Способ определения хлебопекарных качеств пшеницы по коэффициенту агрегации

же в хлебопекарной промышленности для оценки качества муки из зерна.Целью изобретения является повышение достоверности результата путем увеличения степени корреляции между коэффициентом агрегации растворимой в уксусной кислоте Фракции клейковины и хлебопекарными качествами пшеницы, 10Способ осуществляют следующим образом.Из анализируемого образца пшеницы готовят пробу муки. Из навески муки массой около 25 г отмывают водопроводной водой клейковину. Навеску массой около 750 кг сырой клейковины диспергируют в 10 см э раствора уксус- ной кислоты с концентрацией 0,05 г-моль/дм в течение 29-31 ч приЭ4 С, Затем добавляют 10 см раствора уко эсусной кислоты с концентрацией 0,01- Ь,05 г-моль/дм Э, содержащего 0,0228- 0,0234 г хлорида натрия, при этом концентрация хлорида натрия в полученной смеси составляет 0,039- 0,042 г-моль/дм . Смесь вновь диспергируют в течение 29-31 ч при 4 С, затем цено трифугируют, отделяют образовавшуюся надосадочную жидкость и прибавляют к ней Фосфатный буфер (О, 2 г"моль, рП 7,35- 7,45), содержащий 1 г-моль хлорида натрия.После повторного центрифугирования отделяют выпавший осадок собственно клейковинных белков и перерастворяют его в 3-х см раствора уксусной кислоты. с концентрацией 0,05 г-моль/дм Из полученной жидкой фазы отбирают аликвоту - 1 смЭ и определяют в ней белок па методу Къельдаля. Исходя из полученных данных, к оставшемуся объему жидкой Фазы прибавляют раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,01-0,05 г-моль/дм в та ком количестве, чтобы получить стандартный раствор с концентрацией белка 0,016-0,018%. Затем к белковому раствору добавляют фосфатный буфер с рН 5,6. По данным оптической плотности раствора собственно клейковинных белков, измеренной при длине волны 350 им в течение 1 мин через, каждые 5 с, строят кривую агрегативной . устойчивости. По константе скорости начального этапа агрегации определяют коэФФициент агрегации, по значению которого и прогнозируют хлебопекарные качеств пшеницы,Повышение достоверности оценки хлебопекарных качеств пшеницы при использовании предлагаемого способа обусловлено более полной и эффективной экстракцией солерастворимых белков из клейковины при проведении такой экстракции в строго определенных условиях.Высокие хле бопекарные достоинства зерна мягкой пшеницы обусловлены составом и структурой белков клейковины. Решающее влияние на свойства клейковины и следовательно, на хлебопекарные качества пшеницы оказывают собственно клейковинные белки: глиадин, растворимый в 70%-ном этаноле, и глютенин, белки которого хорошо растворяются в слабых растворах щелочей. Две другие Фракции белков, имеющие более низкиемолекулярные массы (альбумины и глобулины), растворимые в солевых растворах, не играют решающей. роли в проявлении высоких хлебопекарных качествмягкой пшеницы. Эти солерастворимыебелки понижают водоудерживающую способность, сокращают время замеса, ослабляют силу теста, повышают его растяжимость. Собственно клейковинные белки, наоборот, повышают водоудерживающую способность, силу теста, удлиняют время замеса, обуславливают эластичные свойства клейковины. Объем хлеба также зависит от глютенина (низкомолекулярного белка), затем глиадина и альбумин а,При обработке белков клейковины слабым раствором уксусной кислоты происходит сообщение их молекулам одноименных положительных зарядов, в результате чего молекулы отталкиваются и переходят в раствор. В растворенном состоянии находятся низкомолекулярный глютенин, глиадин, а также альбумины и глобулины, Агрегирующая способность указанных Фракций разная: наибольшей скоростью агрегации обладают белки глютенина, наименьшей - глиадина, а белки солерастворимой Фракции практически не агрегируют (коэффициент агрегации К=0,00022 10 - 0,00084 10 ). Исходя из этого, величины коэффициентов .