CC BY
9
УДК 633.11 664.641 DOI 10.24412/2311-6447-2024-2-118-125
Влияние улучшителя зерна на выход и качество пшеничной муки (производственный опыт)
The effect of the grain improver on the yield and quality of wheat flour (production experience)
Доцент А.А. Хлопов (ORCID 0009-0003-3774-4329) Вятский государственный агротехнологический университет, кафедра общего земледелия и растениеводства, akhlopov@yandex. ru
Associate Professor A.A. Khlopov (ORCHID 0009-0003-3774-4329)
Vyatka State Agrotechnological University, chair of General Agriculture and Plant Growing, [email protected]
Аннотация. На практике мельник вынужден балансировать между ценой и качеством зерна для производства муки так, чтобы качество муки соответствовало требованиям нормативно-технической документации. Внесение улучшителя зерна после первого увлажнения перед отволаживанием позволило получить муку в соответствии с требованиями ГОСТ. Для эксперимента была сформирована помольная партия зерна, состоящая из 4 партий зерна пшеницы различного качества. Часть этого зерна была переработана без улучшителя зерна, а другая часть - с улучшителем. Никакие настройки в работе мельницы не меняли. Обе части помольной партии зерна были произведены в одинаковых режимах. В ходе проведения эксперимента было установлено, что помол пшеницы с улучшителем зерна дал увеличение общего выхода муки на 0,7 %. При этом выход муки высшего сорта увеличился на 5 % за счет снижения выхода муки первого сорта. Это дало дополнительные преимущества предприятию. У муки как высшего, так и первого сорта возросло содержанием клейковины на 0,8 и 0,9 % соответственно. Тесто, приготовленное из муки с применением улучшителя зерна, замесилось быстрее, было более эластичным и менее липким по сравнению с тестом из контрольной муки. Глютеновое окно теста, приготовленного из муки с применением улучшителя зерна, было более гладким, лучше растягивалось. Хлеб из муки, полученной с применением улучшителя зерна отличался более развитой и пористостью, большим объемом по сравнению с изделиями из контрольной муки.
Abstract. In practice, the miller is forced to balance between the price and the quality of grain for flour production so that the quality of flour meets the requirements of normative and technical documentation and its cost. The introduction of a grain improver after the first moistening before cooling made it possible to obtain flour in accordance with GOST requirements. For the experiment, a grain grinding batch was formed, consisting of 4 batches of wheat grains of different quality. Part of this grain was processed without a grain improver, and the other part was processed with a grain improver. There are no settings in the operation of the mill. Both parts of the grain milling batch were produced in the same modes. During the experiment, it was found that grinding wheat with a grain improver increased the total flour yield by 0,7 %. At the same time, the yield of premium flour increased by 5 % due to a decrease in the yield of first-grade flour. This gave additional advantages to the enterprise. The gluten content of both premium and first grade flour increased by 0,8 and 0,9 %, respectively. The dough made from flour using a grain improver was kneaded earlier, was more elastic and less sticky compared to the dough made from con-trol flour. The gluten window of the dough made from flour using a grain improver was smoother and stretched better. Bread made from flour obtained with the use of a grain improver was more developed and porous, with a larger volume compared to products made from control flour.
Ключевые слова: размол зерна, подготовка зерна к помолу, яровая мягкая пшеница, улучшитель зерна, выход муки, качество муки, лабораторная выпечка
Keywords: grain grinding, grain preparation for grinding, spring soft wheat, grain improver, flour yield, flour quality, laboratory baking
© А.А. Хлопов, 2024
Одним из основных направлений производства растениеводческой продукции в нашей стране является выращивание зерновых культур. При этом отмечается тенденция ежегодного повышения его производства [1, 2]. Ослабление рубля сделало выгодным экспорт зерна и спровоцировало рост его стоимости внутри страны [3]. В такой ситуации отмечается опасная тенденция снижения качества остающегося в стране зерна.
Мельничное производство, как и любой другой бизнес, имеет целью извлечение прибыли. Экономия ресурсов на каждом этапе производства позволяет в итоге получить экономический эффект и элементарно заработать. Качество муки ограничивается НТД, а её стоимость регулируется государством как стратегическое сырье. В сложившихся условиях производство муки из зерна пшеницы 3-го класса является экономически нецелесообразным, а из зерна 4-го класса не удается достичь желаемого качества муки обычными методами.
