ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОЗЕРНОСТИ ЗЕРНА НА ЕГО МАКАРОННЫЕ СВОЙСТВА

Медведев П.В.¹, Федотов В.А.², Бочкарева И.А.³

¹ Доктор технических наук, ² ORCID: 0000-0002-3692-9722, Кандидат технических наук, ³ преподаватель кафедры машин и аппаратов химических и пищевых производств,

Оренбургский государственный университет

ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОЗЕРНОСТИ ЗЕРНА НА ЕГО МАКАРОННЫЕ СВОЙСТВА

Аннотация

В статье описаны результаты исследования влияния показателя твердозерности пшеницы на формирование качества макаронных изделий из этого зерна. Обнаружены зависимости технологических свойств макаронных изделий, позволившие разработать математические модели, обеспечивающие возможность контроля, коррекции и стабилизации свойств продуктов макаронного производства.

Ключевые слова: зерно, пшеница, твердозерность, варочные свойства, макароны, контроль качества.

Medvedev P.V.¹, Fedotov V.A.², Bochkareva I.A.³

¹ PhD in Engineering, ² ORCID: 0000-0002-3692-9722, PhD in Engineering, ³ lector of department of machines and devices for chemistry and food industries, Orenburg State University

THE EFFECT OF HARDNESS GRAIN PASTA OF ITS PROPERTIES

Abstract

The article describes the research results influence of wheat technological properties of the pasta quality. We have detected dependence of the technological pasta properties, which allowed us to develop a mathematical model that provides the ability to control, correction and stabilization properties of the pasta products.

Keywords: grain, wheat, hardness, cooking properties, pasta, quality control.

  Действующая система критериев технологических свойств пшеницы должна обеспечивать высокое качество на всех этапах производства и переработки зерна. Однако, многолетний анализ показывает, что признаки качества зерна, контролируемые на протяжении всего жизненного цикла пшеницы, не отвечают современным требованиям.

Недоверие к показателям качества, стандартизированным ГОСТ - натуре, стекловидности, числу падения, количеству и качеству клейковины  связано с большой ролью в их формировании факторов внешней среды. Отсюда следует необходимость в дополнении стандартизированных показателей анализами структурно-механических, физико-химических, технологических свойств зерна и прочих [2].

Актуальными для пищевой промышленности являются исследования, направленные на разработку систем мониторинга потребительских свойств продуктов переработки зерна и готовых изделий, в частности, макаронных изделий.

Показатели варочных свойств макаронных изделий оценивали по ГОСТ после варки 50 или 100 г макарон в 10-кратном количестве воды. После варки готовые изделия освобождали от воды, перенеся их на сито, сохранность и склеиваемость изделий определяли с помощью внешнего осмотра (таблица 1).

Одним из показателей качества готовых изделий являются потери белка в результате варки. Снижение содержания белка в макаронных после варки варьирует в интервале от 0,2 до 1,5 %. Качественная мука характеризуется меньшими потерями белка в макаронах при варке.

Уменьшение содержания сырой клейковины в муки до 28 % в большой мере способствует увеличению потерь сухих веществ при варке, степени слипаемости и снижению прочности готовых изделий в результате сильного ослабления структуры изделия. При невысоком содержании клейковины, она не обеспечивает прочности соединения клейковинной решетки, поскольку набухшие и клейстеризовавшиеся зерна крахмала ее разрывают.

Таблица 1 – Основные показатели качества готовых макаронных изделий

Увеличение содержания сырой клейковины выше 40 % увеличивают время варки макарон и делают готовые изделия резинообразными. Однако такая мука встречается довольно редко, и, несмотря на свою высокую белковую ценность, в чистом виде для макаронного производства не используется.

Отсюда можно заключить, что оптимальной концентрацией клейковины в муке от 32 % до 40 %. В то же время, муку с более низким содержанием клейковины (от 24 до 28 %) также можно использовать для производства макаронных изделий приемлемого качества при соблюдении правильных технологических режимов.

