Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ПРОБЛЕМЫ БИОХИМИИ РЖИ В СВЯЗИ С ОЦЕНКОЙ ЕЕ КАЧЕСТВА

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "ПРОБЛЕМЫ БИОХИМИИ РЖИ В СВЯЗИ С ОЦЕНКОЙ ЕЕ КАЧЕСТВА"

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Р С Ф С Р

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

В. Ф. ГО ЛЕНКОВ

ПРОБЛЕМЫ БИОХИМИИ РЖИ В СВЯЗИ С ОЦЕНКОЙ ЕЕ КАЧЕСТВА

О'

Специальность 03.00.04 Биологическая химия

Диссертация написана на русском языке

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва • 1973

ч

МИНИСТЕРСТВ) ШСШКГО и СРЕШНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОЕРЛІіОШШЯ РСФСР

МОСКОШШІ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТШЮЛОГИЧЬСКЧІ'І ИНСТИТО ПЩБВОИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

В.Ф. г'О Л Е Н К О В

ПРОБЛЕМЫ БИОХИМИИ РЕИ В СВЯЗИ С ОЦЕНКОЙ ЕЕ КАЧЕСТВА

Специальность 03.00.04 Биологическая химия

Диссертация написана на русском языке

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

1 'г ■ .; :--.

( .[.■ ,..„., ........«ОТГЩ |

.... . ..Г,:<.х.,. . л . Л. Тижирюеі*

Москва-1973

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно—исследовательской институте зерна м продуктов его переработки.

Научный консультант доктор биологических наук, профессор Н.И.СОСЕДОВ

Официальные оппоненты:

Академик АН Казахской ССР, доктор биологически наук, профессор Т.Б.ДІРКАНБАЕВ;

Зеслухенный деятель науки РСФСР, доктор технических наук, профессор Е.Д. КАЗАНОВ;

Джтор биологических наук, профессор А.Б.ВШР

На офяциальшй отзыв диссертация направлена во Ibeсоюзный научно-исследоватедьский институт хлебопекарной оромшленностх.

Автореферат разослан Жтт^&гж г.

Запита состоится.....................1973 г. на заседа-

вии Совета Московского ордена ^удового Красного Знаненя технологического института лицевой промышленности.

/Москва« А-80, Вгиижолаиское нюссе, IX/ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Просим £Вс принять участие в работе Совета иди прислать

. ч ■

отзыв, заверенный печатью, в 2-х экземплярах, по указанному выве адресу.

Ученый секретарь Совета

А* И. ЩЕГОЛЕМ

Задачи жюjwjt^w вшт

В СССР, так жа как к шлп го всех странах »яра, производство зерна оказывает большое виияяие на развитие других отраслей народного хозяйства.

Потому в решениях evo адов Коммунистической партия Советского Совза при рассмотрении важнейших пройдам народного хозяйства особое внимание удежялось ■ уделяется постоянному росту производства верна.

В директивах 24-го съезда КПСС по пятилетнему плану резвится народного хозяйства СССР на IS7I-I975 годы отмечается: "Значительно повысить урожайность зр?вовых культур в каждом колхозе ж совхозе, имея в виду» что и в новом пятилетни рост производства зерга остается ключевой проблемой развитая народного хозяйства. Обеспечить среднегодовой валовой сбор зерна по стране за пятилетие в количестве не менее чем 195 млн.тона".

В последние 20-25 лет общее увеличение производства зерна в налей стране сопровождается резким изменением соотношения отдельных аерношх культур - производство пшешщ£ ж ячмеая воя-растает, а рки уменьшается. Такое "вытеснение" ржи чаще всего объясняется тем, что были выведены сорта шпешпш и ячменя с более высоко! урожайностью по сравнению с рохьо.

Однако» 8то дяп. частично объясняет причину снижения производства зерна ржх в нашей стране. Нельзя, например, объяснять сняиеяие посевов озимой рки в нечерноземной зона страны, особенно в ее северных районах, только низкой урожайностью, так ури озимая рожь здесь чаще всего дает более щеоккй урожай зер—

пя, чем пшеница. Кроме этого, такое объяснение прежде всего говорит о недостаточной работ селекшоверов so выведении новых, более продуктивных сортов ржи.

Ржаной хлеб занимает ж Судет занимать довольно значительное место в пищевом радхоне населения вашей страны. Он является продуктом высокого пищевого достоинства, со свойственным только ему специфическим вкусом к ароматом, медленно черствеет а не приедается.

Рожь - ¿уды-ура разностороннего использования. Она обладает высокой зимостойкостью, менее требовательна к плодородию поч-ш, хорошо произрастает на легких я тяжелых почвах, по сравнению с озимой пшеницеД раньше созревает. Ее посевы практикуются на зеленив корм. '

Опыт передовых колхозов и совхозов нашей страны показывает, что, применяя современную агротехнику возделывания ржа, в том числе а достаточное внесение удобрений, можно получать устойчивые урожая аераа в 30-40 ц/га.

Следовательно, рожь является во всех отношениях оешюй сельскохозяйственной в продовольственной культурой.

Нужно полагать, что одной аз причин снижения производства ржи в нашей стра&з является недооценка ее sax сельскохозяйственной культуры* Поэтому вод пшеницу я земли отводятся лучше« и удобрений дается больше.

В области ваучннх исследований также предпочтительное внимание оказывается пшенице.

Рожь исследовалась'многими отечественными я зарубежными исследователями (В.И. и В. Ф. Антроповы. Л.Я.Азна^ман, А.П.Иванов, В.Л.Креювич, Е.Д.Казаков, Л.Е.&йарский, Я.Бартник, Е. Древе,

А.Шулеруд к другие) * і Одвяко, исследования, проведанные в области изучения ржа соверпеаяо se сравнимы о исследованиями шзєенщі ни по количеству, нж во глубине охвата вопрооов.

Рош имеет свои специфические биологические, биохимические х технологические особенности а множество ¿ерешекных я недостаточно изученных вопросов*

Одной из важнеіяжх проблем является качество ржи. л прежде всего ее хлебопекарное х лицевое достоїнство. Дія уеденного решения сто! проблемы необходимо развивать исследования, связанные не только с созданием новых высокоурожайных сортов* улучшением агротехники возделывания х механизации уборов, но я биохимических особенностей ржх с цєльіі погнаная различных факторов, ^определяющих качество верна, муки ж хлеба.

Это! задаче х были посвяцеяк работы автора.

В своих исследованиях автор считал необходимым особое вникание уделить биохимическим особенностям как целого зерна озимое рев. так х его отдельных анатомических чаете!; выяснить_насколько эти особенное« изменяются под: влиянием различных внешних факторов; изучить изменение биохимических свойств х химического состава зерна ржи в процессе созревания х прорастания^/ даясялть ооеовннз биохимические особенности промежуточных к конечных продуктов переработки зерна реи в муну и определить основные факторі, обуславливающие технологические свойства зерна, муки я хлеба.

Далее необходимо было исследовать и выбрать методы опенки качества и разработать классификацию зерна рхн, пригодную дин практического использования в системе заготовок, и. наконец, путей сопоставления пищевой ценности реи и пш6нжш выяснить

і правильно определить перспективы дальнейшего производства рп в Советской Союзе.

В диссертации обобщены ве только результаты исследований автора, вшюлаенвае самостоятельно или же под его руководством, so в проведено сопоставление основных биохимических свойотв ржи в пшеницы на основе пмевдкхся литературных давних*

Работа в основном в. дабо рато рид_6кохджии д

микробиологи* Всесоюзного научно-исследовательского института зерна к продуктов его переработки. Статистическая обработка вкспераментальшсс jy""1"* осуществлялась на ЭВМ "Ваяри" по цро-грамме, разработанное сектором аіектроняой шчислительной техники ВНИИЗ.

Химический состав верна ржи. в аависимости от влияния ' 1 большого количества различных фьлторов, подвержен существенным | колебаниям. V

Общие закономерности в распределении по частям вераовки белков» углеводов, шилов* витяыив03 в т.д. 7 рев близки к другим дм™™ культурам. Но почти все биологически {ж технологически) важные вещества у рхв имеет своя характерные осо-бенаости. J -

Исследование белковых веществ ОЗИМОЙ ркв ПОЗВОЛИЛО шя-вить их существенные особенности.

Содержание альбуминов а глобулинов во ржи паевого ваше, чем в пшенице. Так, по °од™ многочисленным 7">pn"w количество белков, растворимых в ЕЙ-вом растворе сульфата калив (т.е. суммы альбуминов к глобулинов) в зерновке ржи может колебаться от 23 до 542/ при среднем около 40f, в то время как у пиетггщ ада-

логичные белковые фршщцу лишь в редких случаях достигав«

Изучение амсяокиоло тяого состава различных "жндквидуальннх" белков рхи с помощью хроматографаяеского нетока анализа показало* что альбумины, глобулины, гджадиян и глотешшы отличаются как между собой, так и от аналогичных белков пшеницы.

Альбумины ржи отломаются от глобулинов содержанием лизина (4,18 а 5,30?, соответствеано), ідстиддна СЗ.Є9 и 2,88?) арги-шша (6,30 и 10,80*), треонина (7.70 и 5,612) и некоторых других аюшокиолот. Глжадины и глютенины по сравнению о альбуминами я глобулинами содержат существенно меньше лизина, гистидина я аргинина, но в 2-3 раза больше глутамгяовай кислоты и пролива.

По сравнению с пшеницей альбумина ржи содержат меньше цис-тняа, пролива и талина, но больше тирозина, фенилалашша ж гля-цкна. Определенные отличгя, несмотря на большое сходство, отмечаются и ори сравнении аыкнокиалотяоро состава глобулинов, глиа-динов и глютенияов рхн и шешщн.

Помимо перечисленных фракций рохь содержит эаметноэ количество белка, остающегося после извлечения глптеиина раствором 0.2$ щелочи. Сумма глютенинов и деизвлекаемого остатка № вашим данным составляет 20-30?, однако на долю собственно глютенинов приходится только 3-19%. Так, анализ четырех сортов озимой р*и урожая І96& года показал, что содержание гдютенииа в них колебалось от 2,9 до 9,1? к общему белку. Эти данные говорят о том, что в верне ржи глютеьаяовая фракция по сравнению о глиадиновой оодериится в значительно мевьших количествах. По нашему мнение, сравнительно шэкое содержание глютеюша заслуживает внимания с точка зрения объяснений векото^гл особенностей белкового комплекса зерна ржи.

Учитывая большое технологическое з на чеше шеяхчвой клейковины, особое внимание капа было уделено изучение условий формирования ркаяой клейковины, ее свойств и особенностей.

Широко известно, что обычно принятии способом клейковину ржи удается отмыть лнвь в редких случаях, и то лишь при условии увеличения времени отяежкж теста и повышении температуры отмываемой воды.

Еще в конце прошлого века было высказано предположение, что значительное количество слизистых веществ (гуїшк), содержащееся во рхи» препятствует получению связного клейко вашого студия. Нами было также отмечено, что выход ржаной клейковины из препаратов белка, полученных путем центрифугирования муки в неводной среде (метод Гесса), очень тесно связав с содержанием в них слизистых веществ.

Специальное исследование на препаратах белка, слизистых веществ к крахмала, полученных из трех образцов ржаной муки, позволило показать > что действительно основным препятствием для получения ржаной клейковины является наличие значительных; количеств слизей.

По мере увеличения содержания в смесях слизистых веществ выход клейковпны уменьшается и смесь, содержащая белок, крахмал и слизистые вещества в количестве, близком к содержанию 8тих веществ в исходной муке, дает очень незначительное количество клейковины. При этом отмывание ее сильно затруднено и мельчайаше частиш клейковины удается собрать только на соте.

Однако 8ти опыта на синтетических смесях не позволили выяснить каким образом слизистые вещества прешгссїуют получения клейковины. ' -

Некоторое изменение физических свойств клейковины в этих

опытах позволяла предполагать, что слизистые веиеотва не просто мепают взаимодействию (слипанию) мицелл клейковины в связный клейковияный отудеяь, а вероятнее всего образуют о вжмж какое-то соединение с несколько инвми свойствами.

Так, клейковина, полученная из иододянх препаратов Сели, имела следующую удельную растяжимость: для ржи сорта Партизанская - 5,5 ец/нш; для рхя сорта Омка - 2,0 см/мия. при отмывании клейковины на смесей, содержащих слк&к. удельная растяжимость увеличивалась соответственно до 5,8 к 3,2 сц/мин*

Эксперимент о отмыванием кжейкоышы из смесей препаратов белка, крахмала я слизистых веществ о «™и™ балансом азота в отметаемой клейковине я промывных водах показал наличие взаимодействия клейкоишшх белков со олизянв с образование* комплекса, растворявдегсся в воде* В результате образования »того комплекса шход клейковины из смесей по мере увеличения слизистых веществ уменьшается, а содержание азота в прошдаадх водах растет, несмотра на различные меры предосторожности, исключающие механические потери клейковин*

Наш дальнейшее опыты с применением полярогра4яческого метода анализа подтвердив возможность взаимодействия слизистых веществ о белками о образован!ем веществ, отличных по своим физико-химическим свойствам от всходных компонентов.

В настоящее время, исходя из втого представления а взаимодействии одхзей я белков клейхошнн, автором совместно с В .В .Сироткжным и Д.Г.Дряезжевой предложен способ отмывания ржаной клейковины, гарантирующий ее получение из любого образш муки.

Исследование большого количества образцов ржаной клейковины показало, что для нее характерна очень большая амплитуда

изменения физических свойств, во в среднем ее чаще всего можно охарактеризовать как слабую, с пониженной аластичностьг и высокой гидратацией (таблица I)•

Таблица I

Физические свойства ржаной клейковины

і 1 * *1

і ¡Наиболее часть Показатели і Колебания ¡встречающиеся _[_| величини

Удельная растяжимость в с м/шш 0,2 - 25,0 3 - 5

Упругость в ед.прибора ИДК-1 31 - 102 88 - 95

Время истечения на пластометре AB-I, сек 3,0 - 6,0 5,0 - 5.5

Гидратация в %% ~ 235 - 304 240 - 260

Изучение влияния условий выращивания и сорта ржи на $изн-ческже свойства клейковины проводилось нами неоднократно. Опыты, проведенные на 31 образце ржи, показали, что один и тот же сорт ржи, выращенный в разных почвеяно-алимагических условиях дает клейковину с различными показателями удельной растяжимости и упругости.

В то же время разные сорта в одинаковых условиях тапке имеют значительные, хотя я несколько меньшие, колебания по удельной растяжимости. Например, сорта Вятка 2, Зееладдская и сорно-шлевзя рожь, выращенные в равных условиях (Майкоп), имели клейковину с удельной растяжимостью 6.9; 9,0 я 7,3 см/мин. Эти же сорта в условиях Ташкентской опытной ставши Всесоюзного института растениеводства ля*" зерно с удельной растяжимостью клейковины соответственно 2,8; 0,2 к 0,5 сц/мин.

Двухлетнее выращивание ржи сорта Вятка а двух вкных и двух северных районах страна позволяло выявить четко выраженную гакояомерность; рожь, выращенная в южных районах страны имеет клейковину меньшей удельной растяжимости и большей упругости, чем дря выращивании в северных.

Однако, как показали наши последние исследования, основных фактором,определяющим качество ржаной клейковины, является не столько место выращивания, сколько количество осадков, выпавшее эа период вегетации. На 21 образце рхз, внращкванаейся в 18 пунктах страва в течение двух лет (1968 и 1969 гг.) было показано, что чем влажнее бил вегетационный период, тем слабее Лила

Известно, что исследования клейксганы пшениш различного качества не смогли обнаружить заметных колебаний в ее аминокислотном составе. Поэтому представляло интересным провести такое же исследование х ржаной клейковина.

С помощи) автоматического анализатора аминокислот боли изучена 10 образцов ржаной клейковины о удельной растяжимостью от 1,5 по 25,0 см/ман. Содержание аминокислот в различных образцах клейковины несколько различалось, однако, какой-либо закономерности в колебаяжнх не наблюдалось.

Для того чтобы можно было судить, есть ли достоверные различия в содержании аминокислот, наш были рассчитаны коэффициенты вариации для всех образцов о учетом ошибка определения ж коэффициента вариации для стандартного раствора аминокислот* Сравнение коэффициентов вариацкк содержания аминокислот в исследованных образцах с коэффщиентамк вариации в стандартом растворе показало, что достоверянх различий в содержании большинства аминокислот не наблщается. Только различия в содержа-

най пролина, цистила, валила я глицина являются достоверными. При втом какой-либо закономерной связи их содержания с качеством клейко в дны не наблюдается. Следовательно, так же как я для пшеничной клейковины, связи между содержанием аминокислот ■ качествам клейковини обнаружить не удается.

Сравнивая наши средние данные по содержании аминокислот в клейковине рхя с литературными данными дли птеяиод, можно отметить больнее содержание лизина, аспарагиновой кислоты, феаилалавина в, особенно, гдутамияовой кислота л про лина.

На глутамяновую кислоту в белках клейковины ржи приходился половина количества всех аминокислот, а в белках клейковины пшеницы - только 40%.

В связи с этим логично допустить, что специфические свойства клейковины ржи - ее малая упругость я повышенная способность к образованию растворимых соединений со слизистыми веществами по сравнению с ншеницей - обусловлены этими отличиями в содержании указанны* выше аминокислот.

В связи с виявившися значением слизистых веществ боль-вое внимание нами было уделено изучению состава я свойств этих веществ, а также других углеводов.

Г" Хроматографическое изучение свободных Сахаров зерновки озимой ржи доказало наличие сахарозы, мальтозы, глюкозы, галактозы, арабяяогы, фруктозы, раффинозы я одного невдентафишированного сахара. Кроме этого, при экотрагирсваяни Сахаров 80ї-янм етанолом в раствор переходят от 4 до 7-8 более сложных олжгосахарвдов.

В исследованных вами образцах на сумму свободных сехвроа приходилось 2,32 - 3,07? (на сухое вещество зерна).

Вадыое всего обнаружено арабинозы (0,60*1,51?), .з&теї в в убывающих количествах, располагавтся сахароза (0,40-0,70?), глгаоза (0,36-0,52Й) фруктоза (0,34-0,64?) и хругие сахара.

При исследована« слизистых вепвств очень важно было найти "мягки!" метод их вццелеяия.

Под слизистыми веществами в настоящее время понимает группу водорастворимых гетерополисахарадов, состоящих из гелсозанов и пеатозавов,важнейшее особенностью которых является высокая вязкость водяшс растворов. При их получении они сильно загрязняются другими углеводами и водорастворимыми белками.

Как показало предварительное изучение,использование для очистки слизей различных белковых осадите* ей (со деВ тяжелых металлов) или ие высаливание сульфатом аммония приводит как к большим потерям слизистых веществ,так и к их фракционированию.

Нами была разработана модификация получения слизистых веществ, в основе ко ториЯ лежит метод ДршГіЯ И Медеиаи.НО без конечного высаливания сульфатом атония. Метод заключается в двухкратной обработке тонко измельченного зерна (цуки) кигтящим ' &2%~яім етанолом, извлечении слизея дисталированной водой с последующим концентрированием раствора в вакууме или лиофиниза-циеа и осаждении слизистых веществ этанолом. Данная модификация в последние годы нашла применение при выделении слизей не только у нас в стране, но и за рубежом.

Как показали исследованил,слизистые вещества ржи представляет собой не только сложный гетерополисахарид, во и углевод-белковый комплекс (глякопротевд).

В табл.2, в качестве прим ера,пред ставлены данные по составу слизистых веществ четырех сортов озимой ржи, полученные при помощи бумажного хроматографического метода исследования.

- и -

Сумма'пентоз в слизистых веществах занимает навбольцгю долю-до головная нх состава. После пентоз наиболыииа удельный вес приходится на глмсозу (Г7,8-33,6?).

Таблица 2

Состав слизистих веществ некоторых образцов рхи (в %% на сухое вещество)

Сорт р!

Шбщмі !іалак-І®рук- іяивКо-іАраби-Jftcuzo-

Вятка Московская <1965 г. урожая) 1,08 5,1 2,78 20,58 16,44 26,45

Приекульск&я <1965 г. урожая) 1,43 1.0 2,3В 17,86 26,78 23,62

Окна <1961 г. урожая) 1,0? 2,3 яе otrp. 31,20 13,96 39,45

Приекульская ЇІ96І г. урокаа) 1,32 2,1 33. 61 17,68 34.32

Все образцы слизистых веществ всегда содержат значительное количество азота, от которого практически невозможно освободиться даже при многократном осаждении слиэей.

Более глубокое изучеяие состава слизистых веществ с помощь»

многокамерного электрофореза ж хрома тографирования на ДЭАЭ-цвл-лпжозе н ДЭА^-сефадексе с последующем хроматограф яческим изучением продуктов гидролиза подученных фракций позволило установить гетерогенность слизеВ ж разделить их на 6 ф-ракпив (рнс.1).

■ Г

К

і

«И

)

1

?. 'к ih, .А. і

аЯо .

Рис.Х. Фракаяояироваяие слизистых веществ рхи сорта Ирнакухьскш на ДЭАЭ-целлплозе.

Элбэнты: 1-вода; 2- 0,0025 II раствор буры: 3 - 0,025 Ы раствор бурв; 4- 0,125 II раствор буры; 5 - 1,5 И • раствор хлористого калия.

- —,-----певтозы.

гексози

Пять фракций были »тарованії, количественно собрана м изучены более подробно. Выход і состав фракцій сдазвстых веществ,ввде-ленвкх жа ржи сорта Пржекульская показан в табл.3.

Таблица а

Віаод ж состав фракций слизистых веществ ржи сорта Приекульская (хроматография на ДЭАЭ-сефадексе)

фракции j Содержание моносахаридов в XX от сумо

Jкол-во в % Ігалаж-Ітоза іглюко- 1 араб»- 1 Фрук-I за 1 нова 1 тоза I КСИДО-" 1 за

I 59.3 следи 30,7 25,0 10,9 33.4

2 30,6 __ р 19,7 20,1 11,9 48,3

3 0,3 0 ' 12,в 16,9 0 70,5

1 4.3 8,в 66,4 20,7 8.7 5.4

5 5,4 28,3 24,8 12.7 и.г 23,0

Использование ДЭАЭ-целлюлозы ж ДЭАЭ-сефадекса показало воз-, мзхяость применения обоих жонообменяжков. В обоих случаях по -лучается пять схожих по конфигурацж« пиков фракций:(не считая фракцій, остающейся яа колонке), но использование ДЭАЭ-сефадекса дает возможность препаративного получения фракций, что важно для дальаейваго исследования их относительной вязкости и способности к гедеобразованию.

Как видно из представленных данных,вязкость слизистых веществ в основном обуславливается первой и шестов фракция»и (тайл.4). Относительная вязкость третьей фракции значительно ниже, а вязкость второй ж четвертой фракцій практически ничтожна по сравнению с остальными.

Если исходить из того, что ома истыми верствами являются полисахариды, содержащее в своем составе пентози, дающие високо-вязкие раствори, то ж ним безусловно можно отнести тожысо пер-ау» ■ »отув фракции.

Таблица 4

Содержание бедка, пентозанов и относительная вязкость фракций слизей ржи сорта Вятка Московская, полученных при фракционирования на ДЭАЭ-сефадексе

{Исход-

Покаэатеяи !ные

[слизи

Фракция

I } Z { 3 } 4 j 5 } 6

Содбржзжяв бблКй

{N х 5,7), на с.в. 6,70 4,92 4,46 7,52 X6,92 я.о. 1,73

Содержание пентозанов, ÍS яа с.в. 47,65 50,59 и.о. 46,98 17,45 25,50 я.о.

Относительная вязкость 0,5% „раствора при 5° 22,19 25,01 2,26 5,73 1,44 н.о. 29,0

Выход фракций в %

от суммы 100,0 69.2 Г,8 6,3 12,2 и.о. 11,0

а.о. - определение не производилось из-за недостатка фракции.

