CC BY
19
ФестникВГУИЖ/Proceedings of VSUET ISSN 2226-910X E-ISSN 2310-1202
DOI: http://doi.org/1Q.2Q914/231Q-1202-2Q19-3-7Q-8Q_Оригинальная статья/Research article_
УДК 664.788/664.668.9_Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Сравнение российской оценки хлебопекарных свойств пшеницы и определение качества зерна с использованием миксолаба
Елена П. Мелешкина 1 [email protected] QQQQ-QQQ3-1339-715Q Наталья С. Жильцова 1 [email protected] 0000-0002-3436-6049
Светлана Н. Коломиец 1 [email protected] 0000-0002-3130-2285
_Ольга И. Бундина 1 [email protected]_0000-0002-7821-6042
1 ВНИИЗ-филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Дмитровское шоссе, 11, г. Москва, 127434, Россия Аннотация. Приведены результаты исследований качества российской мягкой пшеницы (67 образцов), выращенной в разных почвенно-климатических условиях и обладающих широким диапазоном показателей качества: количество клейковины варьировало от 5,7 (Южный федеральный округ) до 33,2% (Приволжский федеральный округ), качество клейковины - от 9 (Центральный ФО) до 128 ед. ИДК (ЮФО), число падения - от 66 до 449 с. (Приволжский ФО). Изучение реологических свойств теста осуществляли на приборе миксолаб в классическом режиме «Chopin Wheat+». По показателям профайлера (радиальная диаграмма) установлено, что исследуемое зерно характеризовалось в среднем повышенной водопоглотительной способностью, максимальной вязкостью и ретроградацией крахмала и пониженной амилолитической активностью и устойчивостью теста. Корреляционным анализом установлена тесная связь между показателями качества зерна и хлеба, особенно тесная связь с количеством клейковины. Расчет парной корреляции между показателями профайлера и качества зерна пшеницы выявил умеренную связь водопоглощения с количеством клейковины (Q,466) и числом падения (Q,384), устойчивости теста с качеством клейковины (-Q,438), а также тесную связь вязкости, амилолитической активности и ретроградации крахмала с числом падения (Q,659; Q,821 и Q,866 соответственно). Индекс «глютен+» не показал устойчивой связи ни с одним из показателей качества зерна, но имелась слабая связь с числом падения. Регрессионным анализом установлена наиболее тесная криволинейная связь между крутящим моментом и числом падения на участках клейстеризации, желатинизации и ретроградации крахмала.
Ключевые слова: зерно пшеницы, мука, реологические свойства, миксолаб, индексы профайлера, корреляционный, регрессионный анализ
Comparison of Russian assessment of bakery properties of wheat and _determination of grain quality using mixolab_
Elena P. Meleshkina 1 [email protected] QQQQ-QQQ3-1339-715Q Natalya S. Zhiltsova 1 [email protected] 0000-0002-3436-6049
Svetlana N. Kolomiets 1 [email protected] 0000-0002-3130-2285
_Olga I. Bundina 1 [email protected]_0000-0002-7821-6042
1 VNIIZ - branch of the Federal Scientific Center for Food Systems named after V. M. Gorbatova RAS, 11 Dmitrovskoe highway,
Moscow, 127434, Russia_
Abstract. The results of quality research on the Russian soft wheat (67 samples), grown in different soil and climatic conditions and having a wide range of quality factors: the amount of gluten varied from 5.7 (Southern federal district) to 33.2% (Volga federal district), gluten quality - from 9 (Central Federal District) to 128 units. IDK (Southern Federal District), the falling-number value - from 66 to 449 s. (Volga Federal District). The rheological properties of dough were studied using the mixolab device in a classic «Chopin Wheat+» mode. According to the profiler indicators (radial chart), it was established that the test grain was characterized the average by increased water absorption capacity, maximum starch viscosity and retrogradation, as well as by reduced amylolytic activity and dough resistance. Correlation analysis established a close association of the quality factors of grain, especially of the gluten amount, with the quality factors of bread. The calculation of the pair correlation of the profiler indicators and wheat grain quality factors detected a moderate interrelation of water absorption with the gluten amount (Q.466) and falling-number value (Q.384), of the dough resistance with the gluten quality (-Q.438), as well as a strong interrelation of the starch viscosity, amylolytic activity and retrogradation with the falling-number value (Q.659; Q.821 and Q.866, respectively). There was not detected a stable interrelation of the «gluten +» index with any of the grain quality factors, but there was a loose correlation of this index with the falling-number value. Regression analysis established the strongest curvilinear relationship between the torque and the falling-number value in the areas of the starch gelatinization, jellification and retrogradation.
Keywords: wheat grain, flour, rheological properties, mixolab, profiler indices, correlation, regression analysis
Введение
В настоящее время в РФ остро стоит вопрос товарного производства сильной и ценной по качеству пшеницы как сырья для производства качественной хлебопекарной продукции. При этом годность сырья должна определяться уже на этапе производства зерна. Как известно,
Для цитирования Мелешкина Е.П., Жильцова Н.С., Коломиец С.Н., Бундина О.И. Сравнение российской оценки хлебопекарных свойств пшеницы и определение качества зерна с использованием миксолаба // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81. № 3. С. 70-80. doi:10.20914/2310-1202-2019-3-70-80
© 2Q19, Мелешкина Е.П. и др. / Meleshkina E.P. et al.
прямым методом оценки хлебопекарных свойств зерна является пробная лабораторная выпечка хлеба, все остальные методы - косвенные, более или менее приблизительно оценивающие важные для готового продукта свойства.
При этом чем ближе продукт переработки зерна к готовому продукту, тем более
For citation
Meleshkina E.P., Zhiltsova N.S., Kolomiets S.N., Bundina O.I. Comparison of Russian assessment of bakery properties of wheat and determination of grain quality using mixolab. Vestnik VGUIT ■ [Proceedings of VSUET]. 2Q19. vol. 81. no. 3. pp. 7Q-8Q. (in Russian).
doi:1Q .2Q914/231Q-12Q2-2Q19-3-7Q-8Q_
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.Q International License
Мелешкина Е.П. и др. Вестни^ВГУИШ', 2019, Т. 81, №. 3, С. 70-80 достоверной можно считать его оценку качества для прогнозирования качества хлеба. Иными словами, определение свойств муки лучше характеризует свойства готового продукта по сравнению с зерном, а определение реологических свойств теста ещё более объективно позволяет прогнозировать качество хлеба, чем определение свойств муки.
Для оценки качества зерна и муки по реологическим свойствам теста в настоящее время применяют широкий ряд приборов - это приборы типа альвеограф, фаринограф, валориграф, экстенсограф, миксограф, амилограф и др [1]. Однако все эти приборы определяют реологические свойства теста уже на стадии мучного продукта и не позволяют осуществлять оценку хлебопекарных свойств пшеницы на ранних этапах - этапах работы с зерном.
Вследствие этого актуальным является исследование возможности определения хлебопекарных свойств пшеницы по реологическим свойствам теста приборным методом на этапе поступления зерна на мукомольное предприятие. В последние годы созданы такие приборы, которые позволяют проводить оценку хлебопекарных свойств не только муки, но и зерна. К ним относится миксолаб (фирмы «Chopin», Франция) [2-6]. Вследствие отсутствия отечественных аналогов такого прибора существует актуальная задача оценить возможность его применения для определения хлебопекарных свойств зерна российской пшеницы.
Цель исследования - изучить возможность применения нового прибора миксолаба для оценки хлебопекарных свойств зерна и муки из российской пшеницы и выявить взаимосвязь между зарубежной и отечественной системами оценки качества пшеницы. Для достижения этой цели необходимо поэтапное исследование. Выявляли связи российских показателей качества зерна пшеницы с показателями миксолабограммы и профайлера (круговой диаграммы) миксолаба [7-14].
Материалы и методы
Исследовано качество 67 проб зерна мягкой пшеницы из следующих экономических районов: Центрального (Московская, Орловская области), Центрально-Черноземного (Липецкая, Курская области), Северо-Кавказского (Краснодарский, Ставропольский края), Поволжского (Волгоградская, Пензенская, Саратовская области, Республики Татарстан, Удмуртия, Башкортостан), Уральского (Оренбургская область), ЗападноСибирского (Алтайский край).
Пшеница выращена в различных агроклиматических условиях при климате: умеренно-континентальном (Московская, Орловская, Саратовская области, Ставропольский края), атлантико-континентальном (Липецкая, Курская области), континентальном (Оренбургская область), засушливом, с резко выраженной континентальностью (Волгоградская область), умеренном, переходном к континентальному (Алтайский край), резко-континентальном (Новосибирская область), влажном субтропическом, средиземноморском (Краснодарский край), переходным от морского к умеренно-континентальному (Калининградская область).
Пшеница выращена на почвах: центральных, южных, предкавказских, карбонатных и выщелоченных, обыкновенных черноземных, каштановых, нечерноземных, серых лесных; в зонах лесных, лесостепных, степных, полупустынных, субтропических.
Все пробы зерна исследованы по стандартизированным показателям качества в соответствии с национальным стандартом ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия». Как видно из таблицы 1, значения показателей охватывали широкий диапазон качества, в том числе по показателям хлебопекарных свойств представлены все возможные и характерные для российского зерна значения. Так, количество клейковины изменялось от 5,7 до 33,2%, качество - от 9 до 128 ед. ИДК, число падения - от 66 до 449 с.
Показатели качества зерна мягкой пшеницы урожаев 2007-2009 гг. Quality indicators of grain of soft wheat crops 2007-2009
Таблица 1.
Table 1.
Федеральный округ Federal District Количество клейковины, % Gluten quantity,0/o Качество клейковины, ед. ИДК Gluten quality, units IDK Число падения, с Falling-number value, s Натура, г/л Test value, g/l Стекловидность общая, % Overall vitreousity, % Содержание зёрен, поврежденных клопом-черепашкой, % The content of grain damaged by corn-bug,% Класс зерна Statutory grade
1 2 3 4 5 6 7 8
Центральный Central 21,5 10,3-30,3 49 9-88 365 172-448 790 739-823 65 52-78 2,8 0-10,2 38 3-5
Южный South 23,3 5,7-31,8 70,5 14-128 267 142-391 781 650-813 64 11-91 9,9 2,6-22,6 35 3-5
Приволжский Volga 23,5 11-33,2 50 15-85 325 66-449 784 743-823 69 40-95 3,5 0-6,7 34 1-5
Продолжение табл. 1 | Continuation of table 1
1 2 3 4 5 6 7 8
Сибирский Siberian 27,9 24,4-30,5 63 54-73 276 155-370 770 738-786 63 56-76 0 ш 2-3
СевероЗападный Northwestern 24,0 20,9-25,9 65 56-73 261 216-314 791 765-818 59 38-89 05 0,1-0,8 33 3-4
Все округа All districts 23,0 5,7-33,2 54 9-128 324 66-449 785 660-823 66 11-95 41 0-22,6 35 1-5
Среднее значение количества клейковины в зерне пшеницы составило 23%, что соответствует нижней границе 3-го класса - наиболее распространенному значению этого показателя для продовольственной пшеницы, идущей на хлебопекарный помол в России. Большинство проб зерна по показателю количества клейковины относилось к основным классы продовольственной пшеницы России - 3-й (от 22,5 до 27,4%) и 4-й (от 17,5 до 22,4%), несколько
меньше - ко 2-му (от 27,5 до 31,4%) и пшенице 5-го класса с количеством клейковины до 17,5%.
