что такое протеин в зерне
Методы определения белка в зерне и необходимое оборудование
Содержание белка в зерне – один из важнейших показателей качества. Данный показатель необходимо контролировать для определения питательной ценности зерна. Существует несколько методов определения белка: метод Кьельдаля, метод спектроскопии и метод Дюма.
Определение белка методом Кьельдаля
Сущность метода. Метод Кьельдаля – классический метод анализа белка в зерне. Данный метод является арбитражным и используется при калибровке приборов, реализующих другие методы определения белка, например, метод БИК-спектроскопии. Особенность заключается в том, что анализируемый продукт сжигается в серной кислоте, а полученный в результате азот определяется титрованием, после чего его пересчитывают на белок.
Необходимое оборудование (за исключением реактивов и посуды): весы, шкаф сушильный, для автоматизации процесса – дигестор и дистиллятор.
Ход анализа. Методика исследования прописана в ГОСТ 10846-91. Основные этапы анализа согласно производятся при помощи лабораторной посуды. Данные этапы включают в себя пробоподготовку, мокрое озоление (минерализацию), дистилляцию (отгонку аммиака водяным паром) и титрование. В настоящее время многие производители лабораторного оборудования разработали специализированные автоматизированные комплексы, состоящие из дигестора и дистиллятора. Оборудование позволяет анализировать несколько проб одновременно и повышает безопасность работы, так как реактивы подаются в автоматическом режиме.
Преимущества
Недостатки
Метод спектроскопии
Сущность метода. Наиболее современный метод анализа, суть которого заключается в измерении инфракрасного спектра образца. При анализе прибор сопоставляет инфракрасный спектр анализируемого вещества с библиотекой данных и выдает результат менее чем за минуту.
Необходимое оборудование: БИК-анализатор зерна.
Ход анализа. Пробу зерна засыпают в кювету и выбирают тип продукта. В течение 40-50 секунд прибор выдает результат анализа. Пробоподготовка не требуется.
Преимущества
Недостатки
Сущность метода. Анализ проводится на приборе российского производства «Протеин-1М». Принцип работы заключается в измерении поглощения зерновой массой светового излучения. Полученный при этом фотоэлектрический сигнал преобразуется в цифровые значения массовой доли сырой клейковины или содержания белка в цельном зерне пшеницы.
Необходимое оборудование: анализатор зерна «Протеин-1М».
Ход анализа. Пробу зерна засыпают в стакан, а затем содержимое пересыпают в кювету. Кювета устанавливается в анализатор, и выбирается режим работы. После этого прибор производит измерение и демонстрирует результаты анализа. Производитель рекомендует проводить измерение 3 раза (каждый раз пробу необходимо загружать заново) и вычислять средний показатель, чтобы добиться лучшей точности.
Преимущества
Недостатки
Метод Дюма при определении белка
Сущность метода. Методика заключается в определении общего содержания азота при сжигании образца под воздействием высокой температуры и в присутствии кислорода. Происходит измерение газообразного азота, после чего производится пересчет на белок.
Необходимое оборудование: анализатор белка по методу Дюма
Ход анализа. Пробу анализируемого продукта сжигают в атмосфере СО2 в присутствии меди или оксида меди. Измеряется объем выделившегося азота и происходит пересчет на белок. Другие соединения (СО, О2 и т.д.), образовавшиеся в процессе, связываются в трубке или поглощаются водным раствором щелочи.
Преимущества
Недостатки
Статьи
КЛЕЙКОВИНА ИЛИ ПРОТЕИН?
КЛЕЙКОВИНА ИЛИ ПРОТЕИН?
В. В. Петриченко, канд. техн. наук, генеральный директор «Грейн Ингредиент», официальный партнёр DSM и Grain Improvers B. V. (Нидерланды);
А. Ю. Шаззо, доктор техн. наук, заведующий кафедрой пищевой инженерии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»
Клейковина – понятие, объединяющее группу сходных белков (проламинов и лютелинов), содержащихся в пшенице, ржи и ячмене.
Клейковина – это комплекс белковых веществ зерна, способных при набухании в воде образовывать связную эластичную массу.
