Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Оценка хлебопекарных свойств зерна и муки из ржи 10
1.1. Анализ динамики и качественной структуры производства зерна ржи в России и за рубежом 10
1.2. Оценка хлебопекарных свойств ржи на этапах селекции и семеноводства 15
1.3. Товарные классификации зерна ржи в России и за рубежом 23
1.4. Товарные классификации ржаной муки в России и за рубежом 26
1.5. Приборы и лабораторное оборудование для оценки хлебопекарных свойств ржи в России и за рубежом 29
1.6. Методы пробных лабораторных выпечек хлеба из ржаной муки 35
Заключение по обзору литературы 38
Глава 2. Характеристика технологических свойств зерна и муки из ржи урожаев 2001-2006 гг. 40
2.1. Объекты исследования 40
2.2. Методика проведения исследований 46
2.2.1. Оценка качества зерна ржи 46
2.2.2. Оценка качества ржаной муки 46
2.2.3. Методология математической обработки экспериментальных данных по качеству зерна, муки и хлеба 48
2.3. Результаты исследований качества зерна ржи и ржаной муки из различных регионов России 48
2.3.1. Характеристика качества зерна озимой ржи 48
2.3.2. Характеристика качества ржаной обдирной муки 59
Заключение к главе 2 60
Глава 3. Разработка оценки мукомольных свойств ржи на основе показателя твердозерности 63
3.1. Разработка методики определения твердозерности ржи 64
3.2. Взаимосвязь показателя твердозерности и массы 1000 зерен с потребительскими свойствами зерна ржи 68
3.3. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения показателя твердозерности ржи
Заключение к главе 3 76
Глава 4. Разработка оценки хлебопекарных свойств ржи по реологическим свойствам теста 77
4.1. Характеристика ржаной муки по реологическим свойствам теста 77
4.2. Определение приборов и показателей реологических свойств теста для характеристики хлебопекарного достоинства зерна и муки из ржи 82
Заключение к главе 4 86
Глава 5. Усовершенствование метода оценки хлебопекарных свойств ржи по пробной лабораторной выпечке хлеба 87
5.1. Сравнительные исследования методов пробной лабораторной выпечки ржаного хлеба 87
5.2. Максимизация дифференциации ржи по хлебопекарным свойствам на основе моделирования технологических параметров пробной лабораторной выпечки хлеба 96
Заключение к главе 5 99
Глава 6. Разработка классификационных показателей качества хлеба для зерна ржи и ржаной муки при пробной лабораторной выпечке хлеба 100
6.1 Исследование связи между показателями качества ржаной обдирной муки и хлеба Ю1
6.2. Разработка классификационных показателей качества ржаного хлеба при пробной лабораторной выпечке 111
Заключение к главе 6 118
Глава 7. Разработка классификации зерна ржи хлебопекарного назначения 120
7.1. Связь между показателями качества зерна ржи 120
7.2. Разработка классификации зерна ржи и ржаной муки по потребительским свойствам 125
7.3. Изменение хлебопекарных свойств ржаной муки при хранении 127
7.4. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения классификации ржи хлебопекарного назначения 131
Заключение к главе 7 133
Выводы 134
Список литературы 137
Приложения 153
- Оценка хлебопекарных свойств ржи на этапах селекции и семеноводства
- Методология математической обработки экспериментальных данных по качеству зерна, муки и хлеба
- Взаимосвязь показателя твердозерности и массы 1000 зерен с потребительскими свойствами зерна ржи
- Определение приборов и показателей реологических свойств теста для характеристики хлебопекарного достоинства зерна и муки из ржи
Введение к работе
Актуальность темы. За последние десятилетия в «ржаном царстве», как когда-то называли Россию, значительно снизилось товарное производство зерна ржи. В 1990 г. валовой сбор зерна ржи еще составлял 16,4 млн. т, однако в 2006 г. - он уже находился на уровне 2,96 млн. т. В последние годы в связи с колебаниями спроса и предложения на зерно ржи ее производство составляет около 3 млн. т.
Наряду с невысоким валовым сбором зерна по структуре собранного урожая ржи можно отметить нестабильность и снижение его качества. В 2003 г. в общем объеме продовольственной ржи содержание зерна 1-го класса уменьшилось в 2 раза по отношению к 2002 г. В соответствии с данными Россель-хознадзора в валовом сборе зерна урожая 2006 г. только 2/3 (67 %) зерна ржи было признано продовольственным.
