Наступний важливий етап перевірки якості зерна, визначення кількості та якості клейковини у пшениці. Клейковина – це комплекс білкових речовин зерна, здатних при набуханні у воді утворювати еластичну масу. Клейковина обумовлює газоутримуючу здатність тіста, створює його механічну основу та визначає структуру випеченого хліба. Вміст сирої клейковини в зерні пшениці коливається від 5 до 36%. Для проведення випробувань застосовують наступну апаратуру: Терези технічні 1 або 2 класів за ГОСТ 29329; млин лабораторний, що забезпечує крупність шроту, передбачену при виділенні наважок для аналізу; прилади для оцінки пружних властивостей клейковини (ІДК-1М, ІДК-2); сушильна шафа; сито із дротяної сітки №067; сито з капронової тканини №43; сито із шовкової тканини №38, або поліамідної тканини №41/43ПА за ГОСТ 4403; сулія з тубусом; термометр для вимірювання температури від 0 до 50 ° С за ГОСТ 28498; мірний циліндр місткістю 25 смІ; чашку Петрі та годинникове скло; прилад марки ВНДІХП-ВЧ; фарфорову ступку та чашку з кришкою; шпатель або маточка; таз місткістю щонайменше 2 дмі; густе шовкове або капронове сито; рушник.
Відбір проб та виділення наважок відбувається відповідно до вимог ГОСТ 13586.3. Виділену із середньої проби навішування зерна 50 г. Очищають від бур'янів, за винятком зіпсованих зерен пшениці і розмелюють на лабораторному млині так, щоб при просіванні через сито з дротяної сітки №067 залишок на ньому не перевищував 2%, а прохід через 2 тканини №43 або шовкової тканини №38, або поліамідної тканини №41/43 ПА за ГОСТ 4403 становив щонайменше 40%.Якщо залишок на ситі з дротяної сітки №067 складе більше 2% або прохід через сито з капронової тканини №43, або шовкової тканини №38, або поліамідної тканини №41/43 ПА складе менше 40%, то проводять додатковий розмелювання продуктів, що залишилися на ситах. Тривалість просіювання – не менше 1 хвилини при 110-120 рухах за хвилину.
Для очищення сит із капронової, шовкової або поліамідної тканини під час просіювання застосовують гумові кружки у кількості 4-5 шт. діаметром близько 1 см, завтовшки 0,3 см, які поміщають на сито.
При випробуванні зерна вологістю вище 18% необхідно навішування зерна перед розмолом підсушити до вологості не більше 18% при кімнатній температурі або термостаті (сушильній шафі) при температурі не вище 50°С. Визначення кількості сирої клейковини Розмелене зерно (шрот) ретельно перемішують і виділяють навішування 25 г або більше з таким розрахунком, щоб забезпечити вихід сирої клейковини не менше 4 г. Шрот поміщають у фарфорову ступку або чашку і заливають водою. Кількість води для замісу тіста в залежності від маси навішування має бути такою:
Таблиця 5. – Маса води щодо маси навішування
Кількість води, смі
Після цього маточкою або шпателем замішують тісто, поки воно не стане однорідним. Частки, що пристали до маточка або ступки, приєднують до шматка тіста і добре проминають тісто руками. Скатане в кульку тісто кладуть у ступку або чашку, закривають кришкою і залишають на 20 хв. Після цього починають відмивання клейковини під слабким струменем води над густим шовковим капроновим ситом.Спочатку відмивання ведуть обережно, щоб разом із крохмалем та оболонками не відривалися шматочки клейковини, а коли більша частина крохмалю та оболонок буде відмита, тоді починають мити енергійніше. Шматочки клейковини, що випадково відірвалися, ретельно збирають з сита і приєднують до загальної маси клейковини. За відсутності водопроводу допускається відмивати клейковину в тазі чи чашці. У таз наливають не менше 2 дм води, опускають тісто у воду і відмивають крохмаль і частинки оболонок, воду міняють, проціджуючи її через густе шовкове або капронове сито.