агрегации суммарных уксуснорастворимых белков зависят от соотношения в них отдельных Фракций: чем больше, солерастворимой Фракции в составе белков агрегирующей системы, тем значение коэффициента агрегации. нижеУменьшение коэффициента агрегации белков сопровождается снижением объек"1578649 5тивности оценки хлебопекарных ка.честв зерна пшеницы, так как белки, растворимые в солях, значительной мере не влияют на эти качества.Способ удаления солерастворнмых белков путем использования для отмывки клейковины солевого раствора не стандартизирован, требует трудоемкого контроля полноты их отделения.Суммарные выделения солерастворимых и собственно клейковинных белков, осуществляемые путем отмывки клейко" вины водопроводной водой, и последующее отделение солерастворнмых белков на стадии осаждения собственно клейковинных белков фосфатным буфером, содержащим хлорид натрия, гарантируют отсутствие солерастворимых белков в анализируемой оптической плотности 20 фазе, исключают ошибку, вносимую этими белками в значение коэффициента агрегации.Более полное очделение солерастворимых белков обеспечивается дробной экстракцией, первая стадия которой осуществляется раствором уксусной кислоты с концентрацией 0,01 0,05 г-моль/дм и обеспечивает более полное растворение собственно клейко 30 винных белков.Полный перевод в раствор солерастворимых белков за счет разрыва ионных связей в молекулах белка на второй стадии экстракции осуществляют раствором уксусной кислоты с концентраци- З 5 ей 0,01-0,05 г-моль/дм , содержащим30,078-0,082 г-моль на 1 дм раствора. Последующее центрифугирование является операцией, обязательной для отделения собственно клейковинных белков.При значении времени меньше, чем 29 ч, и содержании хлорида натрия в растворе уксусной кислоты с концентрацией 0,05 г-моль/дм меньше 0,078 г-моль/дм в раствор не перехо 3дит достаточного количества клейковинных (преимущественно глютенина) и солерастворимых белков. Значение рН фосфатного буфера меньше, чем 7,35, не приводит к полному выпадению клейковинных белков, в результате чего снижается зависимость между значениями коэффициентов и показателями хлебопекарных качеств пшеницы.Увеличение времени экстрагивания белков свыше 31 не вызывает изменения фракционного состава (соотношения клейковинных и солерастворимых белков), что в большей степени влияет на корреляцию между коэффициентом агрегации и хлебопекарными качествами пшеницы.Повышение концентрации хлорида натрия в растворе уксусной кислоты сверх 0,084 г-моль/дм вызывает выпадение значительной части клейковинных белков в осадок, что приводит к выравниванию значений коэффициента агрегации и снижению достоверности способа.Повышение значения рН буфера для выделения раствора клейковинных белков сверх 7,45 приводит к неполному осаждению клейковинных белков.1Проведение экстракции клейковины водин этап с использованием раствора 40уксусной кислоты, содержащим хлориднатрия, может привести к более полному переводу в раствор солерастворимых белков в ущерб исчерпывающемурастворению собственно клейковинных 45белков.Проведение экстракции в течение29-31 ч как на первом, так и на втором этапах экстракции обеспечиваетполноту экстракции клейковинных белков,Действие Фосфатного буфера (рН 7,357,45), содержаще.