Различия биохимического состава различных сортов муки тритикале

Об авторе

Максимова Анна

Химик-технолог органических веществ, работает в компании "Analit-Pribor"

Статьи автора

Благодаря устойчивости к воздействию низких температур и болезней, а также увеличенному содержанию белка, тритикале представляет высокий интерес для пищевой отрасли. Однако на текущий момент её биологический потенциал исследован недостаточно, что объясняется малым её использованием в качестве источника продовольственной продукции. Это привело к повышению количества исследовательских работ, направленных на определение биохимического состава зерна, его технологических свойств и сортовых особенностей. В основном исследования направлены на получение муки со свойствами, оптимальными для пищевой промышленности — кондитерской, хлебопекарской и т.п.

Так, одна из последних работ сотрудников ВНИИЗ (Всероссийского научного института исследования зерна) показала, что при смешивании различных потоков муки возможно формирование мучной смеси с высокими хлебопекарными свойствами. Также было выявлено наличие трёх линейных отрезков на кумулятивных кривых зольности, соответствующие 3-м технологическим этапам формирования муки. В качестве исходного материала были использованы пробы следующих сортов тритикале: Топаз (урожая 2011 и 2012 года), а также Донслав, Трибун, Вокализ и Сколот (все — урожая 2012 г.).

Формирование сортов муки

На первом этапе происходило извлечение внутренней части эндосперма на первых трёх размольных системах, выход муки составлял от 40 до 45 процентов, зольность — 0,63% (поток муки А). На втором этапе при прохождении от 5 до 7 технологических систем извлекалось 25-26% муки с зольностью около 0,9% (поток муки Б). На третьем этапе происходил вымолот оболочек шестью размольными системами, что давало выход от 5 до 7 процентов муки с зольностью около 2% (поток муки В).

Затем было сформировано 5 сортов муки с помощью смешивания отдельных потоков:

• Т-600 — чистый поток А;
• Т-700 — потоки А и Б;
• Т-800 — смесь потоков А, Б и В;
• Т-1200 — потоки Б и В;
• Т-2000 — чистый поток Б.

Основные показатели качества полученных сортов размещены в таблице 1.

Вполне закономерно уровень зольности образцов равномерно повышается от 0,63 и до 1,99%. Качество клейковины в первых четырёх образцах хорошее — они относятся к первой группе качества. Для пятого образца клейковина удовлетворительная слабая — это вторая группа качества. По белизне наилучшие показатели обнаруживаются у образцов Т-700 и Т-600, а образец Т-2000 показывает отрицательное значение этой характеристики (как и должно быть для вымолота оболочек).

Химический состав образцов

При определении химического состава практические результаты вполне соответствовали теории. Наивысшее содержание крахмала и наименьшее содержание белка было выявлено в первом образце (Т-600), полученном из внутренней части эндосперма. Вымолот оболочек (образец Т-2000) содержал минимальное количество крахмала и максимальное — белка. Смесь трёх потоков (Т-800) заняла промежуточное положение по этим двум показателям. При этом содержание белка и крахмала в Т-800 было достаточно высоким для успешного применения этой муки в пищевой промышленности, что обуславливается её высокими технологическими свойствами и пищевой ценностью (табл. 2).

Полученные данные по количественным долям растворимых белков в различных фракциях представляют интерес с точки зрении соотношения теоретических и практических результатов. Дело в том, что хотя разделение белков по растворимости получило широкое распространение, оно достаточно условно и в высокой степени зависит от применяемого методологического подхода. В описываемом случае измерения растворимого белка проводилось по методике Лоури.

Также проводилось определение фракций белков по методике Осборна: для выделения альбуминов используется дистиллированная вода, для определения глобулинов — 10%-ный раствор хлорида натрия, проламинов — 70%-ный этиловый спирт, глютелинов — 0,2%-ный раствор гидроксида натрия.

В ходе исследования вышеперечисленных сортов было определено, что наименьшее содержание глобулинов и альбуминов выделяется в пробах Т-600 и Т-800, но в них же содержится максимальное количество глютелинов и проламинов (эти вещества формируют клейковину). Максимольное количество глобулинов и альбуминов обнаруживается в смесях Т-2000 и Т-1200, что объясняется содержанием слоя алейронов, а также зародышей. Анализ образца Т-800 показывает примерно равное содержание всех четырёх веществ (от 20 до 25 процентов), что соответствует наличию всех трёх потоков муки (табл. 3).

Активность ферментов

Известно, что в процессах, протекающих при хранении зерна или его переработке, существенную роль играют протеолитические ферменты. При механическом разрушении зерна в ходе производства муки липидные оболочки отсеков клеток частично разрушаются, поэтому с точки зрения биохимии зерно и мука — это совершенно разные объекты. Они отличаются гидролитическими и окислительными процессами в связи с протеолизом белков.

В работах ФГБНУ «ВНИИЗ» исследования в этом направлении позволили выделить три типа протеиназ в зерне тритикале, которые гидролизуют собственные белки и сывороточный альбумин бычий:

• кислые, с оптимумом в районе рН 3,5;
• нейтральные, с наличием оптимума рН примено 6,5;
• щелочные, с оптимумом рН около 9,5.

В таблице 4 выложены данные об уровне активности кислых и нейтральных протеиназ вышеперечисленных сортов тритикалевой муки. Извлечение протеаз было проведено по методике, описанной в работе И.С. Витола. Определение активности протеаз осуществлялось модифицированной методикой Ансона.

Анализ показателей активности нейтральных и кислых протеиназ в полученных сортах муки показывает наибольшую активность для образцов Т-1200 и Т-800, что может говорить о большой вероятности, что эти белки принадлежат субалейронорвому слою и зародышу, хотя часть протеолитической активности может быть связана с белками клейковины.

Кроме этого, активность нейтральных протеаз существенно выше активности кислых протеиназ (в полтора раза и выше).

Эти результаты имеют принципиально высокое значение, так как протеиназы способны гидролизовать собственные белковые соединения, в том числе — клейковину. А это может оказывать высокое влияние на технологический процесс и на изменения в готовом продукте.

Ещё одна характеристика, имеющая высокое влияние на технологию производства хлеба и оценку качества муки — активность амилолитических ферментов в муке и зерне. Она определялась методом числа падения.

Число падения для муки пшеницы обычно равен 230-330, ржаной муки — от 130 до 230, что говорит о нормальной амилолитическую активность для пшеницы и пониженной для ржи. Как видно из таблицы 5, мука из тритикале показывает число падения, близкое к показателям пшеничной муки (за исключением образца Т-2000). Это свидетельствует о высокой активности амилаз и подтверждает преобладание у исследуемого тритикале пшеничного фенотипа.

В итоге проведённые исследования позволили определить биохимические свойства образцов муки тритикале благодаря построению кумулятивных графиков зольности. Было установлено, что современные сорта тритикале имеют существенные отличия по таким характеристикам, как фракционный состав белков, амилолитической активности, активности нейтральных и кислых протеиназ. Полученные результаты могут обеспечить достоверную оценку перспективы применения современных сортов тритикале для изготовления продуктов питания и наиболее полно использовать биологический потенциал муки тритикале.

Статья опубликована в журнале: Хранение и переработка зерна. — 2017. — № 2 (210). — С.30-32. (Украина)