Общеизвестно, что основное назначение зерна пшеницы – это получение муки, которая является основным ингредиентом большого количества продуктов питания, хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий.

Качество пшеницы – это совокупность свойств зерна, обуславливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением, а также – это основа качества тех продуктов питания, потребителями которых мы все являемся: муки, хлеба, хлебобулочных, кондитерских и кулинарных мучных изделий.

Зерномучные продукты являются основным поставщиком усвояемых углеводов – главного энергетического компонента пищи /1/.

При потреблении 500 г пшеничного хлеба из муки первого и высшего сортов в организм поступает от 21 до 64 % суточной потребности в жизненно необходимых кислотах. Хлеб – пищевой продукт, выпекаемый по соответствующей рецептуре из теста, приготовленного из муки с добавлением воды, дрожжей, соли, иногда сахара, жиров, солода, патоки, молока, пряностей. В нашей стране производят несколько сотен различных по внешнему виду, вкусу и питательности сортов хлебобулочных изделий. Для этого используют муку разных выходов и сортов, применяют различные рецептуры и технологические приемы приготовления теста и выпечки.

Цель исследования: Показать влияние качества зерна пшеницы на химический состав муки и качество хлебной продукции.

Задачи исследования: Определить массовую долю клейковины в зерне; органолептические свойства клейковины; органолептические показатели хлебобулочных изделий; физико-химические показатели качества теста из сортов озимой пшеницы.

Предмет исследования: Сорта мягкой озимой пшеницы селекции ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко Ермак (ценная), Танаис (сильная), Аксинья (сильная), мука и зерно этих сортов и хлебобулочные изделия.

Объект исследования: Органолептические свойства и физико-химические показатели качества муки и хлебобулочных изделий.

Гипотеза исследования: Органолептические свойства и физико-химические показатели качества зерна и муки ценных и сильных по качеству сортов будут высокими, хлебобулочные изделия из таких сортов озимой мягкой пшеницы будут качественными и пригодными для употребления в пищу человеком.

Методы исследования:

• теоретический: анализ информационных источников, сравнения сортов муки;
• эмпирический: лабораторные наблюдения за качеством зерна, муки и хлеба;
• математический: статистика;
• экспериментальный: постановка опытов по выпечке хлеба.

Сорта выращивали в лаборатории селекции и семеноводства мягкой озимой пшеницы интенсивного типа Всероссийского научно-исследовательского института зерновых культур им. И.Г. Калиненко. Анализ качества зерна и муки проводили в лаборатории биохимической и технологической оценки качества селекционного материала ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко в соответствии с методиками Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6] и национальным стандартом Российской Федерации. Качество оценивалось по следующим показателям: массовая доля сырой клейковины в зерне по ГОСТ 54458-2011 (ручной метод); качество клейковины – по индексу деформации клейковины в единицах прибора ИДК-1; массовая доля белка в зерне по ГОСТ 108460-91 (по Кьельдалю); реологические свойства теста – на альвеографе по ГОСТ Р 51415-99; физические свойства теста с помощью фаринографа по ГОСТ Р 51404-99. Хлебопекарное качество сортов оценивали с помощью пробной лабораторной выпечки методом «ремикс». Многочисленные эксперименты, выполненные в нашей стране и за рубежом, свидетельствуют о том, что лучшие результаты для выявления генотипов с высокими хлебопекарными достоинствами дает выпечка ремикс – методом. При таком способе выпечки достигается значительная межсортовая изменчивость по объему хлеба.

Фаринограф. Месилка фаринографа очищается от окислов и предварительно нагревается до температуры 30…32°С. Включается прибор и после нескольких оборотов лопастей в муку добавляется 50 мл дрожжевой суспензии и 50 мл солесахарного раствора, которые за 10 15 мин до замеса данной пробы смешиваются в конической колбе. Сразу же из бюретки фаринографа добавляется воду с таким расчетом, чтобы консистенция теста составила 500 е. ф. Замес прекращается через 2 мин после образования теста, а контролируется по кривой фаринографа (рисунок 3). Прибор регистрирует образование теста и поведение его в условиях постоянной механической нагрузки в виде непрерывной кривой на диаграммной бумаге.

Рисунок 1 – Общий вид фаринографа

Для оценки качества муки определяются следующие показатели:

1. V- объем воды, мл
2. B- время образования теста – период от начала замеса до момента образования гомогенного теста, мин.
3. C-устойчивость теста к замесу – время, в течение которого консистенция теста не изменяется, мин.
4. B+C – сопротивляемость теста – сумма времени образования и устойчивости теста, мин.
5. D – эластичность теста измеряется по ширине кривой в период устойчивости теста, мм
6. Е – разжижение теста – величина изменения консистенции теста через 12 минут от начала снижения, е. ф.