го хлорид натрия,обеспечивает наиболее полное осаждение собственно клейковинных белков путем создания в системе изоэлектрической точки (рН 6,75-6,85) с частичнойнейтрализацией одноименных положительных зарядов на молекулах белка. П р и м е р 1. Готовят муку из пробы зерна, Из муки отмывают водопроводной водой клейковину, Навеску сырой клейковины массой 750 мг диспергируют в 10 см уксусной кислоты с концентрацией 0,05 г-моль/дч в течение 30 ч при 4 С в закрытой центрифужной пробирке при скорости вращения2 об/мин. Затем в пробирку добавляют еще 10 см раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,05 г-моль/дм , со держащего 0,08 г-моль (0,0234 г) хлорида натрия, и вновь перемешивают массу 30 ч при тех же условиях. Затем реакционную смесь центрифугируют в течение 20 мин при 6000 об/мин, отделяют надосадочную жидкость, содержащую суммарно солерастворжые и собственно клейковинные белки, к которой до" бавляют Фосфатчый буфер (0,2 г-моль, рН 7,4) содержащий 1 и-моль хлорида1578649 8натрия; Выпавший осадок собственно . при вращении 2 об/мин. Затем в пробирклейковинных белков растворяют в 3 см ку добавляют 10 см раствора уксуснойз 3уксусной кислоты с концентрацией, кислоты с концентрацией 0,05 г-моль/дмз,0,05 г-моль/дмЗ. Полученный раствор содержащего 0,08 г-моль (0,0231 г)онагревают при 98 С в течение 10 мин 5 хлорида натрия для достижения его кодля инактивации ферментов. Затем из нечнойконцентрации в смеси 0,048 г-мольраствора отбирают аликвоту 1 см и и диспергируют 31 ч при тех же условизопределяют содержание в нем белка по ях. Реакционную смесь центрифугируютКъельдалю. Исходя из полученных дан- при 15 тыс,об/мин в течение 30 мин иных, к оставшемуся объему жидкой фа О к 10 см надосадочной жидкости добавзы прибавляют раствор уксусной кисло- ляют равный объем Фосфатного буфера3ты с концентрацией 0,05 г-моль/дм (0,2 г-моль, рН 7,4), содержащегов таком количестве, чтобы получить 1 г-моль хлорида натрия. Выпавшийстандартный раствор с концентрацией осадок клейковинных белков отделяютбелка 0,016 . К 1,3 см полученного 15 центрифугированием при тех же усло"3раствора белка добавляют 1,3 смзвиях, растворяют в растворе уксуснойФосфатного буфера (0,2 г-моль, рН 5,6)кислотыс концентрацией 0,5 г-моль/дм.3содержашего 2 г-моль хлорида натрия, Раствор нагревают для инактивации фероизмеряют коэффициент агрегации из- ментов при 98 С 10 мин. Затем опревестным способом и пб значению коэф деляют в нем содержание белка пофициента агрегации определяют хлебо- Къельдалю. Раствор с концентрациейпекарные качества пшеницы, белка 0,018 используют для определеП р и м е р 2, Повторяют все прие- ния константы агрегации, а по ней пшемы осуществления способа по примеру . ницу относят к определенной категории251, но диспергирование клейковины в хлебопекарного достоинства.10 см уксусной кислоты с концентра- Результаты приведены в табл. 1.цией 0 05 г-моль/дм в течение 29 ч.ЭП р и м е р ы 5 и 6, Работают поЭ3Затем в пробирку добавляют еще 10 см примеру 1, Проводят определение хлераствора уксусной кислоты с концент- бопекарных достоинств пшеницы среднерацией 0,05 г-моль/дмз, содержащего 30 го Пиротрикс 28 и типично слабого сор 0,078 г-моль (00228 г) хлорида нат- та Акмолинка 1,рия, и перемешивают массу центрифу- Результаты приведены в табл. 1.