Результаты и обсуждение
Все пробы зерна пшеницы проанализированы на миксолабе в классическом режиме «Chopin Wheat+» [15]. Широкому диапазону качества российского зерна соответствовали значения показателей миксолабограммы (таблица 2).
Таблица 2.
Значения показателей миксолабограммы шрота из зерна пшеницы в режиме «Chopin Wheat+»
Table 2.
The values of the indicators of myxolabogram meal from wheat grains in the mode "Chopin Wheat +"
Точка-участок миксограммы Mixolabogram plot point Показатель миксолаба Mixolab indicator Среднее значение Average value Минимальное значение Minimum value Максимальное значение Maximum value
С1 - замес при 30о С C1 - kneading at 30 °C Время, тс1 | Time, тс1 5,04 1,62 9,35
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 1,10 1,05 1,15
Температура теста, t0l Dough temperature, t0l 30,80 29,30 33,40
С2 - замес при нагреве C2 kneading under heat Время, тс2 | Time, тс2 17,20 15,88 18,30
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 0,41 0,15 0,58
Температура теста, tG2 Dough temperature, tG2 58,30 53,90 61,60
С3 - клейстеризация C3 gelatinization Время, тсз | Time, хсз 22,32 21,20 23,27
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 1,82 1,22 2,23
Температура теста, te3 Dough temperature, tG3 78,60 74,10 83,10
С4 - желатинизация C4 - jellification Время, тс4 | Time, тс4 30,10 23,68 35,47
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 1,17 0,15 1,76
Температура теста, te4 Dough temperature, to4 86,80 75,30 89,60
С5 - ретроградация крахмала C5 - starch retrogradation Время, тс5 | Time, тс5 45,04 45,02 45,05
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 1,92 0,20 2,89
Температура теста, tc5 Dough temperature, t^ 56,20 54,10 58,10
Анализ полученных показателей профай-лера на миксолабе (таблица 3) показал, что российское зерно характеризуется в среднем повышенной водопоглотительной способностью, максимальной вязкостью и ретроградацией крахмала и пониженной амилолитической активностью и устойчивостью теста.
Обобщение данных не позволило выявить какой-либо простой зависимости между показателями качества зерна и данными профайлера миксолаба (таблица 4).
Таблица 3.
Значения показателей профайлера для шрота из зерна пшеницы в режиме «Chopin Wheat +», балл
Table 3.
Values of the profiler for a meal of wheat grains in the mode "Chopin Wheat +", grade
Показатель | Indicator Среднее значение Average value Минимальное значение Minimum value Максимальное значение Maximum value
Водопоглощение, ВПС | Water absorption 8,3 1 9
Устойчивость теста, С | Dough resistance, C 4,7 1 7
Глютен+, G | Gluten +, G 4,0 1 8
Максимальная вязкость, v 5,4 1 9
Maximum viscosity, v
Амилолитическая активность Amylolytic activity 6,5 3 9
Ретроградация крахмала | Starch retrogradation 6,8 2 9
Таблица 4.
Показатели качества зерна пшеницы
Table 4.
Indicators of the quality of wheat grain
Качество Число падения, с Falling-number value, s Показатели профайлера, балл Profiler indicators, grade
Шифр пробы Sample code Колчиество клейковины, % Gluten quantity,% клейковины, ед. ИДК Gluten quality, units IDK ВПС Water absorpti on Устойчивость теста Dough resistance «Глютен+» Gluten + Максимальная вязкость Maximum viscosity Амилолитическая активность Amylolytic activity Ретроградация крахмала Starch retrogradation
48-9 5,4 128 174 8 1 6 1 4 3
35-9 10,3 9 331 8 6 8 5 6 9
34-9 16,7 48 258 9 5 3 3 5 6
23-9 20,8 70 344 8 4 4 6 7 8
37-7 23,0 68 342 9 6 3 6 6 7
33-9 25,1 50 401 9 7 5 5 7 8
43-9 25,3 61 169 9 4 1 2 3 3
На рисунке 1 видно, что диапазон числа в себя диапазоны, соответствовавшие 3
падения (66 - 349 с), соответствовавший 4 баллам (142 - 232 с) и 5 (245 - 307 с) баллам, частично -
амилолитической активности профайлера, включал 6 (от 243 с), 7 (от 271 с) и 8 (от 322 с) баллам.