Обращает на себя внимание высокое содержание во всех фракциях белка, который, следовательно, является нх неотъемлемой составной частью.

Слизистые вещества различии образцов ржи в сальной сте- ■ пени отличаются как по процентному содержанию фракций,так и по) их составу. Так, в слиэях ржи сорта Приекульская вторая фракция составляла около 30S.а у Вятки Московской - только около 2%, Содержание же четвертой фракция, наоборот,было в три раза больше в слизистых веществах из ржи Вятка Московская. Большие различия яабдпдаются н по составу отдельных фракций. Однако ветить на вопрос, чем обусловлены такие сильные различия -сортовыми особенностями или условиями выращивания, пока не представляется возможным в для этого требуются дальнейшие исследования.

: а Изучение гелеобразования на фракциях слияистых веществ, полученных из двух образцов рки, показало, что такой способностью обладает только четвертая фракция. Интересно, что именно эта фракция всегда содержит наибольшее количество белка.

Слизистые вещества, получаемые из различных образцов рхи, имеет очень большую амплитуду колебания относительной вязкости водных растворов.

Исследованные свыше шестидесяти образцов рхи имели относительную вязкость растворов от 8 до 117.

Специальное исследование 14 сортов рхи, выращивавшихся в течение двух лет в различных районах страны, позволило выявить некоторую закономерность: относительная вязкость водных растворов слизистых веществ рхи, выращивавшейся в северных районах значительно выше, чем у рхи яз южных. Наряду с этим следует отметить больше влияние я климатических условий - при повышенном выпадении осадков слизистые вещества имеют более высокую вязкость растворов.

Была обнаружена такхе существенная корреляционная зависимость вязкости растворов слизей от содержании в них пентоз (К=» 0,700 + 0,111 и белка (Ю- 0,610 ± 0,14). Эта же закономерность была обнаружена при изучении вязкости растворов слизистых веществ, ввделенных из различных частей звдосперма. Слизи из внутренних частей содержали большее количество пентоз и имели во много раз более высокую вязкость, чем слизи из внешних частей эвдосперма.

Достоверных сведений о содержания слизей в зерне ржи до сих пор не имеется. Метод, который применяется вами, можно считать только подуколичественным. Однако многочисленные анализы и теоретические подсчеты показывают, что общее содержание слизистых

веществ может заметно колебаться я достигать 5-73 от веса зерна г Анапи» литературных данных показывает, что рожь имеет спецм фические особенности и в отношения других углеводов, например, крахмала.

Крахмальные зерна ркк несколько крупнее пшеничных и имеют глубокие трепаны на поверхности, рассекающие центр. Температура клеЛстерязации крахмала рхж 55-58°, а пшеницы - 62-65°, (А.Я.Пумпянский, 1946; Л.Я.Ауэрмая, Л.Г.Мякулияская, 1952; С.П.Пронин, Л.Ф.Иванова, I9S6).

Исследователи отмечают такке.существенные особенности липдц ного комплекса ржи и в первуюочередь повышенное содержание непредельных жирных кислот (Ю.Ф.Кяюшкияа, Я.И.Денисенко, А.П.Неча ев, 1969),а также несколько повышенную активность ее ферментативного комплекса (Э.Каминский,1958; Н.Рорллх и В.1мтце,1969).

Изменение биохимических свойств зерна ржи в процессе созревания и прорастания

Общее направление биохимических процессов, изменение Сел-ков,углеводов и активности ферментов в процессе созревания н прорастания ржи уже привлекало к себе внимание многих исследователей {Н.К. Недокучаев, 1899; А.Р.Кизель, 1936; В.Л.Кретович, Р.Р.Токарева, И. С.Петрова и др. ,1947: М. Pop лих и В.Хитцв,1970), Поэтому мы обратили свое внимание в основном на изменения фракционного состава белков, его аминокислотный состав,изменение свойств клейковина, слизистых веществ, Сахаров и активности аиялолятического дротеолатачеокого ферментативных ксмл лексов с целью дальнейшего углубления имеющихся сведений. "

В процессе созревания зерна ржи происходит изменение относительного и абсолютного содержания всех важнейших веществ.

Относительное содержание общего и небелкового азота при сое реваниа зерна снижается, а соотношение белковых фракций иэме-

яяется в сторону увеличения количества глиадинов и глотеаянов я уменьшения альбуминов я глобулинов, Абсолютное же содержание всех фор* я фракций азота в расчете на зерновку при созревании возрастает (рас.2).

М-0,3 0,1

_ -« ООщкР азот

/У

БелковиР азот

Сояераї

* __--- риыьШ .

--*' ___ Глиади

----- Азот о

отво-азот лиадшш

остатка

■я Небел KQEMt1 азот

її

ы

гг

^^nfíiíl

Рис,2. Изменение содержания азота, его форм и фракция при созревании зерна озимой ржи сорта Гятка Московская (в иг на одно зерно)

- - лиофяльная сушка

---— -- — - сушка в колосе при 25?.

Изменение аминокислотного состава суммарного белка зерна ржи ярв созревании отражает изменения в соотношении белков ьк фракций. Поэтому с конца молочной спелости я до полной,аминокислотный состав суммарного белка практически не изменяется, так как соотношение фракций белка в этот период уже стабильно.

Прж подсчете содержания аминокислот на зерновку картине существенно меняется; по мере созревания зерна происходит накопление всех аминокислот. Содержание, например, цистина в зерне ври созревании возрастает в 21 раз, прэлияа в 12,9, глутаииного Я кислоты - в 8,2, фенялалавина - в 7 и серяяа - в 6 раз. Количество остальных аминокислот увеличивается в 3-5 раз.

Изучение аминокислотного состава созревающей ржи разных сортов показывает, что абсолютное содержание аминокислот в образцах несколько отличается, но закономерности в изменении содержания аналогичны.

Отмывание клейковины в виде связного студня из препаратов белка становятся возможным при достижении зерном 56-69%-ной влажности (молочная, конец молочной спелости). Интересно, что в фазе молочной спелости клейковина имеет более упругие свойства, а затем, по мере дальнейшего созревания зерна, происходит быстрое ее ослабление - удельная растяжимость возрастает и уменьшается упругость.

Так, например, при созревании ржи сорта Приекульская физические свойства клейковины изменялись следующим образом:

При созревании ржи происходит быстрое изменение в содержании и свойствах углеводов. Относительное в абсолютное содержание крахмала и общих пеятоэанов быстро увеличивается и достигает своего максимума к полному созреванию. Количество свободных

Сахаров, клетчатки и минеральных веществ, наоборот, снижается, особенно заметно в первый период созревания.

Существенные изменения происходят со слизистыми веществами. Содержание их по мере созревания снижается в 5-6 раз (в % на зерно), существенно изменяется химический состав за счет увеличения пентоз и снижения содержания фруктозы.

Увеличение содержания пентоз в слизях сопровождается повышенна* относительной вязкости их растворов. Наиболее резкий

Фазы спелости

№-1 84,0 82,5 94,5 100,0

Конец молочной Начало восковой Восковая Полная

МОСТЬ, С Ч/МЛН

4,7 3,5 13,4 18,0

скачок в величине вязкости наблвдается в зерне через 22 дня после цветения (конец молочной спелости).

Фракционирование препаратов слизистых веществ яа ДЭАЭ-целлплозе показало, что количество фракций не изменяется в процессе созревания зерна. И через 5, и через 42 дал после цветения элсяруются пять фракций,но количественное соотношение фракций сильно меняется. По мере созревания зерна происходит сильное уменьшение 1-ой фракции .представляющей собой полисахарид, не сорбирующийся на ЛЭДЗ-целлюлозе. Наряду о этим заметно увеличивается 4 и 5-я фракции,хотя это увеличение и не компенсирует уменьшение первой фракции. Измерение оптической плотности при двух длинах волн (480 я 5Є0 нм), а также хроматографическиХ анализ гцдролизатов фракций показали, что. они сильно изменяют свой состав в процессе созревания зерна. Так, первая фракция слизей ржи сорта Вятка Косковская через 10 дней после цветения', содержала 5,3d? пентозанов к 2,68? белка я ее вязкость была равна 1,11 (0,25?-ныв раствор при 5°). Через 32 дня после цветения эта хе фракция содержала 50,59? пентозанов и 4,9? белка и ее относительная вязкость была 25,01.

Исследование изменений протеолктической и амилолитической активности при созревании двух сортов ржи обнаружило определенную закономерность. Вначале, по мере созревания зерна,активность амилолитических ферментов (по сахарообразующей способности) быстро падает, затеи, начиная с фазы восковой спелости опять несколько возрастает и далее постепенно снижается до полной спелости, но не исчезает. Протеолитичеекая активность зерна по мере созревания все время уменьшается.

Изучение процесса созревания зерна рки позволило выявить также очень важное явление в технологическом отношении.

Ухе с конца мэлочяоЗ спелостл эерш ржи имеет нормальнее мукомольные и хлебопекарные свойства. По таким показателям как выход муки, содержаяие клетчатки, проход через сито М 27, ас белирне, по количеству водорастворш веществ, высоте шило-граькн и газоудерхивашей способности теста цука, полученная аз зерна конца молочной спелости, практически не отличается от муки из зерна полной спелости. Следовательно,попадание в помольные партии ржи некоторой части недозревших зерен не может приводить к ухудшение качества вырабатываемой муки.

Вместе с атим было обнаружено, что, несмотря на ручнув уборку я незначительное выпадение доздей в последний период созревания, зерно, убранное в состоянии полной спелости,имело все признаки сдвига биохимических процессов в сторону прорастания.

Это начинаниееся прорастание зерна даже при благоприятных условиях выращивания подтверждается а другими исследованиями, проводившиеся в самые последние годы (Рорлях и їитцє.І969).

Кы считаем, что процесс прорастания зерна в колосе на коряв может происходить не только за счет влаги дождей, но н из-за выпадения обильной росы.

Прорастание приводит к бистроцу изменению белков, углеводов и возрастанию активности всего ферментативного аппарата зерновки.

Уже в первые сутки прорастания начинается изменение белковых веществ. Проросшее зерно ржи содержит почти в два раза больше глобулинов, тогда как содержание клейковиншх белков заметно снижается. Изменяются физические свойства клейковины: она бистро ослабляется, увеличивается ее удельная растяжимость, изменяется эластичность. Так, при прорастания ржи сорта Вятка

^ооновская удельная растяжимость клейковины увеличивалась с 11,8 до 18,0 сц/мия, а у рхи сорта Приекульская с 13,4 до 18,0 см/мин, Такая же закономерность бала обнаружена нами и ори сравнительном исследсеанаи 42 образцов ржи, содержащей нормальное я проросшее зерно. Можно полагать, что эта изменения ржаной клейковины, так же как и у пшеницы, являются следствием структурных изменений белков за счет изменения количества водородных я дисульфвдных связей (А.Б.Вакар, В.Л.Кретович. Ол.С.Шорияа).

Углеводы претерпевают больше изменения ухе на ранних стадиях прорастании зерна. Быстрое увеличение содержания восстанавливающих Сахаров при этом отвечали В.Л.Кретович с соавторами, Н.И.Проскуряков и многие другие. В наших рпытах на двух образцах ржи при помоги хроматографического метода было показано быстрое увеличение как числа, так и количества свободных Сахаров (см. табл.5).

Теблица 5

Изменение содержания свободных Сахаров при прорастания озимой рхи сорта Гибридная 2 (в % на о. в. зерна)

Вариант опыта 1Саха-¡роза ¡Глюко-| за [фрук-|тоза {драби-}ноза ¡Мальтоза 'ксило-!*®*?: ¡лоза !Л08а !сах.

