Качество ржаного солода в зависимости от производства зерна, сортовых особенностей культуры и режимов ферментации

ветствующих их содержанию в овощах и фруктах, ма-кро- и микроэлементы

Во ВНИИК ведется разработка технологии производства из зерна ржи сахаристого продукта для пищевых и кормовых целей. В качестве сырья использовали зерно сорта Вятка, измельченное на штифтовой мельнице ПЛИ-1. Содержание сухих веществ в полученной муке составляло 89,6 %, крахмала -57,97 % (от сухого вещества), растворимых веществ

- 11,2 % (от СВ). Приготовление суспензии ржаной муки с гидромодулем 1:3 осуществляли путем смешивания муки с питьевой водой, подогретой до 50 оС, рН суспензии доводили до величины, оптимальной для действия препарата ксиланаза - 5,5. Обработку суспензии препаратом проводили при температуре 55 оС и постоянном перемешивании в течение 1 ч. Разжижение и декстринизацию затора в присутствии препарата термостабильной бактериальной альфа-амилазы осуществляли при постоянном перемешивании и нагревании со скоростью 1,5 оС/мин до 70 оС, после чего выдерживали в течение 20 мин, продолжали нагревание до 95 оС, при которой выдерживали еще 30 мин. Затем для достижения полноты клейстеризации крахмала муки, продукт обрабатывали в закрытом сосуде под давлением 0,1...0,15 мПа в течение 5.7 мин. По окончании термообработки

проводили йодную пробу на отсутствие крахмала. Разваренную массу охлаждали до 60 0С, доводили рН до 4,3 и вносили препарат глюкоамилазы. Продолжительность осахаривания при периодическом перемешивании составляла 24 ч, после чего продукт подвергали центрифугированию для разделения на твердую и жидкую фракции. Полученный сироп уваривали до 71 % СВ, а осадок высушивали при 60 оС до 95,0.96,5 %. Выход жидкой фракции (сироп) в пересчете на сухие вещества составил 51,8 % (ГЭ

- 40,1%), твердой - 48,2 %, (растворимые углеводы

- 6,1%, растворимые вещества - 28,5 %).

Варьирование параметров процессов разжижения и осахаривания, дозировок ферментных препаратов и продолжительности осахаривания показало, что содержание редуцирующих углеводов в осахаренной массе и их состав зависят от перечисленных технологических параметров процесса и могут быть уточнены в соответствии с требованиями потребителей.

Выводы. Таким образом, в ходе исследований проведена технологическая оценка разных сортов ржи и разработана комплексная технология переработки ее зерна, обеспечивающая возможность вовлечения невостребованных ресурсов ржи и производство из неё сахаристых и белковых продуктов пищевого и кормового назначения.

Литература.

1 Андреев Н.Р. Основы производства нативных крахмалов. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 282 с.

2. Андреев Н.Р., Ладур Т.А., Филлипова Н.И. Переработка ржи на крахмал и крахмальный сахар. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1995. - Сер. 19. - Вып. 1. - 28 с.

3.Беркутова Н.С., Швецова И.А. Технологические свойства пшеницы и качество продуктов ее переработки. - М.: Колос, 1984

4. Бутковский В.А. Мукомольное производство. - М.: Колос, 1983. - 351 с.

5. Ладур Т.А., Лукин Н.Д. Закономерности биоконверсии крахмала с применением ферментных препаратов - М.: Сборник трудов ВНИИК. - 2002

6. Андреев Н.Р., Лукин Н.Д., Филиппова Н.И..// Рожь - сырье для производства сахаристых и белковых продуктов //Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2008.. - № 11. - С. 248-253

7. Лукин Н.Д. Основы технологии порошкообразных и гранулированных сахаристых крахмалопродуктов. - М.: МГУПБ. -1999. - 60 с.