Число падения, с Fall number, s
Рисунок 1. Распределение значений числа падения и баллов профайлера по показателю амилолитической активности
Figure 1. Distribution of fall numbers and profiler points in terms of amylolytic activity
73
Mefeshkina E.P. et aC Proceedings of VSUET, 2019, vol. 81, no. 3, pp. 70-80 Из зерна пшеницы после односортного лабораторного помола 70%-ного выхода выпечен хлеб в соответствии со стандартным методом пробной лабораторной выпечки (ГОСТ 27669-88).
Корреляционным анализом установлена тесная связь между показателями качества зерна и хлеба, которая имеется даже на уровне линейной зависимости. Особенно тесная связь показателей качества хлеба отмечена с количеством клейковины - основным показателем, определяющим класс российского зерна (таблица 5).
Вследствие этого на первом этапе математической обработки проведены исследования по установлению прямой связи между показателями хлебопекарных свойств зерна, с одной стороны, и миксолабограммы и профайлера, с другой. На втором этапе математической обработки выявляли связь между комплексом показателей, а также парную нелинейную связь между показателями качества зерна, с одной стороны, и миксолабограммы и профайлера, с другой.
Расчет парной линейной связи между показателями качества зерна и данными миксо-лабограммы пшеницы в классическом режиме выявил (таблица 6):
• на участке 1 - слабую связь между временем и количеством клейковины и числом
падения; между крутящим моментом и качеством клейковины;
• на участке 2 - слабую связь между временем и числом падения, между крутящим моментом и качеством клейковины и числом падения, между температурой теста и числом падения;
• на участке 3 - слабую связь между крутящим моментом и качеством клейковины и значимую связь между крутящим моментом и числом падения;
• на участке 4 - тесную связь времени и крутящего момента и среднюю связь температуры теста с числом падения;
• на участке 5 - слабую связь крутящего момента с качеством клейковины и тесную парную связь крутящего момента и температуры теста с числом падения.
Таким образом, отмечена определенная связь крутящего момента с качеством клейковины на всех участках, кроме 4-го, и с числом падения - на всех участках, кроме 1-го; связь между временем и числом падения на 3 участках (С1, С2, С4) из 5; связь между температурой теста и числом падения на 3 участках (С2, С4, С5) из 5. Связь количества клейковины с показателями миксолаба практически отсутствовала, кроме слабой связи на 1-м участке со временем.
Таблица 5.
Корреляционная матрица показателей качества зерна пшеницы и хлеба (критическое значение коэффициента корреляции 0,266 при уровне значимости а = 0,05)
Table 5.
Correlation matrix of wheat and bread grain quality indicators (critical value of the correlation coefficient
0.266 at significance level а = 0.05)
Показатели качества Quality indicators Класс зерна Statutory grade Качество клейковины, ед. ИДК Gluten quality, units IDK Количество клейковины, % Gluten quantity, % Число падения, с Falling-number value, s
Объемный выход, см3/100 г муки Volumetric yield, cm3/100 g of flour -0,760* 0,659* 0,841* -0,130
Формоустойчивость Form stability -0,310* 0,236 0,287* 0,271*
Удельный объем хлеба, г/см3 The specific volume of bread, g/cm3 -0,700* 0,626* 0,814* -0,116
Общая деформация, усл. ед. приб. General deformation, conv. units of device -0,601* 0,511* 0,737* -0,197
Относительная упругость Relative elasticity -0,799* 0,561* 0,873* 0,058
Отношение пластичности к упругости The ratio of plasticity to elasticity -0,545* 0,522* 0,693* -0,233
Пористость, % Sponginess, % -0,670* 0,531* 0,834* -0,078
Оценка внешнего вида хлеба, балл Assessment of the appearance of bread, grade -0,592* 0,370* 0,767* -0,150
Оценка мякиша, балл Crumb assessment, grade -0,559* 0,403* 0,769* -0,125
* Значение коэффициента корреляции выше критического
* Correlation coefficient value above critical
Мемшкуна ЕЯ. и др. Вестни^ВГУИШ', 2019, Т. 81, №. 3, С. 70-80 Расчет парной корреляции между показателями профайлера и качества зерна пшеницы выявил умеренную связь водопоглощения с количеством клейковины и числом падения, устойчивости теста - с качеством клейковины, а также тесную связь вязкости, амилолитической
активности и ретроградации крахмала с числом падения. Индекс «глютен+» не показал устойчивой связи ни с одним из показателей качества зерна, но имелась слабая связь с числом падения (таблица 7).
Таблица 6.
Корреляционная матрица показателей качества зерна пшеницы и данных миксолабограммы (критическое значение коэффициента корреляции 0,241 при уровне значимости а = 0,05)
Table 6.
