Факторы влияющие на количество и качество клейковины кратко

Обновлено: 04.07.2024

Методы определения количества и качества клейковины

Wheat flour. Methods of determination quantity and quality of gluten

Дата введения 2014-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением Всероссийским научно-исследовательским институтом зерна и продуктов его переработки Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (ТК 002)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 07 июня 2013 г. N 43)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Казахстан

(Поправка*. ИУС N 3-2016), (Поправка. ИУС N 6-2019), (Поправка. ИУС N 12-2021).

* См. ярлык "Примечания".

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июня 2013 г. N 294-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 27839-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 июля 2014.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и правок в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются в информационной системе общего пользования - на информационном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2016 год; поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2019 год с учетом уточнения, опубликованного в ИУС 11-2019; поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2021 год

Поправки внесены изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на пшеничную муку и устанавливает методы определения количества клейковины путем отмывания ее из теста с помощью механизированных средств или вручную и качества клейковины путем измерения ее упруго-эластичных свойств с помощью приборов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 4151-72 Вода питьевая. Метод определения общей жесткости

ГОСТ 4403-91 Ткани для сит из шелковых и синтетических нитей. Общие технические условия

ГОСТ ИСО 5725-6-2003* Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 17133-83 Пластины резиновые для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 27560-87 Мука. Метод определения крупности

ГОСТ 31463-2012 Мука из твердой пшеницы для макаронных изделий. Технические условия

ГОСТ 31491-2012 Мука из мягкой пшеницы для макаронных изделий. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальный стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 клейковина муки: Комплекс белковых веществ муки, способных при набухании в воде образовывать связную эластичную массу.

3.2 количество клейковины (количество сырой клейковины) в муке: Отношение массы отмытой сырой клейковины к массе навески муки, выраженное в процентах.

3.3 качество клейковины: Характеристика, определяемая совокупностью реологических свойств (растяжимости, упругости, эластичности), которые обуславливают величину деформации сжатия клейковины, сформованной в виде шарика массой 4 г, выражаемая в условных единицах прибора типа ИДК - ед. ИДК - и классифицируемая по группам.

3.4 клейковина крошащаяся: Клейковина очень крепкая, сильно крошащаяся, губчатообразная, несвязная, представляющая собой раздробленную массу, качество которой невозможно определить на приборе ИДК.

3.5 клейковина неотмывающаяся: Клейковина очень слабая, которую невозможно сформировать в связную массу, чтобы определить ее качество на приборе типа ИДК.

3.6 режим отмывания из крошащегося теста: Режим отмывания клейковины из муки, не образующей при двукратном и более замесе связного теста.

3.7 сухая клейковина: Клейковина, полученная из сырой путем удаления несвязанной воды искусственной сушкой.

3.8 количество сухой клейковины: Отношение массы высушенной (сухой) клейковины к массе анализируемой пробы муки, выраженное в процентах.

3.9 мука макаронная: Мука из мягкой или твердой пшеницы, предназначенная для изготовления макаронных изделий.

4 Сущность методов

4.1 Сущность метода определения количества клейковины

Сущность метода заключается в выделении сырой клейковины из теста, замешенного из муки и воды и прошедшего отлежку в воде для гидратации и образования внутри- и межмолекулярных связей в веществах, образующих клейковину (главным образом, белках - глиадине и глютенине), с последующим отмыванием рабочим органом механизированного устройства (механизированный способ) или ладонями (ручной способ) с помощью воды, удаляющей водорастворимые вещества из теста, а также крахмал и отруби. Полученную клейковину взвешивают и рассчитывают процентное содержание сырой клейковины относительно массы анализируемой пробы муки. При ручном способе перед взвешиванием удаляют излишки воды отжимом между ладонями.

4.2 Сущность метода определения качества клейковины

Сущность метода заключается в определении величины деформации сжатия сырой клейковины, сформованной в шарик, под воздействием нагрузки определенной величины в течение заданного интервала времени.

5 Средства измерений, вспомогательное оборудование, посуда, материалы и реактивы

5.1 Мельница лабораторная, обеспечивающая размол продукта (кроме муки) до крупности 0,9 мм.

5.2 Тестомесилка лабораторная со встроенным дозатором воды с точностью дозирования ±2%, обеспечивающая замес теста однородной консистенции из муки и питьевой воды в течение (19±1) с.

