172735 Тверская обл., г.Осташков, пер.Советский, д.З

Версия для слабовидящих

Администрация МО

Город Осташков

Тверская область

Телефон:
+7 (48235) 5-68-17

[email protected]

Биохимические и реологические свойства в оценке разных видов муки. Реологические свойства муки это

Хлебопекарное тесто | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств

Реология — наука о деформации и течении различных тел, реологические свойства сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

Слово «реология» от греческого «рео», что означает течение.

Деформация – изменение размеров тела под действием нагрузки.

В отношении твердых тел деформация приводит к изменению формы или размера тела целиком или его части, а в отношении структуры пищевых масс — к течению (тесто, мука, сгущенное молоко, майонез и т.д.) или даже к их разрыву (конфеты, хлеб и т.д.).

Реологические свойства:

• Упругость – свойство тела восстанавливать форму и размеры после … снятия нагрузки.

• Пластичность – свойство тела сохранять форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки.

• Вязкость – свойство среды оказывать сопротивление перемещению в ней инородных тел.

• Прочность – свойство тела выдерживать определенную внешнюю нагрузку без разрушения.

• Твердость – свойство тела сопротивляться внедрению в него других тел.

• Хрупкость – свойство тела разрушаться без образования пластических деформаций.

Классификация продуктов	Наименование продуктов	Типичные реологические свойства
Твердые Хрупкие	Шоколад, печенье, крекеры, вафли, экструдированные продукты, карамель, сухари, сушки, макароны, хлебцы	Предел прочности, модуль упругости
Упруго-пластичные	Хлеб, пшеничное тесто, макаронное тесто, мармелад, зефир, пастила, конфеты, твердый жир, пряники, клейковина, желатин	Предел прочности, модуль упругости, предельное напряжение сдвига, адгезия
Вязко- пластичные	Ржаное тесто, песочное тесто, сметана, майонез, желирующие продукты, полуфабрикаты кондитерского производства	Вязкость, адгезия, предельное напряжение сдвига (пластическая прочность)
Жидкообразные	Дрожжевая суспензия, раствор соли, раствор сахара, растопленный маргарин, цельное молоко, молочная сыворотка	Вязкость, коэффициент поверхностного натяжения
Порошкообразные	Мука, сахар песок, крахмал, соль поваренная пищевая	Угол естественного откоса, механические характеристики при прессовании

из пшеничной муки из ржаной муки

упруго-пластичное вязко-пластичное

клейковинные белки пентозаны, декстрины

глютенины глиадины

(упругость) (вязкость)

Содержание в муке белковых веществ, их состав, состояние и свойства имеют первостепенное значение и в значительной мере определяют и пищевую ценность хлеба, и технологические свойства муки. От них зависят такие свойства теста, как эластичность, вязкость, упругость. Белковые вещества пшеничной муки представлены на 2/3(3/4) глиадиновой и глютениновой фракциями, которые являются основными компонентами клейковины. Их называют клейковинными белками. В пшеничной муке глиадиновой фракции содержится несколько больше, чем глютениновой.

Чем больше в муке белка, чем плотнее и прочнее его структура, тем сильнее мука, и тем лучше и устойчивее будут реологические свойства теста из нее. Поэтому, чем выше содержание в муке клейковины и чем лучше ее реологические свойства, тем сильнее мука.

Сила муки определяет количество воды, необходимое для получения теста нормальной консистенции, а также изменение реологических свойств теста при брожении и в связи с этим – поведение теста в процессе его механической разделки и тестовых заготовок при окончательной расстойке.

Сила муки обусловливает газоудерживающую способность теста, т.е. способность полуфабрикатов удерживать диоксид углерода, образующийся при брожении. Для получения хлеба максимального объема из очень сильной пшеничной муки реологические свойства теста должны быть несколько ослаблены. Это может быть достигнуто изменением режима приготовления теста: усилением его механической обработки, некоторым повышением температуры, увеличением количества воды в тесте или добавлением препаратов, форсирующих протеолиз в тесте.

Кроме того, сила муки определяет формоудерживающую способность теста, т.е. способность тестовых заготовок удерживать диоксид углерода и сохранять форму в процессе расстойки и первого периода выпечки. В связи с этим сила муки обусловливает расплываемость подового хлеба.

У ржаного хлеба большое значение имеют реологические (структурно-механические) свойства мякиша – степень его липкости, заминаемость и влажность или сухость на ощупь. У ржаного хлеба, особенно из обойной и обдирной муки, по сравнению с пшеничной наблюдается меньший объем, более темно окрашенный мякиш и корка, меньший процент пористости и более липкий мякиш. Отмеченные выше отличия в качестве ржаного хлеба обусловлены специфическими особенностями углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов зерна ржи и ржаной муки.

Ржаная мука по сравнению с пшеничной отличается большим содержанием собственных сахаров, более низкой температурой клейстеризации (набухание в горячей воде, переход из кристаллического в аморфное состояние) крахмала, большей его атакуемостью и наличием в муке даже из непроросшего зерна практически значимых количеств фермента -амилазы.

Действие амилаз на крахмал ржаной муки, клейстеризующийся при более низкой температуре и более легко атакуемый, может привести к тому, что значительная часть крахмала в процессе брожения теста и выпечки хлеба будет гидролизована. Вследствие этого крахмал при выпечке тестовой заготовки из ржаной муки может оказаться неспособным связать всю влагу теста. Наличие части свободной влаги, не связанной крахмалом, будет делать мякиш хлеба влажноватым на ощупь. Наличие же α-амилазы (альфа-амилазы), особенно при недостаточной кислотности теста, приводит при выпечке хлеба к накоплению значительного количества декстринов, придающих мякишу липкость. Поэтому мякиш ржаного хлеба всегда более липок и влажен по сравнению с мякишем пшеничного хлеба. Кислотность ржаного теста с целью торможения действия α-амилазы приходится поддерживать на уровне значительно более высоком, чем в пшеничном тесте.

К углеводному комплексу ржаной муки относятся и слизи (водорастворимые пентозаны). Содержание пентозанов в ржаной муке значительно превышает содержание их в пшеничной муке. Пентозаны оказывают значительное влияние на реологические свойства ржаного теста, так как, поглощая воду при замесе теста, они делают его более вязким.

Белковые вещества ржаной муки по аминокислотному составу близки к белкам пшеничной муки, однако отличаются более высоким содержанием незаменимых аминокислот – лизина и треонина.

Существенной особенностью белков ржи является их способность к быстрому и интенсивному набуханию. Значительная часть белков при этом набухает неограниченно, переходя в состояние вязкого коллоидного раствора.

Второй особенностью белков ржаной муки является то, что они не способны, несмотря на наличие глиадина и глютенина, к образованию клейковины из-за значительного количества декстринов и водорастворимых пентозанов.

	\|	следующая страница ==>
Правила захода в иностранный порт	\|	Особенности реологических свойств пшеничного и ржаного теста

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 3.

Поделиться с ДРУЗЬЯМИ:

refac.ru

Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств

Реология - наука о деформации и течении различных тел, реологические свойства сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

Слово «реология» от греческого «рео», что означает течение.

Деформация – изменение размеров тела под действием нагрузки.

Реологические свойства:

Упругость – свойство тела восстанавливать форму и размеры после снятия нагрузки.
Пластичность – свойство тела сохранять форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки.
Вязкость – свойство среды оказывать сопротивление перемещению в ней инородных тел.
Прочность – свойство тела выдерживать определенную внешнюю нагрузку без разрушения.
Твердость – свойство тела сопротивляться внедрению в него других тел.
Хрупкость – свойство тела разрушаться без образования пластических деформаций.

