Особенности биохимического состава тритикалевой муки разных сортов

Использование тритикале, как продовольственной культуры, представляет собой интересное перспективное направление для перерабатывающих отраслей пищевой индустрии. Это подтверждается повышенным интересом к данной культуре как исследователей, так и производителей пищевых продуктов. Очевидно, что биопотенциал тритикале недооценен и мало исследован. Его технологические свойства, биохимический состав, сортовые особенности, активно изучаемые в последнее время, позволят разработать новые технологии получения тритикалевой муки с определенным составом и свойствами, которая будет востребована хлебопекарной, кондитерской и другими отраслями пищевой промышленности [1, 2].

Работы, проводимые в ФГБНУ «ВНИИЗ», показали, что из зерна тритикале может быть получена (сформирована) мука разных сортов (типов) с определенными технологическими свойствами. Для проведения лабораторных помолов было отобрано 6 проб зерна тритикале разных сортов: Топаз (2011, 2012); Сколот (2012); Вокализ (2012); Трибун (2012); Донслав (2012). На основе кумулятивных кривых зольности установлено наличие трех этапов формирования муки [3].

Первый этап (извлечение центральной части эндосперма) с выходом муки 40-45% и зольностью 0,63% включал 1, 2, 3 размольные системы. Поток муки – А. Второй этап состоял из 5-7 технологических систем и характеризовался выходом 25-26% и зольностью 0,91%. Поток муки – Б. Третий этап (вымол оболочек) с выходом муки 5-7% и зольностью 2,05% включал 6 размольную и вымольные системы. Поток муки – В. В дальнейшем мука каждого из этапов смешивалась с целью получения отдельных сортов (типов) муки. Таким образом, были получены 5 сортов муки. Так, мука Т-600 представляла собой поток А, мука Т-700 – смесь потоков А+Б, мука Т-800 – смесь потоков А+Б+В, мука Т-1200 – смесь потоков Б+В, мука Т-2000 – поток В.

Показатели качества сформированных сортов муки из зерна тритикале представлены в табл. 1.

Таблица 1. Показатели качества новых сортов тритикалевой муки

Наилучшими показателями белизны из всех исследуемых образцов характеризуются образцы Т-600 и Т-700 (53,75 и 49,75 соответственно), образец Т-2000 (вымол оболочек) имеет отрицательное значение этого показателя. Зольность образцов закономерно возрастает с 0,63 до 1,99%. По качеству клейковины первые четыре образца относятся к I группе качества – хорошая (70, 66, 66, 57 ед. ИДК соответственно). Последний образец – ко II группе – удовлетворительная слабая.

Анализ общего содержания основных биополимеров зерна в сформированных сортах муки тритикале показал наименьшее содержание белка и максимальное содержание крахмала в образце муки из центральной части эндосперма (Т-600). Мука образца Т-2000 (вымол оболочек) содержала максимальное количество белка и минимальное количество крахмала. Образец Т-800, представляющий смесь всех 3 потоков, занимал промежуточное положение по исследуемым показателям, при этом и содержание крахмала, и содержание белка находится на достаточно высоком уровне, что, несомненно, является позитивным с точки зрения как технологических свойств, так и пищевой ценности (табл. 2).

Таблица 2. Химический состав новых сортов тритикалевой муки

Образец муки, тип Белок (N×6,25), % Крахмал, % Жир, % Т-600 10,14 82,28 1,00 Т-700 12,23 81,11 1,14 Т-800 16,84 77,68 1,25 Т-1200 17,65 75,60 1,60 Т-2000 24,88 47,34 2,90

Изучение количественного соотношения и свойств различных фракций растворимых белковых веществ зерна представляет наряду с теоретическим интересом и большой практический интерес для технологий, использующих зерно в качестве основного сырья. Несмотря на то, что разделение белковых веществ по растворимости достаточно условно, тем не менее, оно применяется достаточно широко и в настоящее время. Однако многие вопросы остаются до сих пор до конца невыясненными. Это связано чаще всего с различием в методическом подходе разных исследователей.

Определение растворимого белка проводили по методу Лоури [4]. Определение фракционного состава белков по Осборну: альбумины выделяли дистиллированной водой, глобулины – 10%-ным раствором NaCl, проламины – 70%-ным этанолом, глютелины – 0,2%-ным раствором NaOH.

Изучение фракционного состава растворимых белков сформированных сортов тритикалевой муки показало, что образцы Т-600 и Т-700 отличаются наименьшим содержанием альбуминов и глобулинов, но наибольшим содержанием проламинов и глютелинов, которые сосредоточены в эндосперме и формируют клейковину. Главная часть альбуминов и глобулинов обнаруживается в образцах Т-1200 и Т-2000, очевидно, это связано с присутствием в данных образцах муки измельченного зародыша и алейронового слоя. В образце муки Т-800 процентное соотношение всех фракций примерно одинаково и составляет 20-25%, данный образец был сформирован путем смешивания трех основных потоков муки, которые характеризуются различным составом анатомических частей зерновки (табл. 3).

