Число падений озимой ржи

Обновлено: 04.10.2024

Цель работы –уяснить сущность метода определения числа падения как показателя качества зерна пшеницы, ржи и тритикале, характеризующего их хлебопекарные достоинства.

Теоретическая часть.Сущность метода заключается в определении степени разжижения клейстеризованной водно-мучной суспензии под действием фермента альфа-амилазы по времени свободного падения в ней шток-мешалки (вискозиметрического плунжера).

В связи с этим под числом падения понимают общее время (в секундах), затраченное на клейстеризацию (60 с) и погружение (падение) вискозиметрического плунжера в пробирке с клейстеризованной водно-мучной суспензией.

Зерно пшеницы считается полноценным и пригодным для нужд хлебопечения при числе падения более 200 с (высший, первый и второй классы). При содержании клейковины не менее 25 % 1-й группы качества зерно пшеницы с числом падения 151–200 с (третий класс) также можно использовать для хлебопечения.

Зерно с высокой активностью альфа-амилазы при числе падения 80–150 с (четвертый класс) может быть использовано для подсортировки к полноценному зерну в количестве 10–20 %.

При числе падения менее 80 с (пятый класс) зерно пшеницы может быть использовано только в комбикормовой промышленности или на технические цели.

Зерно ржи с низкой активностью альфа-амилазы (число падения более 200 с) целесообразно использовать в качестве улучшителя (первый класс). При числе падения от 200 до 141 с (второй класс) обеспечиваются хорошие хлебопекарные достоинства муки. Из зерна ржи с величиной числа падения от 140 до 80 с (третий класс) хлеб хорошего качества не получится. Такое зерно нуждается в подсортировке. Зерно ржи с высокой активностью альфа-амилазы (число падения менее 80 с) не пригодно для хлебопечения и может быть использовано только на кормовые цели.

Задание.Определить число падения у зерна пшеницы, ржи и тритикале.

Материалы и оборудование:прибор для определения числа падения, мельница лабораторная, весы лабораторные, пробирки вискозиметрические с резиновыми пробками, пипетки вместимостью 25 см 3 , вода дистиллированная, образцы зерна, ГОСТы.

Прибор состоит из водяной бани с компенсатором, препятствующим выходу водяного пара, автоматической шток-мешалки в виде плунжера особой формы и определенной массы, счетчика времени. Кроме того, в комплект прибора входит лабораторная мельница, обеспечивающая определенную крупность помола. К прибору прилагаются пробирки с внутренним диаметром 21±0,02 мм, наружным диаметром 23,8 мм. Масса плунжера – 25 г, глубина погружения его в пробирку – 68 мм.

Работу выполняют следующим образом. Из средней пробы выделяют не менее 300 г зерна, очищают его от сорной примеси, определяют влажность зерна и размалывают на мельнице с ситом 0,8 мм. Влажное зерно (свыше 18 %) подсушивают в сушильном шкафу при температуре не более 50 о С. При определении числа падения в муке из средней пробы отбирают не менее 300 г муки, просеивают через сито 0,8 мм, определяют ее влажность. Масса навески размолотого зерна или муки для приготовления суспензии берется в зависимости от их влажности и составляет от 6,40 до 7,30 г. При влажности 14,7–15,3 % она равна 7,0 г (табл. 2, ГОСТ 27676–88).

Навеску продукта помещают в вискозиметрическую пробирку, заливают пипеткой дистиллированную воду 25 см 3 с температурой 20 5 о С. Пробирку закрывают резиновой пробкой и энергично встряхивают 20–25 раз до получения однородной суспензии. Далее открывают пробирку и с помощью колесика шток-мешалки (плунжера) очищают стенки пробирки от прилипшей муки. Затем пробирку с вставленной в нее шток-мешалкой помещают в отверстие в крышке кипящей водяной бани, закрепив ее держателем таким образом, чтобы фотоэлемент прибора находился против шток-мешалки. В это же время автоматически включается счетчик времени. Через 5 с после погружения пробирки в водяную баню автоматически начинает работать шток-мешалка, которая перемешивает суспензию в пробирке. Через 60 с шток-мешалка останавливается в верхнем положении, после чего начинается ее свободное падение в суспензии под действием собственной массы. После полного ее погружения счетчик автоматически останавливается. По счетчику определяют число падения – время в секундах с момента погружения пробирки с суспензией в водяную баню до момента полного опускания шток-мешалки.

