ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ НА ЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Бахитов Т. А.¹, Федотов В. А.²

¹Кандидат технических наук, Оренбургский государственный университет, ²ORCID: 0000-0002-3692-9722, Кандидат технических наук, Оренбургский государственный университет

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ НА ЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы целевого назначения муки из зерна пшеницы в зависимости от степени дисперсности. Описаны различия в формировании помольных партий зерна в соответствии с его структурно-механическими свойствами. Выявлены значимые связи показателя твердозерности зерна и реологическими свойствами теста. Определен характер связей, разработаны уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать технологические свойства зерна по его твердозерности. Показана важность оценки структурно-механических характеристик при переработке зерна пшеницы на производстве.

Ключевые слова: хлеб, твердозерность зерна, количество и качество клейковины, экспресс-анализ.

Bahitov T. A.¹, Fedotov V. A.²

¹PhD in Engineering, Orenburg State University, ²ORCID: 0000-0002-3692-9722, PhD in Engineering, Orenburg State University

INFLUENCE OF WHEAT GRAIN STRUCTURAL-MECHANICAL PROPERTIES ON ITS TECHNOLOGICAL QUALITY

Abstract

The article examines the questions of the purpose for wheat grain flour depending on the dispersion degree. There are the differences in the formation of grinding grain batches in accordance with its structural and mechanical properties in article. It is revealed significant relationships indicator of grain hardness and rheological properties of the dough. It is determined the nature of the relationship developed by the regression equation used to predict the technological properties of grain hardness. We show the importance of assessing the structural and mechanical characteristics in the processing of wheat grain production.

Keyword: bread, grain hardness, gluten quantity and quality, rapid analysis.

Технологи хлебопекарного и кондитерского производств предъявляют различные требования к муке, используемой для разных видов изделий. Количественные и качественные характеристики углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплекса зерна, а отсюда и соотношения компонентов муки подвержены значительным колебаниям, что существенно влияет на ее технологические свойства.

Размеры частиц должны соответствовать целевому назначению муки. Известно, что для высококачественных макаронных изделий предпочтительна мука из твердой пшеницы с преобладанием частиц размером более 250 мкм. В хлебопекарной муке второго сорта количество частиц величиной более 250 мкм не должно превышать 2 %, в высшем и первом сортах ограничивают содержание частиц размером более 140 и более 190 мкм соответственно. Для кексов и некоторых других видов мучных кондитерских изделий желательна мука из мягкозерной низкостекловидной пшеницы с частицами величиной до 30 мкм. Считается, что мука с III драной системы максимально отвечает требованиям, предъявляемым к муке для бараночных изделий (36 – 38 % сырой клейковины со средней упругостью и растяжимостью в пределах 16 - 22 см). Для выпечки хлебобулочный изделий высшего качества (типа саратовского калача, городской булки) требуется мука с упругой клейковиной I группы в количестве 35 – 40 %. Установлено, что мука, содержащая 17 - 26 % сырой клейковины, дает печенье (сахарное и затяжное) лучшего качества, чем мука с 31 – 34 % клейковины, которая была принята за эталон [1].

В таблице 1 приведена оптимальная характеристика муки для хлебобулочных изделий, печенья, пирожных, кексов, крекеров, бисквитов.

Ряд исследователей считает, что при нормальных условиях произрастания пшеницы ее сила определяется сортом и содержанием белка. Так, зерновые стандарты США подразделяют типы пшеницы (за исключением белозерной) на товарные классы, которые отражают наследственные различия свойств сортов и возможности потенциального использования.

 

Таблица 1 - Оптимальная характеристика муки для нужд хлебопекарного и кондитерского производств

Целевое назначение зерна	Размеры частиц, мкм	Зольность, %	Содержание белка, %	Качество клейковины
Хлеб	50	0,50	11,5	Сильная
Печенье	30 – 50	0,44	9,5	Слабая
Пирожные	30 – 50	0,44	8,5	Слабая
Крекеры	35 – 50	0,44	9,5	Сильная
Бисквиты	30 – 45	0,40	10,0	Сильная

 

Независимо от содержания белка сорта твердозерной красной пшеницы дают крупитчатую муку, которую пользуют в основном для хлебопечения. При большом количестве белка мука из высококачественных сортов этих типов пшеницы характеризуется высокими значениями показателей седиментации по Зелени, вязкости, водопоглотительной способности, сме­сительной ценности и объемного выхода хлеба и других дрожжевых изделий.

Сила муки заметно возрастает с увеличением количества белка. Муку из мягкозерной пшеницы средней си­лы используют в чистом виде или в смеси с более сильной или более слабой мукой из мягкозерной и твердозерной пшеницы для изготовления печенья, крекеров, пирогов и других целей (таблица 2) [2].

Сорта мягкозерной пше­ницы с небольшим количеством протеина (до 9,5 %) обеспечивают отличное качество муки для изготовления кексов, бисквитов, печенья. Высокие значения содержания белка и степени повреждения крахмала при помо­ле твердозерных сортов мягкой пшеницы обусловливают целесообразность ее использования для выработки хле­бопекарной муки.