Снижением качества зерна ржи объясняется заметное ухудшение в последние годы качества ржаного хлеба и существенное сужение ассортимента хлебобулочных изделий из ржаной муки. Специализированная классификация для ржи хлебопекарного назначения не разработана. В настоящее время применяется товарная классификация зерна ржи, которая нашла отражение в ГОСТ 16990-88 «Рожь. Требования при заготовках и поставках». Требования, изложенные в товарной классификации, применяются к зерну ржи, используемому не только в мукомольном и хлебопекарном производстве, но и в крахмалопа-точной, спиртовой и др. отраслях промышленности, и каждое из этих целевых назначений предъявляет свои требования к свойствам сырья, а, следовательно, к качеству ржи.
Кроме того, имеются случаи несоответствия между хлебопекарными свойствами ржи и требованиями товарной классификации, заложенной в ГОСТ 16990-88, вследствие чего затруднительно получать стандартный по качеству ржаной хлеб. Так, в отдельные годы при влажной погоде, с большим количеством осадков, собирают большие объемы зерна с пониженными значениями показателя числа падения, при которых, однако, получают хлеб стандартного ка-
чества. Одновременно при жаркой и сухой погоде получают зерно ржи с высоким значением числа падения, отвечающим требованиям стандарта ГОСТ 16990-88, однако при этом выработать стандартный по качеству хлеб не представляется возможным. Вследствие этого актуальными задачами являются уточнение нижних и определение верхних ограничительных норм числа падения для более эффективного использования собранного урожая ржи на хлебопекарные цели.
Случаи несоответствия между хлебопекарными свойствами зерна ржи и требованиями ГОСТ 16990-88 свидетельствуют также о том, что для объективной и полной оценки зерна ржи для хлебопечения недостаточно одного стандартизованного показателя числа падения как критерия этих свойств. При этом несмотря на то, что хлеб мы получаем из муки, а не из зерна, взаимосвязь хлебопекарных свойств с мукомольными свойствами в действующей товарной классификации не учитывается. Показателя натуры для оценки мукомольных свойств зерна ржи недостаточно так же, как числа падения для оценки хлебопекарных свойств. К тому же значение натуры для одного и того же зерна зависит от большого числа факторов в отличие от показателя твердозерности, который позволяет получить стабильные значения для одного и того же зерна. Необходима разработка критериев и определение их взаимосвязи для оценки качества зерна ржи на основе применения новых и совершенствования действующих методов оценки хлебопекарного достоинства зерна с учетом ее мукомольных свойств.
Это, в свою очередь, позволит создать целевую классификацию для зерна ржи хлебопекарного назначения с учетом действующей товарной классификации и уточнением требований к муке ржаной, что необходимо для взаимоувязки стандартов на зерно ржи ГОСТ 16990-88 и на муку ржаную хлебопекарную ГОСТ 7045-90.
Цель и задачи исследования. Цель работы — разработать критерии оценки качества зерна ржи на основе взаимосвязей между мукомольными и хлебопекарными свойствами и создать классификацию для эффективного и рационального использования зерна на хлебопекарные цели.
7 Для реализации: поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
провести мониторинг технологических свойств зерна ржи. для новых и традиционных сортов, выращенных в различных регионах России;
разработать метод определения і мукомольных свойств зерна ржи по показателю твердозерности; .
провести сравнительный анализ методов; определения хлебопекарных свойств зерна и муки,из ржи на- основе классификации: приборов для определег ния реологических свойств теста;
уточнить метод пробной: лабораторной выпечки ржаного хлеба, обеспечивающий наиболее высокую дифференциациккхлебопекарного качества зерна ржи, Hat основе теоретического анализа; и экспериментальных исследований различных методов пробной лабораторнойвыпечки ржаного; хлеба;
определить закономерности связи между показателями качества зерна ржи, ржаной муки и ржаного хлеба;
выявить наиболее значимые показатели технологических свойств зерна-ржи, принявза критерий оценки качество хлеба; и разработать по ним нормы.
Научная? новизна. Выявлены высокая* корреляционная связь и нелинейный характер зависимости между показателями качества зерна ржи (числом падения, натурой, массой 1000 зерен), ржаной обдирной? муки (числом!падения): и ржаного хлеба; (объемного выхода, формоустойчивости).
Установлена верхняя;и уточнены нижние ограничительные нормы-числа падения для зерна и обдирной-ржаной муки, обеспечивающие качество хлеба на уровне стандартного.