Correlation matrix of wheat grain quality indicators and mixolabogram data (critical value of the correlation
coefficient 0.241 with significance level а = 0.05)
Точка - участок миксолабограммы Mixolabogram plot point Показатели миксолаба Mixolab indicator Показатели качества зерна Grain quality indicators
Количество клейковины, % Gluten quantity, % Качество клейковины, ед. ИДК Gluten quality, units IDK Число падения, с Falling-number value, s Класс зерна Statutory grade
С1 - замес при 30 °С C1 - kneading at 30 °C Время, мин Time, т 0,401 0,088 0,315 -0,372
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 0,147 0,258 0,201 -0,139
Температура теста, °С Dough temperature, °С 0,191 -0,005 0,068 -0,158
С2 - замес при нагреве C2 - kneading under heat Время, мин Time, т 0,052 0,231 -0,482 -0,058
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 0,118 -0,372 0,549 -0,076
Температура теста, °С Dough temperature, °С 0,150 0,111 -0,359 -0,237
С3 - клейстеризация C3 - gelatinization Время, мин Time, т -0,231 -0,141 0,149 0,200
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m -0,010 -0,365 0,684 -0,037
Температура теста, °С Dough temperature, °С -0,141 -0,245 0,235 -0,003
С4 - желатинизация C4 - jellification Время, мин Time, т 0,005 0,220 -0,694 0,087
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m 0,014 -0,254 0,862 -0,121
Температура теста, °С Dough temperature, °С 0,045 0,045 -0,065 0,554
С5 - ретроградация крахмала C5 - starch retrogradation Время, мин Time, т 0,056 0,002 -0,019 -0,045
Крутящий момент, H ■ м Torque, N ■ m -0,062 -0,346 0,857 -0,049
Температура теста, °С Dough temperature, °С -0,010 -0,092 0,648 0,094
* Значение коэффициента корреляции выше критического
* Correlation coefficient value above critical
Расчет множественной корреляции между показателями качества зерна пшеницы и миксолабограммы с помощью регрессионного анализа позволил установить отсутствие связи между показателями качества зерна, с одной стороны, и комплексом показателей миксолаба,
с другой стороны, кроме связи времени и крутящего момента на участке желатинизации и крутящего момента и температуры теста на участке ретроградации с показателем числа падения (таблица 8).
Таблица 7.
Корреляционная матрица показателей качества зерна пшеницы и профайлера зерна (критическое значение коэффициента корреляции равно 0,241 при уровне значимости а = 0,05), балл
Table 7.
Correlation matrix of wheat grain quality indicators and grain profiler (the critical value of the correlation coefficient is 0.241 with a significance level of а = 0.05), grade
Показатели Indicators Показатели качества зерна Grain quality indicators
Количество клейковины, % Gluten quantity, % Качество клейковины, ед. ИДК Gluten quality, units IDK Число падения, с Falling-number value, s Класс зерна Statutory grade
Водопоглощение, ВПС Water absorption 0,466* 0,274* 0,384* -0,357*
Устойчивость теста, С Dough resistance, C -0,100 -0,438* 0,190 0,093
Глютен +, G | Gluten +, G -0,174 -0,134 0,356* 0,115
Максимальная вязкость, v Maximum viscosity, v -0,026 -0,253 0,659* -0,066
Амилолитическая активность, АА Amylolytic activity, AA -0,000 -0,228 0,821* -0,106
Ретроградация крахмала, Re Starch retrogradation, Re 0,008 -0,274* 0,866* -0,096
* Значение коэффициента корреляции выше критического Correlation coefficient value above critical
Таблица 8.
Множественная корреляция числа падения пшеницы с показателями миксолабограммы
Table 8.
Multiple correlation of the fall number of wheat with indicators of mixo-labogram
Уравнение регрессии Regression equation R-квадрат R-quadrate Коэффициент множественной корреляции R Multiple correlation coefficient R Критерий Фишера F F-test F Значимость коэффициента Фишера F The significance of the Fisher's ratio F
ЧП = 343,23 - 7,21Тс4 + 168,67 Тс4 0,766 0,875 104,600 6,8 Е-21
ЧП = -1078,33 + 106,53 Тс5 + 21,32 tc5 0,764 0,874 103,703 8,4 Е-21
Расчет регрессионных уравнений между отдельными показателями миксолабограммы и комплексом показателей качества зерна показал, что множественная корреляция на участке С1 -замеса при постоянной температуре 30 °С -имела место между временем, с одной стороны, и количеством клейковины и числом падения, с другой, а также между крутящим моментом, с одной стороны, и качеством клейковины и числом падения, с другой. На 3 других участках (С3, С4, С5) множественная корреляция отмечена только для крутящего момента с качеством клейковины и числом падения (на участке С2 при замесе при нагреве от 30 °С также с массовой долей клейковины) (таблица 9).
С помощью регрессионного анализа весь массив данных проанализирован на наличие парной криволинейной связи между показателями
миксолабограммы и качества зерна. Уравнения такой связи при значении коэффициента корреляции выше критического приведены в таблице 10.
Установлена тесная криволинейная связь между крутящим моментом и числом падения на участках 3, 4 и 5 (клейстеризации, желатиниза-ции и ретроградации крахмала соответственно). Причем на участках 4 и 5 (желатинизации и ре-троградации крахмала) вид связи был очень близок к линейной. На участках 2 и 3 миксолабо-граммы эта связь была или слабой, или средней. С показателем количества клейковины крутящий момент имел связь слабую на участке 2, 3, 4 и не имел связи на участках 1 и 5. С показателем качества клейковины крутящий момент не имел тесной криволинейной связи, связь была или слабой - на участке 1, 4 и 5, или средней -на участке 2 и 3.
Таблица 9.
Множественная корреляция между показателями миксолабограммы и качества зерна
Table 9.