8. Ладур Т.А., Андреев Н.Р., Лукин Н.Д. и др. Способ получения сахаристых продуктов из ржи. - Патент РФ № 2085590, Бюл. 1997, № 21

DEVELOPMENT OF COMPLEX PROCESSING OF RYE INTO STARCH AND SWEETENERS N.R. Andreev, N.D. Lukin, T.V. Lapidus, Z.M. Borodina, N.K. Lapteva, L.I. Kedrowa

Summary. There was carried out technological estimation of different varieties of rye. Complex technology of winter rye processing into starch, sweeteners and carbohydrate products for food and feed was developed, providing the possibility to involve unclaimed resources of rye.

As a result of rye processing using hydrolysis of cellulolitic, proteolitic and amilolitic action we received glucose and maltose syrups, carbohydrate concentrate.

Key words: rye, varieties of rye, rye flour, starch, enzymes, hydrolysis, glucose syrups, carbohydrate concentrate.

УДК 633.14:663.43

КАЧЕСТВО РЖАНОГО СОЛОДА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА, СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КУЛЬТУРЫ И РЕЖИМОВ ФЕРМЕНТАЦИИ

Н.К. ЛАПТЕВА, кандидат сельскохозяйственных Е.И. УТКИНА, кандидат биологических наук, зав.

наук, зав. лабораторией лабораторией

Л.И. КЕДРОВА, доктор сельскохозяйственных Н.З. САФИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом наук, научный сотрудник

Достижения науки и техники АПК, №6-2012 ________________________________________ 81

НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии E-mail: niish-sv@mail.ru

Резюме. Высокий спрос населения на натуральные продукты питания и напитки побуждает производителей внимательнее относиться к качеству используемого сырья. Цель наших исследований - выявить наиболее пригодные для производства солода сорта озимой ржи в различных почвенно-климатических зонах Кировской области и уточнить режимы ферментации зерна. По результатами изучения зерна, выращенного на сортоиспытательных участках северной, центральной и южной почвенно-климатических зон Кировской области (2001-2005 гг.), установлено, что лучший солод (I класса качества) чаще всего, особенно в северной зоне, получается из продукции адаптивных сортов Вятка 2 и Фалёнская 4. Исследования 2005-2007 гг. показали, что сорт Флора и популяция Фалёнская 4 х Ильмень в качестве сырья для производства солода не уступают стандартам Вятка 2 и Фалёнская 4, а по экстрактивности ферментированного солода при холодном экстрагировании характеризуются лучшими показателями (соответственно 74,4 и 76,7 %). По данным за 2009-2010 гг. ферментированный солод из зерна сортов Фаленская 4, Фаленская 2, Графиня и Фантазия 15/04, выращенного в конкурсном сортоиспытании НИИСХ Северо-Востока, соответствовал I классу качества, различия между сортами были незначительными. Лучший режим ферментации зерна сортов Вятка 2 и Фалёнская 4 заключается в нагреве зерна в начале процесса и поддержании температуры в первые сутки на уровне +50°С, во вторые сутки ее нужно увеличить до + 75°С, в третьи - до + 80°С. Оптимальная общая продолжительность ферментации 3 суток.

Ключевые слова: озимая рожь, зерно, сорта, ферментированный солод.

Сегодня качество и функциональные свойства продуктов питания стали объектом пристального внимания специалистов пищевой промышленности. Спрос населения на натуральные продукты и напитки побуждает производителей внимательнее относиться к качеству используемого сырья [1.3]. В связи с этим производство ржаного солода, используемого при изготовлении кваса, хлеба и пива с высокими показателями качества - актуальная проблема. Одна из направлений решения такой задачи - определение лучших сортов и почвенно-климатических условий для их возделывания с целью получения полновесного зерна с высокими показателями натуры и прорастаемости для использования в солодовом производстве.

Кроме того, для изготовления высококачественного ферментированного солода необходимо уточнение технологии, в частности режимов ферментации, поскольку в производстве, особенно на минисолодовнях, ржаной солод часто не соответствует ГОСТ по цветности и кислотности.

Цель наших исследований - определить наиболее пригодные для производства солода сорта озимой ржи, в том числе при выращивании в различных почвенно-климатических зонах Кировской области, и уточнить режимы ферментации зерна.

Условия, материалы и методы. В опытах использовали внесенные в Государственный реестр и перспективные сорта.

В 2001-2005 гг. проведена оценка зерна сортов Вятка 2, Кировская 89 и Фаленская 4, выращенного на сортоиспытательных участках северной, центральной и южной почвенно-климатических зон Кировской области; в 2005-2007 гг. - сортов Вятка 2, Фалёнская 4, Рушник, Флора и популяции Фалёнская 4 х Ильмень; в 2009-2010 гг. - сорт Фаленская 4, Фаленская 2, Графиня и Фантазия

15/04 конкурсного сортоиспытания (КСИ) НИИСХ Северо-Востока.

Качество зерна ржи для переработки на солод оценивали по ГОСТ 16991-71. Ржаной солод производили в лабораторных условиях по ТИ 10-05031531802-94. Сушку ферментированного ржаного солода осуществляли на напольной сушилке с активным вентилированием.

Физико-химические и органолептические показатели качества солода определяли по ГОСТ Р 520612003 «Солод ржаной сухой. Технические условия».

Для изучения температурных режимов ферментации (табл. 1) использовали зерно ржи сортов Вятка 2 и Фалёнская 4 из питомников размножения первого года.

Таблица 1. Режимы ферментации зерна ржи сортов Вятка 2 и Фалёнская 4

Период Температурный режим

ферментации I 1 II 1 III IV

1е сутки +30° +30° +50° +50°

2е сутки +30° +65° +75° +75°

3и сутки +65° +65° +80° +80°

4е сутки - - - +80°

Общая продолжи-

тельность, сут. 3 3 3 4

Результаты и обсуждение. Наиболее полновесное и высоконатурное зерно всех исследуемых сортов формировалось в центральной зоне Кировской области. В целом же из зерна сортов ржи Вятка 2, Кировская 89 и Фаленская 4, выращенного в разных почвенно-климатических зонах Кировской области, можно получить ферментированный солод, соответствующий требованиям стандарта. Качество его изменялось по годам и во многом зависело от зоны производства зерна, условий выращивания и уборки; в меньшей степени оно определялось сортовыми особенностями. Как по органолептическим свойствам, так и по физико-химическим показателям лучший неферментированный и ферментированный солод (I класса качества) чаще всего, особенно в северной зоне области, получался из зерна адаптивных сортов Вятка 2 и Фалёнская 4.

Исследования, проведенные в конкурсном сортоиспытании НИИСХ Северо-Востока в 2005-2007 гг. показали, что по органолептическим свойствам, влажности, содержанию сорной и зерновой примеси образцы зерна озимой ржи отвечали требованиям ГОСТ (табл. 2). В 2005-2006 гг. зерно всех сортов было полновесным, его натура варьировала от 695 до 711 г/л. В 2007 г. из-за неблагоприятных условий (сильное полегание перед уборкой) у всех сортов и популяций оно оказалось щуплым и отличалось низкой натурой (от 640 г/л у сорта Рушник до 659 г/л у сорта Фалёнская 4).

В среднем за 3 года наибольшая натура зерна отмечена у сортов Фалёнская 4 и Флора (соответственно 691 и 692 г/л), а самая низкая, не отвечающая требованиям ГОСТ, - у сорта Рушник (677 г/л). Натура зерна популяции Фаленская 4 х Ильмень (684 г/л) также оказалась несколько ниже требований стандарта.

По способности к прорастанию на 5 день все изучаемые сорта и популяция отвечали требованиям стандарта. Наибольшая величина этого показателя характерна для сортов Флора, Рушник и Вятка 2 (соответственно 97,0, 96,7 и 96,4 %).

Таблица 2. Показатели качества зерна озимой ржи для переработки на солод в зависимости от сортовых особенностей (НИИСХ Северо-Востока, КСИ, среднее за 2005-2007 и 2009-2010 гг.)*

Сорт

Показатель 2005-2007 гг. 2009-2010 гг.