Коэффициент увеличения массы готовых макаронных изделий варьирует в диапазоне от 1,44 до 2,20; сухие вещества, перешедшие в воду при варке изменяются в диапазоне от 5,5 до 10,1 %; потери белка при варке составляют в интервале от 0,2 до 1,4 %; прочность сухих изделий на срез изменяется в интервале от 4,3 до 7,8 Н.

Потери белка макаронными изделиями при варке оценивали, замеряя разницу в его содержании в образцах до и после отваривания. Данный показатель является характерным признаком качества макаронных изделий. Следует добиваться снижения потерь белка.

Высокотвердозерные образцы зерна характеризуются меньшими потерями белка при варке не превышают от 0,3 до 0,5 %, в то время как для низкотвердозерных образцов потери составляют от 0,6 до 0,8 % (таблицы 2, 3). Установлены взаимосвязи показателя твердозерности с макаронными свойствами зерна: развариваемостью макарон (оценивали гидратационную способность по коэффициенту увеличения массы после варки), потерей белка и сухих веществ при варке, временем варки и прочностью изделий на срез.

Существенные связи качества макаронных изделий установлены с содержанием клейковины, ее качеством, твердозерностью зерна (таблицы 4, 5) для различных влажностно-температурных режимов замеса теста.

Таблица 2 – Корреляционная матрица взаимосвязи показателей качества зерна и основных технологических характеристик макаронных изделий

Значком (*) отмечены существенные корреляции при уровне значимости 0,05

На основе анализа графиков изменения технологических свойств макарон в зависимости от отдельных показателей качества пшеницы, установлено, что: линейный характер имеют связи – количества и качества клейковины с прочностью макарон, количеством сухих веществ (СВ), перешедшими в воду при варке, временем варки до готовности; твердозерностью с СВ, перешедшими в воду при варке и временем варки.

Таблица 3 – Результаты регрессионного анализа качества готовых изделий от показателя твердозерности Х, кг/мм²

Нелинейный вид имеют графики для которых значимость связи - полиномиальный тип связи выше линейного: количества и качества клейковины с развариваемостью макарон; твердозерностью с развариваемостью макарон, их прочностью на срез (для коэффициента увеличения макарон при варке - у биквадратного уравнения R² = 0,795, у линейного уравнения R² = 0,648; для прочности сухих изделий на срез - у биквадратного уравнения R² = 0,679, у линейного уравнения R² = 0,642). Графические изображения экспериментальных данных подтверждают найденные зависимости (рис. 1).

Рис. 1 – Зависимость варочных свойств макарон от твердозерности зерна (типы замеса теста 1 – горячий, 2 – теплый, 3 – холодный)

Отмечается, что чем выше температура замеса, тем теснее связь количества клейковины с отдельными варочными свойствами макарон – развариваемостью, временем варки до готовности.

С повышением влажности макаронного теста повышается степень влияния количества и качества клейковины на некоторые свойства макаронных изделий – прочностью на срез, СВ, перешедшими в воду при варке и временем варки до готовности.

Для зерна с высокой твердозерностью больше подходит твердый замес, поскольку в этом случае потери белка при варке будут минимальны.

Использование для средне- и мягкотвердозерного зерна пшеницы горячего и теплого режимов замеса макаронного теста позволяет улучшить их варочные свойства (развариваемость, потери сухих вещества при варке, время варки до готовности и др.). Это же подтверждают данные графического анализа экспериментальных данных (таблицы 4, 5).