Определены диапазоны, значений;показателя натуры зерна ржи^ соответствующие разным уровням хлебопекарного достоинства зерна ржи.
Показана целесообразность оценки мукомольных достоинств зерна ржи по показателю твердозерности с разработкой его верхнего ограничительного
УРОВНЯ; .' .
Определены новые параметры технологического процесса, на основе которого усовершенствован: метод пробной лабораторной выпечки хлеба из муки
8 ржаной обдирной для оценки хлебопекарных свойств муки с разработкой классификационных показателей по качеству ржаного хлеба и норм по ним.
Практическая значимость. Разработана новая классификация зерна ржи, учитывающая хлебопекарный потенциал каждого класса зерна с указанием его целевого назначения.
Учтены в проекте национального стандарта на зерно ржи предложения по нормам для показателя натуры зерна.
Данные по корректировке норм числа падения для ржаной муки разных сортов, а также введению верхнего предельного значения уровня числа падения и возможности применения хлебопекарных улучшителей в условиях мукомольного завода включены в новый национальный стандарт на муку ГОСТ Р 52809-2007 «Мука ржаная хлебопекарная. Технические условия» ( п.п. 4.2, 4.4, 4.6).
Разработана пропись уточненной методики пробной лабораторной выпечки хлеба из ржаной обдирной муки и классификационные показатели по качеству хлеба для оценки хлебопекарного достоинства семенного и товарного зерна ржи и ржаной обдирной муки, которую можно использовать в селекционных, семеноводческих, сельскохозяйственных, научно-исследовательских организациях и учреждениях, а также на предприятиях мукомольно-крупяной и хлебопекарной отраслей промышленности.
Разработана пропись метода определения твердозерности зерна ржи для оценки его мукомольных свойств.
Установлена целесообразность использования определенных видов* приборов (фаринографа, реоферментометра), оценивающих реологические свойства теста, для характеристики хлебопекарных свойств отечественного зерна и муки из ржи с целью расширения возможностей и уточнения результатов анализа ее хлебопекарных свойств.
Апробация результатов работы. Результаты работы обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы АПК», 25.04.08 г., г. Майкоп; научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития технологии производства продуктов питания», 26-28 мая
9 2008 г., г. Воронеж; Всероссийской научно-практической конференции «Современные методы, средства и нормативы в области оценки качества зерна и зернопродуктов», 9-13 июня 2008 г., г. Анапа; V Международной юбилейной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество», 30.06.-02.07.2008 г., ГНУ СибНИПТИП; Международной научно-практической конференции «Совершенствование технологий производства продуктов питания в свете государственной программы развития сельского хозяйства на 2008-2012 гг.», 18-19июля 2008г. г. Волгоград.
Оценка хлебопекарных свойств ржи на этапах селекции и семеноводства
Качество зерна - важнейшая проблема повышения на него рыночного спроса. Однако известно свойство сельскохозяйственных культур, которое заключается в том, что повышение урожайности сопровождается ухудшением качества. Это является одной из важнейших проблем селекции.
Перед селекционерами стоят три основные задачи: всесторонне учитывать факторы, определяющие качество зерна; разрабатывать агротехнику воз делывания ржи с учетом основных химико-биологических процессов, протекающих в созревающем зерне и связанных с формированием технологических свойств; и как результат, создание научно обоснованного селекционирования зерна ржи высокого качества при выращивании в различных почвенно-климатических условиях [49, 50, 90].
В «Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию» по состоянию на 2001 г. было включено 49 сортов озимой ржи; в 2003 г. - 51 сорт озимой ржи, в 2006 г. - 48 сортов, а в 2007 г. - 50 сортов, в 2008 г. - 52 сорта [41 - 44]. При этом в 2006 г. не было включено в Госреестр ни одного нового сорта, в 2007 г — только 2 новых сорта, в 2008 г. — 4 сорта. Таким образом, в отличие от пшеницы количество новых сортов ржи не увеличивается, практически оно колеблется на одном уровне, т.е. вместе с сокращением посевных площадей и снижением качества зерна ржи наблюдается ослабление селекционной работы с новыми сортами ржи.