Контроль 0,46 0,46 0,34 0,80 нет нет 0,32

Прорастание:

12 часов 0,36 0,48 0,40 1,44 сл. нет 0,44

24 часа 0,46 0,77 0,53 1,36 сл. сл. '0,80

48 чаоов 0,81 1,21 0,54 1,48 0,42 0,06 1,58

72 часа 2.65 1,86 0,64 1,49 1,20 0,14 3,46

Большем изменениям подвергаются и слизистые вещества. Прорастание зерновки приводят к некоторому увеличению количества слизистых веществ при быстром уменьшения вязкости их

растворов (в 3-5 раз).

Количество фракция, получаемых при разделении слизей ва колонках с ДЭАЭ-целлюлозоа или ДЭАЗ-сефад ексом, также увеличивается.

Литературные данные показывают, что активность отдельных ферментов амилолнтическоро комплекса возрастает по разному. Так, активность альфа-амилазы быстро растет в первые пять суток, а затем остается на одном уровне, активность же сахарозы постепенно возрастает на протяжении десяти суток. Активность протео-/ литических фермеятов увеличивается постоянно. ^

Можно полагать, что быстро увеличивается также активность ч фермента, расмеяляищего слизистые вевдетва, результатом чего является снижение вязкости их растворов. Но изучение этого i фермента еще ожидает своих исследователей.

Интенсивное увеличение всего ферментативного комплекса эер-яовкн при прорастании ржи и изменение белков, углеводов и лили- < дог приводит к быстрому ухудшению ее хлебопекарных особенностей4 В ваших опытах, так же как ж у других исследователей, было показано, что прорастание ржи уже в первые сутки приводит к увеличению содержания водорастворимых веществ, снижение вязкости водно-мучной болтушки и резкому ухудшению качества выпехаешго хлеба. Все это говорит о том, что наличие в помольных партиях ржи проросших зерен приводит к быстрому ухудиэяию ее технологических СВОЙСТВ.

Следовательно, основной задачей селекционеров, работающих с рожью, должно быть яе только увеличение урожайности, повышение содержания белка и выведение неполегающих сортов,но и выведение сортов, которые имели бы пониженную прорастаемость яа корню.

Предпосылки к выведению таких отечественных сортов ржи.

как показывает работа А.Н.Ракитиной (1969), имеются. Об этой X» говорit выведение нового сорта ржи в Свалефе (Швецля), имеющего очеаь вмзкуг» прорастаемзсть на корню.

Биохимия переработка зерна ржи в муку Влияние различных показателей качества зерва ржи,его абсолютного веса, объемной массы, стекловлшюстж, а также влажности на мукомольные свойства,и особенно на выход мука,азучелось неоднократно как в Советском Союзе (Ш.Каэарьян,1933; П.Н.Шибаев, А.Маруиев.1933; П.Н.Кизима.1948; А.Н.Братухан идр. ,1963), так И за рубежом (А.Шулеруд, 1958; В. Древо, 1970).

Однако вплоть до последнего временя, сведения о химическом составе и биохимических свойствах продуктов пошла ржи оставались весьма ограниченными.

Для выяснения состава отдельных промежуточных и конечных продуктов нами был исследован вначале 72£-ный помол ржи на лабораторной мельнице "Нагема" с использованием зерна Вятка Московская. урожая І9ЄІ года.

Результаты анализа показали, что химический состав продуктов поюла рки меняется в сильной степени. Содержание белка в продуктах с драных и размольных систем, по мере увеличения числа пропусков через них, постепенно растет. Возрастает также содержание лентозанов, клетчатка, минеральных веществ, жира, витаминов Bj ж 2g. Содержание крахмала, наоборот, постепенно уменьтется.

Данные о содержании отдельных веществ с учетом выхода продукта в процентах от общего содержания этих веществ в зерне (баланс) позволили проследить распределение различных веществ после прохождения продуктов через системы. В муку 72%-ного выхода попадает 87? крахмала, 57? белка, 45$ пентозанов, 2

клетчатки* ЗСЙ зольных элементов и 59% жире; 2 отруби соответ -ствеяно попадает - 1Э& крахмала, белка, клетчатки,70$

минеральных сое дин ваий и М% жира.

Указанный образец .зерна ржи был нами исследовав на содержа -вие эндосперма, хоторото оказалось около 785. Следов ателье о, при идеальном помоле полно было бы получить муку 78%-кого выхода, которая содержала бы только один эндосперм. Однако, анализ продуктов лабораторного 72%-ного помола свидетельствует, что даже при этом поиоле в отруби уходит 13Й крахмала », следовательно, в муку попадает большое количество отрубянистих частиц, ухудшающих переваримость выпекаемого из нее хлеба.

При большой схожести s распределении различных веществ в промежуточных продуктах поиоле ржи и пшеницы необходимо отметить и некоторые существенные отличия. Если при сортовой поиоле пшеницы лучшая мука по содержании зольных элементов, т.е. с наимень -шим их количеством, получается с первых размольных систем, то при сортовой помоле ржи лучшая мука получается с первых драных систем. Гак мука в указанном опыте с 1-ой драной системы содержала 0.3IÎ клетчатки и 0,58% золы, в то время как мука с 1-ой раз -мольной системы содержала 0,76$ клетчатки и 0,64$ золы.

Данное отличие в распределении веществ по продуктам помола нашло полное подтверждение и при анализе химического состава промежуточных продуктов производственного помола.

Данные, представленные в табл.6 показывает, что химический состав продуктов днухсортного производственного помола товарной ржи с выработкой ISA сеяной и 65% обдирной муки , имеют такую же закономерность в распределении зольных элементов и клетчатки, как и при лабораторном помоле.

При содержании золы в зерне, поступающем на размол, равном

ййлиаа 6

їиижчгсмі состав прод/иов сортового волога ги на иельзавода > г. С»гдоввц Шдаввсю! ойх.

І - содержало в продув« ї; П - $ і общем? еодариаш в дерне, поступлзаем па і-в двану» метену (балаве)

~ ЙвадЗольное» їїВввки

Заименованна овразщ двпдти- ; . X а,7)

Іт*, Т 1І111|ІІЦі1!иіІ!ПІІ1

Роїь на ?авальну» зщ 100 2,03 - 3,29 - 10,94 - 2,17 - 8,03 -

Тчи, аа 1-е драап> сясіекг 96,5 1,95 100 3,15 100 10,55 IX 2,Ш ІЮ 7,99 100

Мука с І-в дібвой сістеші еблхшя 9,5 о,те 3,71 1,07 3,47 6,38 5,75 0,87 3,97 3,94 4,70

Цгса е 2-й драной сістем «Здаїаа 6,2 0,85 2,ТО 1,20 3,62 7,98 4,07 1,32 3,94 9,00 3,89

Цуиа с 2-й дааяо! сметены сеяшщ 5,3 0,69 1,84 0,71 1,17 6,84 3,37 0,97 2,43 3,00 2,01

Пука с 3-4 дравої оістеш оомраа 7.0 1,20 4,30 1.59 3,53 10,15 6,74 1,96 6,59 5,93 5,20

Иука с 3-1 драаой сістеш сеяная 3,2 0,75 1,23 0,77 0,81 7,01 2,12 1,00 1,94 3,03 1,21

Мука о 4-І драної састеші обдіраая 1,6 1,70 6,62 2,55 6,К 12,20 8,65 2,62 9,57 7,28 6,92

Пука е 6-1 драної мекш овдарнш 4,0 2,40 5,90 4,14 6,32 14,93 6,79 3,43 7,94 9,58 5,27

Кра о 1-ї разиояьноі сметены обдирная 6,2 1,23 3,91 1,61 3,18 3,46 5,50 1,93 5,67 5,97 4,64

Пука с 1-1 рвзмэдыго! системи оеявая 4.4 0,70 1,76 0,91 1,27 5,59 2,34 1,16 2,45 3,42 1,86

Мука с 2-1 размольно! смегеии ойднраан 5,0 1,33 3,41 2,69 4,10 11,31 5,65 2,49 5,96 6,91 4,27

Чтха с 2-І даіюжьвої сістанн сеяваа 3,2 0,90 1,47 1,16 1,15 9, К 2,78 1,62 2,48 3,94 1,58

Мгм о 3-1 размольно! системи обливая 6,2 1,40 4,45 2,97 5,84 11,51 6,76 2,47 7,96 7,68 5,96

Муіа с 4-4 ¡иаиольюі системи овдірвая 5,5 1,65 5,27 3,31 6,68 13,97 7,26 3,23 8,50 9,13 6,30

Мука й 5-й рмиольноі системи овдирвая 4,2 2,41 5,19 6,31 8,42 14,02 5,58 3,79 6,50 14,16 7,46

Мука пересее» яродултов со деточшп кашв 3.2 2,21 3,62 14,71 4,47 3,12 4,81 12,00 6,03

оОдвряая 5,14 6,24

Сіод с нонгрольвщ цасоевов, обдврїая 0,8 3,30 - 4,45 - 15,63 - 3,02 - 15,20 -

Сіод с контрольны! рассевов, седом 0,5 1,32 - 1,80 - .9,89 - 1,20 - 6,47 -

Отк®» їм 5,30 44,57 7,65 41,30 16,13 25,01 3,32 25,99 18,55 30,60

Пука сеяаая 19,9 0,75 - 0.97 - 7,38 - 1,19 - 3,84 -

%ка «вдирам 61,5 1,44 - 2,63 - 10,70 - 2,07 - 7,16 -

■»аікчвои обваруїено - - 99,95 - 102,26 - 102,74 - ¡Ш,3 - 105,9

2)03$. зольность муки со второй и третьей драных систем была соответственно 0,69& и 0,75£ против 0,78 и 0,99% с первых двух размольных систем.

Такое изменение в распределении веществ по продуктам помола ржи по сравнению о попален пшеницы, по всей вероятности, связано не с самим распределениен веществ в зерновке ржи, а с различней в структурно-механических свойствах рхи и пшеницы.

Зерно рхи в отличие от пшеницы содержит значительно больше слизистых веществ, благодаря чему, как это показано в работе Г.С.Еоровоевой, В.Д.Казакова и Н.А.Наумова (1969), появляются отличия в структурно-механических свойствах зерна. Это отличив и кокет приводить к несколько иному распределению минеральных веществ и клетчатки по потокам.

При формировании готовой ржаной муки необходимо учитывать и другую особенность - мука первых драных систем { особенно с 1-ой дреной) по сравнению с другими драными и размольными скс -темами обладает повышенной активностью аиилолитических ферментов. По этой причине при переработке зерна ржи с высокой активностью амилаз следует осторожно относиться к направлению этих потоков в сортовую муку.

Изучение производственного помола показывает, что несмотря на всю сложность процесса в отруби уходит много ценных питательных веществ, например, белка. Если при этом учесть, что белок периферийных частей зерновки содержит существенно больше неза -, менимых аминокислот по сравнению о внутренними частями зндос -перма, то становится очевидной важность поисков таких способов помола* при которых белок по возможности полностью попадал бы в муку.

Исследования, проведенные мукомольной лабораторией ВНЙИЗ о

ваших участием, показали важность предварительного иелушения зерна ржи н последующего разиола но укороченной схеме для увеличения содержания белка и улучшения качества получаемой пуки. Предварительное шелушение позволяет снизить в муке содержание клетчатки, улучшить ее цвет (мука получается белее светлой), повысить содержание белка.

Применение яелуиильвых машин в лабораторных условиях позволило получить муку 903-аого выхода, которая по качеству была выше обычной 87%-ноа муки. Белизна такой муки ( в единицах прибора Ц11-3) в зависимости от сорта ржи колебалась от 65 до 75, в то время как мука обычного помола 87%-ного выхода имела 75-83 единицы. Содержание клетчатки в первой муке было от 1,37 до 2,05$, а в обычной от 2,16 до 2,62£. Муха, получаемая с п ре два -рительныи шелушением содержала в среднем на 2$ больше белка.

Дальнейшее изучение применения предварительного иелуюения в производственных условиях позволило всемерно рекомендовать этот способ для получения ржаной муки всех сортов (А.и.Братухии,1971; И.А.Наумов, И.Д.СурОвегин, 1971).