Классификация пищевых продуктов по текстурным признакам и реологическим свойствам

Классификация продуктов	Наименование продуктов	Типичные реологические свойства
Твердые Хрупкие	Шоколад, печенье, крекеры, вафли, экструдированные продукты, карамель, сухари, сушки, макароны, хлебцы	Предел прочности, модуль упругости
Упруго-пластичные	Хлеб, пшеничное тесто, макаронное тесто, мармелад, зефир, пастила, конфеты, твердый жир, пряники, клейковина, желатин	Предел прочности, модуль упругости, предельное напряжение сдвига, адгезия
Вязко- пластичные	Ржаное тесто, песочное тесто, сметана, майонез, желирующие продукты, полуфабрикаты кондитерского производства	Вязкость, адгезия, предельное напряжение сдвига (пластическая прочность)
Жидкообразные	Дрожжевая суспензия, раствор соли, раствор сахара, растопленный маргарин, цельное молоко, молочная сыворотка	Вязкость, коэффициент поверхностного натяжения
Порошкообразные	Мука, сахар песок, крахмал, соль поваренная пищевая	Угол естественного откоса, механические характеристики при прессовании

Хлебопекарное тесто

из пшеничной муки из ржаной муки

упруго-пластичное вязко-пластичное

клейковинные белки пентозаны, декстрины

глютенины глиадины

(упругость) (вязкость)

Содержание в муке белковых веществ, их состав, состояние и свойства имеют первостепенное значение и в значительной мере определяют и пищевую ценность хлеба, и технологические свойства муки. От них зависят такие свойства теста, как эластичность, вязкость, упругость. Белковые вещества пшеничной муки представлены на 2/3 (3/4) глиадиновой и глютениновой фракциями, которые являются основными компонентами клейковины. Их называют клейковинными белками. В пшеничной муке глиадиновой фракции содержится несколько больше, чем глютениновой.

studfiles.net

Особенности реологических свойств пшеничного и ржаного теста

Реологические свойства пшеничного теста зависят главным образом от наличия в нем клейковинного каркаса, придающего тесту упругость и эластичность. В ржаном тесте клейковинный каркас отсутствует. Ржаное тесто вязкое, пластичное, эластичные и упругие свойства в нем слабо выражены. Ржаное тесто можно рассматривать как густую жидкость, в которой взвешены набухшие зерна крахмала, ограниченно набухшая, не перешедшая в раствор часть белков, а также частички отрубей.

Формоудерживающая способность ржаного теста зависит от вязкости жидкой фазы. Вязкость жидкой фазы обусловлена пептизированным состоянием части белков, переходом в коллоидный раствор слизей, а также наличием декстринов. Переход белков ржаной муки в тесте в растворимое состояние и набухание нерастворимой части белков зависит от кислотности. Активная кислотность ржаного теста рН 4,2 - 4,4, пшеничного 5,2 - 5,4. Более высокая кислотность тормозит действие альфа-амилазы, снижает температуру ее инактивации. Это ограничивает процесс образования декстринов при выпечке, снижает липкость мякиша, улучшает процесс пептизации белков.

В пшеничном и ржаном тесте различают три фазы: твердую, жидкую и газообразную. Твердая фаза – это зерна крахмала, набухшие нерастворимые белки, целлюлоза и гемицеллюлозы. Жидкая фаза – это вода, которая не связана с крахмалом и белками (около 1/3 части от всей воды, идущей на замес), водорастворимые вещества муки (сахара, водорастворимые белки, минеральные соли), пептизированные белки и слизи. Газообразная фаза теста представлена частицами воздуха, захваченными тестом при замесе и небольшим количеством диоксида углерода, образовавшегося в результате спиртового брожения. Чем продолжительнее замес теста, тем больший объем в нем приходится на долю газообразной фазы. При нормальной продолжительности замеса объем газообразной фазы достигает 10%, при увеличенной – 20% от общего объема теста.

Соотношение отдельных фаз в тесте обусловливает его реологические свойства. Повышение доли жидкой и газообразной фаз ослабляет тесто, делая его более липким и текучим. Повышение доли твердой фазы укрепляет тесто, делая его более упругим и эластичным.

В ржаном тесте, по сравнению с пшеничным, меньше доля твердой и газообразной, но больше доля жидкой фазы.

Механическое воздействие на тесто на разных стадиях замеса может по разному влиять на его реологические свойства. Вначале замеса механическая обработка вызывает смешивание муки, воды и другого сырья и слипание набухших частиц муки в сплошную массу теста. На этой стадии замеса механическое воздействие на тесто обусловливает и ускоряет его образование. Еще некоторое время после этого воздействие на тесто может улучшать его свойства, способствуя ускорению набухания белков и образованию клейковины. Дальнейшее продолжение замеса может привести не к улучшению, а к ухудшению свойств теста, так как возможно механическое разрушение клейковины. Поэтому знание механизма образования теста, формирования его твердой, жидкой и газообразной фаз необходимо для правильного проведения замеса.

После операции замеса следует брожение теста. В производственной практике брожение охватывает период после замеса теста до его разделки. Основное назначение этой операции – приведение теста в состояние, при котором оно по газообразующей способности и реологическим свойствам, накоплению вкусовых и ароматических веществ будет наилучшим для разделки и выпечки.

Реологические свойства созревшего теста должны быть оптимальными для деления его на куски, округления, окончательного формования, а также для удержания тестом диоксида углерода и сохранения формы изделия при окончательной расстойке и выпечке.

Спиртовое брожение – это основной вид брожения в пшеничном тесте. Вызывается ферментами дрожжевых клеток, которые обеспечивают превращение простейших сахаров (моносахаридов) в этиловый спирт и диоксид углерода.

При брожении теста продолжают интенсивно развиваться процессы ограниченного и неограниченного набухания белков. При ограниченном набухании белков в тесте сокращается количество жидкой фазы, и, следовательно, улучшаются его реологические свойства. При неограниченном набухании и пептизации белков, наоборот, увеличивается переход белков в жидкую фазу теста и ухудшаются его реологические свойства. В тесте из муки различной силы эти процессы происходят с различной интенсивностью.

Чем сильнее мука, тем медленнее протекают в тесте процессы ограниченного набухания белков, достигая оптимума только к концу брожения. В тесте из сильной муки в меньшей степени протекают процессы неограниченного набухания и пептизации белков.

В тесте из слабой муки ограниченное набухание протекает относительно быстро и вследствие малой структурной прочности белка, ослабляемой интенсивным протеолизом, начинается процесс неограниченного набухания белков, переходящий в процесс пептизации и увеличивающий количество жидкой фазы теста. Это приводит к ухудшению реологических свойств теста.

studfiles.net

Биохимические и реологические свойства в оценке разных видов муки

Изучение реологических свойств теста позволяет быстро и с высокой степенью достоверности оценить качество муки, её целевое назначение и в определённой степени прогнозировать качество готовых мучных изделий. хлебопекарные свойства муки зависят от многих факторов, а качество муки определяется совокупностью технологических и биохимических показателей, которые взаимосвязаны и прямо или косвенно влияют друг на друга, использование современных методов оценки (по ГОСТ Р 54498-2011 и ГОСТ ISO 17718-2015) большого количества показателей через интегральные индексы [3] представляет огромный интерес.

Такой комплексный подход к оценке качества муки может быть обеспечен при использовании прибора Миксолаб компании CHOPIN (Франция). Прибор Миксолаб в режиме реального времени измеряет вращающий момент (Н-м), возникающий между двумя тестомесильными лопастями при перемешивании теста из муки и воды в течение нескольких последовательных фаз замешивания, обусловленных разной температурой, что обеспечивает получение полной информации, позволяющей всесторонне оценить свойства муки, объективно определить её целевое назначение.