Регион возделывания каждого из сортов ржи различен. Наиболее широко - в 10-и регионах - допущен к использованию сорт озимой ржи Чулпан, выведенный в Башкирском НИИ сельского хозяйства и впервые районированный в 1979 г. [35, 50]. Хорошими хлебопекарными свойствами характеризуются сорта Фаленская 4, Таловская 12, 15, 29, Татарская, Эстафета, Тетра короткая, Орловская 9 и др. Одним из новых сортов озимой ржи является сорт Радонь, селекционированный Татарским НИИ сельского хозяйства и допущенный к использованию в Средневолжском регионе. Сорт имеет крупное зерно со светлой окраской алейронового слоя. Масса 1000 зерен 25-38 г; средняя урожайность 33,3 ц/га; максимальная урожайность 64,1 ц/га получена в Республике Татарстан в 1999 г. [35]. Хлебопекарные качества сорта Радонь по оценке ФГУ «Всероссийский центр по оценке качества сортов сельскохозяйственных культур» хорошие, характеризуется высоким числом падения — до 224 с.
Согласно оценке ФГУ «ВЦОКС», в последние годы наиболее высококачественное зерно ржи в условиях государственного сортоиспытания было произведено в Волго-Вятском и Средневолжском регионах, где достигнуты лучшие показатели по числу падения и содержанию белка. При этом зерно ржи из этих регионов характеризуется числом падения на уровне от 200 до 280 с и более [35], т.е. семеноводы считают столь высокое число падения характерным для зерна ржи и положительным для хлебопекарных свойств.
Вместе с тем, эти данные не соответствуют действительному положению с качеством товарной озимой ржи в нашей стране (раздел 1.1). По-видимому, такая ситуация является следствием недостатка и несовершенства оценки сортов ржи в нашей стране - отсутствие целевого назначения каждого сорта в Госреестре. В нормативной документации, применяемой на стадиях селекции и семеноводства, нет ни одного показателя, характеризующего или косвенно относящегося к оценке технологических свойств зерна ржи, в том числе хлебопекарных. До последнего времени селекция озимой ржи в нашей стране была направлена на создание высокоурожайных сортов. Культура целевого возделывания семян как сырья для перерабатывающей промышленности забыта в последние десятилетия [50].
А ведь еще с 60-х годов прошлого столетия активно решались вопросы выращивания семенной ржи во взаимоувязке с ее технологическими свойствами с точки зрения получения высококачественного хлеба [5, 51, 64, 91, 103]. Например, было установлено, что длительное применение азотно-фосфорно-калийных удобрений, в том числе в сочетании с навозом, вызывает увеличение кислотности зерна и муки на 0,9-1,2 град, и, таким образом, даже свежая сеяная мука, полученная из зерна с удобренных фонов, может иметь кислотность 4 град, и выше, что необходимо знать и учитывать мукомолам и хлебопекам при оценке свежести такой муки [16] .
Учеными-селекционерами подробно изучен вопрос активности амилоли-тических ферментов. Установлено, что в нормальном непроросшем зерне содержится только р-амилаза; активность а-амилазы обычно очень низкая, но возрастает быстро по мере прорастания [62, 112]. Биосинтез р-амилазы обнаружен в щитке, а-амилаза в эндосперме не обнаружена. Местом синтеза а амилазы в прорастающем зерне являются щиток и алейроновый слой [66, 124, 147, 148].
Российскими учеными установлено, что в зерне злаков находятся три формы а-амилазы: синтезируемая (амилаза созревания), секретируемая (амилаза прорастания) и латентная (в здоровом, созревшем и непроросшем зерне) [1, 67, 68]. Обнаружен ингибитор а-амилазы, образующий прочный комплекс с ферментом - абсцизовая кислота, местом локализации которой является алейроновый слой.
Очень важно для селекции ржи, что установлены возможные пути инги-бирования амилаз зерна злаковых: для Р-амилаз — взаимодействием с белковыми телами, для а-амилаз - специфическими белковыми ингибиторами и связыванием с органоидами алейронового слоя и щитка. Гибберелловая кислота подавляет новообразование ингибитора, что играет существенную роль при созревании зерна [1, 135, 138, 145, 150 - 153].
Учеными-генетиками показана неодинаковая генетическая детерминированность разных видов амилаз и установлено, что а-амилаза «созревания» контролируется локусами 6-й хромосомы, а а-амилаза «прорастания» - 7-й хромосомой [136, 137, 146]. Разные группы амилаз по-разному гидролизуют крахмал. Гидролизуемость гранул крахмала зерна в полной спелости а-амилазой «созревания» в два раза выше, чем амилазой «прорастания» [13, 17, 98, 128]. Гидролизуемость крахмала из зерна молочной и восковой спелости амилазой «созревания» несколько ниже в сравнении с амилазой «прорастания». При этом самые мелкие гранулы крахмала (3-5 мм) гидролизуются практически в два раза быстрее, чем крупные (30 — 55 мм). Однако при совместном действии двух ферментов наблюдается обратное явление — крупные гранулы атакуются более чем в два раза активнее, чем мелкие.