Вятка 2 Фалёнская 4 Руш- ник Фалёнская 4 х Ильмень Флора Фаленская 4 Фаленская 2 Графи- ня Фантазия 15/04

Влажность, % 9,1 9,2 9,0 9,0 8,8 9,2 8,2 8,8 8,8

Натура, г/л Содержание примеси, %: 687 691 677 684 692 732 714 734 726

сорной и зерновой 1,17 0,74 0,66 0,59 0,64 0,63 0,66 0,65 0,52

в том числе сорной Способность прораста- 0,25 0,18 0,18 0,20 0,24 0,20 0,28 0,23 0,06

ния на 5-й день, % 96,4 94,7 96,7 95,3 97,0 95,7 91,9 93,3 93,6

Содержание белка, % 11,4 10,8 9,9 10,3 9,4 - - - -

*цвет и запах, свойственные нормальному зерну, не греющееся в здоровом состоянии

Содержание белка в зерне в среднем за 3 года колебалось по сортам от 9,4 до 11,4 % и наибольшим было у сорта Вятка 2.

Влажность сухого ферментированного солода, произведенного из зерна всех образцов по усредненным за 2005-2007 гг. данным отвечала требованиям стандарта (от 7,9 до 9,0 %). Цветность его по сортам колебалась от 14,6 до 17,6 ед., кислотность - от 43,4 до 47,5 ед., что соответствует I классу качества. Наибольшей экстрактивностью, как при холодном, так и при горячем экстрагировании характеризовался солод из зерна популяции Фалёнская 4 х Ильмень (соответственно 76,7 и 86,1 %).

В целом по результатам трёхлетних исследований (2005-2007 гг.) все показатели ферментированного солода, произведенного из зерна сортов Рушник, Флора и популяции Фалёнская 4 х Ильмень, соответствуют I классу качества.

Солод из зерна стандартных сортов Вятка 2 и Фаленская 4 отнесен ко II классу качества из-за несколько меньшей экстрактивности при горячем экстрагировании (83,8 и 83,5 % абсолютно сухого вещества).

Образцы зерна сортов озимой ржи, изученных в 2009-2010 гг., также отвечали требованиям ГОСТ по органолептическим показателям, влажности, содержанию сорной и зерновой примеси.

Зерно всех сортов в оба года было полновесным, выполненным и по показателю натуры соответствовало стандарту (не менее 685 г/л). Наиболее высокая величина этого показателя отмечена у стандартного сорта Фалёнская 4 и у сорта Графиня, в среднем за 2 года - соответственно 732 и 734 г/л.

Способность к прорастанию на 5-й день у сортов Графиня, Фантазия 15/04 и Фаленская 4 была высокой - от 93,3 до 95,7 %.

В среднем за 2009-2010 гг. неферментированный солод из зерна всех изученных сортов по влажности, экстрактивности и цветности соответствовал требованиям стандарта, но отличался повышенной (18,5.19,8 град.) кислотностью, ферментированный солод характеризовался высоким качеством, соответствующим I классу, а различия между сортами были незначительными.

Результаты изучения режимов ферментации показали, что в случае, когда зерно ржи в течение одних или двух суток находится при температуре +30°С, происходит чрезмерное увеличение кислотности солода (табл. 4). В этих же вариантах отмечена меньшая его экстрактивность при холодном экстрагировании. По цветности солод из зерна сорта Вятка 2 не отвечал требованиям стандарта при I режиме ферментации, у сорта Фаленская 4 - при IV режиме. Лучший солод, соответствующий I классу качества, получен при нагревании зерна в начале ферментации до + 50°С и поддерживании такой температуры в первые сутки, во вторые сутки ее следует увеличивать до + 75°С, в третьи - до + 80°С. Оптимальная общая продолжительность ферментации - 3 сут. (для сорта Вятка 2 - до 4-х сут.).

Выводы. Таким образом, лучший неферментированный и ферментированный солод (I класса качества) чаще всего, особенно при выращивании ржи в северной зоне области, получается из зерна адаптивных сортов Вятка 2 и Фалёнская 4.

Зерно сорта Флора и популяции Фалёнская 4 х Ильмень не уступают стандартам Вятка 2 и Фалён-

ская 4 в качестве сырья для производства солода, а

Таблица 3. Физико-химические показатели качества солода ржаного ферментированного в зависимости от сортовых особенностей

Сорт Влажность, % Массовая доля экстракта, % Цвет, ц. ед. Кислотность, к. ед.