Мукомолы балансируют на грани и составляют помольные партии таким образом, чтобы максимально удешевить сырье и при этом выдать муку по требованиям ГОСТ. Нередки случаи, когда качество муки, выпущенной в рамках требований НТД, страдает по таким показателям, как водопоглотительная способность, устойчивость теста к замесу, упругость и растяжимость теста и их соотношением, способность давать ароматный хлеб большого объема с хорошей структурой мякиша [4].
Улучшить качество муки на мельнице можно несколькими способами. Наиболее часто качество муки повышают тем, что берут более качественное и соответственно дорогое зерно. Это не всегда экономически оправдано. При традиционном способе получения муки зерно перед размолом увлажняют. Более влажное зерно обеспечивает повышение белизны муки, снижение её зольности за счет лучшего отделения оболочек. Увеличение влажности зерна повышает количественный выход муки и её качество. Повышать влажность зерна можно лишь до такого уровня, чтобы влажность муки не превышала 15 % [5].
На мельничном производстве применяют корректоры муки, которые позволяют сдвинуть качество клейковины в сторону ослабления или укрепления, повысить её газо- и сахарообразующую способности, а также повлиять на иные комплексы химических веществ муки [6, 7]. Корректоры муки увеличивают добавленную стоимость продукции.
В арсенале мельника имеются технические способы увеличения качества муки. Так, например, для увеличения белизны и выхода муки увеличивают степень измельчения продуктов помола [8]. Для этого максимально загружается вымольное оборудование, которое домалывает остатки эндосперма с внутренних поверхностей оболочек зерна. Такая мука отличается высоким содержанием разрушенных крахмальных зерен. Это ведет к снижению водопоглотительной способности муки, ухудшает качество клейковины, увеличивает степень атакуемости крахмальных зерен и, как следствие, повышает её амилолитическую активность [9, 10, 11].
Снизить степень измельчения крахмальных зерен и их атакуемость можно, увеличивая зазоры между валами на первых системах при размоле зерна. Это позволяет извлекать на начальном этапе производства максимальное количество муки. При такой работе должны быть предусмотрены изменения в настройке ситовеечных процессов, изменения потоков муки и иные стандартные для мельницы настройки.
Мука с более крупным гранулометрическим составом отличается высокими технологическими и хлебопекарными свойствами. Так, например, было доказано, что наилучшими хлебопекарными свойствами отличается мука с размером частиц от 60 до 120 мкм в количестве не менее 60 % [12].
Есть и еще один способ улучшения качества муки на мельнице - это использование улучшителей зерна, которые работают на стадии отволаживания зерна. Они способствуют ослаблению связей между алейроновым слоем зерновки и оболочками. При помоле зерна, подготовленного с применением улучшителей зерна, его оболочки
легче отделяются от эндосперма, меньше попадают в муку, а эндосперм легче крошится. Белизна муки и атакуемость крахмала увеличиваются. При этом электрические двигатели мельниц работают с меньшей нагрузкой, а валы не перегружаются. Для сортирования продуктов размола лучше использовать более редкие мучные и кру-почные сита [13, 14].
Цель исследований - изучить влияние улучшителя зерна на выход и качество муки пшеничной высшего и первого сортов. В задачи входит:
- определить выход муки высшего и первого сортов;
- изучить показатели качества муки инструментальными методами;
- проверить качество муки путем проведения пробной лабораторной выпечки. Материалом исследований являлась мука, полученная из зерна мягкой яровой
пшеницы 4 партий (табл. 1), из которых была сформирована помольная партия зерна и улучшитель зерна DonEnzyme 1. Помольная партия зерна составлялась на несколько суток работы мельницы. При этом половина помольной партии была переработана без улучшителя зерна (контроль), а вторая - с улучшителем зерна DonEnzyme 1 (вариант).
Таблица 1
Показатели качества зерна в помольной партии_
Показатели Партия
1 2 3 4
Натура, г/л 809 770 894 805
Влажность, % 13,1 11,8 12,9 11,6
Число падения, с 450 430 406 350
Количество клейковины, % 26,2 24,2 19,6 25,0
Качество клейковины, ИДК 72 74 76 89
Сорная примесь, % 0,2 0,4 0,4 1,4
Зерновая примесь, % 4,16 4,70 2,10 4,10
Стекловидность, % 37 25 27 46
Класс зерна 3 3 4 3
Количество зерна в помольной партии, % 25 25 25 25
Технология подготовки зерна на мельнице следующая:
- очистка (сепарирование) зерна и отделение камней;
- составление помольной партии;
- увлажнение зерна до влажности 15,7 %, температура воды +40 °С;
- отволаживание зерна 9 ч;
- обработка зерна на обоечных машинах и вторичное увлажнение зерна. Температура воды +40 °С, влажность зерна после обработки - 16,5 %, отволаживание зерна - 3 ч;
- повторная обработка зерна на обоечной и увлажнительной машинах с двойным воздушным сепарированием. Температура воды +40 °С, влажность зерна после обработки - 16,3 %, отволаживание зерна - 0,5 ч.