Методология математической обработки экспериментальных данных по качеству зерна, муки и хлеба
В; результате проведенной работы проанализировано качество 92-х партий как сортового, так и рядового зерна урожаев 2001 - 2006 гг. из федеральных округов, производящих рожь: Центрального, Приволжского, Южного, Уральского и Сибирского.
Во всех пробах зерна ржи в соответствии с ГОСТ 16990-88 «Рожь. Требования при заготовках и поставках» были определены показатели влажности, натуры и числа падения (табл. 2.3 - 2.5).
По состоянию зерна в среднем пробы ржи сухие - влажность в среднем за 2001-2006 гг. составила 12,4 %. Однако при анализе по отдельным партиям ржи установлен широкий диапазон колебания влажности - от 9,0 до 25,5 %. Наиболее влажное зерно поступило в 2003 г. - средняя влажность составила 13,7 %. Имелись партии зерна с влажностью 25,5 %, что соответствует состоянию зерна как сырому. В 2001 г. зерно ржи было наиболее сухим - в среднем 10,6 % (табл. 2.3).
Динамика показателя натуры зерна по годам близка к динамике влажности (рис. 2.4, 2.5, табл. 2.3). Наибольшей натурой характеризовалось зерно урожая 2002 г. - в среднем 728 г/л, а наименьшей - зерно урожая 2001 г. - в среднем 663 г/л. После 2002 г. отмечено снижение показателя натуры по годам.
Изменение показателя числа падения по годам отличается от динамики натуры и влажности — с 2001 г. идет его постоянное понижение. В 2006 г. отмечено самое низкое значение числа падения по сравнению с предыдущими годами- в среднем по всем федеральным округам оно составило 154 с (рис. 2.5, табл. 2.3).
При этом наибольший разброс значений влажности имели партии зерна ржи из Европейской части России — от 9,2 до 25,5 %, в то время как партии зерна ржи из восточных районов имели влажность от 10,4 до 15,0 %. Однако в среднем зерно из восточных районов было более влажным, чем из Европейской части (табл. 2.4).
По натуре значительно более высокими показателями по сравнению с восточными районами отличались партии зерна из Европейской части России -754 против 709 г/л. При этом большим диапазоном колебания показателя натуры отличались восточные районы - от 683 до 750 г/л против 730-774 г/л в Европейской части России (табл. 2.3 - 2.5, рис. 2.6). Более влажное и низконатурное зерно Зауралья отличалось повышенной амилолитической активностью — в среднем в 2002 г. число падения составило 180 с. Партии зерна ржи этого же года урожая в Европейской части России (Центральном, Приволжском и Южном федеральных округах) имели среднее значение числа падения 233 с, что соответствует 1-му классу и свидетельствует о пониженной амилолитической активности зерна (табл. 2.3 - 2.5, рис. 2.7).
Статистическая обработка данных по качеству зерна разных федеральных округов за 2001-2006 гг. (табл. 2.4, 2.5) показала, что наиболее низконатурное зерно производит Центральный федеральный округ (689 г/л), а наиболее высоконатурное зерно - Южный округ (746 г/л). Низкой натурой отличалось также зерно ржи из Уральского округа (707 г/л). Приволжский и Сибирский федеральные округи имели зерно с примерно близкой натурой -716и718 г/л соответственно. Наибольшей вариабельностью при равных объемах выборки отличался показатель натуры у зерна ржи из Центрального округа (размах составил. 222 г/л), наименьшей - у зерна ржи из Сибирского округа (80 г/л). Самым низким значением числа падения отличалось зерно ржи из Уральского федерального округа (в среднем 79 с), самым высоким - зерно ржи из Центрального (в среднем 202 с) и Южного округов (в среднем 260 с). Зерно ржи из Сибирского и Приволжского федеральных округов имело промежуточные средние значения числа падения - 163 и 173 с соответственно. Отмечено, что при равных объемах выборки размах числа падения примерно одинаковый для всех округов (Центрального, Приволжского, Сибирского) — около 200 с (табл. 2.4, 2.5).
