Методы изучения клейковины пшеницы

24.10.2014

На протяжении многих десятилетий выход сырой клейковины широко применяется для оценки потенциальных хлебопекарных свойств сырья. Определение этого показателя является одной из важных функций лабораторий технохимического контроля мельниц, хлебозаводов и макаронных фабрик. Выход сырой, клейковины включен в нормативы качества зерна и муки. За последнее время введены также и показатели свойств клейковины, выражаемые в тех или иных условных единицах.
Недостаточно изучался вопрос о степени достоверности метода отмывания клейковины, о возможности его уточнения и путях элиминирования погрешностей, В еще меньшей степени изучены методы определения качества отмытой клейковины. Отсутствие соответствующих данных не позволяет, нередко, дать правильное толкование получаемым результатам и может привести к неверным выводам. Результаты отдельных анализов, проводимых на одном и том же сырье при идентичных условиях и даже одним и тем же лаборантом, не всегда полностью совпадают. Еще меньшее совпадение получается, если один и тот же образец анализируется различными лаборантами в одной и той же лаборатории или в разных.
На выход сырой клейковины и ее качество большое влияние оказывает еще целый ряд факторов: продолжительность отлежки и отмывания теста, температура воды и помещения, в котором производится отмывание и отлежка отмытой клейковины, степень механического воздействия на ее комочек, характер веществ, добавляемых в тесто при замесе.
Полностью устранить перечисленные выше причины практически невозможно, поэтому необходимо искать другие пути для уточнения получаемых данных. Для этого необходимо исключить индивидуальные отклонения в результатах, элиминировать случайные погрешности и выявить наблюдаемую закономерность, независимо от того, какие отклонения получались в сериях отдельных опытов. Именно с этой целью во всех научных исследованиях и при проведении широких производственных опытов во многих отраслях науки и промышленности широко используются методы математической обработки цифровых результатов наблюдений или специально поставленных опытов.
Основные принципы методов вариационной статистики изложены в соответствующих монографиях и пособиях; практическое применение этих методов при изучении клейковины пшеничной муки было недавно опубликовано.
Задачи математической обработки полученных экспериментальных данных могут быть различными. Наиболее часто встречается необходимость выявления точности метода как такового, т. е. воспроизводимости получаемых результатов.
Вторая, не менее важная, задача заключается в сопоставлении абсолютных значений того или иного количественного показателя — упругости клейковины, ее выхода и т. д., получаемых при сравнении различных образцов сырья или при сопоставлении нескольких методов обработки муки, действия различных улучшителей и т. п. для выяснения характера этих отклонений.
Третья задача, которая может быть решена применением методов вариационной статистики, состоит в решении вопроса о том, существует ли между двумя или более количественными признаками, характеризующими данные образцы, закономерная связь, и если есть, то какого она характера — положительного или отрицательного.
Для решения этих конкретных задач необходимо получить достаточно большой цифровой материал по изучаемым показателям, Обычно применяемые две—три повторности того или иного анализа совершенно недостаточны; необходимо повторить анализ не менее 10—20 раз, составить вариационный ряд изменчивости изучаемого признака, показывающий пределы колебаний изучаемого признака и подвергнуть этот ряд соответствующей обработке. При этом рассчитываются следующие величины: х — средняя арифметическая; M — ошибка средней арифметической; S — среднее квадратичное отклонение; V — коэффициент вариации, в %, рассчитываемый по формуле

V = S/x*100%,

где S — среднее квадратичное отклонение;
х — средняя величина вариационного ряда;
t — критерий Стьюдента.
При сопоставлении двух вариационных рядов вычисляется коэффициент корреляции между двумя изменяющимися признаками.
Воспроизводимость показателей, определяемых тем или иным методом, обычно характеризуется величиной коэффициента вариации, причем критерий Стьюдента характеризует существенность различий между двумя величинами, полученными при сопоставлении одного и того же показателя и относящихся к двум вариационным рядам.
Значение этой величины для оценки воздействия различных факторов на выход или на свойства клейковины исключительно велико, так как сопоставление средних величин, применяемое для характеристики эффекта воздействия, мало что дает исследователю.
Примером этого могут служить некоторые данные, приводимые в литературе по сложному и спорному вопросу о воздействии окислителей на клейковину. Так, в одной из работ приводятся следующие данные упругости клейковины по скорости истечения клейковины в пластометре: для контрольной клейковины 27 сек, для клейковины, отмытой из теста с добавлением бромата — 33 сек и с добавлением аскорбиновой кислоты — 51 сек; для другого образца муки — 93,99 и 112 сек соответственно.
При этом, однако, остались неизвестными среднее квадратичное отклонение, коэффициент вариации и критерий Стьюдента. Разность средних величин контроля и опыта с аскорбиновой кислотой во втором случае составляет 19 сек, но достаточно ли велика эта разница, чтобы можно было сделать вывод о том, что это вещество оказывает существенное влияние на упругость клейковины? Отсутствие статистически обработанного материала в этих опытах, не позволяет сделать обоснованный вывод.
Приведем пример аналогичного опыта, при котором проводилась, однако, математическая обработка результатов. В данном случае изучалось влияние одного неионогенного эмульгатора — синтанола ДС-10 в двух концентрациях на упругость клейковины, определяемой по пластометру. Каждый вариант опыта (контрольного, с добавлением 0,1 % и 0,25% синтанола) проводился в 20 повторностях. Средняя величина для контрольного ряда равнялась 193 сек, для ряда с добавлением 0,1% синтанола — 180 сек, для ряда с 0,25% синтанола 107 сек а для ряда в 0,5% синтанола — 48 сек, В одном случае, следовательно, разность средних составляет 13 сек, в другом — 86 сек. Из этих данных можно было бы сделать вывод, что добавление препарата синтанол ДС-10 в концентрациях 0,1% и 0,25% снижает упругость клейковины, Расчет всех величин вариационных рядов контрольного опыта и опытов с добавлением синтанола в разных концентрациях, однако, позволяет внести важную поправку в полученные выводы. Критерий Стьюдента для разности средних величин контрольного ряда и ряда с минимальной концентрацией синтанола равен 1,42, а табличный, т. е. теоретический, равен 2,02. Следовательно, разность средних несущественна, т. е. отмеченное в опыте снижение скорости истечения клейковины через пластометр является случайным, полученные величины фактически не выходят за пределы изменчивости показаний для контрольного ряда.
Совершенно иная картина отмечается для вариационного ряда определения упругости клейковины с добавлением 0,25% и 0,50% препарата синтанола. В первом случае расчетный критерий Стьюдента равен 10,64, во втором 20,1, тогда как величина табличного критерия равняется 2,70. Следовательно, в данном случае различие между средней контрольного ряда и ряда с 0,25% и 0,50% синтанола совершенно реальна, этот эмульгатор в данных концентрациях оказывает существенное влияние на упругость клейковины.
Вторым обстоятельством, которое следует учитывать при исследовании клейковины в разнообразных аспектах, является то, что свойства клейковины как упруго-вязко-пластичного тела могут изменяться с течением времени. Упругость, эластичность и растяжимость комочка клейковины изменяются уже во время процесса отмывания, а после отмывания клейковина теряет свои первоначальные свойства с большей или меньшей скоростью в зависимости от природных особенностей муки.
Следует отметить, что имеются образцы пшеничной муки, клейковина которых довольно стабильно сохраняет свою упругость в течение 2—3 ч отлежки даже в термостате при 30° С; но чаще наблюдается более или менее резко выраженное снижение упругости и повышение растяжимости. Фактор времени в оценке свойств клейковины имеет, следовательно, первостепенное значение. Скорость изменения упругих свойств клейковины во времени может служить дополнительным показателем при ее характеристике.
Таким образом, скорость образования клейковины при ее отмывании из теста и последующее ее поведение при отлежке могут характеризовать свойства клейковины и в определенной степени прогнозировать свойства полученного из данной муки теста.
Следовательно, качество клейковины надо определять объективными методами не только при строго регламентированном промежутке времени от завершения отмывания до начала измерения, например, упругости на пластометре, но и через определенные промежутки времени, например через 1—2—3 ч отлежки в тех или иных условиях. Это позволяет более правильно характеризовать потенциальное поведение теста в процессе замеса.
При изучении клейковины как фактора, определяющего свойства теста, нередко муку предварительно обезжиривают, чтобы исключить влияние собственных липидов. Продукты гидролиза жира, в частности непредельные жирные кислоты, сами по себе оказывают значительное влияние на свойства клейковины; удаление липидной фракции, следовательно, позволяет более четко выявить влияние других факторов. До сих пор не обращали внимания на то, что применяемые для экстрагирования органические растворители сами по себе могут оказывать какое-либо влияние на свойства белков клейковины.
Последние исследования, однако, показали, что даже такой общеизвестный растворитель, как этиловый эфир, не является инертным по отношению к муке. По имеющимся наблюдениям, обработка последним нередко приводит к сильно выраженному укреплению клейковины по сравнению с необработанной мукой. Долгое время это явление оставалось необъяснимым. Недавно удалось установить, что при хранении этилового эфира в обычных условиях в результате аутооксидации в нем накапливаются продукты его окисления кислородом воздуха — перекись этила
С2Н5—О—О—С2Н5.

Это вещество, представляющее собой маслянистую плохо растворимую в воде жидкость, как и другие перекисные соединения, оказывают резко выраженное влияние на свойства клейковины в сторону ее укрепления. В свежеперегнанном этиловом эфире она отсутствует, но если эфир долго хранился в лаборатории и перед использованием не был подвергнут специальной обработке, то при добавлении к муке вместе с растворенным в нем каким-либо веществом, например насыщенными жирными кислотами (стеариновой, пальмитиновой и др.), более высоко кипящая перекись этила остается в муке и может совершенно исказить картину воздействия изучаемых веществ. Это наблюдалось в некоторых исследованиях, результаты которых показали, что насыщенные жирные кислоты оказывают специфическое воздействие на свойства клейковины. Исключить возможное влияние перекиси этила нетрудно, применяя для экспериментов свежеотогнанный эфир, в котором предварительно были разрушены перекиси.
По имеющимся сведениям и некоторые другие органические растворители (например, гексан) также не является инертным по отношению к белкам пшеничной муки.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: