Rolnictwo w laboratorium - część druga

Dzisiaj, tak jak było to zapowiedziane tydzień temu - druga część informacji na temat rolnictwa w laboratorium. W poprzednim poście przeszliśmy wspólnie przez określenie jakości ziarna i śruty jako wstępne i podstawowe etapy badań i to pozwoliło nam na przystąpienie do nieco bardziej zaawansowanych badań dotyczących tym razem jakości mąki i uzyskanego wypieku.

Ten post poświęcimy tematyce dotyczącej określania parametrów takich jak:
- zawartość glutenu,
- index gluten,
- rozpływalność glutenu
- ocena farinograficzna mąki: wodochłonność mąki, rozwój ciasta, stabilność ciasta, rozmiękczenie ciasta.

Wykonanie oznaczenia ilości (zawartości) glutenu odbywa się przy zastosowaniu odpowiedniego zestawu laboratoryjnego, wirówki i wagi elektronicznej z wbudowanym odważnikiem kalibracji.

Do badania należy przygotować 2% roztwór NaCl  i uzupełnić nim pojemnik umożliwiający dopływ solanki. Wymagana masa próby to dwa razy po 10g na obie komory robocze. Zagniatanie ciasta i wymywanie skrobi zachodzi automatycznie w czasie pięciu minut. Następnie należy odwirować gluten w wirówce. Siła odśrodkowa powoduje wysuszenie i rozdrobnienie glutenu na dwie frakcje: jedna przeszła przez sito, a druga na nim pozostała. Łączna masa obu frakcji pomnożona przez 10 daje ilość glutenu mokrego (%). Przyjmuje się dla warunków polskich, że ilość glutenu w mąkach pszennych wypiekowych nie powinna być mniejsza niż 27%. Przeciętna zawartość glutenu dla mąki pszennej w stanie surowym to 28-30%. 

Glutomatic 2200 i wirówka typu 2015 

Stosunek masy frakcji, która pozostała na sicie do łącznej masy obu frakcji pomnożona przez 100 daje bezwymiarowy wyróżnik jakościowy glutenu tzw. Gluten Index, który waha się w skali od 0 do 100 - odpowiednio gluten słaby i gluten zbyt mocny. Wykonanie doświadczenia opiera się na odwirowaniu porcji glutenu i zważeniu frakcji, która przeszła przez sito oraz łącznej masy glutenu i wyliczeniu indexu na podstawie wzoru.

Do wykonania badania rozpływalności glutenu należy przygotować próbę wymytego glutenu o masie 2,0 g, z którego następnie trzeba uformować kulkę, którą umieszcza się na szklanej płytce. Pod płytką znajdować powinien się papier milimetrowy dzięki, któremu mierzy się średnicę kulki w dwóch prostopadłych kierunkach. Średnia arytmetyczna tych dwóch pomiarów stanowi pomiar początkowy (dokładność 0,5 mm). Kulkę glutenu zabezpiecza się na płytce przykrywając ją szklanym naczynkiem laboratoryjnym, w którym umieszczony jest krążek bibuły nasączony wodą. Tak zabezpieczoną kulkę glutenu umieszcza się w termostacie w temperaturze 30°C na 60 minut. Po upływie tego czasu należy wyjąć płytkę z glutenem z termostatu i ponownie zmierzyć średnicę kulki w dwóch prostopadłych kierunkach. Średnia arytmetyczna tych pomiarów stanowi wskaźnik końcowy. Różnica między końcowym wynikiem a początkowym stanowi rozpływalność glutenu. Ocena farinograficzna opiera się na wyniku testu otrzymanego przy pracy aparatury farinografu Brabender, który to przedstawia kompletny, graficzny obraz charakterystyki mąki pszennej. Interpretacja farinografu umożliwia określenie stopnia odporności mechanicznej w procesie miesienie w jednostkach farinograficznych. Całkowicie automatyczny podział wykresu na poszczególne elementy, przy zadanych parametrach analizy pozwala na określenie pojedynczych czynników, które odzwierciedlają rzeczywistą charakterystykę technologiczną mąki pszennej, takich jak: wodochłonność, wzrost ciasta w jednostce czasu, stabilność ciasta oraz rozmiękczenie ciasta. 

Farinograf Brabender 

 

Wodochłonność (%) mąki oznacza zdolność mąki do pochłaniania wody. Zależy ona głównie od ilości i jakości zawartego w niej glutenu, a także od jakości zawartej skrobi  i stopnia jej uszkodzenia. Im wartość ta jest wyższa, tym ma ona lepszą wartość technologiczną. Dobra mąka oceniana na farinografie powinna mieć wodochłonność od 56 do 60%. Im wartość ta jest wyższa tym mąka ma lepszą wartość technologiczną. 

Czas rozwoju ciasta jest sumą czasu tworzenia się ciasta wyrażoną w minutach oraz stałości, w którym konsystencja utrzymuje się na stałym poziomie.

Stabilność ciasta (min) jest to czas, w którym część krzywej momentu obrotowego przekracza linię konsystencji. 

Rozmiękczenie to spadek konsystencji ciasta, który zależy od ilości i jakości zawartego glutenu w mące, a także od jego struktury. Rozmiękczenie ciasta związane jest z odpornością na miesienie. Badanie to przyjmuje dwie wartości - pierwszą w 10 minucie, drugą w 12. Jednostką tego parametru jest jednostka farinograficzna (FU).

*Długi czas rozwoju i czas stałości, a także nieduże rozmiękczenie ciasta wskazują na mąkę o glutenie mocnym odpornym na miesienie. 

Na tym etapie kończy się badanie jakości mąki. Pełna analiza zarówno ziarna jak i produktów przemiału pozwala na zakwalifikowanie materiału badawczego do wybranej grupy użytkowej. Odmiany hodowlane pszenicy wyróżnia się w zależności od jakości ziarna. Sposób użytkowania zbóż pozwala określić grupy ziarna przeznaczone w różnych celach. Wyróżnia się zatem ziarno technologiczne, którego odbiorcą jest przemysł spożywczy, ziarno paszowe i siewne tzw. reprodukcyjne. 

Poszczególne typy użytkowe odmian: elitarne (E), jakościowe (A), chlebowe (B), pastewne (C) i ciastkowe (K).  elitarna (E) posiada ziarno o najlepszych parametrach jakościowych. Obejmuje ona odmiany charakteryzujące się najlepszą wartością przemiałową i najwyższą odpornością ziarna na porastanie. Mąka z pszenicy odmiany zaliczanej do grupy elitarnej posiada najlepszą wartość wypiekową. 

Ziarno odmian zaliczanych do klasy pszenicy jakościowej (A) również posiada dobre cechy. Charakteryzuje się dużą odpornością na porastanie jak i dobrą wartością przemiałową. Mąka z takiego ziarna daje zadowalającą jakość wypieków. 

Ziarno pszenicy chlebowej (B) wykorzystywane jest do przemiału w formie samodzielnej lub z wypieku z dodatkiem pszenicy klasy A lub E z uwagi na własną średnią wartość wypiekową. 

Odmiany dla przetwórstwa powinny być dobierane spośród tych, które zarejestrowano do grupy technologicznej E, A lub B. Większą gwarancję uzyskania ziarna lepszej jakości można zapewnić wybierając odmiany o lepszej pozycji z kwalifikacji. Grupa E (elitarna) świadczy o bardzo dobrej wartości technologicznej ziarna, A (jakościowa) o dobrej, natomiast B (chlebowa) o wartości średniej.

Odmiany, które nie zakwalifikowały się do żadnej z tych grup przypisuje się grupie C. Ze względu na to, ze odmiany te nie spełniają wymogów jakościowych wobec piekarstwa przeznacza się je na cele paszowe i inne, jest to tzw. grupa pastewna. 

Dodatkowo podstawowy podział grup jakościowych odmian wzbogacany jest w  rozszerzeniu o dodatkową klasę, którą stanowi pszenica ciastkowa (K). Klasa ciastkowa spełnia wymogi przemysłu cukierniczego, a zwłaszcza produkcji herbatników. Ziarno pszenicy ciastkowej charakteryzuje się mniejszą zawartością białka i niską aktywnością enzymów. Wyraża się to w wysokiej liczbie opadania przy jednoczesnej niskiej energii ciasta. 

Oba przygotowane przez nas wpisy dotyczące rolnictwa w laboratorium stwarzają możliwość na zapoznanie się z rodzajem analiz i ich specyfiką jakie wykonuje się przy określaniu jakości ziarna i mąki. Mamy nadzieję, że posty te zainteresują Was do dalszego zgłębiania wiedzy w tym kierunku i okażą się przydatne w zdobywaniu doświadczenia z zakresu rolnictwa od nieco innej strony niż uprawa polowa. 

Dziękujemy za wytrwałość by przebrnąć przez najważniejsze informacje zebrane w tych dwóch częściach i zapraszamy na kolejne wpisy.

Pozdrawiamy, 

N&P