Цель исследований заключалась в сравнительной оценке биохимических и реологических свойств пшеничной, ржаной и тритикалевой муки с помощью прибора Миксолаб (протокол Chopin+). В работе использовали пшеничную муку высшего, 1-го и 2-го сорта, ржаную обдирную муку, а также два образца тритикалевой муки - Т-60 (мука из центральной части эндосперма с выходом 40-45% и зольностью 0,6%) и Т-220 (вымол оболочек, включая измельчённые частицы зародыша и алейронового слоя; зольность 2,2%) [7]. Число падения (ЧП) определяли по ГОСТ Р 54498-2011, активность протеаз - модифицированным методом Ансона [6], амилолитическую активность - колориметрическим методом А.П. Рухлядьевой и М.Г. Горячевой [8].

Реологические свойства оценивали на приборе Миксолаб фирмы CHOPIN (Франция) по протоколу Chopin+, предполагающему 5 интервалов температур для исследования. Измеряемый крутящий момент в анализируемых точках графика на рис. 1 характеризует различные биохимические процессы. Во время первой фазы замешивания (точка С1 - образование теста) прибор обеспечивает образование теста с консистенцией 1,1+0,05 Н-м при температуре 30°С. Продолжительность этой фазы 8 мин. Оптимальная консистенция образуется путём подбора количества добавляемой воды. На второй и третьей фазах замешивания регистрируется изменение консистенции теста при его нагревании до 90°С (точка С2 - разжижение теста; точка С3 - максимальная скорость клейстеризации крахмала). Общая продолжительность второй фазы составляет 15 мин (скорость нагрева 4°С/мин), третьей фазы - 7 мин. Во время этих фаз в тестомесилке поддерживается постоянная температура 90°С. На четвёртой и пятой фазах измеряют консистенцию теста при его охлаждении до 50°С и выдерживании при этой температуре в течение 5 мин (точки С4, С5 - начало и окончание ретроградации крахмала). Продолжительность этих фаз соответственно 10 и 5 мин. Скорость охлаждения на четвёртой фазе - 4°С/мин. Для анализа использовали расчётные значения углов наклона a, b и g, характеризующих скорости биохимических реакций, а также водопоглотитель-ную способность теста (ВПС, %), продолжительность образования (мин) и стабильность (мин) теста. Исследованиями установлены значения реологических показателей теста для всех образцов (табл. 1,2). Данные миксограмм и радиальных диаграмм (Миксолаб Профай-лер) показали различия параметров реологического профиля и индексов миксолаба исследуемых образцов. Так, продолжительность образования и стабильность теста находятся соответственно в диапазоне от 0,85 мин (для ржаной обдирной муки) до 8,93 мин (для пшеничной муки высшего сорта) и от 2,18 мин (для ржаной обдирной муки) до 10,6 (для пшеничной муки 1-го сорта). У ржаной обдирной муки и тритикалевой муки Т-220 выявлена наибольшая скорость амилолиза: соответственно - 0,076 и - 0,66 Нм/мин, что может косвенно свидетельствовать о более высокой активности амилаз в данных образцах, по сравнению с другими образцами. Это подтверждается и наименьшими значениями ЧП - соответственно 203 и 174 с. В табл. 3 приведены индексы всех исследуемых образцов муки. Индекс ВПС закономерно увеличивается в образцах с большим содержанием периферийных частей. Индекс клейковины указывает на устойчивость белковой структуры при нагревании теста в интервале от 30 до 60°С [10, 11]. Интерпретация индекса клейковины представляет определённую сложность, поскольку при нагревании теста в интервале 30-60°С происходят два очень важных явления: гранулы крахмала начинают набухать, но их структура остаётся неизменной; действие а-амилазы, если и имеет место, то совсем незначительное. Изменение консистенции теста в большей степени связано с изменениями структуры клейковинных белков, в частности, с разрывом водородных связей или же с лучшей устойчивостью белков, которая также связана с их пространственной структурой, а, в итоге, с природой данных белковых комплексов [9, 10].

Клейковина - гидратированный белковый комплекс пшеницы, который отличается от запасных белков семян других растений, прежде всего, своими уникальными реологическими свойствами, являющимися основой хлебопекарных достоинств муки. В состав клейковины входят высокополимерные щёлочерастворимые белки - глю-тенины, которые содержат высоко-и низкомолекулярные фракции, а также спирторастворимые белки - глиадины.

Большинство глиадиновых белков построено из одной полипептидной цепочки (молекулярная масса 30-45 кДа) с внутримолекулярными дисульфидными связями. По электрофоретической подвижности глиадины условно разделяют на4 группы -а-, (3-, у-, ю-глиадины, которые рассматривают как гено-типический признак вида и сорта пшеницы. В составе глиадина обнаруживается приметно 5-10% низкомолекулярных белков - альбуминов и глобулинов (молекулярная масса 11-12 кДа), а также около 6% высокомолекулярной фракции (низкомолекулярный глютенин) с молекулярной массой 104-125 кДа.

Глютенин пшеницы - это гетерогенная белковая фракция, состоящая из отдельных белков с молекулярной массой от 50 до 3000 кДа. При этом отдельные полипептидные цепочки соединены межцепочечными дисульфидными связями; при электрофоретическом разделении было обнаружено не менее 15 компонентов (Эварт, 1968 г.). Последние исследования отечественных учёных показали, что глютенин состоит из большого количества субъединиц с молекулярной массой 100-300 кДа, тогда как на долю белков со сверхвысокой молекулярной массой и одноце-почечных молекул приходится не более 20% [5].

Реологические свойства клейковины и качество пшеничного хлеба зависят от наличия как высокомолекулярных субъединиц, так и низкомолекулярного глютенина и глиадина. Глютенин придаёт клейковине упругость, а глиадин обуславливает её растяжимость. Согласно концепции Вакара (1975 г.), «...полипептидные цепочки глиадина в разных местах и с разными связями (дисульфидными, водородными, ионными и гидрофобными)[1] соединяются с полимеризованными молекулами глютениновой фракции, объединяя их в сложную трёхмерную сетку переплетающихся полипептидных цепей».

Признавая главенствующую роль глиадина и глютенина в формировании качества клейковины, необходимо также учитывать роль других соединений, которые взаимодействуют с клейковинными белками и влияют на структуру и свойства клейковины, а именно липи-дов, углеводов, ферментов (про-теазы и их белковых ингибиторов, амилазы, липоксигеназа) [3, 5].

Исследованиями учёных ФГБНУ «ВНИИЗ» установлено, что в образцах пшеничной муки отсутствует чёткая корреляция между индексом клейковины и показателями её количества и качества. В связи с этим индекс клейковины в ГОСТ Р 54498-2011 был переименован в «хлебопекарный показатель». Характеристика клейковины исследуемых образцов и сравнение её с индексами клейковины, полученными с использованием прибора Миксолаб, также не позволяет сделать однозначное заключение. Так, у образца пшеничной муки индекс клейковины равен 2; группа качества по показаниям прибора ИДК - II удовлетворительная крепкая (39, 49, 34 ед. приб. ИДК соответственно для высшего, 1-го и 2-го сорта). Тритикалевая мука образца Т-60 относится к 1 группе хорошей; образец Т-220 - ко II группе удовлетворительной слабой (соответственно 70 и 89 ед. приб. ИДК). При этом индекс клейковины у обоих образцов равен 5.

