Качество зерна твердой пшеницы и ее макаронные достоинства Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Качество зерна твердой пшеницы и ее макаронные достоинства

А. Г. Крючков, профессор, ГНУ «Оренбургский НИИСХ»; Г. Н. Сандакова, к.т.н., директор ЗАО ««Комсомольский»; А. Н. Попов, соискатель, ЗАО «Адамовское»

Самым лучшим сырьем для производства макаронных изделий является пшеница дурум, так как высококачественные макаронные изделия вырабатываются из семолины (крупки), а самый высокий выход семолины благодаря плотному, твердому стекловидному и крупному эндосперму обеспечивает именно этот вид пшеницы. Такая пшеница должна отличаться высоким содержанием белка со средними по силе свойствами клейковины, высоким содержанием желтых пигментов (каротиноидов) и низким содержанием липоксидазы — фермента, разрушающего желтые пигменты в процессе производства (Г. Н. Ирвин, по Н. П. Козьминой и Л. Н. Любарскому, 1968).

Г. Н. Ирвин считает, что существует прямая зависимость между объемной массой зерна и выходом семолины. Масса 1000 зерен имеет меньшую силу связи. Более важными считаются связи между стекловидностью и содержанием клейковины и белка. С содержанием желтых пигментов обычно связывают цвет макарон. По его данным, коэффициент корреляции между объемной массой, массой 1000 зерен, стекловидностью

зерна и выходом крупки (семолины) составляет 0,86—0,76 и 0,5 ед. Наиболее пригодна пшеница с содержанием белка 13,5—14%.

По мнению А. И. Марушева (по В. Ф. Дорофееву, 1976), прочность макарон зависит от содержания белка и стекловидности зерна твердой пшеницы. М. М. Самсонов и др. (1967) считают отличными макароны с прочностью 900 г, хорошими — 800 г при коэффициенте разваримости 3,5—4 балла.

По Н. П. Козьминой (1971), прочность макарон зависит от количества и качества клейковинного комплекса и сечения трубчатого изделия.

Макароны желтого цвета по нормам Центральной лаборатории Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1987) оцениваются 5 баллами,кремового цвета — 4 баллами.

Удовлетворительную оценку (3 балла) имеют макароны светло-кремового (беловатого) или желтого с буроватым оттенком при потерях 6— 7% сухого вещества при варке и коэффициенте разваримости 3,6—3,8 и 3,9—4,1 балла соответственно.

А. Н. Павлов (1967) отмечает существование связи между содержанием белка, содержанием клейковины и ее качеством.

Как видим, сведений о связях между технологическими качествами зерна твердой пшени-

1. Макаронные свойства яровой твердой пшеницы Оренбургская 10 при различных технологиях выращивания (средние за 2002—2003 гг.)

Вариант технологии Прочность макарон на излом, г Коэффициент раз-варимости, балл Общая оценка, балл Вероятность хорошей общей оценки

норма высева, млн всх. семян на 1 га протравливание семян стимуляция семян

оценка, балл % лет

Пар — без удобрений

2,5 + 0 695 3,8 4,1 3,3/4,9 50

3,0 + 0 705 3,6 4,1 3,8/4,3 50

3,5 + 0 725 4,1 3,6 3,6/3,6 0

4,0 + 0 7,25 4,1 3,9 3,5/4,3 50

4,5 + 0 665 4,0 3,7 3,3/4,0 50

2,5 + + 610 3,9 3,7 3,3/4,0 50

3,0 + + 670 3,7 3,6 3,6/3,6 0

3,5 + + 745 3,5 4,0 3,3/4,6 50

4,0 + + 800 3,6 3,8 3,6/4,0 50

4,5 + + 675 3,5 3,8 4,0/3,6 50

Пар + Р40 кг д.в. га 1 га

2,5 + 0 605 3,6 4,1 3,8/4,3 50

3,0 + 0 805 4,3 3,9 3,5/4,3 50

3,5 + 0 695 3,5 3,6 3,5/3,6 0,0

4,0 + 0 735 4,0 4,1 3,6/4,6 50

4,5 + 0 695 3,7 4,2 4,0/4,3 100

2,5 + + 670 3,7 3,8 3,3/4,3 50

3,0 + + 725 3,6 4,0 3,6/4,3 50

3,5 + + 715 3,7 3,8 3,6/40 50

4,0 + + 775 3,5 4,1 3,6/4,6 50

4,5 + + 665 3,7 3,8 4,0/3,6 50

цы и ее макаронными свойствами очень немного. Отсюда, представляется важным выяснить, существуют ли такие связи и насколько они существенны. Нами на базе 20 вариантов технологии выращивания твердой пшеницы Оренбургская 10 в СПК «Комсомольский» Адамовского района Оренбургской области (Оренбургское Зауралье) проведен анализ таких связей.

