Способ определения хлебопекарных качеств муки из пшеницы

 

СПОСОБ,ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ КАЧЕСТВ МУКИ ИЗ ПШЕНИЦЫ, предусматривающий определение содержания в пробе муки белка и количества п ней реологического фактора и оценку по их отношению хлебопекарных качеств муки, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности оценки и упрощения способа, в качестве реологического фактора используют цистеиновую кислоту, полученную путем растворения пробы муки в гуанИдингидрохлорИде, денатурации в полученном растворе белка этанолом-и трихлоруксусной кислотой, вводимыми в объемных соотношениях к количеству раствора соответственно

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (11) (51) Ф С 01 N 33 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696204/28-13 (22) 13.12.83 (46) 23,11,85. Бюл. N 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной молекулярной биологии и генетики

ВАСХНИЛ (72) А.С.Тимощенко и Л.Ю.Ракитин (53) 664.761(088.8) (56) Прикладная биохимия и микроби ология. АН СССР, 1967, 3, 11 5, с. 592.

Прикладная биохимия и микробиология, АН СССР, 1980, 16, 11 1, с. 127-138 ° (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ КАЧЕСТВ КУКИ ИЗ ПШЕНИЦЫ, предусматривающий определение содержания в пробе муки белка и количесто ва в ней реологического фактора и оценку по их отношению хлебопекарных качеств муки, о т л и ч а ю— щ н и с я тем, что, с целью повышения достоверности оценки и упрощения способа, в качестве реологического фактора используют цистеиновую кислоту, полученную путем растворе" ния пробы муки в гуанидингидрохлориде, денатурации н полученном растворе белка этаналом.и трихлоруксусной кислотой, вводимыми в объемных соотношениях к количеству раствора соотвсTctBplIHo (1-2): 2 и (1-1,5):

2, удаления из реакционной смеси крахмала центрифугированием, гидролиза в полученной смеси белка на аннонообменнике в OH-форме и элюировалия деионизированной водой с выделе1 ием цистеиновой кислоты.

1193581

Изобретение относится к хлебопекарной промьппленности и к области биохимии зерна и может быть использовано при определении качества муки из пшеницы.

Цель изобретения — повьппекие дастонернасти оценки и упрощение способа. Сущность способа определения хлебопекарных качеств муки иэ пшеницы заключается н том, что используют н качестве жесткого разобщителя-гуанидингидрохлорида дпя полного и быстрого растворения белкового комплекса муки. При этом происходит образонание значительных одноименных положительных зарядов на белканых молекулах из-за присоединения, за счет водородных и ионных снязей, ионов гуанидина, значительная гидратация белковых молекул и их разьединение.

Параллельно с растворением происходит первая стадия денатурации белконого комплекса, сопровождающаяся нарушением природных водородных и ионных связей, изменением вторичнбй и третичной структуры, но беэ " разрыва дисульфидных связей. Следующий этап денатурации производят под действием этанола и трихлоруксусной кислоты, путем внутримолекулярной перегруппировки, разрыва S-S и других связей с появлением -$Н и других групп, со значительной потерей гидрофильности фрагментов белкового комплекса и выпадением их нместе с крахмалом и гуаниднновой солью трихлоруксусной кислоты в осадок.:

Центрифугирование, хроматографиронание. надосадочной жидкости на анионите í Oii -форме обеспечивает удаление гуанидингидрохлорида и трихлоруксусной кислоты, а элюирование деионизиронанной водой — отбор фрак. ций, содержащей реологический фактор, s которой количественно, по реакции с нингидрином, определяют содержание целевого продукта, что позволяет вычислить потенциальную реологическую эффективность запасных .белков пшеницы по отношению реологический . фактор белок (мкг/г), который, как химическое соединение на данном этапе не идентифицирован, но дает положителькую реакцию с нингидрином, образуя окрашенный комплекс с поглощением н области 560 нм, а н системе

Ф катианит н Na -форме — ацетатнатрне.ный буфер рН 3,1, имеет значение R, аналогичное с цнстеиноной кислотой.

Поэтому ее использование для построения калибровочной кривой для оценки по отношению содержания в пробе муки белка и цистеиновой кислоты, ис пользуемой в качестве реологкческого фактора, определяют хлебопекарные качества муки из пшеницы.

Пример 1. Приготонляют муку, определяют в ней содержание белка методом амикокислотного анализа или по Кьельдалю, затем определяют величину реологического фактора следующим образом. Нанеску муки для получения цистеинаной кислоты растворяют н 5 М гуани1 йнгидрохлорида, после чего для денатурацнн белка н раствор добавляют 707.-ный этанол в объемном соотношении 1,5: 2 и 30Х-кую трихлор. уксусную кислоту н обьемком соотношении 1,3: 2 с интервалом 30 мин и выдерживают реакционную смесь в течение 25 мнк при 90 С. Затем иэ реакционной смеси удаляют белковые фрагменты и крахмал цектрифугированием, а надосадочную жидкость в определенном объеме наносят на хроматографическую колонку с анионообменником в

0 -форме для гидролиэа белка отделения гуанидингидрохлорида и трихлоруксусной кислоты и выделения ре-. ологического фактора. Выделенный реологический Фактор в определенном объеме смешивают с нингидриковым ре активом н объемном соотношении 2: 1, нагревают до 90 С и выдерживают в течение 15 мин. После охлаждения окрашенного комплекса до температуры лаборатории его фотометрируют при

560 нм и определяют количественное содержание реологического фактора, используя для построения калибровочной кривой цистеиновую кислоту. По отношению содержания в пробе белка и количества реологического фактора определяют хлебопекарные качестна муки.

Пример 2. Повторяют все приемы осуществления способа по примеру 1, но при денатурации белка этанолом и трихлоруксусной кислотой вводят зти компоненты в объемных соотношениях 1:2 к количеству раствора и ниже — контроль. При этом за граничными значениями укаэанных парамет ров снижается скорость денатурации белкон, увеличивается время выдерж1 I 9 35 31 ки реакционной < nrecI»repe!r выделением реологического фактора за счет уменьшения объема вводимого этанола.

Уменьшение объема трихлоруксусной кислоты приводит к изменению характера денатурации, к помутггению раствора, преждевременному выпадению белков в осадок.

Пример 3. Повторяют приемы осуществления способа по. примеру 1, но эФанол и трихлоруксусную кислоту вводят в объемных соотношениях к количеству раствора 2:2 и 1,5:2 и выше укаэанных пределов.

Увеличение объема этанола приводит к помутнению раствора и преждевременному выпадению белка в осядок, а увеличение объема трихлоруксусной кислоты приводит к избытку образующейся гуанидиновой соли трихлоруксусной кислоты и выпадению ее н труднорастворимый осадок.

Пример 4. Проводят определение хлебопекарных достоинств муки пшеницы типично слабого сорта "АкмоII линка 1 . Для этого в муке определяют методом аминокислотного анализа или по Кьельдалю содержание белка, затем отбирают навеску 500 мг, рас творяют.в. 10 мл 6 М гуанидингидрохлорида при постоянном перемешивании в течение 4.ч, после чего добавляют к раствору 5 мл 96 этанола.и 5.мл

50Х-ной трихлоруксусной кислоты с интервалом в 1 мин. 1ерез 25 мин реакционную смесь центрифугируют ,.при 8 тыс. g в течение 10 мин и надl ,осадочную жидкость в количестве 5 мл наносят на хроматографическую колонку 8 х 660 мм с сильноосновным анионообменником 200-400 меш в ОН -форме и элюируют деионизированной водой со скоростью протока 2 мл/мин при температуре лаборатории. Первые

90 мл элюита, содержащего примеси, отбрасывают и собирают 5 мл раствора, в котором количественно определяют цистеиновую кислоту реакцией с нингидрином фотометрическим путем, используя калиброночную кривую.

Полученное значение цистеиновой кислоты пересчитывают на 1 r белка муки и по отношению цистеиноная кис" лота : белок относят муку к определенной категории хлебопекарного достоинства. Результаты приведены в табл. !.

Пример ы 5-6 . Работают по методике 1. Проводят определение хлг бопекарных достоинств муки пшеницы среднего "Горьковская 52" и типичнд сильного сорта Саратовская

29".

Результаты приведены. н табл.

Н р и м е р 7. Проводят определение хлебопекарных достоинств пшеницы типично сильного сорта Саратовская 29".

1О Работают по методике 1, но с использованием 5 М гуанидингидрохлорида, добавлением к раствору 70 этанола в количестве 1О мл и 30 .-ной трихлоруксусной кислоты в количестве 7,5 мл с интервалом 30 мин и выдержкой реакционной смеси 60 мин при 90 С.

