СРAВНИТЕЛЬНЫЙ AНAЛИЗ ЗAВИСИМOСТИ КOЛИЧЕСТВA БЕЛКA И СТЕКЛOВИДНOСТИ ЗЕРНA ПШЕНИЦЫ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Ад. UNIVERSUM:

№10(127)_m ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_октябрь. 2024 г.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

DOI - 10.32743/UniTech.2024.127.10.18420

СРЛВНИТЕЛЬНЫЙ ЛНЛЛИЗ ЗAВИСИМOСТИ КOЛИЧЕСТВA БЕЛКЛ И СТЕКЛОВИДНОСТИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ

Бекмирзaев Шoxруx Икрoм угли

докторант тфедры

Теxнoлoгия пищевьа и пaрфюмернo-кoсмеmическиx прoдуктoв Тaшкентский xимикo-теxнoлoгический институт, Республика Узбекистaн, г. Ташкент E-mail: shohruhbekmirzayev16@gmail. com

Cap6oMaee Фaрруxбек Ha6ueeu4

ст. препoдaвaтель тфедры Теxнoлoгия пищевьт и пaрфюмернo-кoсмеmическиx прoдуктoв, Тaшкенmский xимикo-mеxнoлoгический институт, Республика Узбекисmaн, г. Ташкент E-mail: sarbolayev_f@mail.ru

Гаффархонова Мунира Анвар кизи

ст. преподаватель кафедры «Технология пищевых и парфюмерно-косметических продуктов» Тaшкенmский xимикo-mеxнoлoгический институт, Республика Узбекисmaн, г.Ташкент E-mail: gafforxonovamunira@gmail com

MaxMydoea Дилдoрa XacaHoeHa

дoц. тфедры (PhD),

Теxнoлoгия пищевыт и пaрфюмернo-кoсмеmическиx прoдукmoв, Тaшкенmский xимикo-mеxнoлoгический институт, Республика Узбекисmaн, г. Ташкент E-mail: dildoramahmudiva@gmail. com

Джaxaнгирoвa Гyлнoзa Зинaтyллaевнa

прoф. тфедры

Теxнoлoгия пищевыт и пaрфюмернo-кoсмеmическиx прoдукmoв, Тaшкенmский xимикo-mеxнoлoгический институт, Республика Узбекисmaн, г.Ташкент E-mail: djaxangirova77dgz@gmail.com

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE DEPENDENCE OF THE QUANTITY OF PROTEIN AND VITRECITY OF WHEAT GRAIN

Shokhrukh Bekmirzaev

Assistant of the Department of Food and Perfume and Cosmetic Products Technology, Tashkent chemical-technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Farrukhbek Sarbolayev

Senior lecturer of the Department of Food and Perfume and Cosmetic Products Technology Tashkent chemical-technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Библиографическое описание: СРAВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗAВИСИМOСТИ КOЛИЧЕСТВA БЕЛКА И СТЕКЛО-ВИДНOСТИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Бекмирзаев Ш.И. [и др.]. 2024. 10(127). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18420

ЛД UNIVERSUM:

№10(127)_ЛЛ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_октябрь. 2024 г.

Munira Gaffarkhanova

Senior lecturer of the Department of Food and Perfume and Cosmetic Products Technology Tashkent chemical-technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Dildora Makhmudova

Associate Professor of the Department of Food and Perfume and Cosmetic Products Technology Tashkent chemical-technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Gulnoza Djakhangirova

Professor of the Department of Food and Perfume and Cosmetic Products Technology Tashkent chemical-technological institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

Как известно, физико-химические параметры зерна оказывают большое влияние на нормальное течение технологического процесса и на качественные и количественные показатели предполагаемого конечного продукта. В частности, стекловидность зерна влияет на формирование зерносмеси, условия гидротермической обработки зерна, режимы помола и ряд параметров, таких как общий выход муки. Поэтому в данной статье проведено влияние зерна местной мягкой и твердой пшеницы на количество белка на oснoве изменения прозрачности -одного из физико-химических показателей. При этом использовалась современная аппаратура прозрачности «Янтарь-блик» и спектрометр ИАС-3120. Изменение прoзрaчнoсти зерта oбъясняется увеличением сoдержaния oбщегo белга.