У образца тритикалевой муки Т-60 отмечен наибольший индекс вязкости 9, у ржаной обдирной муки он меньше в 2,25 раза, у пшеничной муки - более чем в 4,5 раза. С учётом других индексов, и в первую очередь индексов амилазы и замешивания, следует отметить, что вязкость теста из данных образцов муки зависит не только от активности амилаз, но и от состояния крахмала, его показателей качества, а также от наличия периферийных частей, содержащих некрахмальные полисахариды. Индекс ретроградации крахмала напрямую связан со способностью конечного продукта противостоять черствению и сохранять товарный вид [8, 10]. Высокие значения этого индекса присущи пшеничной муке высшего и 1-го сорта, а также тритикалевой муке Т-60 - соответственно 7, 6 и 8, что, вероятно,связано с более высоким содержанием крахмала и его структурными особенностями в этих образцах.

Для подтверждения изложенных предположений была изучена ферментативная активность на стандартном субстрате с целью оценки непосредственного влияния эндогенных ферментов на состояние белкового и углеводного комплексов разных видов муки. Известно, что гидролитические ферменты муки, в первую очередь, протеолитического и амилолитического действия, наряду с другими факторами, существенно влияют на основные биополимеры муки, на реологические свойства теста и, в итоге, на качество готового продукта [1].

Изучение ферментативной активности опытных образцов муки показало, что они различаются активностью протеаз и амилаз (рис. 2). Из анализа и сравнения полученных данных с индексами миксолаба следует, что активность нейтральных протеиназ в большей степени коррелирует с индексом замешивания, чем с индексом клейковины. Возможно, это связано с температурным режимом, так как температурный оптимум при действии нейтральных протеиназ на собственные белки исследуемых зерновых культур составляет 40°С, а при 60°С теряется 2/3 их активности [2].

Амилолитическая активность исследуемых образцов чётко коррелирует с индексом амилазы: наибольшая активность отмечена у ржаной обдирной муки (8,46 ед./мг белка) и тритикалевой муки Т-220 (10 ед./мг белка), что соответствует наименьшим индексам миксолаба.

Следует отметить, что между индексом вязкости (показатель характеризует фазу, при которой наибольшее количество физико-химических и биохимических параметров вступает во взаимодействие) и активностью амилаз такой чёткой корреляции не выявлено. Вероятно, в данном случае на показатель вязкости наибольшее влияние оказывают структурные особенности крахмала разных видов и сортов муки и присутствие в муке некрахмальных полисахаридов, как и предполагалось ранее. При этом не следует забывать, что целым значениям индексов миксолаба соответствует определённый интервал фактических данных [10].

В современных лабораториях большинства мукомольных предприятий качество муки принято анализировать по физико-химическим показателям: влажности, количеству и качеству клейковины, белизне, числу падения и др. Однако стремительно развивающийся рынок требует не только расширения сырьевой базы для производства хлебобулочных, мучных кондитерских и кулинарных изделий, но и ставит перед производителями муки задачи по дополнительному контролю ряда параметров для обеспечения стабильного результата при формовании теста и получении готовых изделий.

Реологические свойства теста как интегральные показатели, которые описывают состояние теста при замесе в течение всего технологического процесса, позволяют с высокой долей достоверности оценивать свойства зернового сырья и прогнозировать качество готового продукта. В то же время развитие мировой практики в области оценки качества и безопасности продуктов питания направлено на постоянное расширение перечня контролируемых показателей пищевого сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. По нашему глубокому убеждению, комплексные исследования биохимических и технологических свойств муки, реологических свойств теста с использованием различных методов и их сравнительный анализ, необходимы для правильной интерпретации и применения показателей, получаемых на приборе Миксолаб.Литература

Витол, И. С. Введение в технологии продуктов питания / И.С. Витол [и др.]. - М.: ДеЛи плюс, 2013.-720 с.
Витол, И. С. Белково-протеиназный комплекс зерна тритикале / И.С. Витол [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2015. - № 8. - С. 36-39.
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.
Мелешкина, Е.П. О новых подходах к качеству пшеничной муки /Е.П. Мелешкина//Контроль качества продукции. - 2016. -№11.-С. 13-18.
Нечаев, А.П. Пищевая химия. 6-е изд. / А.П. Нечаев [и др.]. -С.-Пб.: ГИОРД, 2015. - 672 с.
Нечаев, А. П. Пищевая химия. Лабораторный практикум / А.П. Нечаев [и др.]. - С.-Пб.: ГИОРД, 2006. - 304 с.
Панкратов, Г.Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки / Г.Н. Панкратов [и др.] // Хлебопродукты. - 2016. -№1.- С. 60-62.
Полыгалина, Г. В. Определение активности ферментов. Справочник / Г. В. Полыгалина, B.C. Чередниченко, Л.В. Римарёва. - М.: ДеЛи принт, 2003. - 375 с.
Туляков, Д.Г. Оценка муки из зерна тритикале на основе реологических свойств с использованием системы Миксолаб / Д.Г Туляков [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2017. - № 1. - С. 20-23.
Antanas, S. Studies regarding rheological properties of triticale, wheat and ryeflours/S. Antanas [et all] //J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. - 2013. -V. 17. - № 1. - P. 345-349.
Dubat A. Le mixolab Profiler: un outil complet pour le controle qualite des bles et des farines/ A. Dubat // Industries des Cereales. -2009.-№161.-P. 11-26.

Д.Г. Туляков,Е.П. Мелешкина, доктор техн. наук,И.С. Витол, канд. биол. наук, Статья опубликована в журнале: Хлебопродукты. – 2017. - №6. – С.30-34.

[1] Прим. авт.: все типы связи играют важную роль в проявлении различий реологических свойств крепкой и слабой клейковины.

vniiz.org

Теста. Реологические свойства теста — Мегаобучалка

Формирование теста с определенными реологическими свойствами связано:

-с видом изделий, рецептурой, с правильным подбором сортности муки, с оптимальным содержанием и качеством клейковины, крупноты помола,

-с правильным выбором влажности теста,

-с правильным выбором и поддержанием технологических параметров замеса теста (температура, продолжительность ,интенсивность замеса).

Отмеченные факторы влияют на степень набухания пшеничной муки и тем самым на реологические свойства теста, его пластичность, упругость, эластичность, вязкость.

Повышая температуру теста при замесе, удлиняя продолжительность процесса из сахарного пластичного теста в результате более полного набухания коллоидов можно получить затяжное тесто с упруго-пластично-вязкими свойствами. Пластичность сахарного теста близка к 1.Чтобы можно было затяжное тесто отформовать до заготовок, исключив их деформацию, пластичность его необходимо увеличить до 0.5. С этой целью применяют такую операцию, как вылеживание теста, или используют ферментные препараты протеолитического действия. Для слабоструктурированного вафельного теста из реологических характеристик большое значение имеет вязкость теста, эластичность. От них зависит равномерность распределения теста по поверхности вафельниц, а также хрупкость вафельного листа.

Влияние на реологические свойства теста рецептурных

Компонентов

В зависимости от химического состава отдельных сырьевых ингредиентов теста, наличия в них липидов, фосфатидов, белков, сахаров, поверхностно-активных веществ - ПАВ и др., оказывающих влияние на набухание белков муки, насыщение теста воздухом, на снижение количественного содержания белков наблюдается изменение реологических свойств теста. Механизм воздействия на набухание белков разных видов сырья неодинаковое. Наиболее значительное влияние на набухание белков и реологические свойства теста оказывают сахар, жир, вода.