За окончательный результат числа падения принимают среднее арифметическое результатов параллельного определения двух навесок, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 10 % от их средней арифметической величины.

Результаты работы и выводы.Полученные при определении показателя результаты сопоставить с требованиями ТНПА и занести в табл. 9. Сделать заключение о пригодности анализируемого зерна к использованию в хлебопекарной промышленности.

1. Исмагилов Р.Р., Нурлыгаянов Р.Б., Ванюшина Т.Н. Качество и технология производства продовольственного зерна озимой ржи. – М.: АгриПресс, 2001. – 224 с.

1. Рожь – ценная продовольственная и кормовая культура. На территории Росси она возделывается более 1000 лет. До середины 20 века она была первой культурой и только выведение новых сортов и техническое оснащение сельского хозяйства позволили выйти на первое место пшенице.

Россия является самым крупным производителем зерна ржи. Ее доля на мировом рынке составляет 27%.

Рожь используется в основном для приготовления комбикормов, производства спирта и хлебопечения. В России и странах бывшего Союза из ржаной муки или с ее добавлением выпекается до ста сортов хлеба. В РБ – черниковский, уныш, бородинский, заварной и.т.д.

Ржаной хлеб в отличии от пшеничного имеет более низкую калорийность, но более высокую питательную ценность, т.к. белки ржи более сбалансированы по содержанию незаменимой аминокислоты - лизина.

Качество ржаного хлеба по сравнению с пшеничным ниже: тесто из ржаной муки обладает меньшими упругостью и газоудерживающей способностью. У ржаного хлеба выше влажность мякиша и кислотность.

Производимой в РБ зерно ржи имеет высокое качество.

2. К основным физическим показателям качествазерна относятся: цвет, натура, стекловидность.

Цвет зерна определяется цветом алейронового слоя, семенной и плодовой оболочек, а также толщиной и морщинистостью плодовой оболочки. По окраске зерна сорта невыравнены. Лучшими технологическими свойствами обладают зерна зеленой и желто-серой окраски. Цвет зерна может изменяться при поражении болезнями, повреждении вредителями, самосогревании и указывает на изменение химического состава, пищевых и технологических свойств зерна

Натура - вес 1 литра, зависит от плотности зерна и укладки его в измерительном сосуде. Первый показатель (плотность зерна) отражает химический состав зерна, второй показатель зависит больше от формы и размера зерна, наличия примесей и степени прорастания. От натуры напрямую зависит выход муки. Для нормально созревшего зерна нет связи между натурой и хлебопекарным качеством.

Стекловидность у ржи выражена меньше, чем у пшеницы. и в среднем составляет 30-40%. Стекловидность заметно влияет на физико-технологические и мукомольные свойства зерна и качество вырабатываемой муки. С повышением стекловидности увеличивается выход крупок и дунстов, улучшается цвет муки и хлеба.

С точки зрения хлебопечения все три вышеуказанные соединения играют важную роль.

Белки ржи содержатся в

Они имеют большую питательную ценность по сравнению с пшеницей, т.к. содержат больше лизина. В белках больше водо- и солерастворимой части.

Белки ржи способны формировать клейковину, но она очень слабая. В обычных условиях отмыть ее невозможно вследствие того, что белки ржи вступают в соединение с пентозанами (слизями) и образуют белково-углеводный комплекс, обладающий повышенной растворимостью и меньшей упругостью. Поэтому клейковина ржи не играет определяющей роли при хлебопечении. Слишком большое содержание белковых веществ в ржаной муке приводит к получению хлеба пониженного объема, также оказывает негативное влияние на мукомольные свойства и на выход муки.

Содержание белка в зерне зависит

- от почвенно-климатических условий. Оно увеличивается с продвижение с севера на юг и с запада на восток.

- от массы 1000 зерен. Его содержание увеличивается с уменьшением массы 1000 зерен (в мелком зерне увеличивается доля алейронового слоя и оболочек).

Крахмал откладывается в виде крахмальных зерен в эндосперме.

Молекула крахмала состоит из остатков глюкозы. В зависимости от пространственного расположения этих молекул крахмал делится на амилозу и амилопектин. Под действием амилолитических ферментов молекула крахмала распадается на декстрины и мальтозу.

Крахмал способен при нагревании с водой клейстеризоваться и образовывать вязкий клейстер. Ржаной крахмал по сравнению с пшеничным клейстеризуется при более низкой температуре (55-58°С), которая близка к температурному оптимуму действия фермента альфа-амилазы.