По нашим данным, за 2002—2003 гг. прочность макарон из сорта Оренбургская 10 повышалась с увеличением нормы высева от 2,5 до 3,5—4 млн. всх. семян на 1 га при высеве на фоне пара без удобрений протравленных семян, а также обработанных совместно со стимулятором роста, а на фоне удобренного пара — в пределах высева 3—4 млн. всх. семян на 1 га (табл. 1).

Но что касается общей оценки качества макарон, то здесь обнаруживается дифференциа-

ция влияния условий года и технологий возделывания твердой пшеницы. Макароны из зерна, выращенного в условиях 2003 г., получены в среднем с более высокой оценкой (3,6—5 баллов) по сравнению с 2002 г. (3,3—4 балла). При этом число вариантов технологий, обеспечивающих хорошую оценку (4 балла и более), составило в 2003 г. 15, а в 2002 г. — лишь 3. Но четких закономерностей по этому показателю не проявилось в пределах изучаемых вариантов.

Корреляционно-регрессионный анализ показал на существование сильных зависимостей прочности макарон от стекловидности зерна (ц ух=0,808), качества клейковины (ц ух=0,838), содержания общего азота (ц ух=0,775), фосфора (ц ух=0,743), калия (ц ух=0,771) и сырой клейковины (ц ух=0,712). Связи этого показателя с содержанием белка и объемной массой зерна

2. Зависимость прочности макарон от технологических качеств и химсостава зерна твердой пшеницы Оренбургская 10 (2002—2003, N = 48)

Коррелируемые Параметры V, % П ух F

величины величин (М±G) факт. теор.0,.

Объемная масса, г/л (Х1) 781—812 805±6,1 0,76 — — —

Прочность макарон, г (У1) 510—880 694±58,6 8,4 0,663 1,69 1,46

У1 = -65160,77+162,3Х1—9,996Е— 02Х2±18,6 г, для 44,0% случаев

Стекловидность, % (Х2) 71—95 88±6,5 7,4 — — —

Прочность макарон, г (У2) 510—788 703±51 7,2 0,808 2,75 1,76

У2=-2150,616+71,56Х2-0,441Х22±21,7%, для 65,4% случаев

Содержание сырой клейковины, % (Х3) 22—27 25,4± 1,5 5,9 — — —

Прочность макарон, г (У2) 510—900 702±77,5 11,0 0,712 1,92 1,76

У3 = 1832,627-99,17Х3+2,14Х32±21,2%, для 50,7% случаев

Качество клейковины, ед. ИДК-1 (Х4) 80—100 92±5,3 5,7 — — —

Прочность макарон, г (У4) |2 8,6 0,838 3,20 1,76

У4=-771,41+3213Х4—0,1725Х 42±4,5 г, для 70,3% случаев

Содержание общего азота, % (Х5) 2,0—2,29 2,16±0,086 4,0 — — —

Прочность макарон, г (У5) 480—900 707,4±72,7 10,3 0,775 2,38 1,76

У5 = 1485,294—484,085Х5+56,488Х52±21,8 г, для 60,0% случаев

Содержание белка, % (Х6) 11,4—13,34 12,34±0,51 4,1 — — —

Прочность макарон, г (У6) 480—850 706±62 8,8 0,682 1,78 1,76

У6= -2562,332+551,82Х6—23,04Х62±21,3 г, для 46,5% случаев

Содержание Р2О5, % (Х7) 0,58—0,85 0,71±0,073 10,4 — — —

Прочность макарон, г (У7) 510—830 698±54 7,7 0,743 2,13 1,76

У7 =564,56+78,894Х7+155,205Х72±24,75 г, для 55,2% случаев

Содержание К2О, % (Х8) 0,30—0,42 0,35±0,042 11,8 — — —

Прочность макарон, г (У8) 560—782 704±48 6,8 0,771 2,35 1,76

У8 = 404,088+2445,57Х8—4422,99Х82±28,1 г, для 59,4% случаев

были на уровне средних (ц ух = 0,682 и 0,663) (табл. 2).

При этом полученные уравнения связи наиболее адекватными были для качества клейковины (70,3% случаев), стекловидности зерна (65,4% случаев), содержания общего азота (60% случаев) и калия (59,4% случаев).

Уравнения связи прочности макарон с остальными показателями (содержание клейковины, объемная масса, содержание фосфора менее адекватны (44,0—55,2% случаев).

Это свидетельствует о том, что в изученных пределах такие показатели в целом не лимитируют прочность макаронных изделий. Можно говорить лишь о положительных тенденциях в их влиянии.