Ферментативные процессы в производстве кондитерского теста

Ферментативные процессы протекают при производстве дрожжевого кондитерского теста для крекеров, галет, кексов, ромовых баба. В этих процессах могут участвовать амилолитические ферменты пшеничной муки. Их действие требует большой продолжительности процесса. С целью сокращения длительности созревания опары или теста требуется введение добавок амилолитических ферментных препаратов (амилоризин П10х и др.). С целью интенсификации технологических процессов в производстве затяжного печенья, повышения пластичности, необходимой для формования тестовых заготовок, используют ферментные препараты протеолитического действия (протосубтилин Г10х,20х, энзимы, нейтраза, протезим). Это позволяет регулировать реологические свойства теста.

Применение эмульсий, их агрегативная устойчивость. Роль

Эмульгаторов

Применение эмульсий позволяет упростить технологию производства печенья и других видов мучных кондитерских изделий, а также повысить однородность теста и улучшить качество изделий. Однако, необходимым условием является агрегативная устойчивость получаемых эмульсий. Это необходимо для соблюдения рецептуры и достижения необходимого качества продукции.

Агрегативная устойчивость эмульсии зависит от размера частиц дисперсной фазы (жир) и от наличия ПАВ.

Эмульсия -это дисперсная система, состоящая из двух жидких фаз, из которых одна распределена в другой в виде капель. Это дисперсная фаза. Эмульсии относятся к неустойчивым системам, т.к. обладают избыточной свободной поверхностной энергией на границе раздела фаз.

В эмульсиях для сахарного теста дисперсионной средой является многокомпонентный раствор сахара, соли, патоки, инвертного сиропа, меланжа, молока и др. веществ, а дисперсной фазой - капельки жира. Такую эмульсию можно обозначить М/В.

Для получения эмульсии необходимо на первой стадии при перемешивании максимально растворить кристаллическое сырье при температуре 35-38оС. На второй стадии перемешать раствор с расплавом жира, на третьей стадии -провести сбивание сырья до получения устойчивой и хорошо диспергированной эмульсии. Длительность всего цикла -20 мин при температуре 35-38оС.

При образовании эмульсии идут два процесса - диспергирование и коалесценция. В первый момент перемешивания, в течение нескольких секунд идет процесс диспергирования. Чем больше образуется при диспергировании капель, тем больше будет их столкновений, приводящих к коалесценции. После нескольких минут наступает равновесие. Капли жидкости дробятся только до определенного предела. Существует определенная скорость, выше которой устойчивость эмульсий начинает падать. Эмульгированию способствует низкая вязкость среды. Поэтому повышение температуры благоприятно влияет на эмульгирование. Кроме того, температура влияет на поверхностное натяжение на границе раздела фаз и на адсорбцию эмульгаторов. С увеличением температуры поверхностное натяжение уменьшается. Чем меньше поверхностное натяжение, тем мельче капли эмульсии при определенной интенсивности перемешивания, тем стабильнее эмульсия. Устойчивость концентрированных эмульсий (объемная доля дисперсной фазы может достигать 74%) повышается в присутствии небольших количеств эмульгаторов, снижающих поверхностное межфазное натяжение. Эмульгатор ориентируется на поверхности раздела фаз таким образом, чтобы поверхностная энергия снизилась до минимального значения: полярная часть молекулы эмульгатора ориентируется по направлению к более полярной жидкости, углеводородный радикал -к менее полярной жидкости. Эмульгатор покрывает капли дисперсной фазы тонкими пленками, которым присущи следующие свойства:

1.Они понижают поверхностное натяжение, уменьшают значения свободной энергии,

2.Пленки заряжены одноименными электрическими зарядами.

В эмульсиях М/В капельки масла заряжены отрицательно.

При больших расстояниях между каплями в эмульсии М/В силы притяжения превышают силы отталкивания. Поэтому на этих расстояниях происходит лишь флокуляция частиц, они будут останавливаться на некотором расстоянии друг от друга, не проявляя стремления к дальнейшему сближению. В высококонцентрированных эмульсиях (объемная доля дисперсной фазы превышает 74%) частицы дисперсной фазы практически полностью флокулированы. Между ними находятся пленки дисперсионной среды. Для таких эмульсий существует только устойчивость к коалесценции. Поверхностно-активные добавки (меланж, молоко, декстрины) способствуют эмульгированию и повышают стойкость эмульсий, т. к. содержат естественные эмульгирующие вещества (яичный белок, казеин, лецитин).

В зависимости от наличия в рецептурах естественных эмульгирующих веществ все рецептуры сахарного печенья можно условно разделить на 3 группы:

1.Изделия, содержащие молоко и меланж,

2.Изделия, содержащие меланж,

3.Изделия без молока и меланжа.

Эмульсии, получаемые для изделий первых двух групп, устойчивы при влажности эмульсии 20-23.5%,что соответствует влажности теста 15-18%.При влажности эмульсии 25 % наблюдается коалесценция и расслаивание в пределах 1-1.5% за час. В эмульсиях третьей группы рецептур без молока и меланжа коалесценция достигает 6-15% за час. В этом случае необходимо вводить эмульгаторы: яичный белок, гидрофильные липиды, эмульгаторы Т-1,Т-2, пищевые фосфатиды и др. или смеси эмульгаторов.

megaobuchalka.ru

Реологические свойства разных видов муки и композиционных смесей

Использование тритикале, как продовольственной культуры, представляет собой перспективное направление для перерабатывающих отраслей пищевой индустрии. Поскольку хлебопекарные свойства муки зависят от большого количества факторов, а качество муки определяется совокупностью целого ряда технологических и биохимических показателей, которые взаимосвязаны и оказывают либо прямое, либо косвенное влияние друг на друга, использование современных методов оценки большого количества показателей через интеграционные индексы представляет огромный интерес.

Цель исследований заключалась в выявлении взаимосвязи показателей реологических свойств теста из пшеничной, ржаной и тритикалевой муки, а также композиционных смесей пшеничной и тритикалевой муки с использованием прибора Миксо-лаб (протокол «Chopin+»), с биохимическими свойствами исследуемой муки. Данные миксо-грамм и радиальных диаграмм (профайлер Миксо-лаба) показали различия в параметрах реологического профиля и индексов Миксолаба для муки разных видов и сортов. Изучение протеолитиче-ской и амилолитической активности исследуемых образцов муки выявило неоднозначный вклад этих ферментов в значения соответствующих индексов Миксолаба. Исследование реологических характеристик композиционных смесей на основе пшеничной муки высшего сорта и тритикалевой муки сорта Т-60 выявило закономерное снижение времени замеса (до достижения стабильности) с увеличением в смеси доли тритикалевой муки. «Индекс замеса» снижается уже при добавлении 10% тритикалевой муки. «Индекс ВПС» начинает снижаться при 40%-ном содержании тритикалевой муки в смеси; при этом «Индекс амилазы» и «Индекс ретроградации крахмала» не изменяются. Был сделан вывод о том, что для правильной интерпретации и более полного понимания практического применения индексов, полученных на приборе Миксолаб, необходимы комплексные исследования технологических, биохимических и реологических характеристик муки и теста.

Введение Тритикале — это зерновая культура, полученная скрещиванием пшеницы (Triticum) с рожью {Secale). В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в России (2016 г.), внесено 68 сортов озимого тритикале и 13 сортов ярового тритикале. Все новые сорта тритикале рекомендованы для продовольственных целей [1].

Использование тритикале, как продовольственной культуры, представляет собой интересное, перспективное направление для перерабатывающих отраслей пищевой индустрии. Биопотенциал тритикале зависит, в первую очередь, от сортовых особенностей и условий выращивания. Пищевая ценность связана с высоким содержанием белка, незаменимых аминокислот, сбалансированностью аминокислотного состава. Биологическая ценность зерна тритикале обусловлена преобладанием водо- и солерастворимых фракций белка и, как следствие, более высокой степенью усвоения белков тритикале, а также наличием витаминов, макро- и микроэлементов.