Биохимические факторы, обуславливающие технологические свойства зерна, муки и хлеба

Из практики переработки ржи известно, что выход и некоторые показатели качества муки зависят в определенной степени от объемной массы зерна ( натуры ), абсолютного веса к стекловид -ности. При большем абсолютной весе и натуре зерна выход муки, как правило,всегда выше. Стекловадность также заметно влияет на выход крупок а дунстов с первых трех драных систем.

Но конечной целью переработки ржи, в основном, является получение хорошего хлеба. И в этом случае становится ясным, что

признаки, характеризующие мукомольные качества зерна не всегда соответствуют высокому качеству выпекаемого хлеба, Иожно иметь ржанз» мукэ, стандартную по зольности« выходу, цвету и другим технологическим показателям, но дашцуо плохой хлеб.

Следовательно, нз первое место должны выступать такие признаки, которые определяют или связаны с хлебопекарными особенно' стяни ржи.

Под понятием хлебопекарные особенности ржи понимают способность денного зерна давать муку, из которой в производственных условиях можно вьшечь хороиий) вкусный хлеб, удовлетворяющий требованиям покупателей. Такой хлеб должен иметь хорошую форму, не рваную корку, определенный объем, запах н вкус. 11 явит должен быть цельным, эластичным, нелипким, с равномерной, не очень крупной пористостью, без закала (А.Шулеруд, .19581 Л.Я.Ауэрман,197 2; Н.И.Козьмкна, 1971).

Не все эти признаки равноценны н не все они подвержены одинаковой изменчивости. Известно, что объем ржаного хлеба по сравнению с пшеничным меиьве, причем колебание в объемной выходе относительно небольшое и мало зависит от условий выращивания и сорта (С.Ы.Иартынов,1929; И.Казарьян,1933; Ф.Н.Коровин,1950; £Лубер,Х963 и другие).

Многовековая практика переработки ржи показывает, что из всех признаков, определяющих качество хлеба, наибольшим колебаниям подвержено состояние мякиша - его липкость, зэмкнаемость, пористость и внешний вид хлеба. Следовательно, качество мякиша ржаного хлеба является наиболее важкым, определяющим хлебопе -парное достоинство ржи.

Накопление экспериментальных данных о физико-химических свойствах белков ржи, и особенно ее клейковины, слизистых веще-

ствах, изучение основных закономерностей в изиенейии активности ферментов я различных веществ при созревании и прорастании зерновки, а также исследование основных закономерностей в распре -делении веществ в зерновке ржи и химического состава лромежу -точных и конечных продуктов попода, позволило перейти к иэуче -вин зависимости технологических свойств ржи от содержания и свойств белков, углеводов и величины активности ферментов.

Изучение этого вопроса проводилось нами с помощью синтети -ческих смесей, ииитируощих муку, в которых менялось содержание белка, слизистых веществ и их качество, а также путем статистической обработки большого количества данных о содержании в зерне и муке белка, хлеШсавхни, ее свойств, свойств слизистых ве -ществ, активности ферментативного комплекса и технологическими, в первую очередь хлебопекарными, показателями.

Было выяснено, что при брожении ржаного синтетического теста, состоящего из крахмала и препарата белка (полученного по К.Гессу) с добавлением сахара и солода углекислый газ использу -ется не менее интенсивно, чем контрольный пшеничным. Так, за два часа брожения тесто из препарата белка ржи и крахмала пшеницы при подъеме на 100 мл выделяет 118 мл углекислого газа, тесто из белка пшеницы и крахмала ржи - 109 мл, а из белка ржи и крах -мала ржи - 100 мл, т.е. наиболее эффективно использует углекислая газ именно последнее. Этот опыт показал, что белок, изолирован -ный из ржаной муки, с крахмалом рхи или пшеницы образует тесто, практически неотличимое от пшеничного по способности задерживать выделяющийся углекислый газ и формировать ьякиш хлеба. Следоьэ -тельно, в принципе, белок ржи может выполнить при выпечке хлеоа такую же важную роль, что и шеиичный.

Позднее был» проведешь опыты при кислом тестоведе!К:и на еле-

сях, составленных из крахмала, водорастворимых веществ «веществ, набухающих в воде (последние лиофилизировали для сахра -нения нативности белков и клейковины). Эта серия опытов такие показала, что белок ржи в формировании качества хлеба имеет существенное значение.

Для того, чтобы иметь окончательное суждение о значении клейковины для качества ржаного хлеба были проанализированы и ста -тистически обработаны данные по 21 образцу ржи, выращивавшейся на протяжении двух лет в различных районах страны. Всего было проанализировано 42 образца.

Полученные денные показали, что имеется умеренная взаимо -связь'между сахарообразующей активностью муки и величиной удельной растяжимости клейковины /№0,422 ± 0,13/. Вполне возможно, что это явление связано с повышением протеолитической активно -сти зерна, а следовательно и муки, так как повышение сахарооб -разующей способности и протеолитической активности имеет одинаковую тенденции к росту в случае прорастания зерна.

Между величиной пористости мякише хлеба и качеством клей -ковкны наблюдается явно выраженная умеренная зависимость / 0,520 + 0,17 /. Некоторая линейная зависимость обнаруживается также между удельной растяжимостью клейковины и объемным выхо -дон хлеба для образцов обоих лет урожая /0,369 + 0,1^ /. Однако, если рассматривать образцы отдельно по годам, то такой связи между этими признаками не наблюдается.

Изменение корреляционной зависимости между отдельными признаками в зависимости от года выращивания наблюдали и другие авторы (Е.Древе, 1969). Это говори: о влиянии метеорологических условий года и о большой сложности и взаимозависимости многочисленных факторов, обуславливающих качество зерна, мука и хлеба.

- 33 -

Следует отметить, что ней не удалось обнаружить зависимость объемного выхода хлеба от содержания бейка, но была выявлена умеренная линейная связь между содержанием белка и упругостью иякила хлеба, определяемой иа пенетрометре / Ки - + 0,15 / и расходом электроэнергии при помоле / К * 0,490 ± 0,17 /, а также между качеством клейковины и расходом энергии /К»0,470+0,12/.

Все ззо показывает ошибочность мнения о незначительной роли белковых веществ в технологии переработки ржи.'

Большое значение крахмала для формирования хлебоперкарвых достоинств ржи признается всеми исследователями.

Как показано наше исследование, существенное влияние окаэы -вает также количество и качество слизистых веществ.

Методом синтетического теста нам удалось показать влияние слизав на гавоудерживащуп способность. Вследствие своей высокой гидрофильяости и способности давать очень вязкие растворы, слизи повышают вязкость теста, что приводит к увеличению газоудержания.

Статистическая обработка данных также выявляет некоторую связь между вязкостью растворов слизистых веществ и величиной расхода электроэнергии при помоле /К «0,567 + 0,11 /. В отдельные годы проявляется умеренная корреляционная связь с высотой мак -симума амилограммы / в 1968 г. К - 0,448 + 0,19 /, содержанием белка и пористостью ыжкха хлеба / соответственно 0,496 и 0,450/.

Однако, низкие коэффициенты корреляции еде не говорят об от -сухствин связи между качеством хлеба и вязкость» растворов ели -аистых веществ. Доказательством может служить следующее. Все исследованные образцы зерна были разделены на три группы. К первой группе были отнесены образцы,"у которых относительная вяз -кость слизей не ире вывела 20. Во вторую группу вошло большинство изученных образцов, имевших вязкость от 20 до 40, и, наконец, в третью грушу вопли образцы, имевшие вязкость свыше 40 единиц.

При такой делении образцов коэффициенты корреляции нейду вяз -костью растворов слизистых веществ и объемным выходом составили: по первой группе - -0,760 + 0,21, по второй группе - +0,420+0)29 и по третьей - +0,806 + 0,1?; а с пористость» мякиша хлеба соответственно: 0,200 + 0,47) 0*094 + 0,34 и 0,694 + 0,26,

Эти результаты говорят о том, что слизистые вещества оказы -вают сложное влияние на качество хлеба.

Значение активности ферментов для хлебопекарного достоинства ржи в настоящее время общеизвестно. При повышенной активности, в процессе тестоведения и начальных этапах выпечки, воздействуя на углеводы и белки, ферменты быстро изменяют их физшсо-х им и чес-кие свойства и зтим коренный образом влияют на хлебопекарные особенности. Различными методами было показано доминирующее значение акияолитаческих ферментов для качества ржавого хлеба.

Поэтому мы также основное внимание уделили ферментам« воздействующим на углеводы ржи.

Для выяснения взаимосвязи качества хлеба с величиной актив -ности ферментов нами были исследованы 42 образца ржи урожая 1967 и 1968 гг.

Из приведенных в табл.7 данных следует, что объемный выход хлеба находится в прямой зависимости от величины сахарообразую -щей способности - коэффициент корреляции по всем образцам зе два года составил 0,655 + 0,р9. Аналогичная высокая зависимость обнаруживается и для пористости мякиша хлеба в 1967 году.

Отмечается также высокая зависимость между величиной автоли -тической активности, показывающей суммарное воздействие амаполитических и протеолктических ферментов, и расшшваемостью подо -вого хлеба.

Еще более высокая корреляционная зависимость обнаруживается

между физическими свойства и и мякища ржаного хлеба, т.е. омов -иши признаками качестве, и величиной активности ферментов.

Таблица 7

Зависимость показателей качества равного хлеба от величины активности ферментов

Показатели |Ґ°Д | Коэффициенты корреляции с

1У1>окая! сахарообра-! автолитичес- ! максимумом і 1зующей сео-1 кой актив - ! амилогранмы ____!_і с об а остш ( костью_1____

Объемный выход хлеба 1967 196« за 2 года 0(СШ+0,20 0,550+0,16 0,457+0,19 -0,031+0,22 -0,520+0,17

0,655+0,09 -0,47+0,12

Пористость 1967 1968 за 2 года 0,606+0,14 0,399+0,20 0,428+0,13 0,266+0,22 0,000 0,044+024 -0,105+0,15

Отношение высоты подового хлеба к диаметру 1967 1968 за 2 года -0,379+0,19 -0,671+0,13 -0,506+0,12 -0,718+0,II 0,000 0,692+0,12 0,455+0,12

Б качестве примера в табл.В представлены коэффициенты корреляции между величинами, отражающими изменение активности ферден -тативного комплекса и физическими свойствами мякиша хлеба, одре -

деляеыыми на пенетрометре.

Для уточнения характера связи между состоянием мякиша раз -ного хлеба и показателями активности ферментативного комплекса, получаемыми различными методами, были рассчитаны аппроксимирую -щие зависимости. Оказалось, что между величиной активности $ер -ментов, определяемых по таким показателям, как максимальная вязкость амилограммы, сахарообрззующая способность, величина числа падения, автолитическая активность и физическими свойствами мя -киша имеется только криволинейная зависимость, описываемая различными уравнениями.

Таблица 8

Корреляционная зависимость между показателями физических свойств мякииа ржаного хлеба и величиной активности ферментов (мука 87%-ного выхода * при п. »42)

Оценка активности } Показатели качества мякида ~

ферментов 1 дН упругости !Относительная 1 упругость

Высота максимума амилограммы 0,728 ± 0,07 0,559 + 0,1и

число падения 0,793 ± 0,05 0,686 + 0,08

Сахарообрээ уещая способность -0,669 +0,08 -0.554 + 0,10

Автолнтическая активность -0,757 + 0,06 -0,543 + 0,10

Графики, построенные по уравнениям, позволили придти к вы -воду, что хороиему качеству ржаного хлеба, выпеченного из 87^-нов муки, отвечают следующие.показатели мякиша:

Д Н упругости от 20 до 40 единиц, относительная упругость от 30 до 50 единиц.

При меньших величинах этих показателей мякиш хлеба получается липким, заминающийся, характерным для муки из проросшего зерна.

Таким образом, при рассмотрении значения различных факторов -белков, углеводов и активности ферментативного комплекса,можно придти к выводу о влиянии каждого из них как на мукомольные,так и на хлебопекарные особенности р*и.

Однако, в тесте и хлебе все эти факторы находятся в тесной взаимосвязи. По этой причине было интересно рассмотреть совместное влияние этих факторов на качества хлеба.