Multiple correlation between indicators of mixolabogram and grain quality
Постоянные
Точка - участок миксолабограммы Mixolabogram plot point Переменная величина Variable величины: количество клейковины М, качество клейковины Q, число падения F Constants: gluten quantity M, gluten quality Q, falling-number M Уравнение регрессии Regression equation R-квадрат R-quadrate Коэффициент корреляции R Correlation coefficient Критерий Фишера F F-test Значимость коэффициента Фишера F The significance of the Fisher's ratio F
С1 - замес при 30 оС ТС1 M, F ТС1 = 1,772 + +0,083 M + 0,004 F 0,220 0,469 9,019 0,0004
C1 - kneading at 30 °C Тс1 Q, F Тс1 = 1,056 + +0,0004 Q + 8E-05F 0,132 0,363 4,866 0,011
С2 - замес при нагреве C2 - kneading under heat Тс2 М, Q, F Тс2 = 0,297+ +0,004 M - 0,002 Q + +0,0004 F 0,458 0,677 17,751 1,8 E-08
С3 -клейстеризация C3 - gelatinization ТС3 Q, F Тс3 = 1,502 --0,002 Q + 0,001 F 0,548 0,740 38,802 9,2 Е-12
С5 - ретроградация крахмала C5 - starch Тс5 Q, F Тс5 = 0,449 --0,006 Q + 0,006 F 0,788 0,888 119,03 2,7 Е-22
retrogradation
Таблица 10.
Парная криволинейная связь между показателями миксолабограммы и качества зерна
Table 10.
Paired curvilinear relationship between indicators of mixolabogram and grain quality
Точка - участок миксолабограммы Mixolabogram plot point Переменная величина Variable Постоянные величины: М, Q, F* Constants: M, Q, F* Уравнение регрессии Regression equation R-квадрат R-quadrate Коэффициент частного отношения R Special relation ratio R
1 2 3 4 5 6
С1 - замес при 30 о С C1 - kneading at 30 °C ТС1 М ТС1 = -0,008 М2+0,404 М - 0,032 0,214 0,463
Q ТС1 = -0,001 Q2+0,090 Q + 2,770 0,195 0,442
F ТС1 = 3E-07F3 - 0,0002 F2+ +0,046 F + 1,482 0,179 0,423
ТС1 Q ТС1 = 3E-06Q2 + 2E-05Q + 1,093 0,076 0,276
ТС1 F Та = 3E-09F3 - 3E-06F2 + +0,001 F + 0,989 0,084 0,290
С2 - замес при нагреве C2 - kneading under heat ТС2 Q тс2 = 2E-05Q2+0,003 Q + 16,942 0,070 0,265
F ТС2 = 7E-06F2 - 0,007 F + 18,573 0,247 0,497
ТС2 M ТС2 = -0,001 М2 +0,021 M + 0,199 0,095 0,308
Q ТС2 = -3E-05Q2 +0,002 M + 0,413 0,255 0,505
F ТС2 = -2E-06F2 +0,001 F + 0,145 0,332 0,576
tc2 F tc2 = 2E-05F2 - 0,018 F + 62,02 0,137 0,370
С3 - клейстеризация C3 - gelatinization ТС3 M ТС1 = -0,002 М2+0,078 М + 21,828 0,106 0,326
ТС3 M Тс3 = -0,001 М2 +0,051 M + 1,349 0,100 0,316
ТС3 Q ТС3 = -6E-05Q2 +0,003 Q + 1,841 0,209 0,457
ТС3 F Тс3 = -6E-06F2 +0,005 F + 0,903 0,541 0,736
tc3 M tc3 = -0,011 М2 +0,414 M + 75,266 0,082 0,286
tc3 F tc3 = -3E-05F2 +0,022 F + 74,625 0,070 0,265
Mefeshkina E.P. et aC Proceedings of VSUET, 2019, vol. 81, no. 3, pp. 70-80 [email protected]
Продолжение табл. 10 | Continuation of table 10
1 2 3 4 5 6
С4 - желатинизация C4 - jellification ТС4 F Tc4 = -0,020 F + 36,482 0,482 0,694
Tc4 = -3E-07F2-0,003 F + 34,328 0,493 0,702
Тс4 M Tc4 = -0,002 М2 +0,081 M + 0,399 0,060 0,245
Тс4 Q Tc4 = -8E-05Q2 +0,005 M + 1,198 0,108 0,329
Тс4 F Tc4 = -8E-06F2 +0,008 F - 0,612 0,777 0,881
Tc4 = 0,004 F - 0,025 0,743 0,862
tc4 M tc4 = -0,012 М2 +0,533 M + 81,482 0,072 0,268
tc4 F tc4 = 0,014 F + 82,315 0,306 0,553
tc4 = -0,0001 F2 +0,080 F + 73,749 0,514 0,717
С5 - ретроградация крахмала C5 - starch retrogradation ТС5 Q Tc5 = -5E-05Q2 -0,004 Q + 2,312 0,142 0,377
Tc5 = -0,010 Q + 2,459 0,138 0,371
F Tc5 = 0,006 F + 0,022 0,734 0,857
tc5 F tc5 = 0,007 F + 54,051 0,417 0,646
F tc5 = -1E-05F2 +0,014 F + 53,065 0,434 0,659
* М - количество клейковины, Q - качество клейковины, F - число падения
* М - gluten quantity, Q - gluten quality, F - falling-number value
Показатель «время» имел тесную связь только с числом падения и только на участке 4. На участке 1 время имело среднюю по значимости связь со всеми 3 показателями качества зерна, на участке 2 - слабую связь с качеством клейковины и среднюю связь с числом падения, на участке 3 - слабую связь с массовой долей клейковины.