Методы оценки большого количества показателей через интеграционные индексы с использованием современного лабораторного оборудования позволяют не только упростить проведение трудоемких анализов, но и обеспечить комплексный подход к оценке хлебопекарных свойств муки, которые, как известно, зависят от большого количества взаимосвязанных между собой факторов. Такой комплексный подход к оценке качества муки на основе изучения реологических свойств теста может быть обеспечен при использовании прибора миксолаб производства компании CHOPIN (Франция) [2]. Прибор миксолаб в режиме реального времени измеряет вращающий момент в Н-м, возникающий между двумя тестомесильными лопастями при перемешивании теста из муки и воды в течение нескольких, последовательных фаз замеса, обусловленных разной температурой, что обеспечивает получение полной информации, позволяющей всесторонне оценить свойства муки, объективно определить ее целевое использование.

Цель исследований заключалась в сравнительной оценке биохимических и реологических свойств (с использованием прибора миксолаб (протокол «Chopin+») пшеничной, ржаной и тритикалевой муки, а также композиционных смесей пшеничной и тритикалевой муки.

Объекты и методы исследования В работе использовали пшеничную муку высшего, 1- и 2-го сортов, ржаную обдирную муку, а также тритикалевую муку 2 образцов: Т-60 (мука из центральной части эндосперма с выходом муки 40-45% и зольностью — 0,60%) и Т-220 (вымол оболочек, включая измельченные частицы зародыша и алейронового слоя, и зольностью - 2,20%) [3].

Композиционные смеси состояли из пшеничной муки высшего сорта с добавлением тритикалевой муки Т-60 в количествах 10, 20, 30, 40, 50, 60% от общего содержания. Число падения (ЧП) определяли по ГОСТ 27676-88, активность протеаз - модифицированным методом Ансона, амилолитическую активность — колориметрическим методом А. П. Рухлядьевой и М.Г. Горячевой [4].

Оценку реологических свойств осуществляли на приборе миксолаб фирмы CHOPIN (Франция) согласно протоколу «Chopin+», предполагающего 5 интервалов температур, при которых идет исследование. Измеряемый крутящий момент в анализируемых точках графика характеризует различные биохимические процессы.

Во время 1-й фазы замеса (точка С1 -образование теста) прибор обеспечивает образование теста с консистенцией 1,1+0,05 Н-м при температуре 30°С. Продолжительность 1-й фазы 8 мин., при этом оптимальная консистенция обеспечивается путем подбора количества добавляемой воды. На 2- и 3-й фазах замеса регистрируют изменение консистенции теста при его нагреве до 90°С (точка С2 - разжижение теста; точка С3 - максимальная скорость клейстеризации крахмала). На 4- и 5-й фазах измеряют консистенцию теста при его охлаждении до 50°С и выдерживании при этой температуре в течение 5 мин. (точки С4, С5 - начало и окончание ретро-градации крахмала). Анализировались также показатели: водопоглотительная способность теста - ВПС (%), время образования теста (мин.), стабильность теста (мин.) [2].

Результаты и их обсуждение Данные миксограмм и радиальных диаграмм (профайлер миксолаба) показали имеющиеся различия в параметрах реологического профиля и индексов миксолаба исследуемых образцов; особенно это выражено для образцов пшеничной муки высшего сорта и тритикалевой муки Т-60 (рис. 1, 2). В ходе проведенных анализов были установлены следующие значения показателей реологических свойств теста для всех исследуемых образцов (табл. 1). Так, время образования теста (мин.) и стабильность теста (мин.) находятся в диапазоне от 0,85 для образца ржаной обдирной муки до 8,93 для пшеничной муки высшего сорта и от 2,18 для образца ржаной обдирной муки до 10,60 для пшеничной муки первого сорта соответственно. Обращает на себя внимание, что наибольшая скорость амилолиза (у, Н-м/мин.) выявлена для образца ржаной обдирной муки и тритикалевой муки Т-220 – -0,076 и -0,660 соответственно, что может косвенно свидетельствовать о более высокой активности амилаз в данных образцах по сравнению с другими образцами. Это подтверждается и значениями ЧП (с): 203 и 174 — наименьшими среди исследуемых образцов. В таблице 3 представлены баллы индексов профайлера миксолаба всех исследуемых образцов муки. «Индекс ВПС» закономерно увеличивается в образцах с большим содержанием периферийных частей. «Индекс клейковины» указывает на устойчивость белковой структуры во время нагревания теста в интервале от 30 до 60°С [5-7].

Интерпретация «индекса клейковины» представляет определенную сложность, поскольку во время нагревания теста в интервале от 30 до 60°С происходят два очень важных явления: гранулы крахмала начинают набухать, но их структура остается неизменной, при этом действие а-амилазы, если и имеет место, то совсем незначительное. Изменение консистенции теста в большей степени связано с изменениями в структуре клейковинных белков, в частности, с разрывом водородных связей или же лучшей устойчивостью белков, которая также связана с их пространственной структурой. Реологические свойства клейковины и качество пшеничного хлеба зависят от присутствия как высокомолекулярных субъединиц, так и низкомолекулярного глютенина и глиадина. Глютенин придает клейковине упругие свойства, а глиадин обуславливает растяжимость. Признавая главенствующую роль в формировании качества клейковины за глиадином и глютенином, необходимо учитывать роль других соединений, которые находятся во взаимодействии с клейковинными белками, оказывают влияние на структуру и свойства клейковины, а именно: липидов, углеводов, ферментов (протеазы, их белковые ингибиторы, амилазы, липоксигеназа) [8].

В ранее проведенных во ФГБНУ ВНИИЗ исследованиях на образцах пшеничной муки было показано отсутствие корреляции «индекса клейковины» с показателями количества и качества клейковины, но установлена связь с числом падения, в результате чего данный показатель в ГОСТ Р 54498-2011 «Зерно и мука из мягкой пшеницы. Определение водопоглощения и реологических свойств теста с применением миксолаба» был переименован в «хлебопекарный показатель». Характеристика клейковины исследуемых в работе образцов, их сравнение с «индексами клейковины», полученными с использованием прибора миксолаб, также не позволяет сделать однозначное заключение. Так, образцы пшеничной муки имеют «индекс клейковины» — 2; группу качества по показаниям ИДК - II удовлетворительная крепкая (39, 49, 34 ед. ИДК для высшего, 1-го и 2-го сортов соответственно). Качество клейковины тритикалевой муки Т-60 относится к I группе хорошей; Т-220 - ко II группе удовлетворительной слабой (70 и 89 ед. ИДК соответственно). При этом «индекс клейковины» в обоих случаях равен 5.