ABSTRACT

As is known, the physicochemical parameters of the grain have a significant impact on the normal technological process and the quality and quantity indicators of the proposed final product. Specifically, the glassiness of the grain affects the formation of the grain mixture, the conditions of hydrothermal treatment of the grain, the grinding regimes and a number of parameters, such as the total yield of flour. Therefore, in this article, the effect of local soft and hard wheat grain on protein content was studied based on changes in transparency - one of the physicochemical indicators. In doing so, a modern "Yantar-Blick" transparency apparatus and an IAS-3120 spectrometer were used. Changes in grain transparency are explained by an increase in total protein content.

Ключевые слова: твердая и мягкая пшеница, стекловидность, белок, Янтарь-блик, спектрофотометр.

Keywords: hard and soft wheat, vitreousness, protein, Yantar-Blick, spectrophotometer.

Качество зерна обычно определяют путем анализа двух групп показателей: органолептических и физикo-xимическиx показателей [1]. В соответствии с государственным стандартом [2] регистрируют органолептические показатели, такие как цвет, запах, вкус, физико-химические показатели, влажность, стекловидность, натуральная масса, число падений. К oснoвным показателям качества зерна можно отнести стекловидность, содержание белка и клейковины. Предприятия по переработке зерновых культур особенно мукомольные предприятия заинтересованы в стекловидном зерне. Наибольший выход муки получается при переработке именно стекловидной пшеницы. Муку из стекловидного зерна предпочитают и производители макаронных изделий. Для хлебопекарной промышленности более важным показателем является содержание клейковины. И всех бы устроило повышенное содержание белка. Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая

связь крахмальных зёрен с белком. В стекловидном эндосперме эта связь очень прочная.

Учитывая возможности современных лабораторных приборов, были проведены анализы стекловидных и мучнистых зерен и выявлен зависимость от стекловидности с количеством белков.

Стекловидность — один из oснoвныx показателей зерновых продуктов с точки зрения их пищевой ценности. Стекловидность - это размер эндосперма, характеризующийся прочной связью между крахмальными зернами и белком. В практике мукомольного производства важно получать большое количество крупы и промежуточных продуктов при помоле стекловидного зерна, которые являются основой получения муки высшего сорта. Кроме того, существует определенная корреляция между стекловидностью зерна и содержанием белка в разных партиях зерна [3]. Данный показатель имеет связь с некоторыми признаками качества зерна и макарон [4, 5].

Стандарт устанавливает методы определения стекловидности либо при помощи прибора диафаноскопа просвечиванием исследуемого зерна направленным световым потоком, либо по результатам осмотра среза зерна. Последний метод состоит в использовании 100 штук разрезанных на две части зерновок и дальнейшей визуальной оценке степени стекловидности эндосперма. К сожалению, стандартные методы анализа зерна на стекловидность весьма трудоемки и длительны, что усложняет оценку образцов в процессе селекции, а также при заготовке и размещении зерна на элеваторе. Одним из путей решения проблемы может быть поиск и внедрение новых методов экспресс-контроля показателя стекловидности зерна ячменя. В литературе описаны следующие подходы к оценке стекловидности зерна злаковых культур: 1. Определение стекловидности пшеницы [5] и кукурузы [6,7] методом спектроскопии исследуемого образца в ближней инфракрасной области спектра и последующем количественном расчете определяемых показателей по ранее созданным градуировочным моделям. 2. Автоматизированный метод определения стекловидности зерна пшеницы, ячменя, риса, сорго на основе ближней инфракрасной спектроскопии [8].

Материалы и методы исследования

Согласно стандарту [9] стекловидность определяют двумя способами: 1. С помощью диафаноскопа ДСЗ-2 с кассетой; 2. Срезанием зерна. Этими методами пользуются все зерноперерабатывающие предприятия нашей страны. Современный уровень развития информационных технологий позволяет анализировать объекты различной природы быстрее, качественнее и надежнее, чем человек. Сегодня электронный диафаноскоп «Янтарь» широко используется в аналитической установке и оборудовании для анализа зерна для оценки визуальных параметров зерна. Прибор «Янтарь-блик» представляет собой прибор, совмещающий в одном корпусе - электронный диафаноскоп, предназначенный для определения стекловидности пшеницы, и измеритель белизны, предназначенный для определения белизны муки. Принцип работы электронного диафаноскопа «Янтарь-блик» заключается в оценке параметров качества (белизны или стекловидности) изображения,

полученного цифровой камерой. Значения индекса качества рассчитываются с помощью программно-реализованных алгоритмов с использованием специальных калибровочных уравнений [10]. Преимущество этого метода заключается в устранении необходимости использования старомодного окуляра. В этом случае оператор работает с изображением зерна на мониторе, что значительно облегчает работу и ускоряет процесс анализа. Однако у этого устройства есть важный недостаток: оператору необходимо выбирать тип анализируемого зерна. Таким образом, полного отказа от органолептического метода не произошло, и это решение следует считать временным.

Учитывая возможности современных технологий при переработке зерна пшеницы на муку способ разделения зерна по содержанию белка, характеризующийся тем, что осуществляется пропускание зерна через цветосепаратор, оснащенный видеокамерами с высоким цветовым разрешением, и сепарация отдельных зерен по цветовому оттенку, характерному для содержания белка в каждом зерне, при этом разделение зерен по цветовому оттенку проводят в зависимости от порога разделения по интенсивности отраженного света. Анализ «интенсивности отраженного света» также проводится по уровню сигнала в красной области спектра. Однако именно стекло-видность, отражая структуру внутренних тканей зерна, является внешним оптическим признаком качества зерна.

Исходя из этого целью исследования являлось изучение влияния содержания белка на стекловид-ность зерна пшеницы, в том числе вариацию белка в мучнистом и прозрачном зерне.

Результаты и oбсуждение

Исследования проводились в научно-исследовательской лаборатории кафедры пищевой и парфюмерно-косметической технологии Ташкентского химико-технологического института на сортах мягкой и твердой пшеницы Пахлавон (Элита), Бунедкор (Элита) и Якут 2014 (Элита). Образцы отбирались согласно ГОСТ [11]. Для проведения исследований мы использовали современный «Блик-Янтарь» и ИК-анализатор (рис. 1 и 2).

Рису^к 1. Внешний вид диaфaнoскoпa

Рису^к 2. IAS-3120 мoдель спектрoметрa

Пoследoвaтельнoсть рaбoт ш oпределению стеклoвиднoсти зернa: Прoбa зернa зaсыпaется в гассету и зaкрывaется прoзрaчнoй стекляншй крышюэй. Встaвьте кaссету в диaфaнoскoп и зaпустите прoгрaмму. Зaтем выбирaется прoдукт, цифрoвые изoбрaжения зерен oбрaбaтывaются с пoмoщью

прoгрaммнoгo oбеспечения в аютветствии с выбрaн-ным прoдуктoм и рaссчитывaются кoмпьютерные результaты. В том же горядке пaрaллельнo oпреде-ляют стеклoвиднoсть зернa. В нaшей исследoвa-тельскoй рaбoте мы тaкже oпределили стеклoвиднoсть зернa, oбрезaв его для бoльшей тoчнoсти. Результaты aнaлизa зaписaны в тaблице 1 и га рисункax 3-6.

Тaблицa 1.

Слученные результаты при срезке мягких и твердыx сoртoв пшеницы прибoрoм Диaфaнoскoп-Янтaрь-Блик и метoдoм срезa

Номер образца Стекловидность,%

По прибору Янтарь-блик По методу среза

Пахлавон ^Ш)

Образец №1 56 55

Образец №2 59 57

Стекловидное зерно 75 76

Мучнистое зерно 36 22

Бунедкор (Elita)

Образец №1 85 78

Образец №2 86 78

Стекловидное зерно 90 88

Мучнистое зерно 50 42

Якут 2014 ^Ш)

Образец №1 78 76

Образец №2 81 78

Стекловидное зерно 92 90

Мучнистое зерно 62 30

Рисунок 3. Резульmamы стекловидности пшеницы с пoмoщью Диaфaнoскoпa-Янтaрь-Блик и по oсмoтру срезa(пo со^'рту Пaxлaвoн(Elita) )

Рисунок 4. Результаты стеклввиднвсти пшеницы с помощью Диафанвсквпа-Янтарь-Блик и по осмотру среза(по сорту Бунедкор (Elita))

Рисунок 5. Результаты стекловидности пшеницы с помощью Диафаноскопа-Янтарь-Блик и по осмотру среза(по сорту Якут2014 (Elita))

Пахлавон (Elita)

Бунедкор (Elita)

Якут2014 (Элита)

Пахлавон (Elita)

Бунедкор (Elita)

Якут2014 (Элита)

Рисунок 6. Внешний вид зерна пшеницы, проверенного на oбщую стекловидность

на приборе «Янтарь-Блик»

Для спектрометрического анализа зерен использовали спектрометр модели IAS-3120 (рис. 2). Отобрали по 100 г oчищенныx от посторонних примесей образцов пшеницы и приготовленных ранее зерносмесей. Полученные образцы помещались в кювету анализатора спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона IAS-3120, после чего кювета помещалась на поворотный стол установки. Затем выберите тип урожая на сенсорном экране устройства и нажмите кнопку запуска. Автоматически вращающийся стол начинает вращаться, и инфракрасные лучи комплекта начинают анализировать образец. После этого результаты пробы автоматически появятся на экране.

Эти результаты можно получить с помощью программного обеспечения, которое входит в стандартную комплектацию устройства. Прибор отображает на экране 4 показателя качества: содержание влаги, содержание белка, содержание клейковины и зольность в %. Спектрометры состоят из oснoвнoгo блока со стационарным столом (включающим оптическую схему, интерферометр, источник света, детектор, управляющую электронику) и персонального компьютера. Также мы исследовали зависимость стекловидность от количества белка в oбщей стекловидность и муке. Результаты анализа записаны в таблице 2 и на рисунках 7-10.

Тaблицa 2.

Результаты анализа мягких и твердых сортов пшеницы на приборе ИК-зерна анализатор

Номер образца Содержание белка, % Количество клейковины, % Влажность, %

Пшеница осенняя мягкая, сорт Пахлавон (Элита)

Образец №1 12,5 33,3 8,1

Образец №2 12,4 33,0 8,3

Стекловидное зерно 13,7 25,7 8,7

Мучнистое зерно 9,5 35,3 8,5

Пшеница осенняя мягкая, сорт Бунедкор (Элита)

Образец №1 12,3 31,5 9,1

Образец №2 12,1 31,2 9,2

Стекловидное зерно 13,5 21,1 9,4

Мучнистое зерно 9,0 32,0 9,4

Пшеница осенняя твердая, сорт Якут 2014 (Элита)

Образец №1 12,2 34,0 8,0

Образец №2 12,1 34,2 8,2

Стекловидное зерно 13,5 24,8 8,7

Мучнистое зерно 8,5 35,5 8,5

Рисунoк 7. В зaвисимoсmи oт стекловидности Рисунок 8. В зaвисимoсти oт стеклoвиднoсти зерна меняется кoличествo белка и клейковины зернa меняется кoличествo белка и клейковины (пшеница осенняя мягкая, сорт Пахлавон (Элита)) (пшеница осенняя мягкая, сорт Бунедкор (Элита))

Рисунок 9. В зависимости от прозрачности зерна меняется количество белка и клейковины (пшеница осенняя твердая, сорт Якут 2014 (Элита))

Анализ данных, соответствующих изображений, показал, что показатель стекловидности слабо зависит от oриентaции образцов в пространстве. В oбрaзцax № 1-2 во всех сортах местной пшеницы по oбщей стекловидности получили значительный разброс значений. Как видно из приведённых данных, показатель стекловидности варьировался от 56 до 86 % (см. табл. 1). В результате анализа была выявлена корреляция между увеличением плотности размещения объектов в зоне анализа и уменьшением расчётного значения общей стекловидности образца. В качестве иллюстрации данного явления ниже приведены изображения № 7,8 и 9 (рис. 7,8,9).

В результате проведённых исследований было установлено, что в случае близкого расположения образцов друг относительно друга снижается интенсивность проходящего через них оптического

излучения от нижнего модуля подсветки. Данное снижение интенсивности связано, в первую очередь, с уменьшением поступающего на поверхность зерновки светового потока в результате его частичного поглощения соседними зернами. Появление данного эффекта связано ещё и с тем, что угол излучения белых светодиодов, используемых в модуле нижней подсветки, довольно широк (-120°). Поскольку достоверность результатов при проведении исследований в таком режиме является неудовлетворительной, необходимо внедрение механизма компенсации влияния данного эффекта. Данное замечание касается не только используемой экспериментальной установки, но и всех аналогов, реализующих размещение зёрен в зоне анализа без кассеты.

2023-11-t« Ю47 Tlondn

• WIM

Mof5ture{%) 8.0 Protein)*) GkitenfM 12.2 34.0 100-,

1.8 fc—

®

JL. , о w / "■» '--J Ma Start

Рису^к 10. Результаты ИК-анализа зерна пшеницы проведённого на зерне твёрдой пшеницы Якут

Заключение

Основываясь на данных, полученных в результате проведённых исследований, можно сделать ряд важных выводов. На oснoвaнии физико-химических показателей изученных местных сортов пшеницы установлено, что показатель стекловидности зерна напрямую связан с количеством белка в зерне.

Предлагаемая технология разделения зерна пшеницы на стекловидные и мучнистые, несмотря на

простоту диагностического признака (различие уровней сигнала спектра отражения в красной области), позволяет в условиях реального произ-вoдствa, на oтечественнoм оборудовании достаточно эффективно и с высокой производительностью подсортировывать зерно, повышая его ценность, что в ряде случаев может оказаться экономически целесообразным.

Список литературы:

1. Санаев Э.Ш., Сарболаев Ф.Н., Норов X. Определение класса зерна по aнaлизу зерна пшеницы // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13746

2. O'zDST 880:2015 Bug^y. Xarid qilish va yetkazib berish uchun talablar.

3. Зверев, С.В. Стеклoвиднoсть кaк пoкaзaтель кaчествa зерта пшеницы / С.В. Зверев [и др.] // Xрaнение и перерaбoткa зерна - 2017. - №11 (219). - С. 33-34.

4. Гринько А.В.,Вошедский Н.Н.,Кулыгин В.А. Приемы возделывания яровых зерновых культур в богарных условиях в Ростовской области. // Зернобобовые и крупяные культуры - 2020. - № 1 (33). - С. 72-81. DOI:10.24411/2309-348X-2020-11159

5. Вoлкoвa Л.В. Бебякин В.М., Лыскова И.В. Пластичность и стабильность сортов и селекционных форм яровой пшеницы по критериям продуктивности и качества зерна// Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2010. - № 1. - С. 3-6.

6. Relationship between corn vitreousness and ruminal in-situ starch degradability / C.E.S. Correa [et al.] // Journal of Dairy Science. - 2002. - Vol. 85. - P. 3008-3012.

7. Relationships between kernel vitreousness and dry matter degradability for diverse corn germplasm. I. De-velopment of near-infrared reflectance spectroscopy calibrations / D. Ngonyamo-Majee [et al.] //Animal Feed Science and Technology. - 2008. - Vol. 142. - P. 247-258.

№ 10 (127)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

• 7universum.com

октябрь, 2024 г.

8. Dowell F.E., Baenziger P.S., Maghirang E.B. Automated single kernel sorting for enhancing grain quality in breeding lines // ASABE Annual International Meeting, Book of Technical Papers. - 2007. - P. 7-14.

9. ГОСТ 10987-76.Зерно.Методы определения стекловидности.

10. https://ekan.spb.ru/produktsiya/pribory-ekspress-analiza/diafanoskop-yantar-blik

11. ГОСТ 13586.3 2015. Дoн.Qabul qilish qoidalari va namuna olish usullari.