 

Таблица 2 – Целевое назначение зерна в зависимости от физических свойств теста

Предпочтительное целевое назначение	Показатель работы деформации альвеограммы, Дж	Вязкость теста, единиц альвеографа
Хлебобулочные изделия	0,012 – 0,016	300 - 450
Бисквиты	0,006 – 0,008	400 - 600
Пирожные, печенье	0,020 – 0,030	500 - 800

 

Известно, что твердозерные сорта отличаются хоро­шими мукомольными и хлебопекарными свойствами, некоторые из них можно использовать для производства макаронных изделий. При переработке мягкой твердозерной пшеницы получается около 45 % крупки и 10 % полукрупки с зольностью 0,54; 0,80 % и 0,43; 0,60 % соответственно.

Дифференцированный помол целесообразно проводить на мукомольных заводах с несколькими секциями, использующих в качестве улучшителей сорта сильной и наиболее ценной твердозерной пшеницы [3].

Мука, полученная при хлебопекарном помоле сортов твердозерной пшеницы, отличается большими размерами частиц (крупитчатостью) по сравнению с готовым про­дуктом из мягкозерной пшеницы. Это обусловливает ухудшение показателя белизны и увеличение времени образования теста. В то же время водопоглотительная способность по фаринографу и водопоглощение при выпечке хлеба, а также щелочеводоудерживающая способность у муки из твердозерной пшеницы, как правило, выше, чем у муки из мягкозерной, что обусловлено повышенными содержанием белка и степенью повреждения крахмала.

Однако в муке, выработанной из сортов сильной и ценной пшеницы со стекловидной конси­стенцией эндосперма, содержание белка (клейковины) в большинстве случаев превышает оптимальный уровень количества белка в муке, предназначенной для хлебопечения. Как правило, клейковина такой муки слишком упруга и недостаточно растяжима, что также затрудняет выработку высококачественных хлебобулочных изделий. Поэтому для обеспечения требуемых свойств хлебопекарной муки на мукомольных заводах смешивают твердозерную и мягкозерную пшеницу (обычно два - три компонента, на отдельных заводах до десяти). При этом необходимо раздельно подготавливать компоненты помольной партии в соответствии с их структурно-механическими свойствами [4].

Выявлены значимые связи твердозерности и показателей водопоглотительной способности муки, времени образования теста, устойчивости теста (таблица 3).

Представляет интерес разработка экспресс-анализов степени твердозерности зерна, позволяющие оперативно изменять параметры помола и соотношение зерна в помольных партиях [5].

Для этого использовались методы оптической микроскопии с целью получения изображения частиц размола зерна, техническое зрение – для поиска и классификации частиц по форме и размеру. Собранные статистические данные позволили разработать способ определения твердозерности зерна пшеницы (патент на изобретение № 2442132).

Особенности технологических свойств сортов твердозерной и мягкозерной пшеницы нужно учитывать при формировании помольных партий зерна. Мукомольные заводы, зная структурно-механические характеристики пшеницы, могут активно влиять на результаты ее переработки в процессе подготовки к помолу и измельчения.

 

Таблица 3 – Результаты регрессионного анализа зависимости реологических свойств теста от показателя твердозерности Х,  кг/мм²

Список литературы / References

1. Федотов В.А. Факторы формирования потребительских свойств зерномучных товаров / В. А. Федотов // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2011. – № 4. – С. 186-190.
2. Калачев М.В. Малые предприятия для производства хлебобулочных и макаронных изделий / М. В. Калачев. - М. : ДеЛи принт, 2008. - 288 с.
3. Медведев П.В. Влияние твердозерности зерна на его макаронные свойства / П. В. Медведев, В. А. Федотов, И. А. Бочкарева // Международный научно-исследовательский журнал. – 2015. - № 11 (42). – С. 68 - 74.
4. Медведев П.В. Комплексная оценка потребительских свойств зерна и продуктов его переработки / П. В. Медведев, В. А. Федотов, И. А. Бочкарева // Международный научно-исследовательский журнал. - 2015. - № 7-1 (38). - С. 77-80.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Fedotov V.A. Faktory formirovanija potrebitel'skih svojstv zernomuchnyh tovarov [Factors of formation of consumer properties of goods seromycin] / V. A. Fedotov // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta [Herald of Orenbug State University]. – 2011. – № 4. – P. 186-190. [in Russian]
2. Kalachev M.V. Malye predprijatija dlja proizvodstva hlebobulochnyh i makaronnyh izdelij [Small enterprises for the production of bread and pasta] / M. V. Kalachev. - M. : DeLi print, 2008. - 288 p. [in Russian]
3. Medvedev P.V. Vliianie tverdozernosti zerna na ego makaronny`e svoi`stva [The influence of tertogennosti grain pasta on its properties] / P. V. Medvedev, V. A. Fedotov, I. A. Bochkareva // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International science-research journal]. – 2015. - № 11 (42). – P. 68 - 74. [in Russian]
4. Medvedev P.V. Kompleksnaja ocenka potrebitel'skih svojstv zerna i produktov ego pererabotki [Comprehensive assessment of consumer properties of grain and products of its processing] / P. V. Medvedev, V. A. Fedotov, I. A. Bochkareva // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International science-research journal]. - 2015. - № 7-1 (38). - S. 77-80. [in Russian]