Как известно, сложную взаимосвязь различных факторов может показывать коэффициент множественной корреляции.

При рассмотревши трех факторов - относительной вазиости растворов слизистых веществ* удельной растяжимости клейковины и са-харообраэующей способности, действующих одновременно в процессе тесмведений и выпечки хлеба, ны получаем более ярко внрахеанув зависимость, чем это имело место для каждого фактора отдельно (табл.9).

Таблице 9

Множественная корреляция между качеством ржаного хлеба и различными биохимическими показателями

Показатели качества хлеба

Вязкость растворов слизей, удельная растяжимость клейковнвы и сахарообразувцаа способность

В 1967 году в 1968 ГОДУ за 2 года

Объемный выход

хлеба 0,216 + 0,21 0,576 + 0,16 0,675 + 0,08

Пористость мякияа 0,708 + О,XI 0,609 + 0,15 0,486 ± 0,П

Отношение высота подового хлеба к

дламетру 0,52? + 0,16 0,720 + 0,11 0,544 ± 0,11

Как следует из приводимых данных, при увеличении расснатрн -ваемых показателей ( вязкости слнзей, растяжимости клейковины и сахарообразуюцей способности) увеличивается раслхнваемость подо -вого хлеба, его пористость, объем и* следовательно, качество хлеба ъ целом ухудиавтся.

При выявлении преимущественного влияния какого-либо одного фактора о учетом одновременного действия других показателей рассчитывалась коэффициенты частной корреляции. Они в какой-то степени соотносимы с парными коэффициентами корреляции. Так, с увеличением сахарообразующей способности при одновременном учете влияния удельной растяжимости клейковмнм и вязкости растворов

сдиэей объемный выход хлеба увеличивается ( коэффициент корреляции sa 2 года составил О,€60 ± 0,09). Эти данные близки к результате и парной корреляции пожду объемом хлеба и величиной caxspo -образующей способности /К ■ 0.65S/. Аналогичная зависимость была найдена при расчете частной корреляции мехду объемным выхо -дои хлеба и удельной растяжимостью клейковины при одновременной учете влияния вязкости слезей и оахарообразующей способности.

Исходя из результатов сравнительного изучения влияния бед -ков,углеводов и активности ферментативного комплекса на технологические. и в первую очередь хлебопекарные, особенности ржи можно придти к выводу о сложной взаимосвязи и воздействии всех жн -гредментов, приводящих к формированию того или иного качества зерна, пуки и хлеба.

Но в целом следует отметить явно выраженное во всех случаях ] доминирующее значение активности ферментативного комплекса. •

На основания последнего можно придти к выводу, что для определения хлебопекарного достоинства ржи наибольший практический интерес могут представлять методы, позволяющие оценить автолятя -чвекую активность зерна или мухи, т.е. методы, показывающие сум -парное воздействие амилолимчееккх к протеохитическнх ферментов.

Методы определения качества и классификация ржи по хлебопекарному достоинству

Методов оценки качества ржи, основанных на определении ак- i тивностя ферментативного комплекса, в настоящее время свыше двад-1 цати. й основном ato методы определения состояния углеводно - I амилазного комплекса, или же методы, изучающие суммарное воздой-I ствие на углеводы и белки, т.е. автодипческую активность.

Однако ви один из них до сих пор еще не навел практического применении в системе заготовок и переработки ржи.

- 39 -

Вместе с тем потребность в достаточно быстром и точном методе определения хлебопекариого достоинства зерна ржи еще до его помола в иуку ухе давно назрела. Отсутствие такого методе в практическое работе не позволяет точно рзспоэнавіть партии зерне с неудовлетворительными хлебопекарными свойстваии, прогнозиро -вать качество вырабатываемой муки и не стимулирует производство высококачественного зерна в колхозах и совхозах.

Ограничение количества проросиих зерен, имеющееся в дейст -вующем ГОСТ на рожь заготовляемую и продовольственную распреде -лявную, не мелет гарантировать хлебоприемные и мукомольные предприятия ох значительных колебаний в качестве зерна, так как од -ределение количества проросиих зерен проводится визуально, а во время его подработки, суп»и и перемещения значительная часть ростков теряется, кроме атого увеличение активности амилолнтичес -ких ферментов очень часто наступает задолго до появления видимых признаков пророслости зерна. Нет также строгой зависимости между содержанием проросиих зерен и качеством выпекаемого хлеба, так как зерно может иметь разную степень прорастания.

Выбор метода, или методов, пригодных для определения хлебопекарного достоинства ржи в системе заготовок, необходимо было провести после их сравнения как между собой, так и с качеством выпекаемого хлеба.

После предварительного подбора режима помзла зерна на лабораторной мельнице ПУЛ—X были исследованы 49 образцов озимой ржи, выращенных В 1968 и 1969 гг в различных климатических зонах страны.

В образцах определяли сахзрообразуюиую способность, макси -мальиую высоту амилограммы, аналитическую активность, число падения на приборе Хагберга-Пертеиа, содержание позораствориних

веществ в колобке к высох; всасывания в вискозиметре Думы-£с-гуиа.

Ео всем образцам отмечалось значительное колебание поду -ченных показателей. Так, максимальная высота амжлограммы колебалась от 30 до 545 единиц в 1969 году к от 15 до 300 единиц в 1968 году; число падения 62-2SI а 60-275 секунд, соответственно.

Коэффициенты корреляции, рассчитанные между показателями, полученными разными методами, поз вол нет выявить иаскшько мето -ды взаимозаменяемы при определении качества ржи.

Из таблицы ю видно, что нехду всеми испытывавииыися пето -дама обнаружена высокая корреляционная зависимость: от 0,717 до 0,904.

Расчет показывает существенное колебание в коэффициентах корреляции в зависимости от года урожае ржи. Так между величиной числа падения и автолвтической активности коэффициент корреляции в 1968 году был равеа - 0,885, а в 1969 - -0,920. Интересно, что для всех методов в 1969 году обнаруживается более высокая линейная связь между показателями, и как раз в »тон году качество ржи, в средней, было заиетво яиже, чем в 1968 году.

Полученные данные убедительно показывают возможность хлебопекарной оценки качества верна и ржавой пуки любым из ' изученных методов практически о рагвым успехом.

Аппроксимирующие зависимости, рассчитанные нехду нсследо -ванными методами, позволили кроне зтого показать, что все они имеют только криволинейный характер. Уравнения, описывающие эти зависимости, позволяют при необходимости находить соответствующую величину любого показателя данных методов, зная величину одного из них.

Ко при практическом применения методов оценки качестве в

системе заготовок к переработки зерна важным является и другой фактор - время, необходимое для производства анализа.

Таблица 10

Корреляционная зависимость показателей, определяемых при помощи различных методов

¡Сахарообре- ! Максимум ! Число паде-¡эующая спо- ¡амнло- ¡шш te оба ость (граммы |

IАвтоли-I тичес-

|кая ак-

Jj

Сахар ообразующа я способность 0,717+0,07 -0,785+0,05 0,836+0,04

Максимум аыило-грамны - 0,904+0,03 0,805+0,05

Число падения -0,875+0,04

Содержание водорастворим их веществ в но -лобке 0,852+0(06 -0,790+0,05 -0,886+0,04 0,885+0,05

Высота всасывания на приборе Думы-Богува 0,924+0,03 -0,668+0,12 -0,792+0,06 0,818+0,07

Ори сопоставлении времени, затрачивавиого на определение хлебопекарного достоинства ржи различными методами, становится ясным, что наиболее перспективным для системы заготовок и пере -работки зерна является "Прибор ХагСврга-Пертена, на котором определяется время падения особого плунжера, зависящее от вязкости клейстеризованной всдно^иучной суспензии.

Непосредственно на анализ на этом приборе необходимо 3-4мив, а вое остальное время приходится на взятие средней пробы, опре -деление влажности, взятие навески и размок зернив цехом около 15 минут). Но все ати операции необходимы и для любого другого вида анализа. Следовательно, по времени никакой другой метод

косвенной яла прямой оцакки хлебопекарного достоинства ржи а настоящее врема не может конкурировать о соредеявянем числа падз -ния.

Несомненно, что именно экспрессность является ОДНОЙ из b¿k-вейиих причин« по которой данный кетод находят все более жировое применение ва рубежом.

Для того« чтобы иметь критерии оценки качества зерна ржи по числу падения, необходимо было сопоставить величины, получаемые методом Хагберга-Пертека, не только с качеством выпекаемого хле -da, во и о показателями метода уха имеющего производственное примененне.

В хлебопекарной цроиывлевноста страны ухе около 25 дет для опенки ржаной муки применяется одре деление аналитической as -тивяости (ГОСТ 9404-60). Лжи этого метода имеются показатели, проверенные на больном производственном материале, характеризующие качество различной мука (Т.И.Екваркина,1971).

По»тому для большого количества производственных образцов одаосортяой и двухсортной обдирвой, обойной и сеяной муки, а также цельвосмолотого зерна, поступавшего на первую драную смс -тему« быжн рассчитаны коэффициенты корреляции н аппроксимирую -щие зависимости между величинами числа падения и автолитичес -коа активности (рис.3).

Полученные уравнения я графики позволили с необходимой точностью найти величину числа падения« знзя автолитическу» актив -кость, дгя всех сортов ржаной муки.

Оказалось, что нормальному качеству хлеба должны отвечать следующие показатели числа падения:

дли обдирной одно - и двухсортной муки не ниже 1Ь5 сек.

для обойной ЭМЬ-ной муки ве ниже Х05 сек«

для сеяной муки не ниже ISO сек*

Рис. 3. Зависимость неаду числом падения ж авголигической активностью для зерна и выработанной из него муки

I* Цельнос молоroe эерио /К з -0,914/; 2. Обойная мука /К в -0,868/1 3* Обдирная односортная мука /К = -0,920/; 4. Обдирная двухсортная мука /К » -0,928/; 5. Сеяная мука /К » -0,856/.

Дхя того, чтобы рассчитать нормативы качества по числу падения, гарантииушде нормальное хлебопекарное достоинство зерна рхн, необходимо было выяснять как изменяется величина числа падения при переработке зерна в муку различного выхода.

Аппроксимация имеющихся 4"Trovrr позволкла установить эту зависимость*

Из графика, представленого на ряс. 4 видно, что мука различного сорта, вырабатываемая из одного к того хе зерна, имеет разную величину числа падения.

fiic.4. Зависимость меіду числом падения зерна и числом падения вырабатываемой из него муки

I. Обойная мука) 2. Обдирная односортная мука; 3. Обдирная двухсортнап муха: Сеяная мука.

Это исследование показало, что зерно рви дли получения муки нормального хлебопекарного качества, т.е. иыеюцую величины числа падения, указанные ваше, в своп очередь долино иметь число падения: при переработка s обойную муку - не ниже 100 сек, в обдирную одно - и двуїсортаус - ие ниже 140 сек, и в сеяную -125 сек.

Следовательно для того, чтобы мукомольные предприятия на -ней страны могли гарантировать выпуск муки высокого качества необходимо разделить зерно ржи на классы, учитывающие его хвебопе -к арное достоинство.

Г Основываясь на результатах ваших исследований и зарубежном опыт* применения метода определения числа падения дли оценки ка-

чеесва ржи, считаем целесообразным все производимое к закупаемое в навек стране зерно ржи делить на три класса.

1 класс. Роль - улучшитель, К зерну этого класса может бить отнесена рожь« имеющая число падения от ¿01 сев и busе.Эта рожь может применяться для подсортировки ржи яеудовлетворитель -кого идя недостаточно высокого хлебопекарного достоинства. Эе

а ту рожь при закупках целесообразно установить надбавку ( с учетом аоя производства), которая могла бм стимулировать ороиэвод -ство такого зерна в колхозах и совхозах.

2 класс. Рожь продовольстві аная. Число падения зерна ржи, относимого к этому классу, должно быть от 100 до 200 секунд. Такая рожь будет кжеть удовлетворительное и хорояее хлебопекарное достоинство. Партии зерна этого класса с числом падения ниже 140 сек целесообразно перед отправкой на мукомольные предприя -тия, производящие обдирку» муху, подсортировывать зврноы-улучии-техен.

3 класс. Рожь пониженного хлебопекарного качества и кормо-вея. Величина числа падевия зерна этого класса от 99 сек и ниже Необходимо установить на ату рохь ( с учетом зон. производства) цеву яихе по сравнении с зерном 2-го класса. Причем целасообраз но этот класс дифференцировать на два подкласса:

1 подкласс - рожь пониженного хлебопекарного достоинства. Имеет число падения от 99 до 81 сек. В неблагоприятные годы (массовое поступление ржи о нязким числом падения) рожь втого подкласса может после подсортировки эерном-удучцгелем переводиться в продовольственную для последующей переработки в муку.

2 подкласс - рожь кормовая. К этому подклассу относится рожь с числом падения ниже 80 секунд. Эта рохь кормового и технического назначения я должна иметь минимальную закупочную цену

- « -

Проверка возможности оценка зерна рхн методом определения числа падения в 1972 году ( на Петровском хлебоприемном пункте Саратовской обвести» Вологодской реалбазе и Татарской хлебо -приемном пункте Вовосибирской области) показала, что все поступающее зерно полно оценивать не только по среднесуточным образцам, но даже виборочно и из отдельных маидв. Следовательно, имеет-си реальная возможность применении данного методе для формиро -ванна крупных-партий зерна ржи необходимого качества.

Внедрение данного метода позвонит не только удучиить и стабилизировать качество вырабатываемой ржаной иуки* во и заставит производителей и селекционеров обратить самое серьеаяое внимание иа хдебоиекариое достоинство выращиваемой в стране ржи.

Вопросы пищевой ценности ржи

Согласно последним исследованиям жирового потребления пищевых продуктов, около 50* всего белка приходится на верно я продукты его переработки. Следовательно, вопрос о сравиителв -ной пищевой ценности я составе балка двух вахаейижг хлебных кухь-тур наией страны - пиениод и ржи* имеет не только теоретический, но и больной практический интерес.

На протяжении столетий население наией страны использует ржаной хлеб* как продукт питания, отличающийся высокими пище -вина достоинствами.

Однако* если еще в 1956 году ржаная муха* выработанная ив государственных ресурсов, занимала 18,82 от общего количества выработанной муки* то в 1969 году ее производство слизилось до 9,9$. Это правело к тому, что спрос иа ржаной хлеб удовлетворяется полностью далеко не во всех населенных иуиитах страны.

В то же время, по данным Института питании UB СССР жеха-

тельно, чтобы ржаная мука составляла около 16% от всей муки для хлебопекарных целее.

Сравнительные данные показывают, что калорийность пиевич -кой а ржавой мука весьма б лазки друг другу (Х.Я.Дуэрмав,194б{ В.Л.Кретович, 1948). Кала отличается ржавой хлеб от пшеничного аз муки равного выхода ж до усвоаемостк (Д.И. Рома нов, 1932; И.В.Яевзяер, В.З.Кудавевич.^Г.Д.Іевин, 1932).

Правда, цшеиица содержит в среднем во стране ва 10% бильне балка, чем рожь. Однако, в нечерноземной зоне эти различия сильно сглажены и часто, наоборот, рожь содержит белка несколько больае, чем пкзвица. Следует также учитывать, что ржаная мука для хлебопекарякх целей используется более высокого выхода и, следовательно, разница в содержании белка нивелируется.

ііажно также, что рожь содержит несколько больше токоферолов, непредельных хирних кислот, тиашна и минеральных вецеств.

Особо важное значение при сравнении белков различных культур приобретает аминокислотный состав и содержание в нкх неза -пенимых атшоижсхот.

Еде в 1960 году нами было показано, что бедок ржи содер -хит существенно больше в своем составе дизина, треонина и февкл-аланияа, чем белок певицы. Позднее к аналогичным результатам пржкди и другие исследователи (Ю.ЯнжцкиЙ, Ю.Коважьчкк,І964ї іМСкльберг, Эрик сои, 1964$ П.Е.Калмыков, 1968; Г.С.Бороиоева, К.Д.Казахов,196Э) .

Сравнительные исследования на животных также показали бо -де« высокую биологическую ценность белка ржи.

По оставались неясными возможные вариации в составе суммарного белка ржи.

Для выяснения этого вопроса нами были исследованы 22 образца урожая 1967 г. и 19 образцов урожая 1968 г.»выращивавшихся в

- 48 -

? пунитах Совет свого Сота.

Определение аминокислот проводил* в тонко измельченном зерне на автоматическом анализаторе после предварительного гидролиза образцов по ранее разработанной нами методике, сиижапдей до минимума разделение аминокислот.

В табл.II представлены средние данные по содержания амине -кислот в суммарных белках исследованных образцов ржи и коэффициенты вариации по годам и для стандартного раствора.

Полученные результаты н статистическая обработка данных позволили прндтн в выводу, что содержание почти всех емка окно -лот колеблется в пределах, превыиавжих овнбку определения. Особенно Сольне колебания наблюдаются в содержании диаияа, гисти-дннв, аргинина, пролива, валива, наолейцина, тирозина н фенид-влаиина. Наимеиьиио колебания отмечены в содержании серила, треонина, гдуханиновой кислоты и лейцина.

Подсчет коэффициентов вариации содержании аминокислот между сортами отдельно по двум пунктам вырациваниа, а также по одному сорту, выращенному в разных пунктах, показал, что различные сорта» выраженные в одном к тон же пункте, а также один сорт, выраженный х разных районах также имеет достоверные колебания в со -держании аминокислот.

Следовательно, сортовые особенности и условия выраживаннн приводят в заметным колебаниям аминокислотного состава сумиар -ного белка озимой ржи.

Сравнение среднего вмннокислотного состава белков ржи с литературными данными цо белкам пиеижпы (В. 11.Сомин, 1968(К*Не -ринг,1970} и др.) показывает* что для белков озимой ржи характерно более высокое содержанке некоторых незаменимых аминокислот. Сопоставление же соотношения незаменимых аминокислот в белках обеих культур со стандартом ФАО, а также расчет ежоров.

псзвокяют придти к окоичетельноиу выводу с более высокой биологической ценности белков ркн.

Таблица II

Изменчивость аминокислотного состава озимой ржк

Амилокисдоты

Среднее ¡содер-

жанке

аниио-

[СЛ1

1 Ж6

! кислот

Коэффициенты вариапня. % урожай!урожай! урожай I стандартный 1367 11968 11967- I раствор года (года Ц968 гг )при па 8 1 I 1

1 I I

Лизин 3,9 9,0 14,0 13,3 3,0

Гистидин 2,1 9,2 29,7 20,3 Ь,4

Аргинин 6,0 9.0 13.4 15,7 Ь.5

Аспарагино-вая кислота 7.3 7,1 10,0 11,8 7,3

Треонин 3,2 5,6 10,2 9,1 6,6

Серив 4,6 4,9 7,8 12,4 7,3

Глутам «новая кислота 29.0 3,3 6,2 11,3 7,4

ародин 9.9 7,2 8,4 20,6 1,1

глицин 4,5 5,4 8,9 7,9 3,9

Алании 4,5 7.Ь 7,2 9,1 4,5

Вал ия 5,2 9,4 14,7 16,г 2,9

Иэолейцня 3,5 9,6 9.2 ГЛЗ Ъ,4

Лейцин 6,7 5.4 15,2 9,1 7.4

Тирозин 2,9 3,8 13,2 II,0 4,2

Февилаланин 4.9 6,9 II, б 10,8 4,4

Все эти данные показывав! нерациональность нвблвдаьцегосн в найвй стране снижение производства зерна, иухн н ржаного хлеба* Наоборот, высокая биологическая ценность белков ржи и высокие пищевые достоинства ржаного хлеба должны способствовать стабилизации посевных нлоцадей, усиленно агротехнических перо -

приятиЙ и селекционной работы, ваправаеннкх на увеличение про -изводства ржи для полного удовлетворения потребностей народного хозяйства.

Основные выводы и предложения

1. Рожь является культурой ревяосторовнего использования, По сравнении с озимой пшеницей она раньше созревает, обладает более высокой зимостойкость», менее требовательна к плодородие почвы. При выращивании в Центральных районах нечерноземной зо -вы, северо-западных районах РСФСР, Белоруссии, Прибалтики и некоторых районах Сибири в сопоставимых условиях рожь часто является более урожайной культурой, чей озимая пшеница.

Однако, сравнительно слабая селекционная работа по повышении урожайности ржи и выведение низкостебельчатых, неполегающих и непрорастающих на корн» сортов, недостаточно высокая агротехника возделывания и отсутствие специальных зерноуборочных ыапнн привели к слабой экономической заинтересованности производства ржи в колхозах и совхозах и вытеснении ее озимой пшеницей'и яч -иеиеы.

2. Зерновка ржи по саоеыу отроению и соотношению акатоыи -чесхих частей близка к зерновке пшеницы. Содержание эндосперма в зерновке ржи (70-79$) очень близко к пшеничному и позволяет предполагать о возможности дальнейшего увеличения выхода сортовой ыуки за счет более полного извлечения частого эндосперыа.

3. Рожь имеет резко выраженные особенности белкового, углеводного, дипадного и ферментативного комплексов.

Для ржи характерно новыленное содержание альбуминов и глобулинов, об лее количество которых может быть свыше 5OS (от об -щ?го Селлй) и сравнительно малое содержание целочерастворимых Садков.

- 51 -

Различные бедки рхи отличаются но содержанию некоторых аминокислот, а также С- и N -концевых групп от аналогичных белковых фракция пшеницы и имеют, как правило, сравнительно мень -ший молекулярный вес.

Для ржаной клейковины характерна очень большая амплитуда изменения физических свойств, но в средней, ее можно охарактеризовать как слабую, с пониженной эластичностью и невысокой упру -гостью.

Для углеводов ржи типичным является высокое содержание не-крахмалапсдобных полисахаридов - слизистых веществ, глюкапов, фруктозанов и глюкофруктанов, общее содержание которых в зерне практически не меньше содержания белков.

Слизистые вещества ржи являются смесью ге те pon одисахэридов с глнкопротеидами, или же полностью гликопротеидами, у которых на белковую часть приходится 4-16%. Все фракции слизистых ве -ществ имеют в своем составе остатки пентоз и гексоз.

Вязкость слизистых веществ к их количество в зерне варьн -руст в достаточно широких пределах.

Крахмал рхи, в отличив от паенячвого, имеет более низкую температуру клейстеризации, почти совпадающую с оптимумом действия альфа-амилазы, а липиды отличаются повышенным содержанием легколабильных фосфатидов и непредельных жирных кислот.

4. Ори созревании зерна рхи, так же как х у всех знаков, происходит изменение относительного и абсолютного содержания всех важнейших веществ. Наиболее характерным является быстрое увели -чение степени полимеризации слизистых веществ, а следовательно, и увеличение вязкости их растворов, при общем уменьшении относительного содержания в зерне.

Отмывание клейковины из препаратов белка в виде связного студня становится возможным при достижении молочной спелости.

Ко мере дальнейшего созревания зерна происходит изменение качества клейковины - она становится слабее, удельная растяжимость ее возрастает к уменьшается упругость*

5* Во время созревания зерна ржи, начиная с конца молочной спелости уже в колосе могут начинаться биохимические процессы, связанные с прорастанием* Получение зерна ржа хорошего качества, без заметных признаков прорастания, возможно ливь при благопри -ятных метеорологических условиях (сухой и теплой погоде), иачи -ная с конца молочной спелости. В зтом случае ранняя уборка может предотвращать начинавшееся прорастание и улучшать качество зерна. Однако, более радикальной является селекция иа предотвращение или замедление процесса прорастания ржи иа корню.

Поэтому одной из основных задач селекционных учреждений страны следует считать выведение сортов ржи, имеющих пониженную про-растаеиость на корню. Вез выведения таких сортов нельзя рассчи -тывать на повыиеиие качества заготавливаемой ржи в основных районах ее возделывания.