Сопоставление средних значений числа падения и натуры показало отсутствие прямой связи между этими показателями (рис. 2.7). Так, зерно ржи из Центрального округа при среднем значении числа падения 202 с имело самое низкое среднее значение натуры - 689 г/л (табл. 2.4, рис. 2.4). Отсюда следует, что исследование связи между показателями числа падения и натуры необходимо проводить внутри выборки из одного региона со схожими условиями произрастания.
Анализ данных по качеству зерна одного и того же сорта, но разных лет урожаев внутри одного региона, а также в разных регионах (5 проб сорта Фа-ленская 4, выращенных в Республике Башкортостане, Пермской и Кировской областей в 2003-2006 гг. - №№ 96-6, 94-3, 110-3, 109-3, 4-4, 6-5; 5 проб- сорта Кировская 89, выращенных в Кировской области в 2003-2005 гг. - №№ 108-3, 111-3, 2-4, 3-4, 8-5 ) (табл. 2.6) показал, что показатели качества - натура и число падения зерна варьируются в значительной степени, т.е. определяются не столько генотипическими особенностями ржи, сколько фенотипическими условиями - погодно-климатическим, почвенным факторами и т.п.
Проведено исследование соответствия качества сортов ржи заявленному в Госреестре селекционных достижений, а также сравнительный анализ с данными ГХИ РФ по урожаю 2003 г. (табл. 2.7). Установлено соответствие между данными, полученными в ходе исследования, и данными указанных государственных учреждений, кроме сорта Таловская 15, который имел показатель числа падения выше указанного ГХИ РФ и сорта Чулпан, который, наоборот, имел качество ниже [77].
Взаимосвязь показателя твердозерности и массы 1000 зерен с потребительскими свойствами зерна ржи
В отечественных и зарубежных литературных источниках нет данных по твердозерности зерна ржи и тем более о связи этого показателя с мукомольными свойствами. На основе результатов исследований, отраженных в предыдущем подразделе 3.1, при сравнении методик определения показателя твердозерности ГНУ ВНИИЗ и НПО «Подмосковье» получены разные значения показателя, при методике НПО «Подмосковье» с незначительными диапазонами. В связи с этим выбрана методика определения твердозерности ГНУ ВНИИЗ.
Для оценки уровня показателя твердозерности, который характеризовал, как минимум, зерно с удовлетворительными мукомольными свойствами, необходимо было выбрать критерий его оценки. Таким критерием для мукомольных свойств должен быть показатель, связанный с выходом муки при лабораторном помоле. В связи с этим совместно с лабораторией качества (Мелешкина Е. П., Ряховская В. В.) и лабораторией технологии и техники мукомольного производства ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии (Дулаев В. Г., Анисимов А. А.) проводили мукомольную оценку проб зерна ржи на полупроизводственной установке типа РСА. Согласно «Правилам организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах» режимы холодного кондиционирования ржи применены следующие: влажность на I драной системе - 14 - 15 %, продолжительность отволаживания 3 — 6 ч [102] .
Показатели качества, по которым оценивали пробы зерна ржи, приведены в табл. 3.3. Из потоков ржаной муки по белизне и зольности формировали сорт обдирной муки 87%-ного выхода. Качество ржаной обдирной муки оценивали по показателям ГОСТ 7045-90 «Мука ржаная хлебопекарная. Технические условия»: по влажности, белизне, зольности, крупности и числу падения. Данные приведены в табл. 3.4.
По показателям качества полученная обдирная мука отвечала требованиям ГОСТ 7045-90: влажность - от 14,0 до 14,2 % при допустимой не более 15,0%, белизна - от 9 до 17 ед. приб. РЗ-БПЛЦ при допустимой не менее 6, число падения - от 149 до 210 с при норме не менее 150 с, крупность - проход сита № 38 - от 60,8 до 65,7 % при норме не менее 60,0. Некоторое превышение имелось по зольности - от 1,26 до 1,49 % при норме не более 1,45.
Мукомольные свойства оценены по показателям выхода муки: с I драной системы; с I-IV драных систем; с 1-4 размольных систем; общему выходу обдирной муки (87%-ного помола) и крупообразующей способности (суммарному выходу крупок и дунстов с I-IV драных систем). Как видно из табл. 3.5, чем больше выход муки с драных систем, тем меньше крупообразующая способность, тем меньше твердозерность ржи.
