья. -2016. -№ 5(28). -С. 161-174.
  • Нилова, Л.П. Управление потребительскими свойствами обогащенных пищевых продуктов/Л.П. Нилова, А.А. Вытовтов, Н.В. Науменко, И.В. Калинина//Вестник ЮУрГУ. Серия «Экономика и менеджмент». -2011. -Вып. 20. -№ 41.-С. 185-191.
  • Потороко, И.Ю. К вопросу обеспечения качества и безопасности воды, используемой в пищевых производствах/И.Ю. Потороко, Р.И. Фаткуллин, И.В. Калинина//Вестник ЮУрГУ. Серия «Экономика и менеджмент». -2013. -Т. 7, № 1. -С. 165-169.
  • Потороко, И.Ю. Системный подход в технологии водоподготовки для пищевых производств/И.Ю. Потороко, Р.И. Фаткуллин, Л.А. Цирульниченко//Вестник ЮУрГУ. Серия «Экономика и менеджмент». -2013. -Т. 7, № 3. -С. 153-158.
  • Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве/В.Н. Хмелев, Г.В. Леонов, Р.В. Барсуков и др. -Бийск, 2007.
  • Ускова, Д.Г. Формирование улучшенных потребительских свойств йогуртов на основе ультразвукового воздействия и использования полисахарида фукоидана/Д.Г. Ускова, И.Ю. Потороко, Н.В. Попова//Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». -2016. -Т. 4, № 3. -С. 80-88 DOI: 10.14529/food160310
  • Шестаков, С.Д. Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции/С.Д. Шестаков, О.Н. Красуля, В.И. Богуш, И.Ю. Потороко. -СПб.: ГИОРД. -150 с.
  • Naumenko, N.V. Sonochemistry effects influence on the adjustments of raw materials and finished goods properties in food production/N.V. Naumenko, I.V. Kalinina//Solid State Phenomena. -2016. -V. 870. -С. 691-696.
  • Krasulya Olga, Bogush Vladimir, Trishina Victoria, Potoroko Irina, Khmelev Sergey, Sivashanmugam Palani, Anandan Sambandam. Impact of acoustic cavitation on food emulsions//Ultrasonics Sonochemistry. -2016. -V. 30. -P. 98-102.
  • Pyler, E.J. Baking science and technology/E.J. Pyler. -Kansas State: Sosland, 1988. -P. 850-910.
  • Rosell C.M., Rojas J.A., de Barber B. Influence of hydrocolloids on dough rheology and bread quality//Food Hydrocolloids. -2001. -V. 15. -P. 75-81.
  • Sciarini L.S., Ribotta P.D., Leon A.E., Perez G.T. Incorporation of several additives into gluten free breads: Effect on dough properties and bread quality//Journal of Food Engineering. -2012. -V. 111. -P. 590-597.
  • Semin Ozge Ozkoc, Gulum Sumnu, Serpil Sahin. The effects of gums on macro and micro-structure of breads baked in different ovens//Food Hydrocolloids. -2009. -V. 23. -P. 2182-2189.
  • Zghal M.C., Scanlon M.G. & Sapirstein H.D. Prediction of bread crumb density by digital image analysis//Cereal Chemistry, 1999. -V. 76, № 5. -P. 734-742.
Еще
Статья научная