Полученные данные приведены в табл. 1 .

Для получения сравнительных данных параллельно проводят определение содержания дисульфидных связей и объемного выхода хлеба н указан-. ных в примерах 1-3 сортах пшеницы.

Сранительные данные различных несопоставимых друг с другом способов выражают в условных относительных процентах, т.е. (определяемый сорт: эталон) х 100. За 100% принимают в качест-. ве определяемого сорта и эталона значеза ние для слабого сорта Акмолинка !", tI т. е. (Акмолинка . Акмолинка) х 1GO.

Из табл. 1 видно, что между слабым и сильным сортами пробная выпечка дает разницу 62Х, способ опреде35 ления содержания дисульфидных связей — 23 „ тогда, как предлагаемый

;способ — 6600 ., т.е. в 287 раз боль ше.

4р Таким образом, предлагаемый способ обладает на два порядка большей чувствительностью, чем известный.

Из табл. 1 также. видно, что при изменении концентрации гуанидингидро45 хлорида, трихлоруксусной кислоты, зтанола, времени между введением ингредиентон и выдержки реакционной смеси, а также ее. температуры (пример 4) в указанных интервалах

5р вызывает изменения конечного результата не более чем на 1,5Х. р и м е р 8. Работают по методи. ке примера 1 но определяют хлебопекар ные достоинства муки пшеницы девяти

55 сортов со сравнительно планно различающимися хлебопекарными достоинствами в пределах от сильного до слабого" сортов. Кроме того, используют

Таблица

Определение по способам

Хлебопекарные достоинства сортов

Сорта пшеницы

Примеры предложенному известному связи мк.экв/г белка условные цистеиновая кислоусловусловные удель" ный объем хлеба ные отноСН= тельотноси относительта мк моль/г белка тельные.

X ные

Х ные, Х

1 Акмолинка 1 Слабый 403 100 97

100 О, 020 100

5 Горьковская 52

Средний 497 124 106

109 0,390 1950

6. Саратовская 29

1,340 6700

123

Сильный 656 162 120

7 Саратовская 29

1,310 6620

123

Сильный 656 162 120

Т а блица 2 мая хле1500 .1 400

1290 . Целинная 20

Ульбинка 78

Одесская 51

259,70

114,91

50,40 сильная

If очень сильная сильная

5 11 сорт"Саратовская 29", выращенный в различных природноклиматических условиях.

Данные. приведены в табл. 2.

Йз табл. 2 видно, что разница между величинами цистеиновой кислоты пшеницы с очень хорошими и очень плохими хлебопекарными достоинствами составляет несколько порядков. В этой связи пшеницу, различающуюся по величине цистеиновой кислоты на один, два и т.д, порядка, целесообразно относить к различным категориям хлебопекарных достоинств (табл,2).

Для этой цели может быть использована шкала силы пшеницы, состоящая из пяти категорий вместо трех— очень сильной, сильной, средней, слабой и очень слабой. Такая градация позволит более четко характеризовать мягкую пшеницу по ее хлебопекарным достоинствам, 93581 d

Так, сорт сильный "Саратовская

29", выращенный в неблагоприятных климатических условиях, резко снизил свои хчебопекарные достоинства и по предлагаемой градации перешел в категорию пшениц слабой силы. Таким образом может быть осуществлен контроль за хлебопекарными достоинствами мягких пшениц на уровне фенотипа.

1р Использование изобретения обеспечивает упрощение определения потенциальной силы пшеницы и повышение его чувствительности, возможность получейия информации о хлебапекарных достоинствах пшеницы без применения трудоемких методов определения качества клейковины или пробной выпечки, расширение диапазона градации мягкой пшеницы по хлебопекарным

2р достоинствам H использование способа в научных исследованиях, направленных на улучшение качества пшеничного зерна, 1193581

ПРодолжение табл. 2

t9,45

1050

7,91

900 средняя

860

1,34

656.497

0,39 слабая средняя очень слабая

0,045

412

Акмолинка 1

0,020 слабая

Редактор А.Шандор

Заказ 7310/47 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная, 4

Родина

Саратовская 59

Волжская 2

Саратовская 29

Горьковская 52

Саратовская 29 (неблагоприятные природноклиматнческие условия) Составитель А.Талалаев

Техред А.Ач Корректор С.Шекмар