Графический анализ уравнений показывает, что повышение содержания общего азота с 2 до 2,41% и калия с 0,3 до 0,43% приводит к снижению прочности макарон.

Для получения макарон с повышенной прочностью нужно, чтобы зерно твердой пшеницы имело стекловидность не менее 90% (Утах = 724 г, при Х = 93%) и качество клейковины 80 — 85 ед. ИДК-1 (Утах = 750 г при Х = 81 ед.).

Разваримость макарон оказалась наиболее тесно связанной со стекловидностью зерна (ц ух = 0,970), содержанием фосфора (ц ух = 0,878), объемной массой (ц ух = 0,873), содержанием сырой клейковины (ц ух = 0,815) и ее качеством (ц ух = 0,805) (табл. 3). При этом были более адекватными и уравнения регрессии (94-64,8% случаев).

Заметно слабее были зависимости коэффициента разваримости макарон от содержания белка (ц ух = 0,715) и содержания калия (ц ух = 0,662). При этом полученные уравнения были адекватными лишь для 51,1-43,3% случаев.

Пониженным коэффициентом разваримости по полученным уравнениям обладают макароны из зерна со стекловидностью зерна более 80% (Ут|п = 3,61 балла при 87%), объемной массой выше 805 г/л (Ут|п = 3,6 балла при 819 г/л), содержанием фосфора менее 0,7% (Ут|п = 3,5 балла при 0,58%), содержанием клейковины менее 25% (Ут|п = 3,5 балла при 22%) и качеством клейковины менее 90 ед. ИДК-1 (Ут|п = 3,5 балла при 84 ед. ИДК-1) (рис. 1, 2).

Общая оценка макарон в баллах оказалась наиболее тесно связанной с содержанием белка (ц ух = 0,970), содержанием общего азота (ц ух =

Рис. 1 - Зависимость показателей качества макарон от химического состава зерна твердой пшеницы Оренбургская 10

Рис. 2 - Зависимость показателей качества макарон от технологических качеств зерна твердой пшеницы Оренбургская 10

3. Зависимость разваримости макарон от технологических качеств и химического состава зерна яровой твердой пшеницы Оренбургская 10 (2002—2003 гг.)

Коррелируемые Параметры V, % П ух F

величины величин (М±G) факт. теор.0,1

1 2 3 4 5 6

Объемная масса, г/л (Х1) Коэффициент разваримости, балл (У1) 781-814 806±6,3 3.5-4.4 3,75±0,12 0,78 4,9 0,873 - -

У1 = 276,22—С ),662Х+4,02Е—04Х2±0,07 балла, для 76,3% случаев

Стекловидность, % (Х2) 71-93 86±6,24 7,3 - - -

Коэффициент разваримости, балл (У2) 3.5-4.4 3,66±0,17 4,56 0,970 15,79 1,76

У2 = 12,252—0,198Х2+1,139Е-03Х22±0,088 балла, для 94,0% случаев

Содержание сырой клейковины, % (Х3) Коэффициент разваримости, балл (У2) 22-28 25,7±0,97 3.5-4.0 3,72±0,15 6,3 3,9 0,815 2,91 1,76