Показатель «температура теста» не имел тесной связи ни с одним из отдельных показателей качества зерна; слабая связь отмечена с числом падения на участках 2 и 3, с количеством клейковины - на участках 3 и 4, средняя связь - с числом падения на участках 4 и 5, причем по виду близкая к линейной (таблица 10).
Заключение
По показателям миксолабограммы зерна пшеницы в классическом режиме: показатели миксолаба в классическом режиме имели линейную связь из всех показателей хлебопекарных свойств зерна практически только с числом падения; только показатель крутящего момента имел линейную связь с качеством клейковины; связь показателей миксолабограммы с количеством клейковины практически отсутствовала.
По показателям профайлера зерна пшеницы: водопоглощение (ВПС) имело умеренную связь с количеством клейковины и числом падения зерна, слабую - с качеством клейковины; устойчивость теста имела умеренную связь с качеством клейковины в зерне; максимальная вязкость, амилолитическая активность и ретро-градация крахмала имели тесную связь с числом падения зерна, «глютен+» имел слабую прямую связь только с числом падения.
Из всех показателей миксолабограммы наиболее тесная криволинейная связь с показателями качества зерна отмечена для крутящего момента.
Из всех показателей качества зерна наиболее тесная криволинейная связь с показателями миксолабограммы в классическом режиме отмечена для числа падения.
Проведённый корреляционный и регрессионный анализ показал, что оценка реологических свойств теста с применением миксолаба характеризует, главным образом, углеводно-амилазный комплекс веществ зерна, т.е. показатели миксо-лаба зависят от состояния и свойств крахмала и активности амилолитических ферментов зерна.
Литература
1 Мелешкина Е.П. О новых подходах к качеству пшеничной муки // Контроль качества продукции. 2016. № 11. С. 13-18.
2 Мелешкина Е.П., Витол И.С., Туляков Д.Г. Современные способы оценки муки // Кондитерское и хлебопекарное производство. 2017. № 7-8 (171). С. 22-25.
3 Туляков Д.Г., Мелешкина Е.П., Витол И.С. Биохимические и реологические показатели в оценке хлебопекарных свойств разных видов муки // Хлебопродукты. 2017. № 6. С. 30-34.
4 Зиновьева Н.С. Использование прибора «Миксолаб» для определения реологических свойств пшеничного теста // Материалы II Международной студенческой научной конференции. 2018. С. 281-283.
5 Абуова А.Б., Байбарак; А. Современные технологии для определения физико-механических свойств растительного сырья // Инновации природообустройства и защиты окружающей среды: материалы I Национальной научно-практической конференции с международным участием. 2019. С. 453-458.
6 Кулеватова Т.Б., Андреева Л.В., Свистунов Ю.С. О качестве зерна озимой пшеницы // Хранение и переработка сельхозсырья. 2013. № 5. С. 44-47.
7 Кулеватова Т.Б., Андреева JI.B., Прянишников А.И., Злобина JI.H. и др. К методике тестирования качества озимой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 6. С. 25-28.
8 Dubat A. Le mixolab Profiler: un outil complet pour le controle qualite des bles et des farines // Industries des Cereales. 2009. № 161. P. 11-26.
9 Мударисов Ф.А., Садыгова М.К., Костин В.И. Оценка влияния агротехнических приёмов возделывания озимой пшеницы на качество муки на основании реологического профиля теста // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2018. № 2. С. 50-56.
10 Antanas S., Alexa Е., Negrea М., Guran Е. et al. Studies regarding rheological properties of triticale, wheat and rye flours // J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. 2013. V. 17. № 1. P.345-349.
11 Черных И.В., Лебедев A.B. Совершенствование контроля качества муки с использованием современных информационно-измерительных систем (СОКТРЕЙД) // Хлебопродукты. 2012. № 6. С. 41-43.
12Huen J., Börsmann J., Matullat I., Böhm L. et al. Pilot scale investigation of the relationship between baked good properties and wheat flour analytical values // European Food Research and Technology. 2018. V. 244. № 3. P. 481-490.
13 Chakraborty S.K., Tiwari A., Mishra A., Singh A. Rheological properties of refined wheat - millet flour based dough under thermo-mechanical stress // Journal of Food Science and Technology. 2015. V. 52. № 5. P. 3044-3050.
14Huen J., Börsmann J., Matullat I., Böhm L. et al. Wheat flour quality evaluation from the baker's perspective: comparative assessment of 18 analytical methods // European Food Research and Technology. 2018. V. 244. № 3. P. 535-545.
15 ГОСТ ISO 17718-2015. Зерно и мука из мягкой пшеницы. Определение реологических свойств теста в зависимости от условий замеса и повышения температуры. М.: Стандартинформ, 2015. 31 с.
References
1 Meleshkina E.P. About new approaches to the quality of wheat flour. Product Quality Control. 2016. no. 11. pp. 13-18. (in Russian).
2 Meleshkina E.P., Vitol I.S., Tulyakov D.G. Modern methods for evaluating flour. Confectionery and bakery. 2017. no. 7-8 (171). pp. 22-25. (in Russian).
3 Tulyakov D.G., Meleshkina E.P., Vitol I.S. Biochemical and rheological indicators in the evaluation of the baking properties of different types of flour. Bread products. 2017. no.6. pp. 30-34. (in Russian).
4 Zinoviev N.S. Using the Mixolab instrument to determine the rheological properties of wheat dough. Materials of the II International Student Scientific Conference. 2018. pp. 281-283. (in Russian).
5 Abuova AB, Baibara; A. Modern technologies for determining the physicomechanical properties of plant materials. Innovations in environmental management and environmental protection: materials of the 1st National Scientific and Practical Conference with international participation. 2019. pp. 453-458. (in Russian).
6 Kulevatova T.B., Andreeva L.V., Svistunov Yu.S. On the quality of grain of winter wheat // Storage and processing of agricultural raw materials. 2013. no. 5. pp. 44-47. (in Russian).
7 Kulevatova T.B., Andreeva L.V., Pryanishnikov A.I., Zlobina L.N. et al. To the methodology for testing the quality of winter wheat. Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2016. vol. 30. no. 6. pp. 25-28. (in Russian).
8 Dubat A. Le mixolab Profiler: un outil complet pour le controle qualite des bles et des farines. Industries des Cereales. 2009. no. 161. pp. 11-26.
9 Mudarisov F.A., Sadigova M.K., Kostin V.I. Evaluation of the influence of agrotechnical methods of winter wheat cultivation on the quality of flour based on the rheological profile of the test. Bulletin of the Michurinsk State Agrarian University. 2018. no. 2. pp. 50-56. (in Russian).
10 Antanas S., Alexa E., Negrea M., Guran E. et al. Studies regarding the rheologic properties of triticale, wheat and rye flours. J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. 2013.vol. 17. no. 1. pp. 345-349.
11 Chernykh I.V., Lebedev A.V. Improving the quality control of flour using modern information-measuring systems (SOK-TRADE). Bread products. 2012. no. 6. pp. 41-43. (in Russian).
12 Huen J., Börsmann J., Matullat I., Böhm L. et al. Pilot scale investigation of the relationship between baked good properties and wheat flour analytical values. European Food Research and Technology. 2018. vol. 244. no. 3. pp. 481-490.
13 Chakraborty S.K., Tiwari A., Mishra A., Singh A. Rheological properties of refined wheat - millet flour based dough under thermo-mechanical stress. Journal of Food Science and Technology. 2015. vol. 52. no. 5. pp. 3044-3050.
14 Huen J., Börsmann J., Matullat I., Böhm L. et al. Wheat flour quality evaluation from the baker's perspective: comparative assessment of 18 analytical methods. European Food Research and Technology. 2018. vol. 244. no. 3. pp. 535-545.
15 GOST ISO 17718-2015. Grain and flour from soft wheat. Determination of rheological properties of the test depending on the conditions of kneading and temperature increase. Moscow, Standartinform, 2015. 31 p. (in Russian).
Сведения об авторах Information about authors
Елена П. Мелешкина д.т.н., директор, ВНИИЗ - филиал Elena P. Meleshkina Dr. Sci. (Engin), director, VNIIZ - branch
ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, of the Federal Scientific Center for Food Systems named after
Дмитровское шоссе, 11, г. Москва, 127434, Россия, V. M. Gorbatova RAS, 11 Dmitrovskoe highway, Moscow,
[email protected] 127434, Russia, [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-1339-7150 https://orcid.org/0000-0003-1339-7150
Наталья С. Жильцова вед. инженер, аспирант, ВНИИЗ - Natalya S. Zhiltsova lead engineer, graduate student, VNIIZ -
филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, branch of the Federal Scientific Center for Food Systems named after
Дмитровское шоссе, 11, г. Москва, 127434, Россия, nata007- V. M. Gorbatova RAS, 11 Dmitrovskoe highway, Moscow, 127434,
08iS>mail.ra Russia nata007-08iS>mail.ra
https://orcid.org/0000-0002-3436-6049 https://orcid.org/0000-0002-3436-6049
Светлана Н. Коломиец к.с.-х.н., старший науч. сотр, ВНИИЗ - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Дмитровское шоссе, 11, г. Москва, 127434, Россия, [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-3130-2285 Ольга И. Бундина к.э.н., ведущий науч. сотр., ВНИИЗ - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Дмитровское шоссе, 11, г. Москва, 127434, Россия, [email protected] https://orcid.org/0000-0002-7821-6042
Вклад авторов Елена П. Мелешкина предложила методику проведения эксперимента, консультация в ходе исследования Наталья С. Жильцова провела эксперимент Светлана Н. Коломиец написала рукопись, корректировала её до подачи в редакцию и несёт ответственность за плагиат Ольга И. Бундина выполнила расчёты
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Svetlana N. Kolomiets Cand. Sci. (Agric.), senior researcher, VNIIZ - branch of the Federal Scientific Center for Food Systems named after V. M. Gorbatova RAS, 11 Dmitrovskoe highway, Moscow, 127434, Russia, [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-3130-2285 Olga I Bundina Cand. Sci. (Econ.), senior researcher, VNIIZ -branch of the Federal Scientific Center for Food Systems named after V. M. Gorbatova RAS, 11 Dmitrovskoe highway, Moscow, 127434, Russia, boi888iS>mail.ra https://orcid.org/0000-0002-7821-6042
Contribution
Elena P. Meleshkina proposed a scheme of the experiment,
consultation during the study
Natalya S. Zhiltsova conducted an experiment
Svetlana N. Kolomiets wrote the manuscript, correct it before
filing in editing and is responsible for plagiarism
Olga I. Bundina performed computations
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 25/07/2019 После редакции 02/08/2019 Принята в печать 12/08/2019
Received 25/07/2019 Accepted in revised 02/08/2019 Accepted 12/08/2019