5.3 Устройство для отмывания клейковины (рисунок А.1, приложение А). Поверхность рабочего узла должна отвечать требованиям, обеспечивающим достоверность получаемых результатов: конфигурация поверхности рабочего органа должна иметь расположенные под определенными углами рифли; резина должна соответствовать ГОСТ 17133 и иметь необходимую твердость и шероховатость, которые бы обеспечивали получение результатов, не превышающих допускаемые расхождения с результатами, получаемыми при отмывании ручным способом. Устройство должно обеспечивать зазоры между деками рабочей камеры и рабочим органом, указанные в таблицах 1-4.

Таблица 1 - Режимы отмывания клейковины из муки пшеничной хлебопекарной*

* Характеристика муки - по нормативным документам государства, принявшего стандарт.

Параметры отмывания клейковины

Сорт или тип муки

экстра, крупчатка, высший, первый, М55-23, МК55-23, МК75-23, M75-23

На количество и качество клейковины влияет большое число факторов, которые делятся на 3 группы:

Генетические – наследственные факторы. Количество белка и клейковины, которые накапливаются в растениях, зависит от наследственных признаков, от сорта. Найден ген в пшенице в составе ДНК, который отвечает за накопление белка и формирование клейковины. Этот ген был изъят и встроен похожий. При отмывании клейковины получили темную и слабую клейковину.

Экологические – количество клейковины зависит от места произрастания растений, от состава почвы, от количества выпавших остатков, от средней летней температуры и от способа и времени внесения удобрений. Например, при значительном количестве осадков значительно повышается урожайность, но снижается количество белка и клейковины. При снижении среднелетней температуры также снижается количество белка и клейковины. Положительную роль играет внесение азотных удобрений, но обязательно должны быть выдержаны сроки внесения.

Оказывают влияние различные повреждения зерна – засуха, ранние заморозки, повреждение различными полевыми вредителями обычно снижают количество и качество клейковины.

Экзогенные – действуют при отмывании клейковины: крупность муки, время отлежки теста перед отмыванием, температура воды, состав воды и др. При отмывании клейковины в крупной муке количество клейковины снижается, т.к. происходит потеря клейковинообразующих белков с крупными частицами.

Время отлежки теста по стандарту 20 мин., но это время надо увеличить, если клейковина отмывается из зерна, поврежденного заморозками, т.к. белкам нужно больше времени для набухания. Время отлежки надо уменьшить, если зерно было повреждено клопом-черепашкой, т.к. происходит гидролиз клейковинообразующих белков под действием слюны насекомого.

Температура воды. При отмывании клейковины теплой водой происходит снижение количества клейковины, т.к. белки лучше растворяются в теплой воде, повышается активность ферментов, разлагающих белок. Теплой водой можно отмыть клейковину у морозобойного зерна.

Дистиллированная вода также снижает количество клейковины, т.к. в ней сильнее растворяются белки. Жесткая вода может вызвать частичную денатурацию белка, это снизит количество клейковины и сделает ее более слабой.

Глютатион (зародыш пшеницы) – трипептид – если попадает в муку, он влияет на качество клейковины, делая ее более слабой, т.к. разрывает дисульфидные связи. Ненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в зерне, при попадании в муку на клейковину действуют укрепляюще.

ФЕРМЕНТЫ

1. Общая характеристика ферментов

2. Центры ферментов и механизм их действия

3. Активность ферментов, влияние различных факторов, единицы активности

4. Классификация ферментов и их шифр

5. Наиболее важные ферменты зерна и продуктов его переработки

На количество и качество клейковины влияет большое число факторов, которые делятся на 3 группы:

ФЕРМЕНТЫ

1. Общая характеристика ферментов

2. Центры ферментов и механизм их действия

3. Активность ферментов, влияние различных факторов, единицы активности

Клейковину впервые обнаружил ученый Черазе Беккариа Бонесано в 1728 году. Сегодня, при определении качества зерновых, уровень клейковины играет одну из важнейших ролей. Она оказывает важнейшее действие на свойства муки, поэтому этим значением нельзя пренебрегать. Ниже в статье будет описано, что такое клейковина пшеницы, показатель ИДК и что именно влияет на уровень клейковины в зерне.

Что такое клейковина пшеницы?

Клейковина создает эластичное, липкое тесто

Клейковина пшеницы – это не растворимое в воде химическое вещество из белковой группы. Оно имеет серый или светло-желтый цвет. Данное вещество очень важно при производстве хлеба и выпечки. И хоть оно имеется в любых злаковых культурах, именно в зернах пшеницы его больше всего. Это одна из причин, почему именно пшеница чаще всего используется для производства хлеба по всему миру.