У3 = 0,9998Х3(0’406839)±0,078 балла, для 66,4% случаев

Качество клейковины, ед. ИДК-1 (Х4) 80-100 92,1±5,3 5,7 - - -

Коэффициент разваримости, балл (У4) 3.5-4.4 3,7±0,20 5,3 0,805 2,71 1,76

У4 = 11,896-0,197Х4+1,168Е-03Х42±0,076 балла, для 64,8% случаев

Содержание общего азота, % (Х5) 2,00-2,29 2,16±0,086 3,99 - - -

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4 5 6

Коэффициент разваримости, балл (У5) 3.5—4.4 6,6 0,831 3,07 1,76

3,7±0,25

У5 = 32,6 —26,6Х5+3,1Х52±0,085 балла, для 69% случаев

Содержание белка, % (Х6) 11,4—13,4 4,1 - - -

12,3±0,51

Коэффициент разваримости, балл (У6) 3,5—4,4 5,7 0,715 1,95 1,76

3,7±0,21

У6 = 14,109— 1,71Х6+7,00Е—02Х62±0,095 балла, для 51,1% случаев

Содержание Р2О5, % (Х7) 0,58—0,83 9,2 - - -

0,70±0,06

Коэффициент разваримости, балл (У7) 3,4-4,4 6,56 0,878 4,16 1,76

3,7±0,24

У7 =1,793+4,06Х7—1,963Х72±0,056 балла, для 77,2% случаев

Содержание К2О, % (Х8) 0,30—0,40 10,7 - - -

0,34±0,036

Коэффициент разваримости, балл (У8) 3, 5 1 4 6,66 0,662 1,69 1,46

3,7±0,25

У8 = 7,65—23,15Х8+32,7864Х82±0 ,064 балла, для 43,8% случаев

4. Зависимость общей оценки макарон из твердой пшеницы Оренбургская 10

от технологических качеств и химсостава зерна

Коррелируемые Параметры V, % F

величины величин (М±G) П ух факт. теорЧ1

Объемная масса, г/л (Х1) 781-813 805±6,2 0,76 — — —

Общая оценка макарон, балл (У,) 3,3—4,9 3,8±0,27 7,18 0,810 2,77 1,76

У, = 126,64—0,33Х1+2,21Е—04Х12±0,128 балла, для 65,7% случаев

Стекловидность, % (Х2) 71-94 87,4±6,4 7,36 — — —

Общая оценка макарон, балл (У2) 3,5—4,5 4,0±0,23 6,0 0,859 3,63 1,76

У2 = -12,50+0,412Х2—2,554Е—03Х22±0,12 балла, для 73,8% случаев

Содержание сырой клейковины, % (Х3) 22-28 25,5±1,54 6,0 — — —

Общая оценка макарон, балл (У2) 3,3—4,9 3,86±0,35 9,0 0,745 — —

У3 = 10,102-0,545Х3+1,166Е-02Х32±0,096 балла, для 55,5% случаев

Качество клейковины, ед. ИДК— 1 (Х4) 80-95 90,4±4,5 5,0 — — —

Общая оценка макарон, балл (У4) 3,3—4,6 3,8±0,33 8,7 0,840 3,20 1,76

У4 = -21,189+0,563Х4-3,14Е-03Х42±0,084 балла, для 70,6% случаев

Содержание общего азота, % (Х5) 2,0—2,24 2,13±0,068 3,2 — — —

Общая оценка макарон, балл (У5) 3,6—4,9 3,9±0,38 9,75 0,929 6,87 1,76

У5=13,626- -8,30Х5+1,782Х52±0,051 балла, для 86,3% случаев

Содержание белка, % (Х6) 11,4—13,0 12,3±0,46 3,76 — — —

Общая оценка макарон, балл (У6) 3,3—4,9 3,9±0,24 6,2 0,970 16,2 1,76

У6 = 0,362+0 ,8016Х6—0,417Х62±0 ,114 балла, для 94,2% случаев

Содержание Р2О5, % (Х7) 0,58—0,85 0,70±0,067 9,67 — — —

Общая оценка макарон, балл (У7) 3,3—4,9 3,8±0,33 8,54 0,775 2,38 1,76

У7 = 2,468+ 1, 765Х7+0,189Х72±0,153 балла, для 60,1% случаев

Содержание К2О, % (Х8) 0,30—0,43 0,36±0,045 12,5 — — —

Общая оценка макарон, балл (У8) 3,3—4,3 3,86±0,26 6,69 0,810 2,85 1,76

У8 = 5,522—4,681Х8±0,15 балла, для 65,7% случаев

0,929), стекловидностью зерна (?/ух = 0,859) и качеством клейковины (г1ух = 0,840).

Зависимости общей оценки макарон от содержания сырой клейковины (*7ух = 0,745), объемной массы зерна (*7ух = 0,810), содержания К20 (?7ух = 0,810) и содержания Р205 (?7ух = 0,775) оказались слабее (табл. 4).

Полученные уравнения более адекватны для связей общей оценки макарон с содержанием белка, общего азота, стекловидностью зерна и качеством клейковины (94,2—70,6% случаев). Для остальных показателей уравнения связи менее адекватны (65,7—55,5% случаев).

Наибольшую общую оценку в баллах имеют макароны при объемной массе 819 г/л (Утах= 4,2 балла), стекловидности зерна 80% (4,1 балла), содержании клейковины 29% (4,1 балла), качестве клейковины 89 ед. ИДК—1 (4 балла), содержании белка 11,4—12,6% (Утах = 4,1 балла при

11,4%), содержании Р205 - 0,74-0,9% (Утах=4,2 балла при 0,9%) и содержании К20 — 0,36—0,0% (Утах=4,1 балла при 0,3%).

Таким образом, не всегда технологические качества и химический состав зерна действуют однозначно на качество макарон: их прочность на излом, коэффициент разваримости и их общую балльную оценку. Повышение объемной массы зерна и содержания фосфора способствует повышению прочности макарон на излом и их общей оценке, но ухудшает коэффициент их разваримости. Увеличение содержания клейковины в зерне с 22 до 29% повышает прочность макарон, но на коэффициенте разваримости и общей оценке макарон сказывается отрицательно. Что касается стекловидности зерна, то в интервале ее от 75 до 90% прочность макарон, их общая оценка возрастают, а коэффициент разваримости ухудшается.