Клейковину оценивают по её количеству и качеству (для хлебопекарных целей: количество клейковины – не менее 23 %, качество – не ниже II группы).
Глютен – другое название клейковины.
Белок (или протеин) – питательное вещество, определяющее пищевую ценность зерна, коррелирующее с количеством и качеством клейковины, а также со стекловидностью зерна.
Показатель устанавливают по содержанию азота в зерне (классический метод Кьельдаля), но чаще используют экспресс-ИК-анализаторы, показывающие высокую точность определения.
Высоким считают содержание белка свыше 16 – 17 %, средним – 14 – 16 %, низким – менее 14 % на сухое вещество (СВ). В новом ГОСТе 34702–2020 на
пшеницу хлебопекарную предложена следующая классификация по массовой доле белка в пересчёте на СВ, %,не менее: 13,5 (сильная (улучшитель)); 12,5 (средняя по силе (ценная по качеству)); 11 (филлер); 8 (слабая).
В европейских странах чаще всего используют пшеницу и пшеничную муку для хлебопечения с массовой долей белка 10–12%, реже – 14%, и для производства мучных кондитерских изделий – с массовой долей белка 8–10%.
Нас часто спрашивают – что правильнее определять клейковину или протеин, какой из этих показателей наиболее информативный? Чем отличается клейковина от протеина и белка муки и зерна? Данную статью мы решили посвятить ответам на эти важные вопросы.
Ещё в 1984 г. Л. Я. Ауэрман в учебнике «Технология хлебопекарного производства» писал, что содержание белковых веществ (протеинов) в зерне пшеницы может колебаться в широких пределах – от 7 до 26 % в зависимости от сорта пшеницы; почвенно-климатических, агротехнических и погодных условий выращивания этой культуры. Чаще всего на территории РФ для помола используют зерно пшеницы 3‑го и 4‑го класса с содержанием протеиина 10 – 12 % и клейковины – 23 – 25 %.
До не давних пор в Российской Федерации, а ранее в СССР, в зерне и муке не определяли содержание протеина (белка). ГОСТ на зерно и муку предусматривает показатель «Количество клейковины». Соответственно, российские специалисты в основном ориентируются на процентное содержание сырой клейковины в муке и зерне. При этом специалисты в Европе и большей части цивилизованного мира определяют в основном содержание протеина (%) по методу Кьельдаля или с помощью ИК-анализаторов с коррекцией на тот же метод. И только активное развитие экспорта зерна из РФ заставило внедрить в современный ГОСТ показатель «Массовая доля белка». В виду этого необходимо подробно разобрать различия в показателях «Количество клейковины» и «Массовая доля белка».
Рис. 1. Состав пшеничного белка (протеина)
ЧТО ТАКОЕ БЕЛОК (ПРОТЕИН) ЗЕРНА И МУКИ?
В состав белковых веществ зерна пшеницы и пшеничной муки в основном входят белки – протеины, а также в небольшом количестве соединения белков с веществами небелковой природы – протеиды (липопротеиды, гликопротеиды и нуклеопротеиды).
Основные фракции белковых веществ пшеницы (рис. 1) представлены:
● в большей степени высокомолекулярными белками (протеинами), нерастворимыми в воде, – глиадином (Gliadin) и глютенином (Glutenin);
● в меньшей степени малого размера белками (протеинами), растворимыми в воде или в солевых растворах, – aльбумины (Albumins) и глобулины (Globulins). Например, водорастворимый альбуминный белок лейкозин, который содержится в зародыше пшеницы, растворяется при отмывании клейковины и не участвует в тестоведении.
Глиадин и глютенин сосредоточены в белке эндосперма зерновки и имеют биохимические связи между собой, тем самым образуют глютен (Gluten), который составляет примерно 85 % от общего содержания зернового протеина. Альбумин и глобулин в основном находятся в белке зародыша и алейроновом слое зерновки, и составляют около 15 % от зернового протеина.
Пшеничная мука в основном состоит из эндосперма, поэтому протеин в муке в большей степени состоит из глиадина (Gliadin) и глютенина (Glutenin). Альбумины (Albumins), а также глобулины (Globulins) частично обогащают муку в составе отрубянистых частиц, но при этом данные белки не оказывают значимого влияния на процесс тестоведения.