Глютен – английское наименование клейковины, а клебер – немецкое. Сухой глютен состоит из водорода, азота, углерода и кислорода, а также серы и фосфорных компонентов.

Если говорить про полезные свойства, то у клейковины их несколько:

в ней присутствует более 15 незаменимых для организма человека аминокислот;
она содержит витамины группы B, A, E и некоторые минералы;
после приготовления, клейковина обеспечивает высокий показатель растительных белков в продукте;
это натуральный консервант;
она делает тесто более воздушным и упругим.

Все эти качества говорят в пользу продукта. Именно поэтому при выращивании пшеницы, ее сборе и хранении, аграрии стараются делать так, чтобы клейковина в итоговом продукте была на высоком, а не на низком уровне.

Сухая пшеничная клейковина

Фото сухой пшеничной клейковины

Большим спросом пользуется сухая клейковина пшеницы на производстве, которую используют на пищевых фабриках и в хлебобулочной промышленности. Это простая добавка для повышения нормы и качества глютена в мучных изделиях. Используется сухое вещество для производства:

хлеба и выпечки;
макаронных изделий;
замороженных полуфабрикатов (манты, пельмени, хинкали и прочее);
замороженного теста;
фарша, колбас и сосисок.

Что такое ИДК клейковины пшеницы?

Фото прибора ИДК-1М для измерения качества клейковины

Качественные показатели хлебных изделий зависят от ИДК (измеритель деформации клейковины). ИДК – это аппарат, измеряющий индекс деформирования глютена.

Чтобы измерить ИДК нужно для начала очистить продукт от крахмала в воде и положить полученную липкообразную массу на платформу аппарата ИДК. Теперь аппарат включают, и он начинает давить грузом мякиш клейковины в течение 10 минут. После этого стрелка на аппарате указывает на уровень ИДК этого глютена.

Не всем людям можно употреблять глютен и содержащие его продукты. При заболевании целиакии, организм распознает это вещество как инородное и реагирует на него разнообразными аллергическими реакциями.

Существует три группы ИДК клейковины и два вида без группы, но они тоже иногда встречаются, если зерно выращивалось, сушилось или хранилось не правильно. Ниже в таблице приведены типы ИДК и их особенности.

Группа ИДК	Качество глютена	Показатель единиц ИДК	Цвет клейковины
I группа	Хорошая	45-75 ед.	Сероватый или светло-желтый
II группа	Удовлетворительно-слабая	80-100 ед.	Светло-серый или светло-желтый
III группа	Неудовлетворительно-слабая	105-120 ед.	Светло-серый или светло-желтый
Без группы	Неудовлетворительное	0-15 ед.	Крепкая клейковина, темного цвета
Без группы	Неудовлетворительное	20-40 ед.	Удовлетворительно крепкая, темного цвета

Количество клейковины пшеницы по классам

Качество глютена обычно определяется обилием азота в сухом веществе. Максимальный его показатель 16%. Качество клейковины делится на 5 классов. Первый – это очень слабая, а пятый класс – очень сильная. В зависимости от качества и количества клейковины в зерне, пшеницу делят на пять классов.

Таблица клейковины пшеницы по классам зерна:

Существует также шестой класс – это фуражный тип зерна низкого качества, которое применяют при приготовлении комбикормов и смесей для сельскохозяйственной живности.

От чего зависит уровень клейковины?

Многие факторы определяют уровень клейковины в зерне пшеницы. Но по сути – чем больше белка, тем больше и глютена. Ниже представлены факторы, влияющие на уровень глютена в зернах пшеницы.

Сорт пшеницы.
Условия выращивания – тип земли, уход за посевами, полив, тип подкормок, их количество и тому подобное.
Сбор и хранение зерна, а именно химические вещества, которыми зерно обрабатывают, место хранения или обработки итогового продукта.

Чем выше влажность воздуха на поле, где выращивается культура, тем ниже будет количество белка в пшенице!

Но самыми важными факторами, что отражаются на показателе глютена являются:

климат;
тип и качество грунта;
подкормка пшеницы;
обработка от сорняков и вредителей;
влажность воздуха и земли.

Ученые уверяют, что при правильном выборе сорта и подкормок, применяемых для выращивания пшеницы, а также условиях выращивания, можно добиться высокого уровня клейковины в итоговом продукте.