Крахмал играет важную роль в образовании структуры мякиша выпеченного хлеба. Он в частично клейстеризованной форме укрепляет структуру мякиша и определяет его плотность. От крахмала зависят показатели пористость, структура и эластичность мякиша.

Наибольшее количество их содержится в оболочках (30-35%), в алейроновом слое (12-15%), зародыше (6-9%), в эндосперме их меньше.

При хлебопечении пентозаны играют важную роль.

Ржаное тесто не имеет губчатого эластичного каркаса из клейковины. Основные компоненты ржи: белок, крахмал и пентозаны при набухании образуют полисахарид-белковый комплекс, обладающий свойствами, делающими ржаную муку пригодной для хлебопечения.

Пентозаны выполняют во ржи такую же функцию, что и клейковина в пшеничном тесте. Они способны присоединять большое количество воды и давать очень вязкие растворы. При выпечке хлеба они способствуют удержанию воды в тесте и улучшают формоустойчивость хлеба. В эндосперме зерновки они окружают крахмальные зерна и защищают их от воздействия амилолитических ферментов.

От пентозанов зависят расплываемость и объемный выход ржаного хлеба. Кроме этого они препятствуют черствению, удлиняют срок годности и свежесть ржаного хлеба. Из-за пентозанов и растворимого белка ржаное зерно размалывается труднее, чем пшеничное.

Содержание пентозанов в зерне зависит:

- от крупности (в щуплом зерне пентозанов больше);

- выхода муки (при 50%-ном помоле – 1,86 %, при 94%-ном – 8,61%).

Для использования зерна ржи в качестве корма, пентозаны оказывают негативное влияние. Они снижают питательную ценность ржи, подавляя усвоение и поглощение других питательных веществ. Кроме того, они вызывают водянистость и липкость содержимого кишечника, повышают его вязкость, что приводит к депрессии роста у животных, особенно у цыплят.

Вторым компонентом, имеющим особое значение для хлебопекарного качества ржи, является содержание в зерне ферментов, особенно амилаз, которые разрушают крахмал.

В зависимости от характера действия различают альфа- и бета-амилазу. Наиболее агрессивна по отношению к молекуле крахмала альфа-амилаза, она дробит его на крупные части (декстрины) и крахмал быстро теряет свои свойства. Альфа-амилаза устойчива к высоким температурам и может действовать во время выпечки, но быстро теряет свою активность при подкислении теста.

При наличии в зерне альфа-амилазы крахмал разрушается, теряются его клейстеризующие свойства. Мякиш хлеба из такой муки будет сыропеклым.

Рожь имеет обычно более высокую ферментативную активность по сравнению с пшеницей.

Итак, хлебопекарные свойства ржаной муки могут быть разъяснены и описаны уравнением:

Хлебопекарные = (выход теста + объемный выход + качество мякиша)

свойства

Пентозаны крахмал,

(водопоглотительная способность, альфа-амилаза

Вязкость)

где мы видим, что пентозаны влияют на выход и объем теста посредством высокой водосвязывающей способности, а также на качество мякиша, препятствуя и снижая активность альфа-амилазы и сохраняя свежесть.

Стандартизация зерна ржи.

На зерно озимой ржи установлен стандарт для определения класса качества зерна ржи (ГОСТ 16990-88. Рожь. Требования при заготовках и поставках.).

Согласно стандарту, зерно ржи в зависимости от числа падения подразделяется на 4 класса.

1-й класс – рожь-улучшитель с числом падения более 200 с.

2-й класс – рожь, не требующая подсортировки при переработке в муку с числом падения в пределах 141-200 с.

3-й класс – рожь, нуждающаяся в подсортировке при переработке в муку с числом падения в пределах 80-140 с.

4-й класс – рожь для переработки в комбикорма и других целей с числом падения менее 80 с.

Три первых класса составляют группу А, предназначенную для переработки в муку, 4-й класс относят к группе Б – для комбикормовых целей.

Закупочные цены на зерно группы А и Б различны.

В стандарте указывается еще состояние по влажности, состав сорной и зерновой примеси.