При визначенні клейковини в пшениці зниженої якості (ураженої клопом черепашкою, морозобійною, пророслою тощо) відмивання виробляють повільно та обережно, спочатку в тазу. Відмивання ведуть до тих пір, поки оболонки не будуть повністю відмиті і вода, що стікає при віджиманні клейковини, не буде майже прозорою (без каламуті). Клейковина, яка не відмивається, характеризується терміном «не відмивається». Для пшениці з незадовільною слабкою клейковиною допускається включення відруб'янистих частин. Відмиту клейковину віджимають між долонями, витираючи їх іноді сухим чистим рушником. При цьому клейковину кілька разів вивертають і знову віджимають між долонями, доки вона не починає трохи прилипати до рук. Віджату клейковину зважують, потім ще раз промивають 2-3 хв, знову віджимають і зважують. Якщо різниця між двома зважуваннями не перевищує 0,1 г, то відмивання клейковини вважають закінченою. Кількість сирої клейковини виражають у відсотках до навішування подрібненого зерна (шроту). При контрольних та арбітражних аналізах розбіжності у визначенні кількості сирої клейковини не повинні перевищувати 2%.При замісі тесту, відмиванні та визначенні якості клейковини застосовують недистильовану воду, температура якої повинна бути приблизно 18°С. Допускаються відхилення температури води у той чи інший бік на 2°С.
Після того, як визначили кількість клейковини, приступають до визначення якості сирої клейковини. Якість сирої клейковини характеризується пружними властивостями. Пружні властивості клейковини визначають на приладах, що мають метрологічні параметри відповідно до ГОСТ 13586.1-68. Для цього з остаточно відмитої та виваженої клейковини виділяють навішування 4 г, обминають її 3-4 рази пальцями, формують у кульку і поміщають на 15 хвилин у чашку або ступку з водою температурою 18°С, після чого приступають до визначення пружних властивостей. Якщо клейковина кришиться, являє собою після відмивання губчастоподібну масу, що легко рветься і не формується після обминання її 3-4 рази в кульку, то її відносять до 3 групи без визначення якості на приладі. Якщо клейковина незадовільно слабка, що пливе, але відмилася, то з неї слід виділити навішення масою 4 г і сформувати в кульку для визначення її якості на приладах ІДК-1М, ІДК-2. Роботу на приладах проводять відповідно до інструкції з експлуатації, що додається до кожного приладу. Для визначення якості сирої клейковини в центр столика приладу поміщають навішування клейковини і піддають впливу деформуючого навантаження вільно вантажу, що вільно опускається (пуансона). Після закінчення 30 з переміщення вантажу автоматично припиняється. Записавши показання приладу, вантаж повертають у вихідне положення. Випробувану клейковину знімають із столика приладу.
Визначення кількості сухої клейковини.Наважку сирої клейковини 4 г, після визначення її якості, поміщають, залежно від способу висушування, паперовий пакетик (пластинку з алюмінієвої фольги) або на годинникове скло (чашку Петрі), розподіляючи її тонким шаром рівномірно по всій площі.
При висушуванні клейковини на приладі ВНДІХП-ВЧ використовують пакетик, виготовлений із слабопроклеєного паперу типу ротаторного, газетного тощо. Квадратний лист паперу або пластинку з алюмінієвої фольги (довжина сторони 16 см) згинають по діагоналі у вигляді трикутника, загинаючи краю паперу приблизно на 1,5 см. чого переносять ексікатор. Охолоджують протягом 2 хв, потім зважують і знову поміщають ексикатор. Допускається тримати пакети в ексикаторі трохи більше 2 годин. Пакетик або платівку з наважкою з сирої клейковини поміщають в прилад при тій же температурі і висушують протягом 10 хв, після чого переносять в ексикатор, охолоджують протягом 2 хв, а потім зважують. Масу сухої клейковини визначають по різниці між масою пакетика (пластинки з алюмінієвої фольги) або скла (чашки Петрі) з висушеною клейковиною і масою порожнього пакетика зі скла. Маса сухої клейковини виражають у відсотках до навішення вихідного продукту.