Наибольший «индекс вязкости» отмечен для образца тритикалевой муки Т-60 — 9, для ржаной обдирной муки - в 2,25 раза меньше; для пшеничной муки - в 4,5 раз и более. С учетом других индексов, в первую очередь, «индексов амилазы» и «замеса», следует отметить, что вязкость в данных образцах зависит не только от активности амилаз, но и от состояния крахмала, его качественных характеристик, а также присутствия периферийных частей, содержащих некрахмальные полисахариды. «Индекс ретроградации крахмала» напрямую связан со способностью конечного продукта противостоять черствению и сохранять товарный вид [2, 5, 6]. Высокие значения этого индекса присущи пшеничной муке высшего и 1-го сортов, а также тритикалевой муке Т-60 — 7, 6 и 8 соответственно, что, вероятно, связано с более высоким содержанием крахмала и его структурными особенностями в этих образцах по сравнению с другими исследуемыми образцами муки. Для подтверждения изложенных выше предположений было проведено изучение ферментативной активности на стандартном субстрате с целью оценить непосредственный вклад эндогенных ферментов в состояние белкового и углеводного комплексов разных видов муки. Известно, что протео-литические и амилолитические ферменты, наряду с другими факторами, оказывают существенное влияние на основные биополимеры муки, на реологические свойства теста, в конечном счете, на качество готового продукта. Данные по ферментативной активности исследуемых образцов муки представлены на рисунках 3 и 4. Анализ и сравнение полученных данных с индексами миксолаба, показали, что активность нейтральных протеиназ в больше степени коррелирует с «индексом замеса», чем с «индексом клейковины». Возможно, это связано с температурным режимом, так как температурный оптимум при действии нейтральных протеиназ на собственные белки исследуемых зерновых культур составляет 40°С, при 60°С они теряют две трети своей активности [9]. Амилолитиче-ская активность исследуемых образцов имеет четкую обратную корреляцию с «индексом амилазы»: наибольшая активность была отмечена для ржаной обдирной муки (8,46 ед/мг белка) и тритикалевой муки Т-220 (10,00 ед/мг белка), что соответствует наименьшим индексам миксолаба.

Следует отметить, что между «индексом вязкости» (показатель характеризует фазу, при которой наибольшее количество физико-химических и биохимических параметров вступает во взаимодействие) и активностью амилаз такой четкой корреляции не было выявлено. Это, вероятно, может свидетельствовать о том, что в данном случае на показатель вязкости большее влияние оказывают структурные особенности крахмала разных видов и сортов муки и присутствие в муке некрахмальных полисахаридов, как и предполагалось выше.

Исследование реологических характеристик композиционных смесей, основные параметры которых представлены в таблице 2, показало, что время замеса закономерно снижается (до достижения стабильности) с увеличением в смеси доли тритикалевой муки. «Индекс замеса» снижается уже при добавлении 10% тритикалевой муки. «Индекс ВПС» начинает снижаться при 40%-ном содержании тритикалевой муки в смеси; при этом «индекс амилазы» и «индекс ретроградации крахмала» не изменяются. Это подтверждает, что тритикалевая мука, полученная из центральной части эндосперма зерна тритикале с преобладанием генотипа пшеницы, обладает низкой амило-литической активностью и даже при добавлении в количестве 60% к пшеничной муке не оказывает влияния на общую амилолити-ческую активность смеси и способность крахмала к ретроградации.

Заключение На большинстве мукомольных предприятиях в современном лабораторном контроле принято анализировать качество муки по физико-химическим показателям: влажности, количеству и качеству клейковины, белизне, числу падения и ряду другим. Реологические свойства теста как интегральные показатели, описывающие состояние теста при замесе в течение всего технологического процесса, позволяют с высокой долей достоверности оценивать свойства зернового сырья и прогнозировать качество готового продукта. Мировая практика в области оценки качества и безопасности продуктов питания направлена на постоянное расширение списка контролируемых показателей сырья и пищевой продукции. В связи с этим комплексные исследования взаимосвязи биохимических и технологических свойств муки, реологических свойств теста с использованием различных методов, их сравнительный анализ необходимы для правильной интерпретации показателей, получаемых на приборе миксолаб, как в исследовательской практике, так и в работе лабораторий мукомольных и хлебопекарных предприятий.

Библиографический список 1. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1. Сорта растений (офиц. изд.). - М.: ФГБНУ Росинформ-агротех, 2016. -С. 18-19. 2. ГОСТ ISO 17718-2015. Зерно и мука из мягкой пшеницы. Определение реологических свойств теста в зависимости от условий замеса и повышения температуры. - М.: Стандартинформ, 2015. - 31 с. 3. Панкратов Г.Н., Мелешкина Е.П., Кандроков Р.Х., Витол И.С. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки // Хлебопродукты. - 2016. - № 1. -С. 60-62. 4. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А., Колпакова В.В., Витол И.О, Кобелева И.Б. Пищевая химия: лабораторный практикум. - СПб: ГИОРД, 2006. -304 с. 5. Туляков Д.Г. Мелешкина Е.П., Витол И.О, Панкратов Г.Н., Кандроков Р.Х. Оценка муки из зерна тритикале на основе реологических свойств с использованием системы Миксолаб // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2017. — № 1 — С. 20-23. 6. Antanas S., Alexa E., Negrea M., Gu-ran E., Lazureanu A. Studies regarding rheo-logical properties of triticale, wheat and rye flours // J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. - 2013. - Vol.17 (1). - P. 345-349. 7. Dubat A. Le mixolab Profiler: un outil complet pour le controle qualite des bles et des farines // Industries des Cereales. -2009. - No. 161. - P. 11-26. 8. Дубцова Г.Н., Нечаев А.П., Молчанов М.И. Молекулярно-биологические аспекты формирования липид-белковых комплексов и оценка их роли в структуре клейковины // Растительный белок: новые перспективы. - М.: Пищепромиздат, 2000. -С. 100-121. 9. Витол И.С, Карпиленко Г.П., Кардро-ков Р.Х., Стариченков А.А., Коваль А.И., Жильцова Н.С. Белково-протеиназный комплекс зерна тритикале // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2015. - № 8. -С. 36-39.

Д.Г. Туляков, Е.П. Мелешкина, И.С. Витол Статья опубликована в журнале: Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2017. - №7(153). – С.174-180.

vniiz.org

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДОВ МУКИ

Мысаков Денис Сергеевич

аспирант, ассистент кафедры Технологии питания, Уральский государственный экономический университет, РФ, г. Екатеринбург

E-mail: [email protected]

Крюкова Екатерина Владимировна

аспирант, доцент кафедры Технологии питания, Уральский государственный экономический университет, РФ, г. Екатеринбург

E-mail:

Чугунова Ольга Викторовна

д-р техн. наук, заведующая кафедрой Технологии питания, профессор Уральского государственного экономического университета, РФ, г. Екатеринбург

E-mail: [email protected]

INVESTIGATION OF FLOW CHARACTERISTICS OF ALTERNATIVE FLOUR

Denis Mysakov

graduate’s student, Assistant of Department of Food technology Ural State University of Economics, Russia, Ekaterinburg

Ekaterina Kryukova

graduate’s student, Associate Professor of Department of Food technology Ural State University of Economics, Russia, Ekaterinburg

Olga Chugunova

doctor of technical sciences, head of Department of Food technology; professor of Ural State University of Economics, Russia, Ekaterinburg

АННОТАЦИЯ

Важным направлением развития пищевой промышленности является разработка технологий производства функциональных пищевых продуктов. В связи с этим в настоящее время все большее распространение находит применение альтернативных (нетрадиционных) видов муки, в частности, муки из семян ржи, ячменя, овса, сои и т. д. Однако в таком случае необходимо изучить реологические свойства каждого вида муки, так как реологические свойства сырья оказывают сильное влияние на качество готового продукта. В итоге был сделан вывод о целесообразности применения смесей и/или структураторов различного происхождения.

ABSTRACT

An important direction of development of the food industry is the development of technologies for the production of functional foods. In this regard, currently becoming more common is the use of alternative (nontraditional) flours, particularly seed meal rye, barley, oats, soy, etc. However, in this case it is necessary to study the rheological properties of each type of flour, because the rheological properties of raw materials have a strong influence on the quality of the finished product. As a result, it was concluded that the feasibility of the use of mixtures and/or structural additives different origin.

Ключевые слова: мука; состав; реология; качество; нутриенты; свойства; тесто; белки.

Keywords: flour; composition; rheology; quality; nutrients; properties; dough; proteins.

Пшеница является одной из наиболее распространенных злаковых культур, используемых в мире. Тем не менее, хлеб получающийся из пшеничной муки, считается бедным из-за низкого содержания ключевых нутриентов, за исключением витаминов группы В [2, с. 571]. Поэтому во многих продуктах первой необходимости, таких как хлеб, пшеничная мука полностью или частично заменяется на т. н. «нетрадиционные» виды муки из прочих злаковых или бобовых сельскохозяйственных культур (овсяновая, гречневая, рисовая, кукурузная, соевая, ячменная, ржаная, гороховая, нутовая, чечевичная и т. д.).

Использование таких видов муки, как рисовая, кукурузная и гречневая, привело к появлению безглютенового хлеба с повышенным содержанием таких важных питательных веществ, как белок, клетчатка, кальций, железо, витамин Е и полифенолов [1, с. 372]. Кроме того можно утверждать, что соевая мука может компенсировать недостаток лизина и изофлавонов в пищевых продуктах.

Итак, замена пшеничной муки улучшает пищевую ценность хлебобулочных изделий и удовлетворяет требованиям потребителей о здоровом питании. Тем не менее, подобная замена значительно ухудшает реологические свойства теста, и, в итоге, качество выпеченного продукта. Это происходит из-за того, что белки риса, кукурузы, гречихи и др. не могут сформировать клейковину, отвечающей за задержку углекислого газа в тесте, выделяемого дрожжами при брожении теста.

Пригодность альтернативных культур для выпечки качественного хлеба, в основном, исследуется путем сравнения свойств их смесей пшеничной мукой с чистой пшеничной мукой. Однако целью данной работы было определение реологических свойств теста из рисовой, кукурузной, гречневой и соевой муки без их предварительного смешивания с пшеничной мукой. Реологические свойства образцов сравнивались со свойствами чистого пшеничного теста, которое служило в качестве эталона.

Исследовались следующие параметры:

· водопоглощение — процентное содержание воды, необходимое тесту для получения крутящего момента в 1,1 Нм, %;

· время достижения максимального крутящего момента tmax, мин;

· стабильность — время до потери вязкости полученной консистенции, мин;

· минимальное значение крутящего момента М1min, Нм;

· максимальное значение крутящего момента при нагреве теста Мmax, Нм;

· пиковая температура — температура при пиковой вязкости, °С;

· минимальное значение крутящего момента М2min, достигнутое при охлаждении образцов до 50 °С, Нм;

· окончательное значение крутящего момента М3 после охлаждения образцов до 50 °С, Нм.

Водопоглощение, стабильность и механические параметры теста определялись во время замеса теста при температуре 30 °C.

Во время замеса происходила гидратация соединений, которая вызывала растяжение и выравнивание белков, что в итоге приводило к образованию трехмерной структуры вязкоупругого теста. Пшеничное тесто характеризовалось низким Tmax, высокой стабильностью и высокой устойчивостью к механическому воздействию. Эти свойства пшеничного теста связаны с уникальной структурой белка пшеничной муки (совокупности глиадина и глютенина).

Основные параметры, полученные из эксперимента, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Реологические свойства теста из альтернативных видов муки

Показатель/ Вид теста	Пшеничное тесто	Гречневое тесто	Рисовое тесто	Кукурузное тесто	Соевое тесто
Водопоглощение (%)	60,0	58,6	60,8	64,9	100,4
tmax, (мин)	1,43	6,83	8,71	4,35	0,71
Стабильность, (мин)	11,18	10,9	12,19	7,26	9,40
М1min, (Нм)	0,55	0,44	0,89	0,49	0,45
Мmax, (Нм)	2,35	1,91	2,81	2,64	0,77
Пиковая температура (°C)	77,9	84,7	77,4	79,3	80,0
М2min, (Нм)	2,01	1,81	2,45	2,22	0,71
М3, (Нм)	2,75	2,49	3,09	3,31	0,98

Рисовая мука и гречневая мука имеют близкие значения поглощения воды по отношению к пшеничной муке. Кроме того, тесто из этих видов муки напоминает пшеничное тесто по устойчивости к механическому воздействию. Поэтому сочетание именно рисовой и гречневой муки нашло значительное применение в безглютеновой пищевой промышленности.

Все остальные виды муки (кукурузная и соевая) имеют значительно более высокое водопоглощение и низкую стабильность. Кроме того рисовая мука и гречневая мука имели значительно высокий tmax, указывающий на тот факт, что для теста из этих видов муки требуется больше времени для того, чтобы завершился процесс гидратации соединений, чем для пшеничного теста. Также рисовая и гречневая мука имеют значительно более низкое количественное содержание белка по сравнению с пшеничной мукой. При качественном анализе можно утверждать, что белки рисовой муки в основном состоят из глютелинов (65—85 %) и небольшого количества проламинов (2,5—3,5 %), в то время как белки гречихи в основном состоят из глобулинов (40—55 %) и альбуминов (20—30 %) [4, с. 211].

Что касается tmax, соевая мука показала наиболее близкое значение к пшеничной муке. Соя богата белком, но, тем не менее, соевому тесту необходимо значительно большее количество воды (100,4 %), чтобы достичь крутящего момента в 1,1 Нм, по сравнению с пшеничным тестом (60,0 %).

При нагревании образцов происходила денатурация белков, которая привела к ухудшению вязкости теста (значение М1min). А белки рисовой муки имеют устойчивость в пределах экспериментальных температур.

При продолжении нагрева изменения структуры белковых молекул имели незначительное влияние на структуру теста. В данном случае увеличение вязкости и, таким образом, вращающего момента является результатом набухания крахмала.

Самый низкий максимальный пик вязкости Мmax был у соевого теста, которое имеет низкое содержание крахмала и высокое содержание липидов. Полученные результаты согласуются с выводом прошлых исследований о том, что липиды в комплексе с амилозой приводят к снижению пику вязкости [3]. Напротив, рисовая мука и кукурузная мука, которые богаты углеводами, имеют максимально высокие значения.

Дальнейшее снижение вязкости (показатель М2min) является результатом физического распада гранул крахмала в результате механического сдвига и снижения температуры. Впоследствии, при охлаждении, крахмал подвергался ретроградации и крутящий момент увеличивался (М3).

Таким образом можно сделать вывод о том, что хотя альтернативы пшеничной муке уже сейчас доступны на рынке, эти продукты зачастую более низкого качества из-за отсутствия отработанных технологий и рецептур приготовления. Согласно результатам исследования, образцы рисовой и гречневой муки были наиболее близки к реологическим свойствам пшеничной муки. Однако точно имитировать свойства пшеничной муки по отдельности они не могли, поэтому был сделан вывод, что только их смесь или применение сторонних структураторов даст оптимальный реологический профиль тесту.

Список литературы:

Здоровое питание — основа жизнедеятельности человека: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., 28 марта 2008 г. / Е.В. Субботина [и др.].; Ю.Л. Александров [и др.]; Федер. агентство по образованию [и др.]; [редкол.:В.П. Клочков, Л.Г. Климацкая, Е.И. Прахин; науч. ред. Ю.Л. Александров; отв. ред. И.П. Пушмина]. Красноярск: [б. и.], 2008. — 450 с.
Нечаев А.П. Пищевая химия: учеб. пособие. СПб.: ГИОРД, 2001. — 588 с.
Свойства крахмала. Биофайл — научно–информационный журнал [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://biofile.ru/bio/19903.html
Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов: справ. МакКанса и Уиддоусона / пер. с англ. яз. 6-го изд. под общ. ред. А.К. Батурина. СПб.: Профессия, 2006. — 415 с.

sibac.info