Фаринограф состоит из электропривода с плавной регулировкой скорости вращения лопастей и тестомесильной камеры, где происходит замес проверяемого теста.

Образец, смесь муки и воды, в термостатируемой тестомесильной камере оказывает механическое сопротивление вращающимся лопастям мешалки. В соответствии со своей вязкостью образец оказывает сопротивление лопастям мешалки, сопротивление замесу измеряют при помощи высокоточной измерительной электроники (как и крутящий момент) и регистрируют в зависимости от времени при помощи программного обеспечения в виде наглядной цветной диаграммы (фаринограммы) в режиме online (рисунок 2).

Рисунок 2 – Виды фаринограмм.

Для характеристики физических свойств теста, определяемых с помощью фаринографа, единым обобщающим показателем служит величина площади, занимаемая фаринограммой. Эту величину устанавливают, применяя специальное устройство – валориметр. Показания валориметра для пшениц различного качества колеблются в пределах 20-100 единиц валориметра. Максимальная площадь фаринограммы, равная 100 единицам валориметра, характерезует муку сильной пшеницы, тесто которой обладает большой устойчивостью при замесе. Наименьшие величины, как правило, получают при исследовании муки слабой пшеницы, тесто которой значительно разжижается. Показатели разжижения и валориметрической оценки используют для характеристики пшениц по «силе».

Альвеограф (рисунок 3)
позволяет чертить альвеограммы (рисунок 4) и по ним определять упругость теста, растяжимость и удельную работу деформации в единицах альвеографа (е. а.).

Согласно методике Государственного сортоиспытания удельная работа деформации теста для

сильных пшениц должна быть не менее 280 ед.а., Р/L= 0,7-2,0

ценных – не менее 260 ед.а., Р/L = 0,7-2,2

филлеры – не менее 180-240 ед. а., Р/L = 0,3-2,6

слабых – менее 180 ед.а., Р/L более 2,6, менее 0,3

Рисунок 3 – Общий вид альвеографа

а) сильная пшеница б) ценная пшеница

Рисунок 4 – Виды альвеограмм.

Лабораторная выпечка хлеба. 200 г муки на две булочки с влажностью 14%, 2 г дрожжей, 10 г сахара, 3 г соли; воды — согласно показаниям фаринографа.

Приготовление компонентов /2/. Солесахарный раствор готовится такой концентрации, чтобы в 50 мл его содержалось количество соли и сахара, требуемое по рецептуре на одну стограммовую булочку. Раствор готовится с утра на всю дневную выпечку и хранится в термостате при температуре 32°С.

Дрожжевая суспензия готовится так, чтобы необходимая доза дрожжей на одну пробу содержалась в 50 мл теплой (30…32°С) воды. Суспензия после приготовления разливается в конические колбочки или стаканы по 50 мл на каждую пробу и ставится в термостат. При использовании сухих дрожжей их реактивация проводится обычным способом.

Замес теста. Все ингредиенты, необходимые для тестовой заготовки (мука 200 г, соль 3 г, сахар 10 г, дрожжи 2 г), помещаются в дежу и смешиваются в течение 3,5 минут.

Брожение и повторный замес. Для брожения, тесто каждой пробы помещается в термостат в бродильном сосуде, предварительно слегка смазанном маслом. Через 2,5 часа первого брожения тесто переносится в дежу штифтовой тестомесилки Свансона и проводится перебивка (повторный замес) в течение 2,5 мин. Тесто в сосуде возвращают в термостат на второе брожение длительностью 30 мин, затем проводится его формовка.

Рисунок 5 – Лабораторная тестомесильная машина Свансона

Формовка и расстойка. Перед формовкой формы и листы слегка смазываются растительным маслом и помещаются в термостат. Тесто на весах делится на два равных куска. Один из них раскатывается в ленту ширикой 100 мм, дважды пропускается через валки перебивочной машины с зазором 1/8 дюйма. Образовавшаяся лента теста формуется в рулон, концы которого защипывается и помещается в форму швом вниз. Второй кусок теста формуется в виде шара. Для этого его как бы выворачивают, держа двумя руками, защипывают внизу, затем обкатывают на столе рукой, получая хорошо сформованную заготовку подового хлебца. Заготовка помещается на середину листа и прижимается до высоты 50 мм. Форма и лист с тестом помещаются в термостат для расстойки до готовности формового хлеба к посадке в печь.

Выпечка. Хлеб выпекается в печи (рисунок 6) с вращающимся подом при температуре 200°С в течение 20 мин. В камеру печи помещается сосуд с водой для поддержания необходимой влажности.

Рисунок 6 – Лабораторный шкаф для выпечки хлеба.

Основная часть. Пшеничное зерно рассматривается как высококалорийный продукт питания, как один из важных источников белка и витаминов и других питательных веществ. В зерновке пшеницы содержится большое количество биологически активных веществ – витаминов и ферментов, необходимых для питания человека.

В зависимости от значений показателей качества зерна пшеницу делят на классы, представленные в таблице 1.

Таблица 1 – Классификационные нормы, используемые центральной лабораторией Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур для характеристики сортов пшеницы по хлебопекарным качествам.

На качество зерна оказывают влияние генотип сорта, а также почвенно-климатические, погодные и агротехнические условия выращивания пшеницы.

В данной работе нами определены основные химические, технологические и хлебопекарные показатели качества зерна на примере 3 сортов озимой пшеницы.

Одним из главных показателей качества пшеницы является содержание белка. Проблема белка пшеничного зерна имеет прямое отношение к проблеме качества зерна. В ней отчетливо выступают два главных аспекта – белки как структурная основа клейковины и важнейшие факторы технологических свойств муки и белки как питательные компоненты хлеба, хлебных и макаронных изделий.

Согласно требованиям Государственной комиссии по сортоиспытанию массовая доля белка в зерне ценных сортов должна быть не менее 13,0%, сильных – не менее 14,0%. В результате проведенных исследований изучаемые сорта по показателю массовая доля белка в зерне относятся к классу сильных пшениц. Сорт Аксинья (15,5%) характеризовался наиболее высоким содержание белка в зерне (таблица 2).

Таблица 2 – Массовая доля белка в зерне изучаемых сортов озимой пшеницы

Клейковина – главная составная часть белка, определяющая качество муки и выпекаемого хлеба. Под качеством клейковины, которая состоит в основном из глиадина и глютенина, понимают совокупность ее физических свойств: растяжимость, упругость, способность к набуханию и сохранению физических свойств во времени. В зависимости от количества и качества клейковины, пшеницу относят к одной из трех групп по показаниям прибора ИДК в условных единицах.

На примере изучаемых сортов нами были определены массовая доля клейковины в зерне и индекс деформации клейковины в различных сортах озимой пшеницы (таблица 3)

Таблица 3 – Массовая доля и индекс деформации клейковины в зерне сортов озимой пшеницы

Анализ таблицы 3 показывает, что исследуемые сорта озимой пшеницы по массовой доле клейковины соответствовали классу ценных пшениц. В среднем за изучаемый период выделился сорт Аксинья с массовой долей клейковины 26,3%. По индексу деформации клейковины изучаемые сорта соответствовали первому классу качества по ГОСТ Р 2006 и классу сильных пшениц по требованиям государственной комиссии по сортоиспытанию (таблица 1).

Сорт озимой мягкой пшеницы Аксинья характеризуется высоким качеством клейковины, а также высокими мукомольными и хлебопекарными свойствами [3, 4].

Для определения хлебопекарных свойств муки необходимо знать ее химический состав, который может в значительной мере изменяется в зависимости от химического состава зерна, от сорта и выхода муки (таблица 4).

Одним из показателей, характеризующих качество муки, является содержание в ней золы. Зола, в свою очередь, содержит фосфор, кальций, натрий, хлор, магний, кремний и другие минеральные вещества. Чем выше зольность муки, тем больше в ней отрубей, тем ниже ее сорт.

Качество муки нормируется показателями, предусмотренными Государственными стандартами. К ним относятся: органолептические – цвет, запах и вкус, а так же физико-химические – влажность, белизна, крупность помола, количество и качество клейковины [5], количество белка, стекловидность, выход муки.

Однако по этим показателям нельзя иметь полное представление о хлебопекарных качествах пшеничной муки. Для определения способности пшеничной муки давать хлеб того или иного качества необходимо знать ее хлебопекарные и реологические свойства: газообразующая способность муки; водопоглотительная способность муки; сила муки; упругость теста; растяжимость теста; время образования теста; устойчивость теста к растяжению; стабильность теста; способность муки к потемнению [6].

Таблица 4 – Химический состав пшеничной муки разного сорта

Сила муки – это способность муки образовывать тесто, обладающее определенными реологическими свойствами. Она обусловлена состоянием ее белково-протеиназного комплекса, в состав которого входят белковые вещества и протеолитические ферменты.