Наважку для визначення сирої та сухої клейковини зважують з точністю до 0,1 г. Результати визначення вмісту сирої клейковини пшениці проставляють у документах про якість зерна (сертифікати та посвідчення) з точністю до 1,0%.Округлення результатів визначення кількості клейковини при внесенні їх у документи про якість роблять наступним чином: якщо цифра, яка йде за встановленою межею точності, дорівнює або більше 5, то попередню цифру збільшують на одиницю; якщо цифра менша за 5, то її відкидають.
Числові показники якості клейковини можуть бути різними від 18 до 28%, але якість зерна залежить від кількісних показників клейковини. Для наочності розглянемо приклад зразка зерна із клейковиною 23%. Такий показник говорить про належність зразка до 1 групи. За умови кількісних показників клейковини до 75 у. зразок відносять до 3 класу. Але якщо взяти той самий показник клейковини за якістю 23% з іншим кількісним показником 105 у.о., клас такої пшениці знижується до фуражної. Існує пряма залежність якості клейковини від кількості, тому експертизу зерна проводити за двома показниками обов'язково.
Таблиця 6. ? Групи якості клейковини
Показ приладу в умовних одиницях
Читайте та дізнаєтесь:
• чим національний стандарт на метод відмивання клейковини із зерна пшениці ГОСТ Р 54478-2011 відрізняється від стандарту 1968;
• як розподіляється вміст клейковини в зерні та пшеничній борошні за групами якості;
• у яких випадках якість та кількість клейковини в зерні визначають за допомогою системи МОК, а в яких – «Глютоматик»
Основними класоутворюючими показниками для зерна пшениці та пшеничного борошна в Росії є показники кількості та якості клейковини, тому вкрай важливо визначати їх об'єктивно та достовірно.У ВНДІЗ протягом усієї його історії проводилися дослідження з розробки та вдосконалення методів визначення цих показників. Створено добре опрацьовану систему оцінки, у тому числі з використанням вітчизняної приладової бази, рівень якої вищий за світовий. Опрацьованість методу відмивання клейковини обумовлена величезною різноманітністю в нашій країні природних умов, в яких вирощується пшениця, — близько 500 ґрунтово-кліматичних зон.
Від правильності визначення кількості та якості клейковини в зерні залежить якість борошна та хліба, які теж стандартизовані. У зв'язку з цим, розробляючи нові стандарти на методи визначення кількості та якості клейковини в зерні та борошні з пшениці, особливу увагу ТК 002 приділяв якомога більш точному опису операцій з відмивання клейковини, підвищення прецизійності цього методу. Допустиме раніше розбіжність за кількістю клейковини (2 %) та її якості (5 од. ИДК[1]) часом викликало суперечки між покупцями і постачальниками. Тому включення до методу відмивання клейковини із зерна пшениці механізованого способу та оновлення приладової бази покликані забезпечити точність визначення в умовах повторюваності: кількості клейковини – 1 % та якості клейковини – 1 од. ІДК.