Помол зерна двухсортный с обогащением. При подготовке экспериментальной помольной партии зерна на первом этапе увлажнения был введен улучшитель зерна DonEnzyme 1 в дозировке 200 г/т с помощью микродозатора. То есть в увлажненное зерно добавили (насыпали) сухой порошок и перемешали.
В ходе помола контрольной партии зерна были проведены стандартные незначительные подстройки зазоров вальцовых станков и параметры работы ситовеечных машин, ориентированные на конкретную помольную партию зерна. В ходе проведения эксперимента настройки оборудования не меняли. Определение качества муки проводили стандартными методами в лаборатории мельницы.
Лабораторную выпечку проводили в лаборатории хлебопекарных и кондитерских производств Вятского ГАТУ. Из муки высшего сорта (контрольного и экспериментального помолов), соли, прессованных дрожжей и воды были изготовлены булочные изделия в виде батонов. Образцы муки были заранее обезличены, сотрудники лаборатории не знали, где контрольная мука, а где - с улучшителем зерна.
Технология приготовления теста ускоренная. В ходе проведения лабораторной выпечки замес осуществляли на двухскоростном тестомесе. Продолжительность замеса на медленной скорости 3 мин, продолжительность замеса на быстрой скорости регулировалась по глютеновому окну до достижения одинаковой консистенции. Масса тестовых заготовок 410 г. После выпечки у готовых изделий стандартными методами были определены органолептические и основные физико-химические показатели качества.
В ходе первых суток работы общий выход муки составил 76 % (табл. 2). На следующие сутки мельница работала с добавлением улучшителя зерна. Выход муки с применением улучшителя зерна увеличился на 0,7 % и составил 76,7 %.
Таблица 2
Выход муки, %__
Мука Контроль (без улучшителя) Эксперимент (с улучшителем) Отклонение от контроля
% п.п.
Высший сорт 44,0 49,0 +5,0 111,4
Первый сорт 32,0 27,7 -4,3 86,6
Общий выход 76,0 76,7 +0,7 100,9
Из данных, представленных в табл. 2 следует, что выход муки увеличился на 0,7 %. При этом выход муки высшего сорта увеличился 5 %, что составляет 111,4 п.п. Качество муки в экспериментальном помоле отражено в табл. 3.
Таблица 3
Показатели качества муки__
Показатели Требования ГОСТ 26574-2017 Контроль (без улучшителя) Эксперимент (с улучшителем)
ВС 1С ВС 1С ВС 1С
Количество сырой клейковины, % 28 30 28,2 30,1 29,0 31,0
Качество сырой клейковины, ед. ИДК 45-90 45-90 64 85 68 84
Число падения, с 200 180 450 417 450 407
Белизна, уел. ед. 54 36 55 36 57 37
В результате исследования качества муки выяснилось, что количество сырой клейковины в экспериментальном помоле повысилось на 0,8 % у муки высшего сорта,
а у первого сорта - на 0,9 %. Качество муки высшего сорта изменилось с 64 до 68 ед. ИДК. Следовательно, клейковина стала более растяжимой, но не слабой. Число падения и белизна муки практически не изменились.
Изучение качества муки методом лабораторной выпечки показало, что водопо-глотительная способность муки обоих образцов была одинаковая. То есть в ходе замеса муки оба образца поглотили одинаковое количество воды, а тесто не отличалось по консистенции (рис.1, 2).
Рис. 1. Глютеновое окно тест из контрольной муки
Рис. 2. Глютеновое окно теста из муки, полученной с применением улучшителя зерна
После окончания 15 мин отдыха тесто стало отличаться по консистенции. Одно тесто имело лучшую растяжимость, не прилипало к столу, рукам и полиэтиленовой пленке, которой было укрыто, а второе было более грубое, рвалось при растягивании и прилипало к столу, рукам и полиэтиленовой пленке (рис. 3, 4).