гированием также в течение 29 ч. П р и м е р 7, Проводят определеОсаждение клейковинных белков осущест- нйе хлебопекарных качеств пшеницы тивляют Фосфатным буфером (0,2 г-моль 35 пично слабого сорта Акмолинка 1, прирН 7,35), содержащим 1 г-моль хлорида этом работают по примеру 1, но с иснатрия, пользованием для осаждения клейковин"П р и м е р 3. Повторяют все прие- ных белков Фосфатного буфера с рНмы осуществления способа по примеру 7,45 (0,2 г-моль) рН 7,45, содержаще 1, но диспергирование клейковины как 40 го 1 г-моль хлорида натрия.в уксусной кислоте с концентрацией Полученные данные приведены в0,05 г-моль/дмз, так и в уксусной . табл. 1.кислоте, содержащей хлорид натрия, Из табл. 1 видно, что изменениепроводят 31 ч, При этом концентрация концентрации хлорида натрия, временихлорида натрия в уксусной кислоте 45 экстрагирования клейковинных и соле 0,082 г-моль/дм. Осаждение собствен- растворимых белков, а также значенияно клейковиниых белков проводят фос- рН Фосфатного буфера для осажденияФатным буфером (0,2 г-моль с РН 7,41 клейковинных белков в указанных инсодержащим 1 г-моль хлорида натрия. тервалах вызывают изменение конечноП р и м е р 4. Проводят определе го результата не более, чем на 0,7 ,ние хлебопекарных качеств пшеницы П р и м е р ы 8-11, Работают потипично сильно го сорта Саратов ская примеру 1, но определяют хлебопекар 29. Для этого готовят пробу муки, от- ные качества пшеницы сортов Белорусмывают из нее водопроводной водой ская 80 и Целинная 21, выращенных вклейковину. 750 мг препарата клейко резко контрастных почвенно-климативины диспергируют в 10 см раствораческих условиях.3уксусной кислоты с концентрацией Результаты приведены в табл. 1,0 05 г-моль/ди в течение 29 ч при Для получения сравнительных данных4 С в закрытой центрифужной пробирке проводят определение коэффициентов аг 1578 б 49 10регации белков в образце пшеницы примеров 4-7 по способу-прототипу. Данные способов выражают в условных относительных процентах, т.е. (определяемый образец: эталон) х 100. За 1007, принимают определенный образец, за эталон - наименьшие значения коэффициентов агрегации в каждом из способов. Из табл. 1 видно, что между сортамиО способ прототип дает разницу 207, тогда как предлагаемый - 657 Таким образом, предлагаемый способ обладает чувствительностью в 3 раза большей по 1сравнению с прототипом. 15Из табл. 1 (примеры 8-11) видно, что предлагаемый способ по величине коэффициента агрегации белков позволяет выявить различия в хлебопекарных качествах пшеницы, обусловленных не только сортовыми особенностями, но и условиями ее произрастания. Сильные сорта Белорусская 80 и Целинная 21, выращенные в прохладном и влажном климате Могилевской области, кое ли более низкие хле.бопекарные достоинства, чем аналогичные сорта, но выращенные в сухом и жарком климате Целиноградской области. При изменении показателей качества пшеницы изменялись и коэффициенты агрегации белков.Таким образом, хлебопекарные качества пшеницы могут быть определены и на фенотипическом уровце.В табл. 2 приведены значения коэф 35 фициентов корреляции между коэффици - ентами агрегации белков пшеницы разного качества и характеристикой хлебопекарного качества для известного и предлагаемого способов.Из табл. 2 видно, что предлагаемый способ определения хле.бопекарных качеств пшеницы имеет более высокую корреляционную зависимость по сравнению с известным для показателей теста (удельной работой, разжижением, валориметрической оценкой) и хлеба (удельным объемом, форио"стойчивостью, пористостью и общей хлебопекарцой оценкой).П р и м е р 12, Работают по мето 50 дике примера 1, но определяют хлебо - пекарные достоинства пшеницы 15-ти образцов разных сортов, полученных в различных условиях выращивания.