Все от выпечки хлеба и кондитерских изделий до открытия мини пекарни – хлебопекарное оборудование, хлебопечка, сборник рецептов и рецептур, школа пекарей

Технология производства

Число падения (ЧП) — показатель активности α-амилазы. Данный показатель широко используется для характеристики хлебопекарных свойств ржаной муки. В последнее время ЧП используется и для характеристики пшеничной муки.

ЧП позволяет судить о состоянии в зерне и муке крахмала и активности расщепляющих крахмал ферментов (амилаз). Активность собственных ферментов, содержащихся в зерне и муке, называется автолитическая активность. Соответственно активность ферментов амилаз называется амилолитической активностью. В сухом зерне и муке амилазы находятся в неактивном состоянии. В присутствии воды амилазы активируются и начинают расщеплять крахмал до более простых молекул.

Число падения является важнейшим показателем, характеризующим ржаную муку, поскольку хлебопекарные свойства ржаной муки в основном определяются состоянием, содержащегося в ней крахмала. Хлебопекарные свойства пшеничной муки зависят не столько от крахмала, сколько от качества и количества белков клейковины. Поэтому показатель ЧП для пшеничной муки не имеет такого большого практического значения, как для ржаной.

ЧП измеряется в секундах (с). Чем выше автолитическая активность, тем меньше число падения. Чем ниже активность ферментов, тем число падения выше.

Значение числа падения по госту

Государственные стандарты (ГОСТ Р 52809-2007 Мука ржаная хлебопекарная. Общие технические условия и ГОСТ Р 52189-2003 Мука пшеничная Общие технические условия) устанавливают следующие значения числа падения для различных сортов муки:

В зависимости от мукомольных качеств и хлебопекарных свойств зерна в международной классификации выделяют 6 классов пшеницы. Различаются они химическим составом, массой и числом падений. Число падений регулируется ГОСТом, а для его определения проводят специальный анализ в лабораторных условиях.

Число падения зерна пшеницы

Данным термином называют показатели активности альфа-амилазы, которая характеризует хлебопекарные свойства пшеничной муки. Число падения (ЧП) отражает количество крахмала и активность фермента гликозил-гидролаза. Ферменты амилазы входят в активное состояние только при соединении с водой.

Показатель активности амилолитических ферментов возрастает при прорастании зерна, если оно хранится в плохих условиях или происходит послеуборочное дозревание. Процесс прорастания может начаться еще в поле до сбора урожая, если есть высокая влажность воздуха, частые туманы и дожди. В результате повышения влажности зерна ухудшаются водопоглотительные свойства муки и ее способность к газообразованию.

Измерение ЧП позволяет получить муку, имеющую стабильные характеристики.

Технология вычисления числа падения

Приборы для определения числа падения предназначены для автоматической оценки результатов и контроля температуры воды. Используют их в промышленных лабораториях. ПЧП имитируют тепловой процесс выпечки, в результате чего альфа-амилазы быстро достигают пика активности с дальнейшим понижением температуры.

Последовательность процедуры, метод определения и точность расчета, период времени процедуры определены ГОСТом 27676-88.

Первый этап — подготовительный. Отбирается 300 г зернового сырья, которое измельчают в мельнице. Муку пропускают через сито с мелкой ячейкой. Если зерно имеет повышенную влажность, то его помещают для сушки в лабораторные шкафы. Из полученного объема муки выбирают пробу, весом в 7 г, которую помещают в пробирку. Далее в пробирку добавляют около 25 мл дистиллированной воды, закрывают крышкой и хорошо взбалтывают. Должна получиться однородная масса. Затем пробирку с мучной смесью помещают на водяную баню. Автоматическое перемешивание начинается через 5 секунд. В верхнее положение мешалка переводится автоматически через 55-65 секунд, после чего под тяжестью собственного веса она начинает оседать. Время от момента начала анализа и до момента опускания мешалки и есть число падения.

ГОСТ 27676-88 предусматривает возможность контроля полного опускания штока с помощью фотоэлементов, герконовых датчиков и магнитов. Среднее время опускания пробирок округляется до целого значения, а допустимая разница не должна превышать 10%.

Анализ числа падения зерна удобно проводить и с помощью современного оборудования для определения качества урожая. Состоит оно из шейкматика, охладителя и сполет.

Влияние числа падения на качество хлеба

Число падений — это важный показатель для сортировки урожая по качеству на классы. Измеряется он в секундах. Государственным стандартом зерновых (ГОСТ зерна Р 52189-2003) установлены предельные значения нижнего показателя ЧП для разных сортов муки:

Для экстра, высшего и первого сорта, а также крупчатки, он должен быть не менее 185;
Для второго и обоймового сорта — не менее 160.

Низкие показатели

Если ЧП ниже допустимого уровня, то готовое хлебное изделие будет иметь кислый вкус с выраженным солодовым запахом. Снижается пористость хлеба и устойчивость формы. Ухудшение качества хлеба объясняется низкой абсорбцией. Улучшить же муку с низким ЧП можно путем добавления окислителей, уменьшающих активность ферментов. В качестве окислителей используют аскорбиновую кислоту, пероксид водорода, йодат калия или пероксид кальция. Эти активные вещества способствуют укреплению клейковины и улучшению качества теста.

Высокие показатели

В ГОСТе не прописаны верхние пределы ЧП, но слишком высокие показатели также негативно сказываются на качестве муки пшеничной. Объясняется это тем, что высокое число падения пшеницы говорит о пониженной активности собственных ферментов. Они необходимы для процесса брожения и формирования оптимальных реологических свойств.

Распространенная причина пониженной активности — процесс сушки пшеницы при высокой температуре. Если в пшеничной муке наблюдается пониженная активность ферментов, то ее крахмал не будет способствовать сбраживанию дрожжами. При недостаточном питании дрожжи будут слабо развиваться и выделять мало органических кислот и углекислого газа. Это повлияет на объемный выход готового хлеба. На вкус изделие получится пресным, бледным и с невыраженным ароматом.

Классификация пшеничного зерна

Согласно установленным требованиям стран Европы и США основными показателями, влияющими на определение качества зерна и его стоимости, являются:

Процент содержания клейковины;
Наличие примесей зерен других сортов;
Форма, структура и запах;
Стекловидность;
Количество посторонних примесей.

Все классы пшеницы делятся на две группы. К первой относят зерно первого, второго и третьего сорта. Пшеница из этой группы идет на экспорт, из нее делают муку высшего сорта и используют в хлебопекарной промышленности. Вторая группа включает четвертый и пятый сорт. Обычно это зерно твердых видов злака. Оно может быть использовано и в пищевой отрасли (для приготовления макаронных изделий или крупы). Предварительно мука из такого зерна насыщается сортами, имеющими большее содержание белков и повышенный объем клейковины.

Вне классификации расположена пшеница шестого класса или фуражная. Она используется только для приготовления комбикормов и скармливания в чистом виде домашнему скоту.

Химический состав пшеницы

Пшеница является основным поставщиком белка, необходимого для нормальной работы организма. Количество белка в злаке составляет от 6 до 20%. Процент зависит от качества и сорта культуры. Для производства муки берется зерно, содержащее минимум 11% белка. Состоит он из обязательных, неполноценных и нуклеиновых кислот.

Более половины состава пшеничного зерна приходится на долю углеводов. Они необходимы для брожения, а также восполняют запасы энергии, повышают выносливость, мышечную массу. Углеводы представлены:

Моносахаридами;
Дисахаридами;
Целлюлозой;
Крахмалом;
Гемицеллюлозой;
Гумми.

Из простых сахаров для организма человека наиболее важны глюкоза и фруктоза. Крахмал влияет на консистенцию теста, качество и структуру хлеба. Целлюлоза — это пищевые волокна, составляющие основу клеток. Она не переваривается организмом человека, но необходима для выведения из тела тяжелых металлов. Целлюлоза же понижает энергетическую ценность хлеба.

Гумми относится к коллоидным полисахаридам, которые образуют при соединении с водой вязкий и клейкий раствор. Липиды и жирные кислоты — источник энергии и витаминов. От ферментов и витаминов зависит обмен веществ. Они же влияют на скорость созревания пшеницы, хранение зерна и качество полученной из него муки.

Пшеница содержит большое количество тиамина, рибофлавина, ниацина, токоферола, пиридоксина и пантотеновой кислоты. Все минералы содержатся в оболочке, зародышах и алейроновых слоях зерна. Богата злаковая культура азотом, фосфором, калием, магнием. При правильной термической обработке из пшеничной муки получается пышный и ароматный хлеб, а также макаронные изделия, выпечка. Из зерен пшеницы делают также манную крупу, кус-кус, булгур и полбу. Все эти крупы сохраняют полезные свойства цельного зерна, но отличаются способом приготовления и степенью усвояемости организмом.

Читайте также: