НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

НАСІКОВСЬКИЙ ВОЛОДИМИР АНАТОЛІЙОВИЧ

УДК 633.11:631.563.9.006.83

Технологічні властивості зерна пшениці залежно від режимів сушіння та зберігання

06.01.15 – первинна обробка продуктів рослинництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий керівник – | кандидат сільськогосподарських наук, професор Подпрятов Григорій Іванович, Національний аграрний університет, директор ННІ рослинництва та ґрунтознавства, професор кафедри технології зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. проф. Б.В. Лесика

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор Колтунов Віктор Андрійович, Київський національний торговельно-економічний університет, професор кафедри товарознавства та експертизи продовольчих товарів

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Гайдай Григорій Сергійович, Уманський державний аграрний університет, завідувач кафедри технології зберігання і переробки зерна

Провідна установа – | Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, кафедра плодоовочівництва і зберігання, Міністерство аграрної політики України, м. Харків

Захист відбудеться “6” червня 2007 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 28

Автореферат розісланий “4” травня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Рожко В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Зберігання продукції – це одне з головних завдань цивілізованого суспільства, яке передбачає не лише виробництво достатньої кількості високоякісної екологічно безпечної продукції, а й доведення її до споживача з мінімальними кількісними та якісними втратами.

Ресурси зерна та продуктів його переробки мають першочергове значення у вирішенні питання продовольчої безпеки країни. Проте скорочення виробництва та реалізації зерна в умовах ринкових перетворень, ліберизація цін на сільськогосподарську продукцію протягом останніх років, зменшення державної підтримки сільськогосподарського виробника призвели до деінтенсифікації зернового комплексу, що супроводжується скороченням посівних площ зернових культур, зниженням їх урожайності та зменшенням валових зборів зерна. В умовах, які склалися із забезпечення країни посівним матеріалом та сировиною для переробної промисловості, зерно необхідно зберігати тривалий термін.

Збереженість зерна до його реалізації – досить складне завдання, особливо в останні роки, коли більшість сільгоспвиробників зберігають його безпосередньо в господарстві. Труднощі в організації зберігання зерна зумовлюються його фізіологічними та біохімічними властивостями. В зерні, як і в будь-якому живому організмі, постійно протікають складні біохімічні процеси, інтенсивність яких залежить від умов навколишнього середовища – вологості, температури, аерації.

В партіях зерна, особливо свіжозібраного, відбуваються різні фізико-біохімічні процеси, які можуть призвести до поліпшення чи погіршення його якості при зберіганні.

Проте досліджень із вивчення впливу факторів післязбиральної обробки, тривалості та способів зберігання на якість зерна, особливо сортів, які районовані в Україні в останнє десятиріччя, а також можливості застосування зерна сортів м’якої пшениці для виготовлення макаронних виробів проведено недостатньо.

За таких умов важливого значення набуває прискорений процес сушіння зерна, зібраного з підвищеною вологістю, що сприяє збереженню його кількісних та якісних показників.

Для поповнення державних запасів зерна різних культур, і особливо пшениці, та збереження його якості назріла необхідність у розробці наукових рекомендацій щодо післязбиральної обробки зерна, підбору режимів і способів його зберігання. Незаперечливість актуальності цих питань на даний час і визначили вибір теми досліджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації “Технологічні властивості зерна пшениці залежно від режимів сушіння та зберігання” є складовою частиною досліджень кафедри технології зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. проф. Б.В. Лесика НАУ з науково-технічних програм “Розробка технічних вимог і стандартів на зерно та зернопродукти тривалого терміну зберігання” (номер державної реєстрації 0104U004358), “Удосконалення технологій післязбиральної обробки, зберігання та переробки зерна різного цільового призначення” (номер державної реєстрації 0106U003312).

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було вивчення впливу режимів сушіння і зберігання зерна різних видів та сортів пшениці за певної вологості на його технологічні властивості; визначення зміни фізико-хімічних та технологічних показників зерна в процесі післязбирального дозрівання та зберігання; визначення можливості використання зерна сортів м’якої пшениці для виготовлення макаронних виробів.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

- визначити вплив режимів сушіння за різних температур нагрівання носія та експозиції на технологічні й фізико-хімічні показники зерна пшениці певної вологості;

- вивчити динаміку хімічних та технологічних показників зерна пшениці певної вологості залежно від режимів зберігання;

- визначити найбільш сприятливі умови та строки зберігання зерна пшениці, враховуючи його якісні показники в процесі зберігання;

- визначити можливість та доцільність використання м’якої озимої пшениці сорту Поліська 90 та м’якої ярої пшениці сорту Рання 93 для виробництва макаронної продукції;

- обґрунтувати економічну ефективність зберігання зерна пшениці певної вологості за різних режимів та встановити рентабельність зберігання зерна.

Об’єкт досліджень – режими сушіння та зберігання зерна пшениці, які спрямовані на покращання його біологічних, фізико-хімічних та технологічних властивостей.

Предмет досліджень – зерно та борошно м’якої і твердої пшениці різних сортів.

Методи досліджень – стандартні фізико-хімічні, біохімічні, аналітичні, органолептичні; метод планування експерименту, математична обробка експериментальних даних з використанням комп’ютерних програм.

Наукова новизна одержаних результатів:

- встановлено температуру та експозицію сушіння зерна певної вологості, що забезпечує збереженість якості досліджувальних сортів зерна пшениці, внесених у каталог сортів рослин, придатних для поширення в Україні;

- встановлені оптимальні строки зберігання зерна певної вологості, які дозволяють одержувати продукцію з мінімальними втратами якості;

- виявлено характер та інтенсивність змін фізико-хімічних показників якості в процесі зберігання зерна певної вологості за різних режимів;

- досліджено можливість використання зерна м’якої пшениці сортів Поліська 90 і Рання 93 з певною вологістю для виробництва макаронів;

- розроблено і запропоновано математичну модель виявлених закономірностей, яка дозволяє прогнозувати зміни показників якості зерна залежно від вологості та термінів зберігання.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено рекомендації щодо застосування режимів сушіння зерна пшениці певної вологості. Встановлено зміну технологічних та фізико-хімічних властивостей зерна при зберіганні його за різних умов з підвищеною вологістю. За комплексом якісних показників встановлена можливість використання зерна сорту Поліська 90 для виробництва макаронних виробів. Результати наукових досліджень впроваджені у ВАТ “Могилів-Подільське хлібоприймальне підприємство” та ПП “Вендичани комбінат хлібопродуктів”.

Особистий внесок здобувача. Полягає в узагальненні та аналізі джерел вітчизняної і зарубіжної літератури за темою дисертації; у виборі й формуванні завдань та розробці схем досліджень; проведенні аналітичних і експериментальних досліджень у лабораторії та на виробництві, обробці, аналізі, обґрунтуванні, а також публікації результатів досліджень; формуванні висновків та підготовці рекомендацій виробництву; впровадженні одержаних результатів.

Апробація роботи. Основні показники та матеріали дисертаційної роботи обговорювалися на засіданнях кафедри технології зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. проф. Б.В. Лесика НАУ (2003-2006 рр.); на 58-й науково-виробничій конференції студентів і молодих вчених ННІ тваринництва і водних біоресурсів, на міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення та перспективи розвитку галузі зберігання та переробки продукції рослинництва”, присвяченій 90-річчю від дня народження доктора сільськогосподарських наук, проф. Б. В. Лесика (м. Київ – НАУ, 2005); на конференції науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів НАУ (м. Київ, 2005); на міжнародній науково-технічній конференції “Стан і перспективи розвитку сучасних технологій і обладнання переробних і харчових виробництв” (м. Вінниця, ВДАУ, 2006); на конференції науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів НАУ (м. Київ, 2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 6 наукових статей у фахових виданнях та тези доповіді. Загальний обсяг 1,5 друк. арк.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 133 сторінках комп’ютерного тексту, включає вступ, 5 розділів, висновки, рекомендації виробництву. У роботі наведено 39 таблиць, 25 рисунків і 17 додатків. Список використаних джерел складається з 219 найменувань, у тому числі 21 іноземною мовою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі описано загальну характеристику роботи, розкрито сутність вивчення наукової проблеми та її значення, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету і завдання досліджень, охарактеризовано об’єкт та методи досліджень, визначено наукове й практичне значення одержаних результатів, наведено відомості про особистий внесок здобувача в проведенні досліджень.

У першому розділі представлено огляд літератури за темою дисертації, де висвітлено народногосподарське значення пшениці, її ботанічна характеристика, біологічні та біохімічні особливості. Розглянуто питання про кількісні й якісні зміни зерна пшениці в період післязбирального дозрівання та обробки. Проаналізовано вплив факторів навколишнього середовища на збереженість зерна пшениці та його якість.

На основі критичного аналізу результатів досліджень, узагальнених літературних джерел сформульована мета роботи і визначено напрями досліджень.

У другому розділі наведені загальна методика проведення дослідів та основні методи лабораторних досліджень, характеристика грунтово-кліматичних умов господарства, в якому вирощувалося зерно для досліджень, а також характеристика та обґрунтування вибору досліджуваних сортів. Описано схеми дослідів.

Дослід №1 – вивчення технологічних властивостей зерна в процесі сушіння з різною початковою вологістю – 17-18; 20-21%. Під час визначення показників якості за контроль обрано повітряно-сонячне сушіння – зерно розстеляється на заасфальтованому майданчику в погожі сонячні дні шаром 3-5 см (варіант № 1). Також дослід передбачав висушування зерна в змодельованій шахтній сушарці за наступними схемами:

- сушіння зерна при експозиції 30 хв та температурі нагрівання носія 80 оС (варіант № 2); 100 оС (варіант № 3); 120 оС (варіант № 4);

- сушіння зерна при експозиції 60 хв та температурі нагрівання носія 80 оС (варіант № 5); 100 оС (варіант № 6); 120 оС (варіант № 7);

- ступінчасте сушіння зерна з температурою нагрівання носія 1-го ст. 80 оС, 2-го ст. 100оС, тривалість нагрівання кожного ступеня 30 хв (варіант № 8);

- ступінчасте сушіння зерна з температурою нагрівання носія 1-го ст. 80 оС, 2-го ст. 120оС, тривалість нагрівання кожного ступеня 30 хв (варіант № 9).

Дослід №2 – вивчення технологічних властивостей зерна залежно від режимів зберігання. Зерно пшениці зберігалося в нерегульованих умовах (складському приміщенні) з доступом та без доступу повітря, а також у регульованих умовах (охолодженому стані при температурі 5–10С). Початкова вологість зерна перед закладанням його на зберігання становила 14,0-14,5; 16,0-16,5; 18,0-18,5. Визначення якості зерна в процесі зберігання проводилося після 1; 3; 6; 9; 12 місяців зберігання. Контрольним варіантом у досліді було обрано нерегульований режим з вологістю зерна 14,0-14,5%. Досліджувалося зерно сорту озимої м’якої пшениці Поліська 90, ярої м’якої – Рання 93, ярої твердої – Харківська 23.

Дослідження властивостей зерна (фізичних, фізико-хімічних) проводились у лабораторії кафедри технології зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. Б.В. Лесика НАУ, а також у лабораторії Українського інституту експертизи сортів рослин.

При виконанні досліджень використовувалися відомі раніше і найбільш поширені у сучасній виробничій практиці та наукових дослідженнях методи оцінки якості зерна, передбачені діючими нормативно-технічними документами: вологості – ГОСТ 13586.5 – 93; натури – ГОСТ 10840 – 64; білка – ГОСТ 10846 – 91; кількості та якості клейковини – ГОСТ 13586.1 – 68; числа падіння – ГОСТ 30483 – 97; валометричної оцінки – ДСТУ 411.1 – 2002; фізичної характеристики тіста на альвеографі – ДСТУ 411.1 – 2002, а також методи, які використовуються у світовій практиці для більш поглибленої оцінки якості зерна пшениці і продуктів його переробки. Для визначення технологічних якостей зерна сортів м’якої пшениці використовувалося борошно, одержане при односортному помелі з виходом борошна 70.

Одержані дані обробляли статистично з використанням комп’ютерної програми “Agrostat” методом дисперсійного та кореляційного аналізу за Б.О. Доспеховим.

У третьому розділі, що складається з п’яти підрозділів, наведено результати досліджень з впливу режимів сушіння на технологічні властивості зерна пшениці.

Результати досліджень свідчать, що застосування більш високих температур нагрівання носія та подовження експозиції сушіння призводять до зростання температури нагрівання зерна (табл. 1). При застосуванні до зерна з різною початковою вологістю однакових режимів сушіння спостерігається підвищення температури нагрівання із збільшенням вологості. Це пов’язано з підвищенням теплопровідності вологого зерна, що також необхідно враховувати при підборі режимів сушіння.

Таблиця 1

Вплив режимів сушіння на температуру нагрівання зерна, єС

(середнє за 2003-2005 рр.)

№ варіанта | Режими сушіння | Початкова вологість, % | температура носія, єС | експозиція, хв | 17-18 | 20-21 | Сорти | Сорти | Поліська 90 | Рання 93 | Харків-ська 23 | Поліська 90 | Рання 93 | Харків-ська 23 | 1 | Повітряно-сонячний (к)22,7 | 22,9 | 22,4 | 23,2 | 23,1 | 22,9

2 | 80 | 30 | 36,9 | 37,6 | 36,7 | 40,9 | 41,3 | 39,0

3 | 100 | 30 | 43,3 | 42,9 | 41,9 | 44,8 | 44,9 | 42,7

4 | 120 | 30 | 54,4 | 54,1 | 51,4 | 54,9 | 55,8 | 52,2

5 | 80 | 60 | 46,4 | 46,7 | 46,6 | 48,9 | 48,8 | 47,4

6 | 100 | 60 | 53,4 | 52,3 | 51,0 | 54,7 | 53,6 | 52,1

7 | 120 | 60 | 61,4 | 58,8 | 57,1 | 63,5 | 60,7 | 58,5

8 | I-80

II-100 | 30

30 | 50,3 | 49,9 | 48,1 | 51,8 | 50,4 | 50,4

9 | I-80

II-120 | 30

30 | 58,5 | 56,3 | 53,6 | 60,3 | 57,5 | 54,2 | НІР 05 | 0,95 | 0,90 | 0,53 | 1,39 | 1,36 | 0,65 |

За даними, наведеними в таблиці 1, зерно з вологістю 17-18 та 20-21% при сушінні в усіх режимах, за винятком варіантів № 7 та № 9, де температура нагрівання становила 120 єС, а експозиція 60 хв, нагрівалося до температури, яка не перевищувала 55 єС.

Зерно з початковою вологістю 17-18% набуло оптимальної вологості після сушіння при температурі сушильного агента 100 єС з експозицією 30 хв (варіант № 3) та 80 єС з часом сушіння 60 хв (варіант № 5). Зерно вологістю 14,0% забезпечується також при ступінчастому сушінні з температурою нагрівання носія до 80 єС на першому та до 100 єС на другому етапі за тривалості кожного з них 30 хв (варіант № 8).

Щоб досягти критичної вологості при сушінні зерна з початковою вологістю 20-21%, доводиться підвищувати температуру нагрівання носія до 100 єС і подовжувати час перебування зерна в сушарці до 60 хв (варіант № 6), а також застосовувати ступінчасте сушіння з теплоносієм на першому етапі 80 єС з наступним підвищенням до 120 єС, тривалістю кожного етапу 30 хв (варіант № 9) (табл. 2).

Таблиця 2

Вплив режимів сушіння на вологість зерна, %

(середнє за 2003-2005 рр.)

№ варіанта | Режими сушіння | Початкова вологість, % | температура носія, єС | експозиція, хв | 17-18 | 20-21 | Сорти | Сорти | Поліська 90 | Рання 93 | Харків-ська 23 | Поліська 90 | Рання 93 | Харків-ська 23 | 1 | Повітряно-сонячний (к)13,8 | 13,7 | 14,2 | 13,7 | 13,9 | 14,5

2 | 80 | 30 | 14,8 | 14,8 | 15,3 | 17,1 | 17,1 | 17,8

3 | 100 | 30 | 14,5 | 14,2 | 14,7 | 16,6 | 16,3 | 16,9

4 | 120 | 30 | 13,2 | 13,1 | 13,6 | 14,7 | 15,0 | 15,3

5 | 80 | 60 | 13,9 | 14,2 | 14,1 | 16,3 | 16,5 | 16,7

6 | 100 | 60 | 13,4 | 13,3 | 13,8 | 14,6 | 14,6 | 14,9

7 | 120 | 60 | 11,9 | 11,5 | 12,4 | 13,8 | 13,8 | 14,0

8 | I-80

II-100 | 30

30 | 14,1 | 13,8 | 14,2 | 15,0 | 14,8 | 15,4

9 | I-80

II-120 | 30

30 | 12,3 | 12,7 | 13,1 | 14,114,014,3НІР 05 | 0,52 | 0,35 | 0,33 | 0,54 | 0,41 | 0,33 |

У процесі сушіння змінюється вологість зерна, яка впливає на його натуру. Залежність натури зерна пшениці від вологості підтверджується високим коефіцієнтом кореляції, який становить для пшениці озимої м’якої R2=0,968; ярої м’якої R2=0,952; ярої твердої R2=0,946. Різке зниження натури м’якої пшениці спостерігається, починаючи з 13% і продовжується до 20% вологості (рис. 1).

Одними з основних показників, які впливають на якість хліба, є кількість та якість клейковини в зерні.

Вміст клейковини змінювався в межах 2%. Простежується тенденція – з підвищенням температури нагрівання зерна клейковини відмивається менше, особливо, коли температура носія вище 100 єС, а температура нагрівання зерна вище 55єС. Найменше клейковини було відмито, коли температура теплоносія під час сушіння знаходиться на рівні 120 єС, експозиція становила 60 хв, початкова вологість зерна – 20-21%. У зерні сорту Поліська 90 вміст клейковини склав 24,9%, що на 1,3% нижче від контролю.

За двоступінчастого нагрівання на першому ступені 80 єС та другому 120 єС різниця за вмістом клейковини у борошні, одержаному із зерна сорту Поліська 90, порівняно з контролем була менше на 0,8%. У зерні сорту Рання при підвищеній температурі та експозиції сушіння також відбувається зменшення кількості клейковини порівняно з контролем у межах 0,3-2,0%. З підвищенням початкової вологості зерна збільшується різниця між вмістом клейковини на контролі при кожному режимі сушіння (табл. 3).

Таблиця 3

Вплив режимів сушіння на вміст клейковини у борошні, %

(середнє за 2003-2005 рр.)

№ варіанта | Режими сушіння | Початкова вологість, %

температура носія, єС | експозиція, хв | 17-18 | 20-21

Сорти | Сорти

Поліська 90 | Рання 93 | Поліська 90 | Рання 93

1 | Повітряно-сонячний (к)26,20 | 29,64 | 26,15 | 29,57

2 | 80 | 30 | 26,27 | 29,73 | 26,40 | 29,77

3 | 100 | 30 | 25,70 | 28,93 | 25,70 | 29,53

4 | 120 | 30 | 25,27 | 28,47 | 25,40 | 28,20

5 | 80 | 60 | 26,30 | 29,87 | 26,13 | 29,80

6 | 100 | 60 | 25,70 | 28,77 | 25,67 | 28,20

7 | 120 | 60 | 24,96 | 27,93 | 24,93 | 27,53

8 | I-80

II-100 | 30

30 | 26,07 | 29,20 | 25,90 | 29,13

9 | I-80

II-120 | 30

30 | 25,40 | 28,30 | 25,37 | 28,03

Аналіз даних рисунка 2, досить суттєво змінюється також якість клейковини у борошні залежно від температури носія та експозиції. Так, при

Рис. 2. Вплив режимів сушіння на якість клейковини у борошні, одиниць приладу (о.п.) ІДК | нагріванні теплоносія до 120 єС протягом 30 хв (варіант № 4) якість клейковини сорту Поліська зменшилася на 14,0 о.п. ІДК при вологості 17-18% і на 15,8 о.п. при вологості 20-21% порівняно з контролем. При експозиції сушіння до 60 хв клейковина стала ще міцнішою. Борошно, одержане із зерна сорту Рання 93, відзначалося такою ж самою тенденцію щодо укріплення клейковини при підвищенні температури носія та експозиції сушіння.

Прямим методом визначення хлібопекарських властивостей борошна пшениці є пробна лабораторна випічка. При цьому враховуються об’єм випеченого хліба, його форма, колір поверхні та м’якуша, еластичність і пористість, смак, запах.

Як показує аналіз хлібопекарських властивостей зерна, висушеного при різних режимах, (табл. 4) високими показниками якості відзначався хліб, випечений із зерна, яке піддавалося повітряно-сонячному сушінню та при температурі його нагрівання не вище 53 єС. Коли ж температура нагрівання перевищувала 60 єС, об’єм хліба, а разом з ним і загальна хлібопекарська оцінка знижувалася у сорту Поліська 90 на 28 і 58 см3 відповідно до початкової вологості зерна 17-18; 20-21%. У сорту Рання 93 спостерігається аналогічна тенденція – зменшення об’єму хліба становило 50; 110 см3 відповідно до початкової вологості зерна.

Таблиця 4

Вплив режимів сушіння на об’єм хліба, см3

(середнє за 2003-2005 рр.)

№ варіанта | Режими сушіння | Початкова вологість, %

температура носія, єС | експозиція, хв | 17-18 | 20-21

Сорти | Сорти

Поліська 90 | Рання 93 | Поліська 90 | Рання 93

1 | Повітряно-сонячний (к) | 890 | 960 | 915 | 995

2 | 80 | 30 | 910 | 993 | 920 | 1020

3 | 100 | 30 | 930 | 973 | 932 | 965

4 | 120 | 30 | 890 | 940 | 895 | 902

5 | 80 | 60 | 917 | 988 | 923 | 1022

6 | 100 | 60 | 888 | 950 | 918 | 945

7 | 120 | 60 | 862 | 910 | 857 | 882

8 | I-80

II-100 | 30

30 | 913 | 972 | 917 | 950

9 | I-80

II-120 | 30

30 | 875 | 933 | 877 | 895

Порівнюючи хлібопекарські показники двох сортів, слід зазначити, що хліб, одержаний з борошна ярої пшениці сорту Рання 93, мав кращу пористість м’якуша, рівномірні тонкі стінки, більший об’єм, а тому – вищу загальну хлібопекарську оцінку, ніж хліб, випечений з борошна озимої пшениці сорту Поліська 90.

Крім цього, визначали макаронні властивості зерна трьох досліджуваних сортів пшениці (табл. 5).

Загальну оцінку макаронних виробів (у балах) встановлювали як середню з оцінок крупки, сухих та варених макаронів. Визначали також втрати сухих речовин під час варіння макаронів та коефіцієнт розварюваності.

Залежно від температури нагрівання зерна при сушінні змінюються колір макаронів. Так, вміст коричневого пігменту незначно збільшується при підвищенні температури нагрівання зерна, що призводить до погіршення органолептичної оцінки макаронів.

Сушіння зерна з вологістю 17-18% при температурі носія 120 єС з експозицією 60 хв (варіант № 9) призвело до зниження органолептичної оцінки макаронів порівняно з контролем на 0,5 бала у сорту Харківська 23 та Поліська ; на 0,6 бала у сорту Рання 93 при вологості 20-21% – на 0,5; 0,5; 0,8 бала відповідно по сортах.

Таблиця 5

Вплив режимів сушіння на загальну оцінку макаронних виробів, балів

(середнє за 2003-2005рр.)

№ варіанта | Режими сушіння | Початкова вологість, %

температура носія, єС | експозиція, хв | 17-18 | 20-21

Сорти | Сорти

Поліська 90 | Рання 93 | Харків-ська 23 | Поліська 90 | Рання 93 | Харків-ська 23

1 | Повітряно-сонячний (к) | 6,3 | 5,4 | 7,4 | 6,3 | 5,3 | 7,3

2 | 80 | 30 | 6,2 | 5,2 | 7,5 | 6,3 | 5,2 | 7,4

3 | 100 | 30 | 6,1 | 5,0 | 7,3 | 6,1 | 5,1 | 7,3

4 | 120 | 30 | 5,9 | 4,9 | 7,1 | 6,0 | 4,9 | 7,0

5 | 80 | 60 | 6,2 | 5,0 | 7,4 | 6,2 | 5,0 | 7,3

6 | 100 | 60 | 6,0 | 5,1 | 7,1 | 6,1 | 4,9 | 7,0

7 | 120 | 60 | 5,8 | 4,8 | 6,9 | 5,8 | 4,5 | 6,8

8 | I-80

II-100 | 30

30 | 6,3 | 5,2 | 7,3 | 6,3 | 5,2 | 7,3

9 | I-80

II-120 | 30

30 | 6,0 | 4,9 | 7,1 | 6,1 | 5,0 | 7,0

У четвертому розділі, який включає чотири підрозділи, наведено експериментальні дані з вивчення технологічних якостей зерна пшениці залежно від режимів зберігання.

Ферментативні системи як регулятори усіх процесів обміну речовин мають важливе значення в житті рослин та зерна. Дослідженнями встановлено (рис. 3), що амілолітична активність зерна пшениці з вологістю 14,0-14,5% протягом усього терміну зберігання у складських приміщеннях за різних режимів практично не змінювалася. Показники “числа падіння” залишалися на рівні контрольного значення і після дванадцяти місяців зберігання становили у сортів Поліська 90 – 310, Рання 93 – 263, Харківська 23 – 264 с. У варіанті досліду, де зерно зберігалося при вологості 16,0-16,5% відзначено підвищення амілолітичної активності вже у перші місяці зберігання. З подовженням терміну зберігання мало місце зниження “числа падіння” – на кінець періоду зберігання воно знизилося відповідно по сортах на 57, 74, 36 с. При зниженні температури зберігання зерна до 5-10 єС активність амілолітичного комплексу значно пригнічувалась у вологому зерні і на дванадцятий місяць зберігання “число падіння” при такому режимі становило у Поліської 90 – 288, Ранньої 93 – 249, Харківської 23 – 247 с, що в середньому по трьох сортах нижче за контроль на 12 с. Тільки у зерні з вологістю 18,0-18,5% виявлена подальша активність амілолітичного комплексу при знижених температурах.

Відмічено також незначне підвищення показника “числа падіння” в умовах знижених температур при зберіганні зерна вологістю 14,0-14,5%. Таким чином, зниження температури під час зберігання зерна викликало деяке пригнічення його ферментативної активності, що характеризувалося меншою активністю амілолітичного комплексу.

А |

Б

Примітка. ( 0 ) – до зберігання

В | Рис. 3. Зміна “числа падіння” при зберіганні зерна з доступом повітря сорту: А – Поліська 90;

Б – Рання ;

В – Харківська 23.

При зберіганні зерна без доступу повітря спостерігалось незначне підвищення “числа падіння”. Це пояснюється утворенням органічних кислот у процесі анаеробної дії молочно-кислих бактерій та інших мікроорганізмів, що інактивує активність амілази. Отже, збільшується показник “числа падіння”.

Результати досліджень білкового комплексу (рис. 4; 5) свідчать, що при двох температурних режимах і обох способах зберігання в зерні з вологістю 14,0-14,5% вміст клейковини в середньому у сорту Поліська 90 на 0,4% і у сорту Рання 93 на – 0,7% був більшим, ніж у зерні з вологістю 16,0-16,5%.

Разом із тим у зерні з вологістю 14,0-14,5%, яке зберігалося протягом дванадцяти місяців з доступом повітря, вміст клейковини зменшився у сорту Поліська 90 в регульованих умовах на 1,4% у сховищі – на 2% і у сорту Рання – відповідно на 1,4 та 1,3%. При зберіганні зерна без доступу повітря також відзначена тенденція до зниження вмісту клейковини.

У нерегульованих умовах зерносховища при зберіганні зерна вологістю 16,0-16,5% вміст клейковини через дев’ять місяців зберігання у сорту Поліська на 1,3%, а у сорту Рання 93 на 1,1% був меншим за початкове значення. Клейковина мала сіре забарвлення. При зберіганні зерна з такою ж самою вологістю без доступу повітря зменшення вмісту і погіршення кольору клейковини було зафіксовано вже після трьох місяців зберігання. Зберегти зерно з такою вологістю протягом дванадцяти місяців вдалося лише за понижених температур із доступом повітря.

Втрати клейковини в процесі зберігання, на нашу думку, можна пояснити гідролізом жиру і накопиченням у зерні жирних кислот які в свою чергу при відмиванні клейковини частково розчиняють білки.

Примітка. (0) – до зберігання.

Рис. 4. Залежність вмісту клейковини в зерні сорту Поліська 90 від тривалості та режимів зберігання з доступом повітря |

Примітка. (0) – до зберігання.

Рис. 5. Залежність вмісту клейковини в зерні сорту Рання 93 від тривалості та режимів зберігання з доступом повітря

Зберегти зерно з вологістю 18,0-18,5% протягом трьох місяців вдалося лише при температурі 5-10 єС з доступом повітря, хоча й за цього режиму вміст клейковини також зменшувався. При інших режимах зберігання зерна з такою вологістю клейковина не відмивалася, а клейковинна кулька не формувалася. Це пояснюється руйнівною дією плісеневих грибів, розвиток яких зумовлений високою вологістю зерна. У цьому випадку відбувається розпад білків зерна, що супроводжується неприємним гнильним запахом.

Встановлено, що режими зберігання зерна впливають не лише на кількість, а й на якість клейковини (рис. 6; 7). Так, при зберіганні зерна з вологістю 14,0-14,5% у регульованому середовищі спостерігається зміцнення клейковини у сорту Поліська 90 – на 15,8, у сорту Рання 93 – на 15,0 о.п. ІДК. Під час зберігання зерна в сховищі якість клейковини варіювала. Так, протягом шести місяців вона пружнішала, але при подальшому зберіганні зерна відмічається її послаблення по відношенню до шестимісячного терміну визначення.

Слід зазначити, що зерно з вологістю 16,0-16,5% мало більш слабку клейковину порівняно із зерном з вологістю 14,0-14,5%. Разом із тим, відмічено швидше поліпшення якості клейковини при зберіганні зерна в сховищі, ніж при зниженій температурі. Так, якість клейковини зерна сорту Поліська 90 після першого місяця зберігання в сховищі становила 85,0 о.п., що на 10 о.п. нижче початкового значення, тоді як у регульованих умовах ця різниця дорівнювала 4,2 о.п. Це пов’язано з дещо інтенсивнішим перебігом процесів післязбирального дозрівання зерна, які відбуваються при підвищених температурах у сховищі.

Примітка. (0) – до зберігання

Рис. 6. Залежність якості клейковини зерна сорту Поліська 90 від тривалості та режимів зберігання |

Примітка. (0) – до зберігання

Рис. 7. Залежність якості клейковини зерна сорту Рання 93 від тривалості та режимів зберігання

В умовах звичайного зерносховища зерно з вологістю 18,0-18,5% вже після першого місяця зберігання, а при понижених температурах – через 3 місяці мало клейковину низької якості. Вона була менш пружна, занадто розтяжна і мала темно-сіре забарвлення. На зерні при цій вологості інтенсивно розвивалися плісеневі гриби, дія яких більшою чи меншою мірою призводила до розщеплення крохмалю, що за практичними наслідками прирівнюється до проростання зерна (рис. 6; 7).

У дослідженнях визначалась і оцінювалась також якість борошна, яке одержували із зерна сортів Поліська 90 та Рання 93 при всіх термінах зберігання. Зміни в кількості та якості клейковини в борошні залежали від зерна, з якого воно було отримане. Проте, що стосується борошна, слід зауважити:–

“число падіння” в борошні було вищим, ніж у зерні. Середня різниця за всіма визначеннями між показниками зерна та борошна становила у сорту Поліська 90 – 14 с, Рання 93 – 20 с;–

кількість клейковини в борошні на 2-4% більше, ніж у зерні, з якого воно одержане;–

клейковина борошна міцніша порівняно з клейковиною зерна;–

кількість клейковини у борошні при зберіганні зерна за різних режимів та різній вологості змінюється внаслідок зміни гідратаційної здатності;–

при тривалому зберіганні борошна якість клейковини послаблюється.

Як свідчать результати пробної випічки хліба, при зберіганні зерна пшениці з вологістю 14,0-14,5% в умовах складських приміщень хлібопекарські властивості зерна поліпшуються. Це позначалося, насамперед, на збільшенні об’ємного виходу хліба, виготовленого із борошна сорту Поліська 90 на 27-58 см3 та борошна сорту Рання 93 на 17-40 см3 порівняно з початковим значенням залежно від строку зберігання (табл. 6).

Зі збільшенням вологості зерна до 16,0-16,5% при зберіганні його у регульованих умовах протягом шести місяців, як і в попередньому варіанті, спостерігалося поліпшення хлібопекарських властивостей. Об’ємний вихід хліба і загальна хлібопекарська оцінка були навіть вищими за аналогічні показники при зберіганні зерна з вологістю 14,0-14,5%. По відношенню до початкового значення об’ємний вихід хліба після шести місяців зберігання зерна був вищим у сорту Поліська 90 на 27 см3 і у сорту Рання 93 на 20 см3. Загальна хлібопекарська оцінка також покращувалась. Аналогічна тенденція щодо формування цих показників виявлена і при зберіганні зерна з такою ж вологістю в складських приміщеннях, але тільки протягом трьох місяців. Після шести місяців зберігання зерна в регульованих умовах і трьох – у сховищі мало місце зменшення об’ємного виходу хліба з гіршою хлібопекарською оцінкою.

Таблиця 6

Об’єм хліба при зберіганні зерна з доступом повітря, см3

(середнє за 2003-2005 рр.)

Початкова вологість, % | До збері-гання | Регульовані умови

(температура 5-10єС) | Нерегульовані умови

термін зберігання, міс. | термін зберігання, міс.

136 | 9 | 12 | 136 | 9 | 12

Сорт Поліська 90

14,0-14,5 | 890 | 898 | 903 | 908 | 912 | 920 | 917 | 932 | 940 | 948 | 935

16,0-16,5 | 895 | 905 | 912 | 922 | 908 | 883 | 922 | 937 | 870 | 790 | -

18,0-18,5 | 870 | 897 | 828 | - | - | - | 717 | - | - | - | -

Сорт Рання 93

14,0-14,5 | 960 | 965 | 967 | 975 | 980 | 985 | 977 | 992 | 1000 | 992 | 990

16,0-16,5 | 965 | 970 | 977 | 985 | 958 | 930 | 980 | 997 | 948 | 868 | -

18,0-18,5 | 953 | 965 | 882 | - | - | - | 803 | - | - | - | -

Пробні випічки хліба із зерна, яке зберігалося без доступу повітря, показали, що його об’ємний вихід в жодному з варіантів досліду не перевищував початкове значення, за винятком зерна з вологістю 14,0-14,5%. Таким чином, як засвідчують матеріали досліджень, герметичне зберігання вологого зерна повністю виключає його подальше використання для виробництва якісних хлібо-булочних виробів.

При дослідженні зерна сортів пшениці на предмет використання для виробництва макаронних виробів оцінювали їх за методикою Держкомісії по сортовипробуванню. Важливим показником оцінки якості макаронних виробів є втрати сухих речовин під час варіння. Як показали проведені нами дослідження, в процесі зберігання зерна відбуваються певні втрати сухих речовин залежно від способів та тривалості зберігання.

За аналізом даних таблиці 7 у макаронних виробах, одержаних із борошна трьох досліджуваних сортів пшениці, зерно яких мало вологість 14,0-14,5% і зберігалося при понижених температурах з доступом повітря, після першого місяця зберігання втрати сухих речовин під час варіння зменшилися. При подальшому зберіганні зерна втрати сухих речовин під час варіння макаронів, отриманих з цього зерна, залишалися майже без змін. Так, через 12 місяців зберігання вони становили у сорту Харківська 23 – 5,91; Поліська 90 – 6,09; Рання 93 – 6,61 %.

Таблиця 7

Втрати сухих речовин під час варіння макаронів, отриманих із зерна, яке

зберігалося з доступом повітря, % (середнє за 2003-2005 рр.)

Початкова вологість, % | До збері-гання | Регульовані умови

(температура 5-10єС) | Нерегульовані умови

термін зберігання, міс. | термін зберігання, міс.

136 | 9 | 12 | 136 | 9 | 12

Сорт Харківська 23

14,0-14,5 | 5,92 | 5,90 | 5,87 | 5,83 | 5,88 | 5,91 | 5,86 | 5,83 | 5,84 | 5,89 | 6,03

16,0-16,5 | 5,93 | 5,92 | 5,89 | 5,96 | 6,08 | 6,17 | 5,95 | 6,07 | 6,29 | 6,32 | -

18,0-18,5 | 6,01 | 6,04 | 6,19 | - | - | - | 6,24 | - | - | - | -

Сорт Поліська 90

14,0-14,5 | 6,13 | 6,11 | 6,08 | 6,03 | 6,06 | 6,09 | 5,98 | 5,97 | 5,94 | 6,16 | 6,28

16,0-16,5 | 6,15 | 6,14 | 6,13 | 6,27 | 6,31 | 6,32 | 6,24 | 6,39 | 6,47 | 6,53 | -

18,0-18,5 | 6,30 | 6,30 | 6,38 | - | - | - | 6,54 | - | - | - | -

Сорт Рання 93

14,0-14,5 | 6,64 | 6,62 | 6,60 | 6,57 | 6,59 | 6,61 | 6,60 | 6,56 | 6,51 | 6,64 | 6,77

16,0-16,5 | 6,67 | 6,65 | 6,63 | 6,70 | 6,72 | 6,74 | 6,71 | 6,83 | 6,96 | 7,04 | -

18,0-18,5 | 6,71 | 6,78 | 6,86 | - | - | - | 6,78 | - | - | - | -

На контролі зменшення втрат сухих речовин під час варіння макаронів спостерігалося також у перші місяці зберігання. Проте слід зазначити, що за цього режиму зберігання втрати сухих речовин відбувалися інтенсивніше. Починаючи з дев’ятого місяця, вони збільшилися і зростали аж до кінця терміну зберігання. При підвищенні вологості зерна до 16,0-16,5% втрати сухих речовин під час варіння макаронів, одержаних із цього зерна, зростали. Так, при зберіганні зерна протягом дев’яти місяців втрати зросли по