6. При переработке зерна рлн в муку имеют место в основной те же закономерности, что и для пненицы. За счет неравномерности распределения веществ в ендосперме зерновки при помоле зерна получаются промежуточные продукты! отличающиеся по своему составу и биохимическим свойствам. Понижение выхода муки, при прочих равных условиях* влечет за собой снижение содержания белка, визами -нов, пентозенов, клетчатки, а также активности ферментов.

Одной из характерных мукомольных особенностей ржи является минимальное содержание зольных злементов в муке с первых драных систем. Однако эта мука имеет новыиенную активность амилаз и* поэтому, при переработке зерна с примесью проросиих зерен еле -дует с осторожностью относиться к направлению этих потоков в сортовую муку.

Вваб оке в перспективным способом помола, с точки зрения под -його испольаовзнна потенциальных возможностей зерна ржи, является предварительное яелужейне с последующим размолом по сокращенной схеме. Такой помол позволяет полнее использовать ендосперм и дает муку более высокого качества по сравнению с мукой равного выхода обычного помола,

V Технологические особенности ржи тесно связаны о состоя -наем всех наиболее важных ингредиентов муки - бедками, углеводами и ферментами.

у Содержание и физико-химические свойства белков и углеводов тесно связано с механическими свойствами зерна и влияет на ка -чество выпекаемого хлеба. Однако, реиаюцее значение для хлебо -покерного достоинства ржи имеет состояние углеводио-амилазного комплекса и общая автолитическан активность. \/

Повышеняе активности амилохитичоских и протеолитических ферментов приводит к быстрому снижению качества получаемого хлеба за счет изменения физических и химических свойств белков и углеводов.

8. Различные косвенные методы определения качества ржи, основанные на определении состояния углеводно-амилазного и бедково-протеазиого комплексов имеют высокую взаимосвязь /№0,717-0,904/ и достаточно надежную взаимозаменяемость.

угДля системы заготовок и переработки зерна в качестве метода, позволяющего определять хлебопекарное достоинство, целесооб -разно рекомендовать метод определения числа падения. Этот метод позволяет не только достаточао быстро оценить качество ржи, ко и на основе полученных показателей путем подсортировки формиро -вать партии зерна с определенным хлебопекарным достоинством .V

9. По величине числа падения предложено всю заготавливаемую страхе рожь делить на три класса: рожь улучайте ль, рожь про -

доао-ьственную к рожь пониженного качества.

практическая проверка неїода определения числа падения яа трех хлебоприемных пунктах страны в 1972 году показала возиож -ность его применения для оценки всей поступающей ржи при ее заготовках. внедрение метода и дифференцированная оплата за зерно разного хачестаа позволит улучимь качество закупаемой государ -стзом ржи и стимулировать производство зерна высокого хлебопекарного достоинства.

Ю. Лавой хлеб имеет высокую яйцевую ценность и вкусовые достоинства. Он является традиционным для значительного больиин -ства городского и сельского населения центральных, западных и северных районов страны.

целом пищевая ценность ржаного хлеба не уступает пае ніч -ному. Биологическая ценность суммарного белка ржи заметно выие пшеничного, он лучне сбалансирован до содержанию незаменимых аминокислот. ґхааой хлеб содержит по сравнению с поекичныи (при равном выходе муки) более высокое количество некоторых витаминов {рибофлавин, токоферолы) и минеральных веществ, много ароматических веществ и относительно долго сохраняет свою свежесть.*/

и смешанном рхаио-пшеннчном к пиенично-ржакои хлебе бедки обеих культур удачно дополняет друг друга. Такой хлеб постоянно пользуется высоким спросом в различных районах ШЛ>.

считывая высокую пищевую ценность и постоянный спрос яа ржаной хлеб, необходимо расвирить и стабилизировать посевные площа -ди в основных районах выращивания ржи и резко повысить агротех -яику ее возделывания.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. О клейковнниом комплексе ржи. Сообщения м рефераты ВНИИЗ, вып.1957.

2. Изучение хлебопекарных свойств пшеницы и ржи методом синтетического теста. Сообщения и рефераты ЕНИШ, вып. 5, 1958.

3. О некоторых условиях формирования ржаной клейковины. Сообщения и рефераты ВНИИЗ*вып.б, I9SS.

4. Влияние слизистых веществ на газообразующую способность теста. Сообщения и рефераты ВНИИЗ, вып.З, i960.

5. Аминокислотный состав промежуточного белка и клейковины ржи. Научная конференция по вопросам биохимии верна. ВНИИЗ,i960.

6. Аминокислотный состав белков ржи. Труды ВНИИЗ, »» 38,1960.

7. X вопросу об условиях формирования ржаной клейховины. Биохимия зерна и хлебопечении. Сборник 6, i960.

8. Сравнительная характеристика препаратов промежуточного и прикрепленного белков пшеницы. Сообщениями рефераты ВНИИЗ, ВЫЛ.Э,

*9. Биохимическая характеристика некоторых сортов ржи. Труды ВНИИЗ, X! 43, 1962. Г

Ю. Химический состав анатомических частей зерна ржи. Био -химия верна и хлебопечения. Сборник 7, 1964.

11. К оценке технологических свойств ржи. ТРУДЫ ВНИИЗ,№ 50,

1964.

12. Изменение особенностей клейковины ржи в зависимости от сорта и места произрастания. Вестник сельскохозяйственной науки. » 2, 1965.

13. О взаимодействии слизистых веществ и белков ржи. Доклады АН СССР, том 161, » 3, 1965.

14. Технологические м биохимические свойства ржи. Труды ВНИИЗ, Ni 47, 1963.

15. Химический состав продуктов цокола ржи. Труды ВНИИЗ, » 48, 1963.

16. Взаимодействие белков и углеводов ржи при замесе теста. Труды ВНИИЗ, 52, 1964.

17. Химический состав продуктов сортового помола ржи. Прикладная биохимия и микробиология. Том I, К 4, 1965.

18. Изучение набухающих и растворимых в воде углеводов озимой ржи. прикладная биохимия и микробиология. Том ?, fe I, 1966.

19. Характеристика препаратов промежуточного и прикреплен -него белков ржи. Прикладная биохимия и микробиология. Том 3,

Ш 3, 1967.

20. Изменение белкового комплекса зерна озимой ржи при ьоэ -реванш. Прикладная биохимия и микробиология. Том 4, № 2,1968.

' 21. Изменение биохимических н технологических свойств ржи в процессе созревания. Труды ВНИИЗ, * 64, 1968.

22. Изменение слизистых веществ зерна в процессе созрева -ния озимой ржи. прикладная биохимия и микробиология. Тон 4, № 3 1968.

23. Содержание свободных сехеров в зерне озимой ржи лрж созревании. Труды ВЗЙИЗ, fc 65, 1969.

24. Распределение слизистих веществ в зерне ржи. Труды БНІШЗ, К 65, 1969.

25. Влияние условие произрастания на изменение биохимических и технологических доказатедей качества ржи. Труды ВНИИЗ,

№ 66, 1969.

26. Schleljastofie авв Boggens. 4. Interaatl<eialer Getreide— хюв Brotkomgreas, Kien. Band II, 1966,

2?. Влияние важнейиих компонентов ржаной пуки на качество хлеба. Труды ВНИИЗ, * 66, 1969.

28. Изменение фракционного состава слизистых веществ ржи при созревании. Прикладная биохимия н микробиология. Тон 5,Иг 5. 1969.

29. Изменение аминокислотного состава ржи в процессе сов -реваяжя. Прикладная биохимия и микробиология. Том 6, № 1,1970.

30. Влияние примеси аераа разной степени прорастания на качество ржаного хлеба. Труды ВНшЗ, 68, 1969*

SI. Исследование фракционного состава слизистых веществ ржи с помощь» ДЭАЗ-сефадекса. Прикладная биохимия и микробиология. Том 6, * 2, 1970.

32. Zur Frag« der Mologlsohen Wertigkeit топ Hoggeneitreifle». 5. Welt- Getreide- xrnd Brotkongr«ee, 2/89-92, 1970,

33. О взаимосвязи биохимических и технологических свойств озимой ржи. Доклады 2-го Всесоюзного биохимического съезда.Ташкент, 1969.

34. Изменение содержания свободных Сахаров в озимой ржи при прорастании. Вестник сельскохозяйственной науки. * 3, 1969.

35. Аминокислотный состав белков зерна рки и его анатоми -чесних частая. Доклады 1-го биохимического съезда. Симпозиумы

Ж 1-15, Ленинград, 1963.

36. Исследование вязкости слизистых веществ ржи. Второй Всесоюзный биохимический съезд. Тезисы секционных заседаний. 12 секция. Ташкент, 1969.

37. Состав слизистых веществ, выделенных из ьерна ржи раз -ной степени зрелости. Прикладная биохимия и микробиология. Той 6, К> 5, 1970.

38. Биохимические особенности основных сортов озимой ржи. Труды ВКИИЗ, » 69, 1970.

39. Состев белковых фракций зерна озимой ржи, содержащей клейковину различного качества* Прикладная биохимия к микробио -логин. Том 7, Ї 2. 1971.

40. Об определении аминокислотного состава белков в про -дуктах, содержащих бояыаие количества углеводов. Труды БУИЙЗ, Е 71, 1970.

41. Исследования белковых препаратов ржи, выделенных по методу Гессе. Материалы симпозиума по химии и биохимии раститель -ных белков* Еиаинев, 1966.

42. Проблемы качества к пищевой цепкости верна ржи. Проб -леиы исследования и повывения качества рхи л СССР. Труды Все -соивнов конференции. Труди ШИИЗ, № 72, 1971.

43. Биохимические особенности проросшего зерна рхи. Труды ВНИИЗ, № 72, 1971.

44. Взаимосвязь биохимических и технологических свойств зерна озимой ржи. Труды ВНИИЭ, * 72, 1971.

45. Исследование аминокислотного состава белков зерна ози -мой рхи. Прикладная биохимии и микробиология. Том 7, № З, 1971«

46. Аминокислотный состав клейковины рхя. Прикладная биохи -мин и микробиология. Том в, № 4, 1972.

47. Оценка различных косвенных методов определения хлебоне -карного качества зерна ржи. Вестник сельскохозяйственной науки.

* 9, 1972»

46. Оценка качества ржаной мухи по лабораторной выпечке. Хлебопекарная и кондитерская промышленность. 1973.

49. Способ производства ржаной муки. Авторское свидетельство № 200408 от 30 мая 1967 г. ( в соавторстве;.

50. Исследования биохимических к технологических свойств основных сортов озимой ржи. Отчет по теме ш. № £036499 за 196В-І969 гг.

51. Сравнительное исследование методов определения актив -ности амилслитнческих ферментов верна рхи. Отчет по теме инв.

№ Е085758 ва 1970 г.

52. Разработка нормативов оценки качества заготовляемого зерна ржи с учетом технологических свойств. Отчет по теме инв,

* БІ96453 за 1971 г.

Материалы диссертации докладывались:

1. lia научной конференции по вопросам бисосиыии зерна. Москва, ВНИИЗ, февраль i960 г.

2. На Всесоюзном совещании по биохимии зерна и хлебопечения. Москва, институт биохимии им.А,Н.Баха АН СССР, 1960 г,

3. На 1-ом всесоюзном биохимическом съезде. Ленинград«1968г.

4. На 4-ом международном конгрессе по зерну н хлебу. Австрия, Веха, 1966 г. j

5. На 2-ом Всесоюзном биохимическом съезде. Тадкент, 1969г.

6. на 5-ом Международной конгрессе по верну и хлебу. Германская Демократическая Республика, Дрезден, 1970 г.

7. На Всесоюзной научно-технической конференции по пробле -мак исследования и повышения качества ржи в СССР. Москва, 1970.

8. На заседаниях секции биохимии растений и технической биохимии Кооновского отделения Всесоюзвого биохимического общества в мае 1965 г. и феврале 1973 Г. |

J

I

1

/

Л-79701. Подп. в печать 12/1Х-73г.

Зак, 107._Тир. ,200._

ПМУ Опытного завода ВНИХИ