Упругость теста – это свойство теста изменять форму и размеры под действием нагрузок и самопроизвольно восстанавливать исходную конфигурацию при прекращении внешних воздействий.

Анализ таблицы 5 показывает, что по показателю сила муки сорта Аксинья (291 е.а.) и Танаис (301 е.а.) соответствуют классу сильных пшениц, сорт Ермак в среднем за изучаемый период характеризовался силой муки 274 ед.а., что соответствует классу ценных пшениц.

Таблица 5 – Реологические свойства теста, определяемые с помощью альвеографа

Другими важными физическими свойствами теста являются: валориметрическая оценка, время образования, стабильность тест, эластичность, сопротивляемость теста, степень разжижения,

Время образования теста – это период от начала замеса до момента образования гомогенной массы.

Стабильность теста – это способность теста функционировать, не изменяя собственную структуру, и находиться в равновесии.

Сопротивляемость теста – сумма мремени образования и устойчивости теста (минут).

Эластичность теста – это свойство теста (мякиша хлебобулочных изделий) постепенно восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия нагрузки.

Разжижение теста – это величина консистенции теста через 12 минут от начала снижения фаринограммы.

Результаты лабораторных исследований физических свойств теста представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Результаты исследований реологических и физических свойств теста сортов озимой пшеницы

По реологическим свойствам теста: отношению упругости к растяжимости, валориметрической оценке, времени образования теста, стабильности и сопротивляемости теста, а также эластичности и разжижению изучаемые сорта относятся к классу сильных пшениц.

Знание хлебопекарных свойств муки позволяет правильно организовать технологический процесс производства хлебных изделий для обеспечения продукции высокого качества.

Хлеб – это уникальный продукт питания. Его главная особенность в том, что он никогда не надоедает человеку и не приедается в отличие от многих других пищевых продуктов. Другая особенность хлеба как продукта питания – отсутствие несъедобной части. При правильной технологии производства вся масса хлеба на 100 % съедобна, в то время как у овощей, плодов, продукции животноводства несъедобная часть занимает значительный удельный вес.

Хлеб и хлебобулочные изделия из пшеничной муки высшего и первого сортов, вследствие более низкого содержания воды, зольности и высокого содержания углеводов, обладают не только хорошей усвояемостью, но и более высокой калорийностью. Белки в хлебе находятся в состоянии денатурации, содержат все незаменимые аминокислоты, но в недостаточном количестве. В процессе производства хлеба крахмал клейстеризуется, растворяются сахара, эмульгируют жиры – этим объясняется высокая усвояемость хлеба.

Качество хлеба и основные методы его оценки регулируются стандартами. Согласно стандарту требования к качеству установлены по органолептическим и физико-химическим показателям [7, 8].

Органолептические показатели определяют при осмотре, дегустации хлеба и хлебобулочных изделий. При этом оценивают внешний вид хлеба, состояние мякиша, вкус и запах.

Внешний вид определяют по состоянию поверхности, форме, окраске. Форма хлеба должна быть правильной, соответствующей данному сорту хлеба. Подовые изделия не должны быть расплывшимися, иметь боковые выплывы, с которых хлеб начинает плесневеть. Формовые изделия должны иметь выпуклую верхнюю корку без боковых наплывов. Поверхность должна быть гладкой, блестящей, без крупных трещин, подрывов и загрязнений.

Цвет корок у ржаных и ржано-пшеничных изделий коричневый с легким глянцем, у пшеничных – от светло-желтого до темно-коричневого, без подгорелости. Боковые и нижние корки должны иметь равномерную окраску. Для многих видов изделий нормируется также толщина корок: для ржаных и ржано-пшеничных до 3-4 мм, пшеничных – до 1,5-3 мм. Не допускается отслоение корки от мякиша.

Состояние мякиша оценивают пропеченностью, промесом, пористостью, эластичностью и свежестью. Мякиш свежего хлеба должен быть мягкий, хорошо пропеченный, нелипкий и невлажный на ощупь, эластичный (после легкого надавливания должен принимать первоначальную форму), без следов непромеса в виде неразмешанных комочков муки и посторонних включений. Пористость в хлебе хорошего качества равномерная, мелкая, тонкостенная, без пустот и признаков закала (неразрыхленных участков мякиша). У черствого хлеба появляются жесткость, крошковатость.

Вкус и запах хлеба должны быть специфическими, свойственными данному сорту, без посторонних привкусов и запахов. Не допускается хлеб пресный, кислый, пересоленный, с горечью, с хрустом от минеральных включений.