С целью выбора наиболее тесно связанного показателя мукомольных свойств с показателем твердозерности, а также для подтверждения положения о том, что твердозерность отражает мукомольные свойства зерна ржи, определены коэффициенты парных корреляций между твердозерностью, с одной стороны, и показателями мукомольных свойств, с другой стороны. Полученные коэффициенты парной корреляции представлены в таблице 3.6. Из всех пяти показателей мукомольных свойств самый низкий коэффициент парной корреляции с показателем твердозерности (ПСИ) отмечен с показателем «общий выход обдирной муки» (от -0,207 до 0,254), т.е. связь на уровне слабой.
Остальные четыре показателя мукомольных свойств с показателем твердозерности имеют корреляционную связь от умеренной до тесной. Максимальный коэффициент корреляции получен с ПСИ прив. - от 0,747 до 0,900.
За оптимальный показатель мукомольных свойств, таким образом, следует принять «выход муки с I - IV драных систем», который имеет тесную связь с показателем твердозерности (0,747 и 0,921).
Немаловажно, что показатель фактической твердозерности имеет тесную связь с числом падения зерна (табл. 3.6), и эта связь прямая — чем больше число падения зерна, тем выше его твердозерность, а также больше крупообразующая способность.
С помощью регрессионного анализа на основе математического моделирования рассчитан ориентировочный уровень для классификации ржи по твердозерности на твердозерную и мягкозерную. Максимальный предельный уровень показателя твердозерности для характеристики озимой ржи как твердозер-ной, с хорошими и удовлетворительными мукомольными свойствами, составил 30 %.
Определение приборов и показателей реологических свойств теста для характеристики хлебопекарного достоинства зерна и муки из ржи
Обобщив данные по принципу работы и по определяемым показателям, все широко применяемые в наше время приборы для оценки реологических свойств теста можно разделить на 5 групп. К первой группе относятся приборы, характеризующие тесто по таким реологическим свойствам как упругость и растяжимость (амилограф, экстенсограф, де-кодер); ко второй группе - приборы, характеризующие реологию теста по устойчивости свойств при механической нагрузке (фаринограф, валориграф, консистограф); к третьей группе -приборы, характеризующие реологические свойства теста при механической нагрузке и нагревании (амилографа, вискозиметр, реотест); к четвертой группе - приборы, оценивающие реологические свойства в процессе брожения (рео-ферментометр, зимотахиграф); к пятой группе - приборы, совмещающие функции второй и третьей группы (типа миксолаб, фаринограф Е).
Для исследования-в качестве основных «классических» приборов выбраны: альвеограф Шопена (Франция); валориграф - аналог фаринографа Брабен-дера (Германия); амилограф Брабендера (Германия); зимотахиграф Шопена (Франция) - аналог реоферментометра. Таким образом, в исследовании применены приборы, имеющие различные принципы действия и характеризующие тесто разными показателями, от различных ведущих производителей лабораторного оборудования в области исследований реологии теста.
Для выявления взаимосвязи показателей качества, полученных с применением приборов, определяющих реологические свойства теста, проведен корреляционный анализ экспериментальных данных, который позволил установить следующее.
Наиболее информативными для оценки хлебопекарных свойств зерна и муки из ржи являются такие приборы как фаринограф (валориграф) и амилограф. В качестве критерия оценки информативности показателя прибора нами использованы число падения муки и показатели качества хлеба — объемный выход, формоустойчивость, реологические свойства мякиша. Между объемным выходом и удельным объемом хлеба, как и следует для аналогичных показателей, очень тесная связь - коэффициенты корреляции г для формового и подового хлеба,составили 0;948 и 0,989 соответственно, поэтому в.качестве критерия выбран один показатель — объемный выход хлеба.
Установлено, что из всех показателей валориграфа наиболее тесную связь с числом падения имеет показатель степени разжижения (г = -0,652); с объем-ным выходом хлеба формового/подового - степень разжижения (г = 0,74 / 0,715), валориметрическая-оценка (г= -0,759 / -0,744), показатель качества (г = -0,618/ -0,733). Показатели степень-разжижения, валориметрическая оценка и показатель качества-по своей физической сущности (методике измерения) являются4 тесно-взаимосвязанными, что также подтверждают коэффициенты корреляции между этими показателями (табл. 4.4), т.е. для-характеристики хлебопекарных свойств зерна или муки,из.ржи-возможно использовать какой-то один показатель, т. к. остальные его дополняют. Так, между показателями степени разжижения и. валориметрической оценки чрезвычайно- высокая связь (г = -0,965), что свидетельствует об их взаимозаменяемости.