 

Таблица 4 – Графики связи развариваемости макарон с технологическими свойствами муки и зерна (1 – линейная регрессии, 2 – квадратная регрессии, 3 – кубическая регрессия)

Таблица 5 – Графики связи варочных свойств макарон с показателем твердозерности зерна в связи с режимами замеса теста (тип замеса: 1 – горячий, 2 – теплый, 3 – холодный)

Проведенное комплексное исследование оценки технологических свойств зерна пшеницы, влияющих на качество макаронной продукции, производимой из него. Обнаруженные связи между показателями качества дают возможность проследить их влияние на качество готовой продукции на всех этапах переработки зерна. Внедрение новых способов контроля и прогнозирования макаронных свойств размола зерна позволяют повысить качество и эффективность использования сырьевых ресурсов для производства макаронных изделий.

Единство системы оценки макаронных свойств пшеницы обеспечивается комплексным показателем качества – твердозерностью зерна - с возможностью контроля свойств полуфабрикатов макаронного производства на каждой стадии переработки зерна (корректировки и стабилизации).

Литература

1. Казеннова, Н. К. Формирование качества макаронных изделий / Н. К. Казеннова, Д. В. Шнейдер, Т. Б. Цыганова.- М. : ДеЛи принт, 2009. – 100 с.
2. Тарасенко, Ф. П. Прикладной системный анализ (наука и искусство решения проблем): Учебник / Ф. П. Тарасенко. - Томск; Издательство Томского университета, 2004. – 128 с.
3. Федотов, В. А. Информационно-измерительная система определения потребительских свойств пшеницы / В. А. Федотов, П. В. Медведев // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2013. – № 3. – С. 140-145.
4. Федотов, В. А. Применение гранулометрического анализа для оценки качества пшеницы / П. В. Медведев, В. А. Федотов // Материалы II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств», 30 июня – 2 июля 2010 г. - Воронеж, 2010. – С. 498-500.
5. Федотов, В. А. Оценка потребительских свойств продуктов переработки зерна / П. В. Медведев, А. С. Степанов, В. А. Федотов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2010. – №18. – С. 23-28.
6. Федотов, В. А. Программное обеспечение для прогнозирования технологических качеств пшеницы на основе данных гранулометрического анализа / В. А. Федотов, П. В. Медведев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011610605; дата поступления 09.11.2010; дата регистр. 11.01.2012 г. - Опубл. 2012 г.

References

1. Kazennova, N. K. Formirovanie kachestva makaronny`kh izdelii` / N. K. Kazennova, D. V. Shnei`der, T. B. TCy`ganova. - M. : DeLee print, 2009. - 100 s.
2. Tarasenko, F. P. Pricladnoi` sistemny`i` analiz (nauka i iskusstvo resheniia problem): Uchebnik / F. P. Tarasenko. - Tomsk; Izdatel`stvo Tomskogo universiteta, 2004. - 128 s.
3. Fedotov V.A., Medvedev P.V. Information-measure system of estimation customer properties of wheat // Herald of Orenburg state university. – 2013. – № 3. P. 140-145.
4. Fedotov, V. A. Primenenie granulometricheskogo analiza dlia ocenki kachestva pshenitcy` / P. V. Medvedev, V. A. Fedotov // Materialy` II Mezhdunarodnoi` nauchno-tekhnicheskoi` konferentcii "Novoe v tekhnologii i tekhnike pishchevy`kh proizvodstv", 30 iiunia - 2 iiulia 2010 g. - Voronezh, 2010. - S. 498-500.
5. Fedotov, V. A. Ocenka potrebitel`skikh svoi`stv produktov pererabotki zerna / P. V. Medvedev, A. S. Stepanov, V. A. Fedotov // Izvestiia Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - №18. - S. 23-28.
6. Fedotov, V. A. Programmnoe obespechenie dlia prognozirovaniia tekhnologicheskikh kachestv pshenitcy` na osnove danny`kh granulometricheskogo analiza / V. A. Fedotov, P. V. Medvedev // Svidetel`stvo o gosudarstvennoi` registratcii programmy` dlia E`VM. - № 2011610605; data postupleniia 09.11.2010; data registr. 11.01.2012 g. - Opubl. 2012 g.