К.т.н.
Федотов В.А., Воякина К.В., Васева Л.И.
Оренбургский
государственный университет, Россия
Взаимосвязь биохимических и хлебопекарных
показателей качества зерна пшеницы
Оценивали связи характеристик отдельных
компонентов белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов пшеницы с технологическими
и хлебопекарными показателями качества – амилолитической активностью (показатель
«числа падения» (ЧП), твердозерностью, газообразующей способностью муки (ГОСМ), влагопоглатительной способностью
муки (ВПС). У белково-протеиназного комплекса определяли содержание в зерне
отдельных белковых фракций, а также суммарное количество протеиназ, у
углеводно-амилазного – содержание амилозы, амилопектина, декстринов, α- и
β-амилаз [1].
Положительные связи наблюдаются между
содержанием альбуминов и протеиназ (таблица 1). Большое количество водо- и
соле- растворимых белковых фракций негативно сказывается на хлебопекарных
качествах зерна, приводя к снижению влагопоглатительной способности муки,
объемного выход хлеба. К уменьшению объемного выхода также приводит повышение
содержания протеиназ, а большое количество глиадина (в абсолютном значении и по
отношению к глютенину) приводит, наоборот, к повышению объемного выхода хлеба. Наблюдается
положительная связь между твердозерностью и как минимум двумя фракциями белков
(альбумины и глиадины), а также отношением глиадина к глютенину и содержанием
протеиназ. ВПС муки также в большой степени зависит от фракции глобулинов и
глиадинов.
Таблица 1 – Связь белково-протеиназного комплекса с
показателями качества зерна и муки пшеницы (критическое значение коэффициента
корреляции r = 0,49, число образцов N = 12)
|
Показатели |
Альбумин |
Глобулин |
Глиадин |
Глютенин |
Протеиназа |
ЧП |
Твердозерность |
ГОСМ |
ВПС |
|
Альбумин |
- |
0,32 |
0,29 |
0,42 |
0,72* |
0,24 |
0,49* |
-0,17 |
-0,22 |
|
Глобулин |
0,32 |
- |
0,61* |
0,16 |
0,36 |
-0,05 |
0,48 |
-0,29 |
-0,65* |
|
Глиадин |
0,29 |
0,61* |
- |
0,27 |
0,29 |
0,17 |
0,75* |
0,48 |
-0,80* |
|
Глютенин |
0,42 |
0,16 |
0,27 |
- |
-0,13 |
0,05 |
-0,20 |
0,33 |
-0,38 |
|
Протеиназа |
0,72* |
0,36 |
0,29 |
-0,13 |
- |
0,49* |
0,67* |
-0,42 |
-0,07 |
|
ЧП |
0,24 |
-0,05 |
0,17 |
0,05 |
0,49 |
- |
0,19 |
-0,44 |
0,18 |
|
Твердозерность |
0,49* |
0,28 |
0,75* |
-0,20 |
0,67* |
0,19 |
- |
0,39 |
0,58* |
|
ГОСМ |
-0,17 |
-0,29 |
-0,48 |
0,33 |
-0,42 |
-0,44 |
0,39 |
- |
0,29 |
|
ВПС |
-0,22 |
-0,65* |
-0,80* |
-0,38 |
-0,07 |
0,18 |
0,58* |
0,29 |
- |
|
Объемный выход хлеба |
-0,52* |
-0,24 |
0,58* |
-0,25 |
-0,51* |
0,34 |
-0,24 |
0,62* |
0,37 |
* -
коэффициент корреляции существенен при уровне значимости α = 0,05
Отношение амилозы к амилопектину является
одной из наиболее информативных характеристик углеводно-амилазного комплекса,
коррелируя с показателями качества зерна (ЧП, твердозерность), повышение этого
соотношения приводит к улучшению хлебопекарных качеств пшеницы, таких как ГОСМ
(таблица 2). Значимые корреляции также обнаружены между числом падения и
амилопектином.
Собранные статистические данные
многолетних анализов основных показателей потребительских свойств зерна и
продуктов его переработки позволили формализовать и визуализировать информацию
о них на основе графа данных - совокупности непустого множества вершин и связей
между вершинами, в котором вершины - это показатели качества, а ребра -
связи между этими показателями [2].
Таблица 2 – Связь углеводно-амилазного комплекса с
показателями качества зерна и муки яровой пшеницы (критическое значение
коэффициента корреляции r = 0,49, число
образцов N = 12)
|
Показатели |
Амилоза |
Амилопектин |
Крахмал |
Амилаза |
ЧП |
Твердозерность |
ГОСМ |
ВПС |
|
Амилоза |
- |
-0,29 |
0,04 |
0,39 |
-0,39 |
-0,60* |
0,70* |
0,28 |
|
Амилопектин |
-0,29 |
- |
0,94* |
-0,29 |
0,68* |
0,15 |
-0,74* |
0,06 |
|
Крахмал |
0,04 |
0,94* |
- |
-0,12 |
0,58* |
-0,05 |
-0,53 |
0,16 |
|
Амилаза |
0,39 |
-0,29 |
-0,12 |
- |
-0,16 |
-0,60* |
0,38 |
0,09 |
|
ЧП |
-0,39 |
0,68* |
0,58* |
-0,16 |
- |
0,19 |
-0,44 |
0,18 |
|
Твердозерность |
-0,60* |
0,15 |
-0,05 |
-0,60* |
0,19 |
- |
0,39 |
0,58* |
|
ГОСМ |
0,70* |
-0,74* |
-0,53 |
0,38 |
-0,44 |
0,39 |
- |
0,29 |
|
ВПС |
0,28 |
0,06 |
0,16 |
0,09 |
0,18 |
0,58* |
0,29 |
- |
|
Декстрины |
-0,56* |
-0,21 |
-0,41 |
-0,11 |
0,20 |
0,59* |
-0,22 |
-0,27 |
* -
коэффициент корреляции существенен при уровне значимости α = 0,05
Визуализация данных проводилась средствами
Open Graph Viz Platform Gephi. Построение графа данных осуществили по алгоритму
равномерного распределения вершин по квадрату. Вес каждого ребра представляет
собой степень связи (коэффициент корреляции) между двумя вершинами –
показателями качества [3]. Это позволило визуально разделить показатели качества
по их значимости в системе (рисунок).
Современные принципы менеджмента качества
зернопродуктов требуют рассмотрения перманентного улучшения качества продукции
за счет процессного и системного подходов к организации анализа и контроля
потребительских свойств зерна и продуктов его переработки. Системный подход к
изучению показателей качества зерна позволил провести ранжирование показателей
по их ценности для прогнозирования потребительских качеств зернопродуктов.
Рисунок – Структура графа показателей качества зерна
Список литературы
1. Беркутова Н. С. Методы оценки и формирования
качества зерна. - М. : Росагропромиздат, 1991. - 206 с.
2. Кругляков Г. Н., Круглякова Г. В. Товароведение
продовольственных товаров. - Ростов-на-Дону : издательский центр «МарТ», 1999.
3. Bradsky G., Kaehler
A. Learning OpenCV. - O’Reilly, 2008. - 571 p.