За основной показатель целесообразно принять степень разжижения, поскольку он имеет наиболее высокий уровень значимости связи с числом падения и показателями качества хлеба (табл. 4.4). Степень разжижения имеет также значимую связь с показателями других приборов, определяющих реологию теста,..- с максимальной вязкостью по амилографу (г = -0,667), с.газообразую-щейспособностью мукюза 2 и 3 ч брожения (г = 0;647 и 0.,638 соответственно).
Амилограф - это прибор; который изначально был предназначен; для изучения свойств- ржаной- муки или зерна ржи.. Он давно используется для этих целей не только за рубежом, но и в нашей; стране: Наши:исследования-подтверди-ли объективность характеристики, хлебопекарных свойств1, ржаной; муки, с: помощью- амилографа;. Коэффициент корреляцию максимальною вязко стш с: чисг лом падения мукш составил 0;915;.а с формоустойчивостью и реологическими свойствами,мякиша(относительношупругостью)г0;640и,0;639 соответственно:
Проверка на 8-й пробах ржаной обдирной муки производственного помола: с одногош того: же мельничного предприятия; подтвердила высокую корреляцию5; температуры- максимальною клейстеризациш с числом падения мукю (г=0;792)
Исследована взаимосвязь показателеюамилографа,с: показателями»1 других, приборов,,в результате чего установлена;связь.максимальной вязкости?по амилографу с газообразующей способностью мукю по-зимотахиграфу (г = -0;710)да со1 степенью, разжижения теста повалориграфу (г = -0 667);. что; объясняется тем, что именно;эти: показатели из:всех; остальных, полученных на применяе-мых приборах, наиболее тесно связаны с состоянием и свойствами, крахмалаїв
Возможность, применения приборов типа зимотахиграфа;.—. аналога рео-ферментометра:обоснована.тесношсвязью газообразующей способности:муки с. числом падения(г = -0;626 и -0,832 за 2 и 3 чсоответственно): На пробах муки ржаной: обдирной производственного помола установлена, тесная связь газообразующей способности теста с объемным выходом хлеба (г = 0;72Т) и пористостью (г = 0,677).
На 8-й пробах муки ржаной обдирной производственного помолах одного и того! же мельничного предприятия установлено, что связьмежду газообразующей и газрудерживающей способностью теста имеет обратную зависимость (г = -0 717 и -0,674 за 2:игЗ ч): Отрицательная корреляция между этими показателями обусловлена практическим отсутствием клейковины, которая могла бы удерживать образующийся при брожении углекислый газ в тесте, вследствие чего чем больший объем газа образуется, тем больше его выделяется из теста, что, в свою очередь, снижает показатель газоудерживающей способности теста.
Полученные взаимосвязи между показателями качества разных приборов объяснимы с точки зрения физической сущности этих показателей. Действительно, чем выше число падения (комплексный показатель, обусловленный, главным образом, активностью амилолитических ферментов и свойствами крахмала, его доступностью действию ферментов), тем соответственно меньше газообразующая способность муки, выше вязкость теста и меньше его разжижение. Тесная отрицательная связь вязкости и степени разжижения обусловлена их некоторой идентичностью, поскольку вязкость определяется как сопротивление клейстера, получающегося при нагревании теста из муки и воды, вращению штифтов месильной головки амилографа, а разжижение — показатель сохранения устойчивого сопротивления теста вращающимся органам замеса при постоянной температуре (28 С).
Отсюда вытекают возможности взаимозаменяемости приборов оценки реологических свойств теста для характеристики хлебопекарного качества ржаной муки. Достаточно полную и объективную характеристику свойств ржаной муки, в том числе, возможность определить способ выпечки ржаного хлеба (на дрожжах, на заквасках, или на том и другом вместе) обеспечивают приборы типа амилографа Брабендера. При отсутствии на предприятии прибора типа амилографа можно рекомендовать использовать приборы типа фаринографа (вало-риграфа). В меньшей степени, но также подходят для характеристики лабильности свойств углеводно-амилазного комплекса ржаной муки приборы типа ре-оферментометра (зимотахиграфа). Применение таких приборов как альвеограф Шопена не является целесообразным, поскольку хлебопекарные свойства ржаной муки обусловлены свойствами углеводно-амилазного комплекса, клейковина в муке из ржи присутствует в малом количестве и не обладает необходимыми свойствами для образования связного клейковинного «каркаса» теста.