Рис. 3. Тесто после отдъха. Слева тесто из муки, полученной с применением улучшителя зерна, справа - из контрольной муки
Рис. 4. Растяжение теста. Слева тесто из контрольной муки, справа - из муки, полученной с применением улучшителя зерна
Готовые изделия из разных образцов муки имели похожую форму и состояние поверхности. Мякиш изделий был пропеченный, без различий по вкусу и запаху между образцами. Изделия отличались только по размерам и развитости пористости. Изделия из муки, полученной с применением улучшителя зерна, имели более развитую пористость (рис. 5, 6).
Рис. 5. Готовые изделия. Слева изделия из муки, полученной с применением улучшителя зерна, справа - из контрольной муки
Рис. 6. Срезы готовых изделий. Слева изделия из муки, полученной с применением улучши-теля зерна, справа - из контрольной муки
Результаты определения физико-химических показателей качества выпеченных изделий представлены в табл.4.
Таблица 4
Физико-химические показатели качества готовых изделий
Показатели качества Требования ГОСТ 27844-88 Контроль (без улучшителя) Эксперимент (с улучшителем)
Кислотность мякиша, град Не более 3,0 2,2 2,2
Влажность мякиша, % Не более 42,0 41,3 41,3
Пористость мякиша, % Не менее 73 79 85
Данные, представленные в табл. 4, свидетельствуют о том, что изделия из муки, полученной с применением улучшителя зерна, имеют большую пористость по сравнению с контрольными образцами. Следовательно, применение улучшителя повлияло не только на увеличение муки высшего сорта, но и улучшило её качество.
Таким образом, применение улучшителя зерна DonEnzyme 1 увеличило общий выход муки на 0,7 %, выход муки высшего сорта увеличился на 5 % за счет снижения выхода муки первого сорта. Количество сырой клейковины в муке с применением улучшителя зерна увеличилось на 0,8 % у муки высшего сорта и на 0,9 % - у первого
сорта. Хлеб из муки, полученной с улучшителем зерна, отличался более развитой и пористостью, большим объемом по сравнению с изделиями из контрольной муки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хмелева, Е. В. и др. Технологический потенциал новых сортов пшеницы орловской селекции / Е.В. Хмелева. - Текст: непосредственный //Зернобобовые и крупяные культуры. - 2023. - №. 4 (48). - С. 110-122.
2. Щеглов, Е.В. Зерновые элеваторы России: текущая ситуация и тенденции / Е.В. Щеглов, С.В. Никитенко, И.А. Рабенко. - Текст: непосредственный // Агро-форум. - 2023. - №. 2. - С. 30-33.
3. Смирнов, В.В. Аспекты регулирования развития производства зерна и выхода на внешние рынки / В.В. Смирнов, К.Н. Шамрова, А.В. Толмачев. - Текст: непосредственный / / Научный журнал КубГАУ. - 2016. - № 116. - С. 73-81.
4. Кириллова, Е.С. Технологическая и питательная ценность сортов мягкой яровой пшеницы селекции ТАТНИИСХ ФИЦ КАЗНЦ РАН / Е.С. Кириллова, С.Н Пономарев. - Текст: непосредственный // VII International scientific conference "genetics, ge-nomics, bioinformatics and plant biotechnology". - Kazan. - 2023. - С 146-154.
5. Сарболаев, Ф.Н. Исследование влияния на белизну и зольность муки изменением влажности зерна перед i-дранной системы / Ф.Н. Сарболаев [и др.]. // Universum: технические науки. - 2023. - №. 4 (109). - С. 57-60.
6. Маркова, М. Наука улучшения хлеба / М. Маркова. - Текст: непосредственный // Хлебопродукты. - 2018. - № 8. - С. 12-13.
7. Горелов, А.С. Фальсификационные нарушения в производстве пищевых продуктов /А.С. Горелов. - Текст: непосредственный // 59-я науч.-практич. конф. -2023. - С. 255-258.
8. Равшанов, С.С. Влияние размера частиц муки, мелких и механически поврежденных зерен крахмала на функциональные свойства муки пшеничной хлебопекарной / С.С. Равшанов, Д.Д. Мирзаев. - Текст: непосредственный //Universum: технические науки. - 2023. - №. 1-3 (106). - С. 42-46.
9. Петриченко, В.Е. Брак и потери выходов мучных изделий / В.Е. Петриченко, О. Чубарова, Д. Сухов. // Хлебопродукты. - 2023. - № 3. - С. 44-51.
10. Русляков, В.А. Влияние поврежденности крахмальных гранул и бактериальной альфа-амилазы на хлебопекарные показатели муки / В.А. Русляков. - Текст: непосредственный / / Актуальные исследования. - С. 39-44.
11. Кузьмина, С.С., Эффективность применения дезинтеграторав мукомольном производстве / С.С. Кузьмина, Л.А. Козубаева, Е.Ю. Егорова. - Текст: непосредственный //Ползуновский вестник. - 2022. - №. 3. - с. 43-49.
12. Панкратов, Г.Н. Гранулометрический состав продуктов размола / Г.Н. Панкратов. - Текст: непосредственный / / Хлебопродукты. - 2015. - № 5. - С. 46-498.
13. Орлов, А.Е. Много проблем - одно решение / А.Е. Орлов, В.В. Петриченко. - Текст: непосредственный / / Хлебопродукты. - 2019. - №. 3. - С. 37-39.
14. Петриченко, В.В., Вся правда о свежести / В.В. Петриченко, С.А. Путилина, B. Strubbe. - Текст: непосредственный / / Хлебопродукты. - 2021. - Т. 1. - С. 22-25.
REFERENCES
1. Hmeleva E. V. i dr. Tekhnologicheskij potencial novyh sortov pshenicy orlovskoj se-lekcii //Zernobobovye i krupyanye kul'tury. - 2023. - №. 4 (48). - S. 110-122.
2. Shcheglov E. V., Nikitenko S. V., Rabenko I. A. Zernovye elevatory Rossii: tekush-chaya si-tuaciya i tendencii //AgroForum. - 2023. - №. 2. - S. 30-33.
3. Smirnov V. V., Aspekty regulirovaniya razvitiya proizvodstva zerna i vyhoda na vneshnie rynki / V.V. Smirnov, K.N. Shamrova, A.V. Tolmachev // Nauchnyj zhurnal KubGAU. 2016. №116.
4. Kirillova E.S., Ponomarev S.N. Tekhnologicheskaya i pitatel'naya cennost' sortov myag-koj yarovoj pshenicy selekcii TATNIISH FIC KAZNC RAN / VII International scientific conference \"genetics, genomics, bioinformatics and plant biotechnology". Kazan, 10-15 iyulya 2023 goda. - S 146-154.
5. Sarbolaev F. N. i dr. Issledovanie vliyaniya na beliznu i zol'nost' muki izmeneniem vlazhnosti zerna pered i-drannoj sistemy //Universum: tekhnicheskie nauki. - 2023. -№. 4 (109). - S. 57-60.
6. Markova M. 1-ya konferenciya actualit Rossiya - «Nauka uluchsheniya hleba» / Hlebopro-dukty. - 2018. - №8. - S. 12-13.
7. Gorelov A. S. Fal'sifikacionnye narusheniya v proizvodstve pishchevyh produktov // 59 Nauchno-prakticheskaya konferenciya professorsko-prepodavatel'skogo sostava TulGU s vserossijskim uchastiem. - 2023. - S. 255-258.
8. Ravshanov S. S., Mirzaev D. D. Vliyanie razmera chastic muki, melkih i mek-hanicheski povrezhdennyh zeren krahmala na funkcional'nye svojstva muki pshenichnoj hlebopekarnoj //Universum: tekhnicheskie nauki. - 2023. - №. 1-3 (106). - S. 42-46.
9. Petrichenko V. E. Brak i poteri vyhodov muchnyh izdelij / V.E. Petrichenko, O. Chubarova, D. Suhov //Hleboprodukty. 2023. №3. S.: 44-51.
10. Ruslyakov V. A. Vliyanie povrezhdennosti krahmal'nyh granul i bakterial'noj al'fa-amilazy na hlebopekarnye pokazateli muki // Aktual'nye issledovaniya. - S. 39-44.
11. Kuz'mina S. S., Kozubaeva L. A., Egorova E. Yu. Effektivnost' primeneniya dezintegratorav mukomol'nom proizvodstve //Polzunovskij vestnik. - 2022. - №. 3. - S. 43-49.
12. Pankratov G.N. Granulometricheskij sostav produktov razmola // Hleboprodukty. - 2015. - № 5. - S. 46-498.
13. Orlov A.E., Petrichenko V. V. Mnogo problem-odno reshenie //Hleboprodukty. - 2019. - №. 3. - S. 37-39.
14. Petrichenko V. V., Putilina S. A., Strubbe B. Vsya pravda o svezhesti //Hleboprodukty. - 2021. - T. 1. - S. 22-25.