З 01.01.2013 р. набрав чинності новий національний стандарт ГОСТ Р 54478-2011 «Зерно. Методи визначення кількості та якості клейковини в пшениці»[2]. Крім того, 01.07.2014 р. введено стандарт ГОСТ 27839-2013 «Борошно пшеничне. Методи визначення кількості та якості клейковини »[3], який має статус міждержавного. Обидва стандарти — на зерно і борошно — взаємопов'язані в методичному та приладовому оснащенні.Новий національний стандарт на метод відмивання клейковини із зерна пшениці відрізняється від ГОСТ 13586.1-68 «Зерно. Методи визначення кількості та якості клейковини в пшениці»[4] наступним:
- крім ручного способу до нього вперше включений спосіб механізований;
- докладно розписано процедуру відмивання клейковини вручну, уточнено час відмивання та віджиму;
- виключено ручний заміс тесту;
- рекомендується використовувати визначення кількості сухої клейковини контролю відмивання сирої клейковини;
- введено перелік сучасного лабораторного обладнання, що включає тістомісилку із вбудованим дозатором, пристрій типу ПФК, електронний вимірювач ІДК, сушильну піч типу ПСЛ тощо;
- встановлено норми розбіжностей, що допускаються, за кількістю клейковини в умовах відтворюваності — 2 %; в умовах повторюваності – 1%.
- Діапазони якості сирої клейковини вказані з точністю до 1 од. ІДК (прилад ІДК повинен мати точність + 0,5 од. ІДК) (табл. 1, 2);
- запроваджено новий метод формування клейковини на пристрої типу УФК (ПФК);
- в ГОСТ Р 54478-2011 вперше дано визначення понять «клопиний режим», «клейковина невідмивна» («незадовільна слабка, яку неможливо сформувати у зв'язкову масу»), «клейковина дефектна» («клейковина з дефектного зерна — морозобійного, пророслого» (штучною або природною), самозігріванням або недозрілого, сильно крихітна, губчастоподібна, незв'язна, що являє собою роздроблену масу ») та ін;
- введено нову градацію за якістю як клейковини зерна (табл. 1), так і пшеничного борошна (табл. 2) — замість 5-ти утворено 7 груп.
Для відмивання клейковини і в зерні, і в борошні ВНИИЗ рекомендує застосовувати систему МОК, що складається з млина ЛМЦ, тістомісарки ЕТК-1М, пристрої для відмивання клейковини МОК-1М, пристосування для формування ПФК і вимірювального приладу ІДК-3М, яка у тестовому порівнянні з системою «Глютоматик»: наприкінці 80-х років. в університеті Північної Дакоти в США та в середині 90-х рр. в Австрії під егідою ICC.
Методика, заснована на використанні системи «Глютоматик», показувала значно більший вміст клейковини: по зерну вище на 2,5–10 %, борошну — на 8,6–10 %. При цьому помилка не була стабільною — зі збільшенням вмісту клейковини різниця зростала від двох до п'яти та більше разів (табл. 3). Причина в тому, що в системі «Глютоматик» клейковина з наростанням маси найважче відмивається від крохмалю та інших речовин (рис. 1).
Оскільки система «Глютоматик» відмивала зерно гірше, ніж борошно (у тесті зі змеленого зерна крім крохмалю міститься велика кількість висівок), дані про якість клейковини в зерні, отримані із застосуванням систем МОК та «Глютоматик», відрізнялися ще суттєвіше — на 2,5 -53 од. ІДК (за мукою – на 1,2-41 од. ІДК) (рис. 2). МОК однаково добре відмиває клейковину і зі зерна, і з борошна.
Дослідження показали, що додаткова проблема виникає при відмиванні клейковини системою «Глютоматик» із зерна, пошкодженого клопом-черепашкою.
Резюме
При дослідженнях показників якості та кількості клейковини в зерні та борошні відповідно до вимог стандарту ГОСТ Р 54478-2011 встановлено тенденцію — результати вимірювань при відмиванні клейковини за допомогою системи «Глютоматик» вказують на зерно з більш слабкою клейковиною, ніж досліджуване.Відмінності посилюються із збільшенням значення показника. Тому при визначенні кількості та якості клейковини у зерні та борошні ВНДІЗ рекомендує використовувати метод відмивання системи «Глютоматик» лише у разі постачання зерна за кордон, коли цього вимагає замовник. На внутрішньому ринку цей спосіб не дозволить повною мірою оцінити якості російської пшениці. Незалежно від марки пристрій для відмивання клейковини МОК повинен давати такі самі результати, як і при проведенні процедури вручну.