Таблица 3. Фракционный состав растворимых белков сформированных сортов тритикалевой муки

Известно, что протеолитические ферменты играют существенную роль в процессах, протекающих в зерне при его хранении и переработке.

Мука, получаемая при механическом воздействии на зерно, нарушении его целостности, и в определенной степени разрушении клеточного компартмента, представляет собой с биохимической точки зрения совершенно другой объект исследования. Объект, в котором активируются, в первую очередь, окислительные и гидролитические процессы, в том числе процессы, связанные с протеолизом эндогенных белков.

В работах, проводимых в ФГБНУ «ВНИИЗ» по изучению протеолитических ферментов зерна тритикале, было показано наличие трех типов протеиназ активно гидролизующих бычий сывороточный альбумин (стандартный субстрат) и собственные белки: кислые протеиназы с оптимумом рН 3,5; нейтральные протеиназы с оптимумом рН 6,5; щелочные протеиназы с оптимумом рН 9,5 [5].

В табл. 4 представлены данные об активности кислых и нейтральных протеиназ сформированных сортов тритикалевой муки. Извлечение протеаз проводили, как описано в работе [5]. Определение активности протеаз модифицированным методом Ансона [4].

Таблица 4. Протеолитическая активность сформированных сортов тритикалевой муки

Образец муки,

Анализ активности кислых и нейтральных протеиназ в сформированных сортах муки косвенно свидетельствует о том, что в зерне тритикале часть протеолитической активности связана с клейковинными белками, но все же наибольшая активность была отмечена для образцов Т-800 и Т-1200, то есть, с большой долей вероятности, это белки зародыша и субалейронового слоя.

При этом активность нейтральных протеаз в 1,5–2,0 раза выше активности кислых протеиназ.

Величина протеолитической активности в сформированных сортах тритикалевой муки имеет, наряду с другими биохимическими показателями, принципиальное значение, поскольку протеиназы способны активно гидролизовать собственные, в том числе и клейковинные, белки, что в конечном счете сказывается на технологическом процессе и готовом продукте. Кроме того, протеолитические ферменты участвуют в регуляции активности других ферментных систем, например амилаз.

Активность амилолитических ферментов зерна и муки – еще одна важная технологическая и биохимическая характеристика, которая определяет наряду с другими показателями хлебопекарные достоинства муки. Ее оценка проводилась с помощью метода определения числа падения (табл. 5).

Таблица 5. Амилолитическая активность сформированных образцов тритикалевой муки по показателю числа падения

Образец муки, тип Т-600 Т-700 Т-800 Т-1200 Т-2000 Число падения, с 294 266 272 245 174

Показатель числа падения для пшеничной муки на уровне 230–330 с характеризует нормальную амилолитическую активность пшеничной муки, для ржаной муки этот показатель примерно на 100 с меньше. Полученные при исследовании образцов тритикалевой муки значения числа падения (табл. 5) свидетельствуют о том, что активность амилаз (кроме образца муки Т-2000) сходна с активностью этих ферментов в пшеничной муке и наряду с другими показателями подтверждает преобладание пшеничного фенотипа в исследуемом нами зерне тритикале.

Таким образом, проведенные исследования позволяют оценить биохимические свойства исследованных образцов муки из зерна тритикале, сформированных на основе кумулятивных кривых зольности [3]. Установлено, что новые сорта муки имеют принципиальные отличия по фракционному составу белков, активности кислых и нейтральных протеиназ, а также амилолитической активности. Полученные данные позволят правильно оценить перспективу использования новых сортов тритикалевой муки для продовольственных целей и наиболее эффективно использовать биопотенциал зерна тритикале.

Литература

Карчевская О.В. Научные основы и технологические аспекты применения зерна тритикале в производстве хлебобулочных изделий / О.В. Карчевская, Г.Ф. Дремучева, А.И. Грабовец // Хлебопеченье России. – – №5. – С. 28-29.
Мелешкина Е.П. Оценка качества зерна тритикале / Е.П. Мелешкина, И.А. Панкратьева, О.В. Политуха, Л.В. Чиркова, Н.С. Жильцова // Хлебопродукты. – – №2. – С. 48-49.
Панкратов Г.Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки / Г.Н. Панкратов, Е.П. Мелешкина, Р.Х. Кандроков, И.С Витол, // Хлебопродукты. – 2016. –№ 1. – С. 60-62.
Нечаев А.П. Пищевая химия. Лабораторный практикум / С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова, В.В. Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева. – СПб.: ГИОРД. – – 304 с.
Витол И.С. Белково-протеиназный комплекс зерна тритикале /И.С. Витол, Г.П. Карпиленко, Р.Х. Кандроков, А.А. Стариченков, А.И. Коваль, Н.С. Жильцова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2015. – №8. – С. 36-39.

Витол И.С., кандидат биологических наук, доцент, Мелешкина Е.П., доктор технических наук, Кандроков Р.Х., кандидат технических наук,

Карпиленко Г.П., доктор технических наук, Вережникова И.А., ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки»

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