Из табл. 2 видно, что с ухудшением хлебопекарных свойств коэффициенты агрегации клейковинных белков уменьшаются со средней величины 4 б,1 для образца высокого качества до 28,2 для образца с неудовлетворительными свойствами. В табл. 2 приведены численные значения коэффициентов, по которым производится отнесение пшеницы к определенной категории качества (сильной, средней или слабой) в,срав" нении с принятой квалификацией мягких пшениц по "силе", т.е. полезности их для хлебопекарной промы 1 пленности, Пшеницу, отличающуюся по величинам коэффициентов белков, определяемых пердлагаемым способом, относят к группе качества в соответствии с пятьюкате гарями вме сто трех - очень сильной, сильной, средней, слабой и очень слабой.Коэффициенты корреляции, отражающие взаимосвязь коэффициентов агрегации и хлебопекарных качеств (упругость клейковины на ИДК, валориметрическая оценка и объем хлеба) пшеницы, определяемых известными, но трудоемкими методами )отмыванием клейковины, измерением физических свойств теста ца альвеографе, фаринографе, микромиксографе, выпечкой и анализом хлеба), выше, чем в способе-прототипе. В отличии от прототипа проявляется высокая взаимосвязь коэффициентов агрегации и с другимипоказателями качества, такими, как стекловцдцость зерца, удельная работа деформации, разж 1 ыение, максимальная высота кривой и высота кривой после 7 иин замеса теста, фориоустойчивость, пористость и общая хлебопекарцая оценка хлеба.Преимуществом предлагаемого способа является исключение трудоемкой стадии обезжцривация муки перед отмыванием клешсов 11 цы, что приводит к упрощецию опреде 11 енпя поте 11 цца. ц:,:;йСИЛ.1;Ы 1 Е Ц;1 ЦЫ,Использование предла"лс.". 1 о с к;со ба обе спе ч 11 в Яе т ПО 131 есц 11 е до. т 013 е рности определеция х 11 ебоп 1. кар 11 нх кц - честв пшеницы, бо 11 ее высок;1 з е 1 о чувствительность, р,:с 111 пбец 11 с 1,.;-;е:-,: градац 1 й ппециц 1:1 по потец", 1,-1:11.цой силе, возиожнссть оцецк 11 хлебопек,1 рцых досто 1 п 1 ств, обусловлсннх генотипом и фецотипам.Формула изобретен ия Способ определения хлебопекарных качеств пшеницы по коэффициенту агрегации, включающий отмывание клейкови1578649 Таблица Сорт и область вырвивеник Хлебопекаркые качества, определенные по способу ГРуппа хлебопекармых ка"честя Коэффмциеитагре гацмм,К10 х Услал ные о Пример Р Иэвестиону Предлагаемому носи"тельные,аэки- Валоемне р Удель" форио ный устой обьеи чи хлеба востьН/Д Пористость,Обцаяхле бопекарУсловныеотносиКоэффициент Улсль"ная работа деформацииел.прнб. имет нчес цена Х ест агрегацим,К 10 льны мая оцем бал А.рнб 65 62 105 50 190 28 695 92 5 5,0 4 Ь,1 О 4 Саратовская 29,Целнмоградскал5 Пиротрикс 28,Целим о градсхая6 йкиолвка 1, СлаНогнлевская7 Ахиллека 1,Ногипевская8 Белорусская 80 СЙелнноградскаяВелорусскал 80, СреНогнлевскаяЦелиииал 21,Целиноградскел1 Целинкал 21, сНогилевскаяКорреляция коэффмциеята агленных навестив негоден свами нэенщы гКоррелация коэффициента агленных предлагаемым способокачестваин пятницы, г Сильная Среди14 675 0,4 Ь 40 0,4 37,0 65 Сильна 12 01 264 34,редка гацим белков опреЛехлебопекарнымн качест,786 -0,59 29,884 0,8 ны из пробы муки, экстрагирование собственно клейковинных белков путем выдерживания клейковины в растворе уксусной кислоты с концентрацией 0,01-0,05 моль/дм при перемешивании центрифугирование э определение содерэкания белка в жидкой фазе, приготовление стандартного раствора в уксусной кислоте с концентрацией клейковинного белка