Є.П. Мелешкіна, голова МТК 002, керівник випробувального центру, директор ФДБНУ «ВНДІЗ», д-р техн. наук
Статтю опубліковано в журналі:
Контроль за якістю продукції. – 2016. – №11. – С. 26-29.
[1] ІДК (вимірник деформації клейковини) вимірюється на приладах ІДК-1 або ІДК-4. Впливає пружність (пористість) хліба.
[2] ГОСТ Р 54478-2011 «Зерно. Методи визначення кількості та якості клейковини у пшениці» затверджено Наказом Росстандарту від 21.10.2011 р. № 477-ст.
[3] ГОСТ 27839-2013 «Борошно пшеничне. Методи визначення кількості та якості клейковини» введено в дію Наказом Росстандарту від 28.06.2013 р. № 294-ст.
[4] Документ втратив чинність на території РФ з 01.01.2013 р. у зв'язку із введенням в дію ГОСТ Р 54478-2011.
Клейковина, або глютен, – складна білкова речовина, яка не розчиняється у воді. Крім пшениці, воно міститься в ячмені, вівсі, житі та всіх продуктах, одержуваних з цих злакових. Рівень клейковини – один із найважливіших показників якості зернової культури, оскільки від нього залежать властивості борошна.
Що таке клейковина пшениці
Глютен (від латинського gluten — «клей») — група подібних до будови та властивості білків, які містяться у зернівках злакових рослин. У науковому середовищі під цим терміном переважно розуміють білки проламіни і глютеліни. Їх вміст становить до 85% загального білкового складу. Речовина забарвлена в жовтуватий або жовтувато-сірий колір.
Довідка. Клейковину вперше було виявлено ще 1728 року італійським мислителем і публіцистом, хіміком Бартоломео Якопо Беккарі.
Клейковина розташовується як сухих частинок в ендоспермі злаків між крохмальними зернами. Під час замочування та замішування тіста частинки глютену набухають і злипаються, утворюючи певну фазу білка, яка, немов сітка, охоплює зерна крохмалю. В результаті виходить тісто зв'язне — пружне, компактне, м'яке.
Під час бродіння дріжджів маса розпушується, але не руйнується саме завдяки пружності набряклої клейковини. Пориста структура, що вийшла після того, як маса піддасться впливу високих температур, закріплюється.
Яке значення має цей показник
Клейковина – необхідний елемент у харчуванні людини. Вона покращує травлення, пов'язуючи поживні та мінеральні речовини.
Чим вище показник глютену в муці, тим кращими хлібопекарськими якостями вона має. Фізичні властивості випічки та тіста безпосередньо залежать від якості та кількості клейковини у борошні.
ІДК клейковини пшениці
ІДК – це вимірювач деформації клейковини. Від нього залежить якість виробів, що готуються з борошна.
Апарат ІДК вимірює індекс деформування глютену: видаляються крохмальні зерна та інші водорозчинні елементи для отримання сирої маси речовини, масова частка якої становить приблизно 98%.
Від чого залежить рівень
Відсоток вмісту глютену в пшеничному зерні визначається кількома факторами, які об'єднують у 3 групи:
- генетичні, чи сортові;
- екологічні – залежать від умов культивації рослин;
- зовнішні, або екзогенні, – залежать від збирання та обробки зерна.
Показник за класами пшениці
Перші 3 класи пшениці мають найкращі значення рівня клейковини.. Їх використовують у борошномельній та хлібопекарській промисловості, об'єднуючи в групу А. Вміст глютену коливається в межах 28–58%.
До групи Б входять 4 та 5 класи, які йдуть на приготування круп та макаронних виробів. Показники глютена в них нижче і становлять близько 25%, тому борошно з таких сортів змішують з борошном, багатшим на клейковину.
Шостий клас відноситься до фуражного типу і містить мінімальну кількість глютену – менше 20%.
Суха клейковина
На харчових фабриках та виробництві хлібобулочних виробів суха клейковина використовується для підвищення якості борошна. Із неї готують макаронні та кондитерські вироби, заморожені напівфабрикати, хліб, випічку.
Важливо! Найбільша кількість глютену міститься в пшениці та продуктах, що виробляються з пшеничного борошна.
Крім цього, суху клейковину додають у м'ясну продукцію для покращення схоплювання фаршу.
Як визначається кількість та якість клейковини
Визначення якості глютену в зерні проводять за допомогою його опору стиску та розтягуванню. Він не повинен бути надмірно м'яким або надто ламким.
Показники пружності зафіксовані у ГОСТі. Сутність методу полягає у виділенні сирої клейковини з тіста, одержуваного шляхом замішування розмеленого зерна та води.
Послідовність дій
Отриманий продукт замочують у воді для позбавлення від крохмалю та отримання липкої маси. Для цього з єдиного шматка виділяють кульку масою 4 г і поміщають у воду температурою +16 … +20 ° C на 15 хвилин. В результаті всередині утворюються міжмолекулярні зв'язки та видаляються водорозчинні речовини, включаючи висівки та крохмаль.
Отриману кульку занурюють на платформу апарату під спеціальний прес. Пресування відбувається протягом певного часу в залежності від апарата, що використовується, після чого відображається отриманий результат.
Аналіз результату
Найкращими показниками вважаються 45–75 та 80–100 одиниць – це перша та друга групи ІДК. Третя – 105–120 одиниць – незадовільно-слабкі показники.
Існує 2 незадовільні позагрупові результати — від 0 до 15 одиниць і від 20 до 40 одиниць. Така клейковина має темне забарвлення, що утворюється при порушенні технологій вирощування та зберігання зерна.
Норми змісту
У кожного сорту борошна існують певні норми вмісту сирого глютену, встановлені ГОСТом.
У шпалерному борошні має бути близько 20% речовини, у борошні другого сорту – 25%. Першосортне борошно і крупчатка містять у середньому 30% глютена, борошно вищого гатунку – 28%.
Як впливає якість продукції
Оптимальним для хлібобулочних виробів вважається показник 53-77 одиниць ІДК. Вироби, що виходять з такого борошна, мають правильну структуру, хороші об'єм і смак.
Борошно з малою кількістю клейковини не дає необхідного об'єму та еластичності тесту. В результаті вироби виходять плоскі, розпливчасті, пористості майже немає. Однак це не робить її марною: таке борошно застосовують у приготуванні кондитерських виробів.
Вироби з борошна з міцною клейковиною мають грубу пористість, кришаться, не мають об'єму. Такий продукт використовують у виробництві баранкових виробів, за рахунок чого вони виходять ламкими і щільними, добре кришаться, мають пористість.
Співвідношення з білком
Показники масової частки сирої клейковини та білка взаємопов'язані. Чим вище вміст білка в пшеничних зернівках, тим більше міститься сухих частинок, які при контакті з водою утворюватимуть між собою певні амінокислотні та міжмолекулярні зв'язки.
Довідка. Таке співвідношення безпосередньо залежить від погодних умов року, за яких зростає пшениця. Найбільш високий зв'язок між показниками фіксується у ранньостиглих та середньоранніх сортів. У середньопізніх зв'язок дещо нижчий.
Однак важлива не лише кількість, а й якість клейковини, яка залежить від факторів зростання пшениці, особливостей сорту, подальшого збирання та обробки зерна хімічними та термічними методами.
Висновок
Клейковина – найважливіший фактор хлібопекарської якості пшеничного борошна. Тому зусилля селекціонерів багато років були спрямовані на вивчення властивостей глютена, факторів його утворення та отримання сортів із високим вмістом речовини. Воно визначає властивості майбутнього тесту та виробничу спрямованість борошна. Від її складу та якості залежить структура хлібобулочних та макаронних виробів.