Физико-химические показатели качества хлеба характеризуют строгое соблюдение рецептуры и ведения технологического процесса хлебопекарными предприятиями. К ним относятся влажность, кислотность и пористость. В улучшенных и сдобных изделиях дополнительно определяют содержание жира и сахара.

Влажность хлеба и хлебобулочных изделий зависит от вида и сорта муки, рецептуры и способа выпечки. Влажность характеризует пропеченность хлеба.

Кислотность в какой-то степени характеризует вкусовые достоинства хлеба, выражается градусами Неймана (°Н). Под градусом кислотности понимают объем в кубических сантиметрах раствора молярной концентрации 1 мол/дм³ щелочи, необходимый для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 г изделия [9].

Пористость хлеба – это процентное отношение объема пор к общему объему мякиша. С пористостью хлеба связана его усвояемость. Хорошо разрыхленный хлеб с равномерной, мелкой, тонкостенной пористостью легко разжевывается и пропитывается пищеварительными соками, поэтому полнее усваивается.

Для оценки качества хлеба нескольких сортов использовали общепринятую методику. При переводе в баллы объемный выход хлеба 850 мл оценивали баллом 5,0. За снижение на каждые 10 мл оценку уменьшают на 0,1 балла. За каждые 25 мл сверх 850 мл добавляют 0,1 балла. Остальные признаки качества оценивали в соответствии с табличными данными (таблица 7).

Таблица 7- Органолептические показатели качества хлеба

По органолептическим требованиям изучаемые сорта соответствовали оценке 5 и 4, т. е. имели высокое качество готового хлеба.

Результаты оценки исследуемых образцов хлеба, выпеченных из муки различных сортов озимой пшеницы, приведены в таблице 8.

Таблица 8 – Лабораторная оценка качества хлеба.

Анализ экспериментальных данных показывает, что сорта Аксинья и Танаис характеризовались высокими хлебопекарными свойствами. Выделился сорт озимой пшеницы Аксинья, у которого отмечен высокий объемный выход хлеба 700 см³ и общая хлебопекарная оценка 4,5 балла (рис. 7). Сорт Ермак по хлебопекарным свойствам относится к классу ценных пшениц.

Рисунок 7 – Образцы хлеба после пробной выпечки из муки разных сортов пшеницы

Выводы

1. Качество зерна, и прежде всего ценных и сильных сортов пшеницы влияют на химический состав и свойства муки, а так же на качество хлебной продукции.

2. Сорт озимой мягкой пшеницы Аксинья стабильно превосходит по ряду показателей качества другие сорта озимых пшениц и оценивается как сильная пшеница.

3. Сорт озимой мягкой пшеницы Аксинья имеет оптимальное сочетание показателей качества, что позволяет получать хлеб большого объёма с высокой хлебопекарной оценкой.

4. Влажность мякиша хлеба из муки озимой пшеницы Аксинья составляет 39% (по стандарту 38-42 %)

5. Пористость хлеба из муки озимой пшеницы Аксинья составляет 65% (по стандарту 63-68 %)

6. Кислотность хлеба из муки озимой пшеницы Аксинья составляет 2,7° (по стандарту 2,5-4°)

1. Бутковский В.А.: Технологии зерноперерабатывающих производств. – М.: Интеграф сервис, – 1999 – 472 с.
2. Пащенко. Л.П., Жаркова И.М. Технология хлебобулочных изделий. М.: КолосС, 2008. – 398 с.
3. Кравченко Н.С., Ионова Е.В., Самофалов А.П. Показатели качества зерна и муки новых сортов озимой мягкой пшеницы селекции ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко. Зерновое хозяйство России, 2012. №4(22). С. 44-50.
4. Кравченко Н.С. Оценка технологических качеств зерна сортов озимой мягкой пшеницы разного экологического происхождения / Н.С. Кравченко, С.В. Подгорный, А.П. Самофалов // Аграрный вестник Урала. – 2015. – №12(142). – С. 12-17.
5. Кравченко И.А. Определение количества и качества клейковины муки. Методич. пособие. – РИиОП АЧИИ ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде, 2015. – 18 с
6. Шепелев А.Ф.: Товароведение и экспертиза зерномучных товаров. Учебное пособие.– Ростов-на-Дону: издательский центр МарТ, 2001. – 28с.
7. Семин О.А. Стандартизация и управление качеством продовольственных товаров, М., Экономика, 1979 – 152 с
8. Кравченко И.А., Краснов И.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. Лабораторный практикум. – РИО АЧИИ ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде, 2014 – 70 с
9. Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки. М.: Колос, 2006 – 464 с.

Все статьи автора «Кравченко Иван Андреевич»