Главное технологическое значение пшеничных белков – глиадина (Gliadin) и глютенина (Glutenin) – заключается в способности муки при смешивании с водой образовывать тесто с определёнными упругоэластичными, пластичными и вязкими свойствами.
ЧТО ТАКОЕ КЛЕЙКОВИНА? КАКОВА ЕЕ РОЛЬ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ? ИЗ ЧЕГО ОНА СОСТОИТ?
Если взять кусок теста из пшеничной муки и отмыть его в воде от крахмала и частиц оболочек, то в руках останется сильно гидратированный, упругий, эластичный, клейкий «студень». Это и есть сырая пшеничная клейковина (рис. 2). Клейковина не является каким‑либо определённым химическим веществом. Это смесь веществ, содержащая, наряду с белками, и многие другие соединения.
Основными компонентами клейковины являются нерастворимые в воде белки глиадин и глютенин, которые часто называют «клейковинными белками». При использовании в помол зерна пшеницы 3‑го класса в пшеничной муке высшего сорта можно определить примерно 11 – 12 % белка (протеина) в составе клейковины при отмывании. При этом количество клейковины при отмывании составит в муке высшего сорта около 28 %, а 1‑го сорта – 30 %. И тогда возникает логичный вопрос: если из 28 – 30 % клейковины вычесть 11 –12 % клейковинных белков, то на какие вещества приходится оставшиеся примерно 16 –19 %?
В пшеничной хлебопекарной муке в соответствии с требованиями ГОСТ 26574 – 2017 должно содержаться 28 – 30 % клейковины и 68 – 70 % крахмала (рис. 3). Так нас учат со времен СССР. Однако весь цивилизованный мир живёт с более глубоким и современным пониманием пшеничной клейковины (рис. 4). Клейковина состоит не только из одного белка (11 – 12 %), в её состав также входят: вода – 15 %; некрахмальные полисахариды (NPS) ≈ 3 %; липиды ≈ 2 %. На рис. 4 показан фактический состав пшеничной клейковины.
Рис. 2. Сырая пшеничная клейковина
Рис. 3. Состав муки пшеничной хлебопекарной
Рис. 4. Фактический состав пшеничной клейковины
Количество и качество клейковины муки влияют на хлебопекарные достоинства муки. Однако, при определении этих параметров есть множество воздействующих на них факторов:
● Человеческий фактор. Количество и качество клейковины зависят от способности лаборанта соблюдать режимы отмывания (температуру воды, время отмывания, а, главное, правильность высушивания клейковины после отмывания), а также от силы и температуры его рук. На одном из предприятий приходилось наблюдать картину, когда лаборант сушил клейковину после отмывания на приборе МОК по методу отмывания руками. Бывает
и такое нарушение методик;
● Жёсткость воды. Это показатель, который не всегда учитывают;
● Потери клейковины. Они возникают, например, при отмывании муки излишне тонкого помола.
Всё это приводит к искажению фактических показателей. Ведь именно по показателю «Количество клейковины» чаще всего возникают споры между партнёрами и при приёмке зерна на мельницу, и при поставке муки с мельницы на хлебозавод или кондитерскую фабрику. Кроме того, например, во время заготовки зерна, когда бункер заполняется по показателю «Количество клейковины», затем при составлении помольных партий расчётное количество клейковины часто не совпадает с фактическим. К тому же, при составлении помольной партии мукомолы учитывают, что в муке этот показатель выше, чем в зерне, даже есть расчётный коэффициент, но на деле на это влияют много факторов, например, работа технологического оборудования; соблюдение технологии помола; человеческий фактор и др.
ВЫВОД: ПРАВИЛЬНЕЕ И ЧЕСТНЕЕ ИЗМЕРЯТЬ НЕ КЛЕЙКОВИНУ, А ПРОТЕИН.
Сейчас на рынке лабораторных приборов представлены ИК-анализаторы, позволяющие экспресс-методом определять протеин в зерне и муке. Кроме того, протеин определяется по ГОСТ 10846 – 91 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка». При закладывании зерна на хранение в период заготовок проще и правильнее опираться на данные по белку, чем по клейковине. В таком случае и составление помольных партий будет точнее. Как правило показатель протеина в помольной партии зерна отличается от показателя в муке на 0,5 – 1 %. Главное при помоле зерна соблюдать правильную гранулометрию муки. Так уже давно работают во всем мире.
А что получается у нас, в России? Зерно мягкой пшеницы в РФ выращивается хорошее, более того, по качеству оно превосходит зерно из стран Европы и Азии. Мука высшего сорта из зерна 3‑го класса соответствует всем требованиям качества. Но почему тогда хлебопёки несут потери? Почему, например, выход батона нарезного со 142 % во времена СССР упал до 129 – 133 % в наше время? Что стало не так с клейковиной, в частности, и мукой в целом? В какой момент хлебопёки начали терять выхода готовой продукции? Порассуждаем на эти темы.
КАКИЕ КОМПОНЕНТЫ МУКИ ОТВЕЧАЮТ ЗА ВЛАГОУДЕРЖИВАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ МУКИ?
Для хлебопёков очень важно получить муку с высокими водопоглотительной (ВПС) и влагоудерживающей способностями. Так как именно от этого зависит фактический выход мучного продукта, а значит и прибыль предприятия. И тут важно понимать какие компоненты муки (рис. 5) поглощают и удерживают воду? На поглощение воды при замесе теста влияют: крахмал, протеин (белок) и NPS (некрахмальные полисахариды). Остальные компоненты на ВПС влияния не оказывают. Европейские учёные провели исследования и оказалось, что каждый из компонентов поглощает по трети от всей добавленной воды (таблица):
Водопоглотительная способность отдельных компонентов муки
Белок и протеин в зерне и зерновых культурах
Протеин является важным питательным веществом в зерне злаковых и продуктах их переработки. Содержание белка может варьироваться от 5 до 26% в разных видах зерновых. Также в зависимости от культуры будет различным и аминокислотный состав протеина, что непосредственно влияет на его питательную ценность.
Очень важно содержание протеина, в частности, для пшеницы, т.к. в коммерческих отношениях влияет на класс зерна, а на производстве является показателем мукомольных и хлебопекарных свойств пшеницы.
Определение белка (протеина) возможно как при помощи современных ИК-анализаторов, так и классическими химическими методами Кьельдаля или Дюма.
Метод Кьельдаля – самый распространённый классический метод определения азота/протеина в соответствии с международными стандартами в пищевой и комбикормовой промышлености, при производстве напитков, а также в химической и фармацевтической промышленности.
Проведение определения белка по методу Кьельдаля включает в себя три основные стадии:
Подготовка образцов для определения белка
Одним из важнейших условий получения достоверных результатов определения белка по Кьельдалю является тщательная пробоподготовка. Процедура подготовки образцов должна обеспечивать однородность и размол пробы таким образом, чтобы размер частиц не превышал 1 мм.
Для измельчения образцов рекомендуется использование специальных лабораторных мельниц, таких как LM 3100 производства Perten Instruments.
Взвешивание образцов для последующего анализа по Кьельдалю обязательно должно проводиться на аналитических весах с точностью до 0,1 мг
Анализатор KjeLROC Kd-310 для определения азота и белка по методу Кьельдаля
Анализатор KjeLROC — высокоточная система определения азота и белка по методу Кьельдаля с гибкими возможностями обмена данными.
Автоматический/полуавтоматический дистиллятор KjelROC KD-210/KD-200 для перегонки с паром по Кьельдалю
Дистилляционный блок KjelROC предназначен для паровой дистилляции для определения азота и белка по стандартному методу Кьельдаля.
Портативный ИК-анализатор цельного зерна Инфраматик 8800
Сверхкомпактный анализатор цельного (не размолотого) зерна и масличных культур. Автономное питание и встроенный модуль GPS для построения зонированных карт полей.
Универсальный ИК-анализатор DA 7250
Универсальный многофункциональный ИК-анализатор зерновых культур DA 7250 с технологией диодной линейки. Быстрый (6 секунд) и точный анализ одновременно нескольких параметров.
ИК-анализатор цельного зерна Инфраматик 9500
Анализатор цельного зерна и муки Инфраматик 9500. Определяет основные показатели качества зерновых и масличных культур, включая натуру.
Методы определения основных показателей качества
Наиболее богата белками пшеница, произрастающая на юго-востоке по сравнению с пшеницей, выращенной в северных и западных районах. Большое количество осадков в период созревания зерна приводит к уменьшению относительного содержания белка.
У одних и тех же сортов пшеницы (и других культур), произрастающих в разных районах, содержание белка колеблется в больших пределах.
Количество белка в пшенице устанавливают по содержанию азота в зерне, результат умножают на белковый коэффициент 5,7 для пшеницы; коэффициент получают делением 100 на величину процентного содержания азота в белке (17,54% в белке пшеницы).
При определении белка в пивоваренном ячмене применяют коэффициент 6,25 (из расчета содержания азота в белке ячменя в среднем 16%).
Метод определения общего азота заключается в сжигании навески измельченного зерна концентрированной серной кислотой при кипячении в специальной тугоплавкой колбе Кьельдаля. При этом углерод органического вещества окисляется до С02, водород до Н20, азот, образуя аммиак, соединяется в колбе с серной кислотой и удерживается в ней в виде сернокислого аммония. Этот процесс можно представить уравнением
Аммиак в приемнике поглощается титрованным раствором серной кислоты, давая сернокислый аммоний
Зная количество взятой в приемник 0,1 н.
, можно титрованием щелочью определить количество оставшейся свободной щелочи, а по ней количество серной кислоты, связанной с аммиаком, а следовательно, и количество азота.
Катализатор. Тщательно перемешивают и растирают в ступке смесь, состоящую из 10 г сернокислой меди, 100 г сернокислого калия и 2 г селена металлического. При отсутствии селена можно использовать смесь только из сернокислой меди и сернокислого калия, но сжигание образцов при этом будет более продолжительным.
33%-ный раствор едкого натра готовят следующим образом. Отвешивают 500 г едкого натра (технического), помещают его в фарфоровый стакан и приливают туда при постоянном помешивании стеклянной палочкой 1000 мл дистиллированной воды. Когда растворятся куски щелочи, раствору дают отстояться, затем его сливают в склянку и закрывают резиновой пробкой.
Порядок определения. Из среднего образца при помощи делителей или вручную выделяют около 50 г зерна, очищают его от сорной примеси, за исключением испорченных зерен, размалывают на лабораторной мельнице так, чтобы все размолотое зерно прошло при просеивании через проволочное сито № 08.
Размолотое зерно переносят на стекло размером примерно 20 X 20 см и двумя плоскими совками или картонными карточками смешивают его, разравнивают и придавливают другим стеклом такого же размера так, чтобы слой под стеклом был высотой не более 3-4 мм.
LiveInternetLiveInternet
—Поиск по дневнику
—Подписка по e-mail
—Статистика
Протеин и клейковина в пшенице их сравнение, Протеин и клейковина в пшенице их сравнение.
Сорт несет в себе совокупность всех наследственных факторов злакового растения, от которых в значительной мере зависит химический состав тканей растения, в том числе и его важ
§ 16. Факторы, влияющие на выход и качество клейковины зерна пшеницы
Практика подтвердила правильность этого положения — можно регулировать содержание белковых веществ в зерне, умело применяя азотистые удобрения, орошение и сортовые особенности. Наука и практика выявили, что влияние запасов азота в почве на количество и качество белка и клейковины пшеницы проявляется не однозначно, а носит сложный характер. Различное содержание белка в зерне в условиях обильного или недостаточного увлажнения зависит не только от содержания азота в почве, но и от многих других факторов: величины, структуры урожая (соотношение между корнями и надземной массой), особенностей углеводного обмена и кислородного режима, влияющих на характер и интенсивность процессов поглощения и усвоения азота растением и др.
Если с увеличением влажности повысить уровень питания азотом, то можно предупредить снижение белковости зерна даже при резком увеличении урожая.
Это направление обеспечивает лишь создание высокобелковых форм фуражной пшеницы, относящихся к высокопотенциальному, преимущественно полукарликовому типу.
При отмывании клейковины из зерна пшеницы Безостая 1 дистиллированной и водопроводной водой, взятой в г. Краснодаре жесткостью 4,1 мг/экв и в станице Каневской жесткостью 0,52 мг/экв получен выход (%.): 27,9; 29,5; 27,0. Неодинаковым оказалось и качество клейковины (в единицах прибора ИДК): 70,8; 85,5; 73,5. Значение имеет не только общая жесткость воды, но и ее состав — содержание в воде одновалентных катионов К+ и Na+ и двухвалентных Mg++ и особенно Са++. Увеличение продолжительности отлежки замешенного теста значительно повышает выход клейковины из морозобойного и пересушенного зерна, особенно в течение первых 20.
Установлено влияние химического состава воды (содержание и состав растворенных в ней солей) на количество и качество отмываемой клейковины. Выход клейковины из одной и той же пробы муки различен в зависимости от жесткости воды. Расхождение достигает 3,7%.
нейшего репродуктивного органа — семёни. В связи с э¥йм становятся понятными наблюдаемые наследственные различия сортов пшеницы по способности накапливать в одних и тех же условиях определенное количество белка и клейковины. Экспериментально проверены генетические различия между сортами по уровню белковости и содержанию клейковины.
Зерно, подвергшееся действию слишком высоких температур, теряет свои первоначальные хлебопекарные достоинства.
Получена замещенная линия сорта Одесская 26, в которую введена чужеродная хромосома линии пшеницы 168. В замещенной линии значительно увеличилось содержание клейковины, но физические свойства теста резко ухудшились. Таким образом, селекция способна увеличить содержание белка в зерне пшеницы, но может при этом ухудшить физические свойства клейковины.
Немецкий исследователь Гесс выдвинул теорию микро- и субмикроструктуры эндосперма пшеницы. При обработке муки высшего сорта органическими жидкостями с относительной плотностью около 1,38 он выделил две фракции белка. Одна из них состоит почти из чистого белка и в неразрушенном зерне
Из такой муки нельзя отмыть клейковину потому, что клопы-черепашки, накалывая созревающее зерно, впускают в него слюну, содержащую активный протео- литический фермент. Внесенный в зерно протеолитический фермент сохраняется в нем, фермент начинает действовать, разрушая белки клейковины в приготовленном из такой муки тесте. В зернах злаковых и семенах бобовых культур содержатся белки-ингибиторы, способные соединяться с протеолитическими ферментами, снижая их активность, что также может сказываться на качестве клейковины.
Вторая фракция белка плотно прикреплена к поверхности крахмальных зерен, ее не удается выделить даже после измельчейия муки на шаровой мельнице. По Гессу прикрепленный белок — хафтпротеин (Haftprotein), имеющий фибриллярную структуру. Советские исследователи подтвердили наличие двух фракций белка в эндосперме пшеницы. Гесс утверждал, что прикрепленный белок не может формировать сам по себе клейковину, но участвует в ее образовании вместе с промежуточным белком, обусловливая газоудерживающую способность набухшей клейковины. Советские исследователи убедились, что оба типа белка образуют нормальную клейковину. Они доказали также, что из стекловидного эндосперма даже после энергичного механического воздействия шаров вибрационной мельницы фракционированием (по Гессу) извлекается меньше промежуточного белка, чем из мучнистого.
Между содержанием белка и влажностью (количеством осадков на протяжении вегетационного периода) наблюдается устойчивая обратная зависимость: чем выше влажность, тем ниже содержание накопленного белка. Высокая влажность, обеспечивающая повышенные урожаи, обычно ведет к снижению белковости зерна и, следовательно, его пищевой ценности. Выдающийся советский агрохимик и биохимик Прянишников показал, что зерно при большой влажности беднее азотом, так как растению приходится образовывать гораздо большее число зерен при том же запасе азота в почве, что и при малой влажности. Он определил пути предотвращения обеднения зерна белком с ростом урожайности.
Отсюда становятся понятными физические различия между крупчатой мукой из стекловидного эндосперма и мажущейся из мучнистого.
Белковые фракции, получаемые по Гессу, охарактеризованы недостаточно.
Установлено, что доля генотипической изменчивости достаточно высока и составляет 48% по содержанию белка и 43% по содержанию сырой клейковины от общей изменчивости.
Обнаружена сортовая устойчивость содержания глиадиновой фракции в клейковине. Отмечено устойчивое превышение гли- адина в клейковине пшеницы Одесская 3 при посевах по всем предшественникам. Можно говорить о полноценности белка как о сортовом признаке.
Изучение генетической (сортовой) зависимости содержания и качества белка и клейковины в зерне пшеницы только еще начинается. Получены данные о том, что компонентный состав глиадина, глютенина и консистенция эндосперма являются важнейшими факторами, обусловливающими генетический уровень качества муки, в том числе по таким показателям, как седиментация, сила муки, водопоглотительная способность, объем хлеба. Выявлено, что основную роль в накоплении белка в зерне пшеницы и формировании его качества играют гены ядра.
На качество клейковины большое влияние оказывают вещества, содержащие сульфгидрильные группы, — SH. Эти вещества при добавлении их в небольшом количестве к муке или к тесту резко ухудшают качество клейковины и теста, вызывают их расплывание и разжижение. Среди соединений, содержащих группу —SH, нужно особенно отметить уже рассмотренную ранее аминокислоту цистеин и глютатион ( 15). Глютатион Представляет особый интерес, так как содержится в довольно большом количестве в зародыше пшеничного зерна (0,45%), а также в дрожжах (особенно старых).
Связность белкового комплекса и стойкость теста при брожении, в зависимости от условий роста и развития растения пшеницы, особенно в период созревания и налива зерна, изменяются более чем в два раза. На количество и особенно качество клейковины в период вегетации большое влияние оказывают вредители (клоп-черепашка, пшеничный трипе и др.) и болезни, а также неблагоприятные условия произрастания (засуха, действие заморозков). Велика роль агротехнических приемов: способов и сроков обработки почвы; количества и состава удобрений; сроков, дозы и способов их внесения; предшественников, орошения, сроков и способов уборки и т. д.
Выход клейковины и ее качественная характеристика, а следовательно, и хлебопекарное достоинство пшеницы изменяются в очень широких пределах. Факторы, влияющие на клейковину, можно объединить в три группы: внутренние причины, свойственные сорту (генетические); условия произрастания злакового растения и созревания зерна (экологические); действие физических и химических агентов, которыми обрабатывают зерно, муку или клейковину (экзогенные).
Глютатион оказывает на клейковину сильное разжижающее действие — клейковина и тесто расплываются и ослабевают. Отрицательное влияние на клейковину оказывает только восстановленная форма глютатиона
составляет сплошную основу (подложку), в которой распреде лецы зеркй крамала. При исследований лейтроншм микроскопе этот белок имеет вид бесструктурных пластинок. Гесс назвал эту фракцию белка промежуточным, или клиновидным, белком — цвикельпротеином (Zwickelprotein).
Известную роль в переходе белков клейковины в раствор играет также повышенная растворимость диоксида углерода воздуха в дистиллированной воде.
В эндосперме пшеничного зерна клейковина распределена неравномерно ( 16). Больше всего клейковины в наружном слое эндосперма, в следующих меньше, совсем мало во внутренних слоях. Таким образом, мука, полученная из наружных слоев, более богата клейковиной, чем мука из внутренних слоев эндосперма.
Качество клейковины в значительной степени зависит от повышенных температур при сушке и горячем кондиционировании зерна, при котором зерно перед помолом увлажняется, а затем прогревается в кондиционерах. Повышенные температуры укрепляют клейковину, она становится менее растяжимой и более упругой. Если температура нагрева зерна слишком высокая, белки клейковины свертываются, денатурируются, и тогда отмыть ее уже нельзя.
На изменение реологических свойств клейковины существенное влияние оказывает фермент протеиндисульфидре- дуктаза, расщепляющая дисульфидные мостики в клейковине, активность фермента повышается в проросшем и недозревшем зерне. Интенсивная механическая обработка пшеничной муки с использованием шаровой мельницы оказывает необычайно сильное воздействие на клейковину, резко укрепляя ее. Цвет клейковины не сказывается на упругих свойствах и на хлебопекарном достоинстве пшеничной муки.
Азот этой фракции из зерна мучнистой пшеницы составляет в среднем 36,8% общего азота муки, а из зерна стекловидной пшеницы—12,03% (в три раза меньше). Отсюда вытекает зависимость количественного соотношения между промежуточным и прикрепленным белком от консистенции зерновки.
Разжижающее действие цистеина и глютатиона на тесто и клейковину обычно объясняли тем, что эти вещества активизируют протеолитические ферменты муки, которые начинают энергично расщеплять белки клейковины. Опыты, проведенные вне действия протеолитических ферментов, показали, что цистеин или глютатион вызывают немедленное расплыва- дие клейковины. Сульфгидрильные соединения оказывают действие непосредственно на белки клейковины, вызывая глубокое изменение их физических свойств.
требуют большего времени для набухания, предшествующего образованию связной клейковины.
Жидкость, применяемая для отмывания клейковины, имеет большое значение, так как клейковинные белки способны растворяться в различных жидкостях неодинаково. Так, в зависимости от состава промывной жидкости количественное соотношение глютенина и глиадина изменялось от 1,61 (отмывание 0,001 %-ным водным раствором бромата калия) до 6,13 (отмывание водой). Дистиллированная вода значительно снижает выход сухой клейковины в результате перехода в раствор клей- ковинных белков, главным образом глиадина, обладающего заметной растворимостью в дистиллированной воде.
В стекловидном эндосперме зерна белковая подложка прочно связана с крахмалом. При разрушении такого эндосперма крахмальные зерна раскалываются вместе с окружающим их белком. В мучнистом эндосперме крахмальные зерна слабо связаны со слоем прикрепленного белка, промежутки между зернами крахмала легко освобождаются от окружающего их белка.
Со временем с помощью цитогенетических методов у зерна пшеницы можно будет направленно регулировать уровень содержания и качество белка и клейковины, а также их аминокислотный состав. Решающее влияние на содержание и качество клейковины оказывают почвенно-климатические условия выращивания пшеницы. Эти условия могут сильно исказить количественную и качественную характеристику белкового комплекса как наследственного признака.
Так как синтез белковых веществ связан с затратой энергии, температурные условия вегетационного периода пшеницы, особенно в период формирования и налива зерна, оказывают влияние на формирование качества зерна пшеницы. Вегетационными опытами показано, что снижение температуры с 35 до 20 °С уменьшает содержание белка в зерне яровой пшеницы с 15,5 до 12,2%. В годы с сухим и жарким летом сила пшеничной муки всегда значительно выше, чем в годы с обильными осадками и пониженной температурой.
Качество клейковины зависит также от действия протеолитических ферментов. Под их влиянием клейковина теряет свои первоначальные физические свойства, разжижается и иногда становится неотмываемой. Это явление наблюдается у муки, полученной из зерна, пораженного клопами-черепашками.
Солевые растворы и водопроводная вода значительно меньше растворяют клейковинные белки. Соли укрепляют клейковину, делают ее более упругой, менее растяжимой. Практически наиболее удобно применять водопроводную воду.
30 мин. Это следствие того, что в таком зерне белки менее гидрофильны и
Разнообразны средства, при помощи которых можно изменить выход и качество клейковины после того, как зерно пшеницы убрали с поля (при обработке и переработке). На количество и состав клейковины влияют степень раздробленности муки (ее крупность), соотношение между количеством воды и муки при замесе куска теста, продолжительность и температура отлежки теста, промывная жидкость и ее состав, способ и продолжительность отмывания (результаты отмывания клейковины во многом зависят от навыков и умения лаборанта).
Большое значение имеет содержание в муке ненасыщенных жирных кислот: олеиновой, линолевой и линоленовой. Эти кислоты и их соли оказывают сильное укрепляющее действие на клейковину. Присутствие ничтожного количества этих кислот делает клейковину упругой, малорастяжимой и даже крошащейся. Это имеет большое значение при хранении пшеничной муки, в процессе ее так называемого созревания. Подобное действие ненасыщенных жирных кислот объясняется влиянием на клейковину продуктов их окисления.
Доказана роль определенных хромосом и генов в наследовании содержания белка в зерне пшеницы.