Оэ 016-Оэ 018 Хэ осаждение белков прибавлением фосфатного буфераэ содержащего хлорид натрия, с рН 5,6, построение кривой агрегации по значениям оптической плотности стандартного раствора, измеренной в течение 1 мин при длине волны 350 нм, и вычисление коэффициента агрегации по константе скорости начального этапа агрегации, о т л и ч а ю щ и й с я 2 О тем, что, с целью повьппения достовер ности результата путем увеличения степени корреляции между коэффициентом агрегации растворимой в уксусной кислоте клейковины и хлебопекарными ка чествами пшеницы, отмывание пробы муки проводят водопроводной водой с выделением суммарно солерастворимых и собственно клейковинных белков, раствор уксусной кислоты для экстракции делят на две равные части, в одну из которых добавляют хлорид натрия в количестве 0,078-0,082 моль на 1 дм уксусной кислоты, экстрагирование суммарно солерастворимых и клейковинных белков проводят в два этапа, на первом из которых отмытые из пробы муки белки выдерживают в растворе уксусной кислоты при перемешивании в течение 29-31 ч, а на втором прибавляют раствор уксусной кислоты, содержащий хлорид натрия, и выдерживают смесь при перемешивании еще 29-31 ч, выделение жидкой фазы, содержащей собственно клейковинные белки, проводят после центрифугирования уксуснокислого раствора суммарных белков путем прибавления к надосадочной жидкости буфера, содержащего хлорид натрия, с рН 7,35-7,45, последующего центрифугирования смеси, отделения осадка собственно клейковинных белков и перерастворения их в уксусной кислоте с концентрацией 0,01- 0 05 моль/дмЭэ тхЭ МЕ Э Э со т Р э и 3Л Ю 1 И Ю Г1о о. х 1 РОГХ Д х о а. це оцо в лщх флт ГтЮЮ ЭЭ СОэ мЕ Ю И Ф И Юх юз хо с Го щ бо 1 хюхх Ээих т 1э и Ээисио осо сч л ОО Ю х щ ц 66 Г щ х х 3 х хлщщххх Оэцдощс ГЧ л Ю Ч Ю с,а Ю сл Г 1 1х оц щ о щ а ,ЯЩД 1 Щ ЩГХ Ххка цдощ к сохО 1 Ю Ю Ю Ю ОО со 1 1; 1 оээ 311 щ 3 ф аак о З 6 Э х и в Е06 60 ф Ю а ОО л Ю со с ЪЮ Гл И 60Ю ЮИ 1 И ИИИЮ о аллфЮ ЮИЮИЮИИ асчмю т т т Ю И а со И Ю т 01 щ 0 о Д с щ щ в 1 щ ц 1 6 Д вас, лхас 5 Ю ООЮ 1 Ээюх фЗЕ сЮ ОО г ю сч сч чо,т Цл .т Л ГСЛтотам и и т 10 КГ и сч Ю Ю Ь ю о со Д 1 эххс о с о,слс,ккз Ю Ю 1 ЮКХ Зэцгб 6 О О о сх о х а Э м ц 1 Зл1 хО 1 0 3 3 х 1Эсз 1 дээ 1 хас,що э э о о ф о 1 СЩЦО 1 О 1 Цэцэо 1 Д ЭС 1ххх с С со Э Э Э Э 6 аааа ооооД х а о оГб х Д х о 1 1 11 1111 16 ЩО ОЩ Щсо о 1 С щ д щ 0 ХО 61 Э Що с ою ц Щ 6 х х Д О с с х х о о ССх щ сс о З Гб а г;о о Д х Э О Ю О О 1 щ д хохдс щх 16 бцц Э Юх а хоаху щ х у Ю -т ф ГЧ СО СО Г С Ю м Ю чо ф ф .тл Ю О Ю лтМ М 1 1 1 л ал Г Г 1 ГЧ Юсо фф т Г Г м ттТ ООм аф - с,лтй тстса- - фсала 101 а- бещ к щКГб Ц кцкстхщсщнщкщщкдаэцкац-:щцоэах щх о оГ Гэ ооэ Офа Е х ХЕ с с хф фОф З - ГЧ СЧГ Щкцкццкцкщщщэхцхкххоалаас агххооосаас эзэхэххст х ю ф сх о 3 Я а о х х "т 1О ац Ц щ сс Щ к о ц х щэ с 3 х оЕ о 1 ц лщ щ к к ц ц ц щ л о а 1 о ща со ощ к ц щ о 1 6 а Гб общ кк щ щ к к х хс о о х хаоо хс о 4Гл ф л т и с ГГтс со ю т г и т сч ч сч м - ю чо ф Ги ю сч ц 1 ют 1 т т тлтГЫ 6 СЧМССЧ ю сча ааул тгч-гчиофюф О ч и т о 1 т т т т тммсчммгчЮ ЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮ И ЮЮЮЮИЮЮЮЮИЮИЮ а ф фл т 1 флло аг ОГГЧ ,0 ЛЧОЛСОООИИИИ т т т т г счл сч тгс ю т юсосо тлииии тии о о 1 тмм 1 фсчаолмМтЮмфмл л чо О О О ит ц и Ги ми с маом оссчюо,ог фвиф 0 0 ц и и и т т и м1 т счм г сч -огчЮисчфОЮЮгТЮлмфт сч ГЧ Са Са Ю - Ю Э Ю т М СО т ал 0 И ал ОО л 0 Л Л 0 ло Са ф л Са са ф сь ф ф ю юлслю т тфисч лю тф СО фЮфССОИацт тТИМИИСЧ О,т м ос - ю ю ю а ММММГГММГЧ щ 3 3 а о ао о в к ск и Г а о с, у щ