Этот показатель определяют только в зерне пшеницы. Как уже указывалось ранее, зерно пшеницы содержит белки с уникальными коллоидными свойствами. Эти белки при замешивании теста образуют белковый студень, который может быть обнаружен в результате промывания теста водой.

Согласно ГОСТ 27186-86, комплекс белковых веществ зерна, способных при набухании в воде образовывать связную эластичную массу, называют клейковиной. Интернациональное определение клейковины - глютен. Изучением клейковины занимаются более 200 лет. Ей посвящены многие тысячи работ. В настоящее время хорошо известны состав клейковины, ее физические свойства и многие факторы, влияющие на ее качество.

Отмытая из кусочка теста так называемая сырая клейковина содержит до 70% воды. При пересчете на сухое вещество 82-85% клейковины составляют белки - глиадин и глютенин. Соотношение этих белков примерно одинаково. Помимо белков в состав клейковины входят, %: крахмал - 6-16, жир - 2-2,8, небелковые азотистые вещества - 3-5, сахар - 1-2 и минеральные соединения - 0,9-2.

Массовая доля сырой клейковины в зерне пшеницы колеблется в широких пределах - 14—58%, а сухой - 5-28%. Высококлейковинными пшеницами считаются такие, в которых сырой клейковины содержится более 28%.

Методика отмывания клейковины стандартизована. Согласно действующему ГОСТ 13586.1-68, замес теста, отмывание клейковины, ее формовку перед определением качества производят вручную, из-за чего снижаются точность, объективность измерений, требуется много времени для проведения анализа.

В институте зерна (ВНИИЗ) проведена большая работа по механизации всех основных операций, связанных с отмыванием клейковины и определением ее качества. Для замеса теста сконструирована тестомесилка ТЛ-1-75, позволяющая осуществить этот процесс из навески шрота или муки от 10 до 50 г за 24 с. Для дозирования воды при анализе создан механический дозатор ДВЛ-3, позволяющий за 4 с отмерить требуемые дозы воды.

Для отмывания клейковины учеными ВНИИЗа совместно с венгерскими учеными создан прибор УОК-1, но на нем нельзя отмыть клейковину до конца, требуется ручная домывка. В настоящее время внедряется новый прибор МОК-1М, лишенный этого недостатка. Созданы средства стабилизации температуры и состава воды.

При анализе качества зерна пшеницы большое внимание уделяют не только количеству клейковины, но и ее качеству. Под качеством клейковины понимают совокупность ее физических свойств: упругость, растяжимость, эластичность. Эти свойства имеют решающее значение для получения хорошего пористого хлеба, большого объемного выхода с высокой усвояемостью.

Упругость - свойство клейковины возвращаться в исходное положение после растягивания или надавливания. Если после применения деформирующего усилия комочек клейковины не обладает способностью к сопротивлению и не восстанавливает первоначальной конфигурации, то клейковина считается неудовлетворительной. При очень упругой клейковине получается тесто трудноразрыхляемое и рвущееся, поэтому избыточная или недостаточная упругость нежелательна.

Под растяжимостью понимают способность клейковины растягиваться в длину. Растяжимость определяют, растягивая кусочек клейковины до разрыва в течение 10 с. В момент разрыва клейковины отмечают длину, на которую она растянулась. По растяжимости клейковина характеризуется: короткой (до 10 см включительно), средней (10-20 см) и длинной (свыше 20 см).

Клейковина способна удерживать определенное количество воды, то есть обладает способностью к набуханию. Водопоглотительную способность клейковины называют гидратацией и судят о ней по соотношению между массой сырой и сухой клейковины. Гидратация клейковины колеблется в больших пределах. Хорошая клейковина имеет гидратацию 180—200%, что соответствует содержанию воды в клейковине на уровне 65-70%.

При оценке качества клейковины обращают внимание на ее цвет. Из зерна хорошего качества получается светлая клейковина. Темный цвет клейковины свидетельствует о неблагоприятных воздействиях на зерно при созревании, хранении или послеуборочной обработке.

Физические свойства клейковины определяют на приборе ИДК-1М или ИДК-2 в четырехграммовой навеске, которая пролежала в воде в течение 15 мин при температуре (18±2) °С. В соответствии с показаниями прибора ИДК стандартом установлены три группы качества (табл. 6.8).

От количества и качества клейковины зависят выход хлеба и его качество. Качество печеного хлеба характеризуется не только питательностью и усвояемостью. Потребитель обращает внимание на внешний вид хлеба (форму, состояние корок, их окраску, наличие трещин и т.д.), разрыхленность и структуру мякиша (пористость), его вкус и аромат. Получение хлеба с большим объемным выходом, хорошо и равномерно разрыхленным мякишем зависит от способности теста при брожении и рас- стойке удерживать диоксид углерода.

Газоудерживающая способность теста зависит главным образом от количества и качества клейковины. При достаточном количестве клейковины (25% и выше) первой группы качества тесто даже в конечный период приготовления очень пластично и хорошо удерживает диоксид углерода. Хлеб получается с хорошей формоустойчивостью, достаточно разрыхленный, с большим объемным выходом, равномерной и тонкостенной пористостью. Клейковина второй группы качества обладает меньшей газоудерживающей способностью, что определяет получение хлеба с меньшим объемным выходом, но в большинстве случаев доброкачественного.

Из муки с клейковиной третьей группы качества получают хлеб с малым объемным выходом, не отвечающий требованиям стандарта.

Кроме пшеничных белков клейковину образуют белки тритикале, ржи и некоторых разновидностей ячменя. Однако клейковина из ржаного теста может быть отмыта лишь после удаления высокомолекулярных пентозанов - слизей. При оценке качества зерна этих культур клейковину не определяют. Белки просовидных злаков клейковину не образуют.

Факторы, влияющие на массовую долю клейковины и ее качество. Многочисленными исследованиями установлено, что на количество и качество клейковины влияет сложный комплекс факторов, основными из которых являются: наследственные особенности сорта, почвенно-климатические условия выращивания, агротехника возделывания, повреждение зерна пшеницы клопами-черепашками, условия уборки урожая, неблагоприятные воздействия в период послеуборочной обработки и хранения. Количество и качество клейковины определяется прежде всего природой сорта. Из 393 районированных сортов мягкой пшеницы свыше 200 сортов являются сильными и ценными, то есть имеют потенциальные способности сформировать в зерне много клейковины высокого качества. Еще в 30-е годы прошлого столетия наша страна славилась следующими сортами: озимой пшеницы - Украинка, Крымка, яровой - Саррубра, Эритроспермум 841, Цезиум 111 и др.

Ныне пользуются заслуженной славой не только в нашей стране, но и за рубежом сорта Безенчукская 380, Безостая 1, Донская безостая, Заря, Мироновская 808, Московская 39, Омская 18, 24, Саратовская 29, 42, 55 и др.

На массовую долю клейковины и ее качество влияют и почвенноклиматические условия. Не во всех странах мира имеются природные условия, позволяющие выращивать высококачественную пшеницу. Так, влажный климат большинства стран Западной Европы (Голландии, Англии, Дании и др.) препятствует выращиванию пшеницы с хорошими хлебопекарными качествами. С высоким содержанием клейковины получают пшеницу в Канаде, США, Аргентине, Австралии, Казахстане и России.

Наша страна располагает огромными территориями, благоприятными для выращивания высококачественного зерна. Это степные районы Западной Сибири, Южного Урала, Поволжья, Северного Кавказа, а также некоторые области Центрально-Черноземной зоны.

Необходимо помнить, что современные сорта интенсивного типа особенно нуждаются в высоких агрофонах для формирования хорошего по качеству зерна. В природе существует такая закономерность — с ростом урожайности качество падает, то есть происходит так называемое ростовое разбавление. Но эта закономерность, как сейчас доказано, проявляется только в том случае, если нарушена агротехника. При обеспечении растений пшеницы азотом в доступной форме и достаточных количествах на протяжении всей вегетации можно получить наряду с высокой урожайностью и высокобелковое зерно. Внекорневая подкормка азотом в фазе колошения увеличивает содержание клейковины на 4-6%.

Многочисленные работы научно-исследовательских учреждений в нашей стране и за рубежом показывают широкие возможности управления технологическими свойствами зерна пшеницы путем применения различных агротехнических приемов.

На количество и качество клейковины могут существенно повлиять неблагоприятные погодные условия: захват на корню морозом, суховеем, избыточное увлажнение, приводящее к прорастанию зерна. Во всех случаях повреждения зерна наблюдаются не только морфологические, но и биохимические изменения, которые приводят к уменьшению массовой доли клейковины, ухудшению ее качества и снижению технологических свойств зерна (см. раздел 6.5).

Читайте также: