В статье представлены результаты проведенного мониторинга технологических достоинств зерна пшеницы отечественных сортов селекции, отобранных из основных зерносеющих районов Республики Казахстан. Выявлены устойчивые существенные различия между сортами пшеницы по основным наиболее технологически значимым показателям качества: содержанию сырой клейковины в зерне и муке, содержанию белка, числу падения и силе муки.
Пищевая и перерабатывающая промышленность является системообразующей сферой экономики, формирующей агропродовольственный рынок, экономическую и продовольственную безопасность нашего государства [1].
Проведенный анализ структуры производства пищевой продукции показал, что основная составляющая продовольственного рынка – это рынок зерна и зернопродуктов, который представляет собой взаимосвязанную систему отраслей по производству, хранению и переработке зернового сырья. Современные условия диверсификации структуры растениеводства, а также передовые селекционные достижения позволяют производить отечественные сорта злаковых культур, отличающиеся высокими питательными свойствами [2-4].
Материалы и методы
В этой связи с целью мониторинга технологического потенциала были отобраны пробы зерна пшеницы с зерносеющих регионов Республики Казахстан: Восточно- Казахстанской, Карагандинской, Западно-Казахстанской, Южно-Казахстанской и Северо- Казахстанской областей. Проанализированные пробы зерна представляют собой завершенные научные разработки отечественных ученых-селекционеров.
В основу мониторинга объектов исследования положена оценка физико- механических характеристик и технологических свойств зерна пшеницы. Оценку физико- механических характеристик отобранных 13 проб зерна проводили по показателям: натура, стекловидность, твердозерность, количество клейковины, качество клейковины, число падения и сила муки.
Результаты исследований и их обсуждение
На рисунке 1 приведены результаты сравнительного анализа отобранных партий зерна пшеницы по показателю натура. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что значения показателя натура соответствует требованиям нормативно-технической документации. Визуальный анализ отобранных проб зерна пшеницы показал, что зерно пшеницы представляет собой хорошо налившееся зерно и характеризуется содержанием относительно большого количества эндосперма и меньше оболочек.
Рисунок 1 – Сравнительный анализ отобранных партий зерна пшеницы по показателю натура, г/л
Натура отобранных партий зерна пшеницы для производства зернопродуктов питания колеблется от 730 до 790 г/л, что находится в пределах нормы. Максимальные значения показателя натуры до 798 г/л, соответствуют пшенице сорта "Дала", "Астана-2" и "Карагандинская-30". Минимальные значения отмечены у сортов пшеницы "Ульбинка-55" (730 г/л) и сорта "Глубочанка" (733 г/л).
Далее изучали стекловидность и твердозерность отобранных партий зерна пшеницы. Стекловидные сорта пшеницы обладают высокими значениями показателя твердозерности, так как показатели взаимосвязаны между собой. Результаты лабораторных испытаний по определению числовых значений стекловидности представлены на рисунке 2.
Анализ представленной диаграммы свидетельствует о высоких значениях стекловидности у сортов пшеницы "Дамсинская янтарная" – до 65%, "Водопад-100" – до 63%, "Карагандинская 70" – до 57%, что характеризуется относительно высоким содержанием белка.
Минимальные значения, ниже нормативных требований, соответствуют сортам "Глубочанка", "Ульбинка-55" и "Волгоуральская" – 10, 12 и 20 % соответственно. Большая доля мучнистого эндосперма свидетельствует о низком процентном содержании белка и преобладании крахмала в структуре зерна данных сортов.
Далее изучали показатель твердозерности у 13 отобранных проб зерна пшеницы. Данный показатель характеризует структурно-механические свойства зерна, степень его сопротивления разрушающим усилиям в процессе дробления и определяющие его целевое назначение. Экспериментальные данные по изучению показателя твердозерность представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 – Сравнительный анализ отобранных партий зерна пшеницы по показателю твердозерность, %
Анализ полученных данных, представленных на диаграмме, свидетельствует о том, что отобранные партии зерна пшеницы отечественной слекции отличаются высокими значениями по показателю твердозерность, от 72,5% (сорт "Глубочанка") до 81% (сорт "Дамсинская янтарная"), что характеризует данные сорта как высокотехнологичные сорта пшеницы.
Далее изучали хлебопекарные свойства отобранных партий зерна пшеницы по показателям количество и качество клейковины. На рисунках 4 и 5 представлены экспериментальные данные отобранных проб зерна пшеницы отечественных сортов селекции.
Рисунок 4 – Сравнительный анализ отобранных партий зерна по показателю – количество клейковины, %
Рисунок 5 – Сравнительный анализ отобранных партий зерна по показателю – качество клейковины, ед. ИДК
По содержанию клейковины отобранные партии зерна пшеницы отечественных сортов селекции характеризовали в соответствии с установленными группами: с высоким содержанием клейковины (свыше 30 %), со средним содержанием клейковины (от 26 до 30%), с содержанием клейковины ниже среднего (от 20 до 25%), с низким содержанием клейковины (ниже 20 %).
Так, например, максимальное количество клейковины до 34% содержит сорт пшеницы "Дамсинская янтарная", что соответствовало первой группе. Минимальное значение клейковины установлено в образце пшеницы сорта "Дала" – до 21%, что соответствовало по количеству клейковины третьей группе.
При этом необходимо отметить, что основная масса отобранных партий зерна различных сортов пшеницы, выращенных в благоприятных почвенно-климатических условиях нашей страны, в среднем содержит 27-30% клейковины.
Качество клейковины определяли по цвету и запаху, эластичности и растяжимости. Клейковину по качеству разделяют на три группы: I – хорошая, II – удовлетворительная, III слабая.
Анализ представленной диаграммы показал, что максимальные значения до 76 ед. ИДК соответствовали клейковине зерна пшеницы сорта "Карагандинская 30", цвет белый или с сероватым оттенком, запах специфический, свойственный нормальной клейковине, без посторонних запахов, слабый приятный мучной запах. Клейковина упруга и эластична, к рукам не липнет, со средней растяжимостью и соответствовала I-ой группе. Минимальные значения единиц соответствовало клейковине сорта "Дала" – до 53 ед. ИДК. Цвет светлокремовый, запах специфический, свойственный нормальной клейковине, без посторонних запахов. Структура клейковины – легко рвущаяся, III группа.
Далее изучали качественную характеристику показателя – число падения; диаграмма, построенная на основании лабораторных испытаний, представлена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Сравнительный анализ отобранных партий зерна по показателю – число падения, с
Анализ представленной диаграммы свидетельствует о том, что значения активности α-амилаза в отобранных партиях зерна находятся в пределах требований, предъявляемых нормативно-технической документацией, не менее 160 с. Лишь два сорта не соответствуют ограничительным значениям.
Так, например, время падения штока прибора для пшеница сорта "Дамсинская янтарная" составило 110 с. Максимальное значение было установлено у сорта пшеницы "Дала" и соответствовало 455 с.
Влияние концентрации фермента α-амилазы на качество хлеба: ЧП = 62 с – высокая активность α-амилазы, вследствии чего хлебу свойственен липкий мякиш, уменьшенный размер, темный цвет, содержит крупные полости. При значениях ЧП = 250 с нормальная активность α-амилазы, хлеб обладает хорошим качеством. ЧП = 400 с соответствует низкой активности α-амилазы. Качество выпечки хлеба – сухой, объем меньшего размера, скоропортящийся, не подлежит длительному хранению.
Далее хлебопекарные свойства отобранных партий зерна пшеницы отечественных сортов селекции оценивали по показателю – сила муки. Показатель – сила муки – характеризует способность образовывать тесто и хлеб высокого качества. Сила муки показывает, какими физическими свойствами может обладать тесто, а, следовательно, объем и структуру пористости готовых изделий и в целом характеризует качество готовых изделий. Структурно-механические свойства теста влияют на работу тесторазделочных машин, на способность сформованных тестовых заготовок удерживать диоксид углерода и на форму изделия и рисунок в процессе расстойки и первый период выпечки. На основании результатов лабораторных испытаний строили диаграмму, представленную на рисунке 7.
Рисунок 7 – Сравнительный анализ отобранных партий зерна пшеницы по показателю – сила муки, е.а.
Муку по силе оценивали как сильная, средняя и слабая. Анализ полученных результатов показал, что отобранные пробы зерна отечественных сортов соответствуют требованиям нормативно-технической документации. Большее количество отобранных образцов зерна 8 сортов пшеницы ("Глубочанка", "Ульбинка-55", "Акмола-2", "Дамсинская янтарная", "Астана", "Карагандинская-70", "Карагандинская-31", "Карагандинская-22") соответствовало значениям не менее 350 е.а., мука из которых при замесе теста приобретала нормальную консистенцию и поглощала больше расчетного количества воды. Тесто из сильной муки хорошо удерживает диоксид углерода, мало расплывается на поду, сохраняет эластичность, сухость на ощупь, а также форму и рисунок.
Минимальные значения показателя "сила муки" наблюдались у сортов пшеницы "Дала" и "Водопад-100" – 260 е.а. Тесто из муки данных сортов нормальной консистенции, поглощает меньше расчетного количества воды. Структурно-механические свойства теста из такой муки в процессе замеса и брожения быстро ухудшались, тесто сильно разжижалось, и имело неравномерную пористость.
Выводы
В результате проведенного мониторинга технологических достоинств отечественных сортов селекции изучено качество 13 проб зерна пшеницы, отобранных из товарных партий зерна основных зерносеющих районов Республики Казахстан. Выявлены устойчивые существенные различия между сортами пшеницы по основным наиболее технологически значимым показателям качества: содержанию сырой клейковины в зерне и муке, содержанию белка, числу падения и силе муки.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что отечественные сорта селекции зерна пшеницы отличаются высокими значениями технологических свойств. При этом можно выделить сорта пшеницы "Карагандинская-70" и "Дамсинская янтарная", отличающиеся отличными технологическими достоинствами.
Литература
- http://www.bnews.kz/ru/analytics/expertise. Зерновой рынок Казахстана: путь в пятерку ведущих мировых экспортеров.
- Оспанов А.А., Омаров К.К., Муслимов Н.Ж., Даулетова С.Д. Состояние и перспективы развития мукомольной промышленности РК. Аналитический обзор.- Астана: ЦНТИ, 2002. – 70 с.
- Оспанов А.А., Муслимов Н.Ж., Джумабекова Г.Б., Омаров К.К., Шарип М.Т. Пути повышения конкурентоспособности крупяной промышленности. Аналитический обзор. – Астана: ЦНТИ, 2006. – 42 с.
- Оспанов А.А., Муслимов Н.Ж., Тимурбекова А.К., Джумабекова Г.Б. Технология производства полизлаковых продуктов. Учебник. – Алматы: Нур-Принт, 2013. – 298 с.