холодное экстрагирование горячее экстрагирование

2005 2007 гг.

Вятка 2 7,9 73,7 83,8 15,1 47,4

Фалёнская 4 9,1 73,8 83,5 15,9 47,5

Рушник 9,0 69,2 85,8 17,6 46,8

Фалёнская 4 х Ильмень 8,7 76,7 86,1 16,2 43,4

Флора 9,0 74,4 84,8 14,6 44,9

2009 -2010 гг.

Фаленская 4 6,8 70,6 88,2 16,6 44,8

Фаленская 2 6,8 69,0 89,3 15,8 42,7

Графиня 6,9 71,9 87,6 17,0 44,5

Фантазия 15/04 6,4 69,9 87,0 18,3 42,8

ГОСТ не менее не менее

не более 42,0

10,0 40,0

* (I) - первый класс, (II) - второй класс Достижения науки и техники АПК, №6-2012 ___________________________________________________ 83

Таблица 4. Показатели качества солода в зависимости от режимов ферментации зерна ржи сортов Вятка 2 и Фалёнская 4

Режимы ферментации зерна Влаж- ность, % Кислот-ность, к. ед Цвет, ц. ед. Массовая доля экстракта, %

холодное экстрагирование горячее экстрагирование

Солод из зерна сорта Вятка 2, среднее за 2001-2004гг.

I S,5 53,4 6,S 56,S SS,4

II S,0 52,6 7,S 67,0 S3,S

III S,3 39,4 11,2 72,S S7,S

IV S,4 41,0 13,2 77,7 S6,0

Солод из зерна сорта Фаленская 4, среднее за 2004-2007гг.

I 9,2 65,7 14,0 56,2 S7,S

II S,3 50,5 10,3 5S,0 S6,4

III S,4 43,2 19,2 74,5 S6,5

IV S,4 41,2 31,4 75,1 S7,7

по экстрактивности ферментированного солода при холодном экстрагировании имеют лучшие показатели (соответственно 74,4 и 76,7 %). Из-за низкой натуры зерна сорта Рушник его можно использовать для производства солода только в наиболее благоприятные для налива и созревания годы.

Ферментированный солод из зерна сортов Фа-ленская 4, Фаленская 2, Графиня и Фантазия 15/04, выращенного в конкурсном сортоиспытании НИИСХ

Северо-Востока, соответствовал I классу качества, различия между сортами были незначительными.

Лучший режим ферментации зерна сортов Вятка 2 и Фалёнская 4, возделываемых в Кировской области, заключается в нагревании в начале процесса до + 50°С и поддержании такой температуры в первые сутки, во вторые сутки ее следует увеличивать до + 75°С, в третьи

- до + 80°С. Оптимальная общая продолжительность ферментации - 3 сут. (для сорта Вятка 2 - до 4-х сут.).

Литература.

1. Габинская О.С., Пушкарёва Е.Ф. Рынок кваса глазами потребителей // Пиво и напитки. - 2011. - №1. - С. 4-5.

2. Рыжова Т.П., Грибкова И.Н., Селина И.В., Созинова М.С., Лаптева Н.К., КедроваЛ.И., Сафина Н.З. Сортовые особенности качественных показателей зерна озимой ржи для производства солода // Пиво и напитки. - 2011. - №5. - С. 46-49.

3. Хилько Е.Б. Солодоращение. Способы его интенсификации //Хлебопёк. - 2006. - №1. - С. 26-28.

THE QUALITY OF RYE MALT IN DEPEND ON CONDITIONS OF GRAIN PRODUCTION, VARIETAL PECULARIETIES OF CULTURE, AND REGIMES OF FERMENTATION N.K. Lapteva, L.I. Kedrova, E.I. Utkina, N.Z. Safina

Summary. At present days the high demand of the population on natural food and drinks induces manufacturers to concern closely to quality of the raw material used in their production. Therefore production of rye malt with high parameters of quality is an actual problem. One of ways of the decision of this problem is revealing the best of winter rye varieties and conditions of their cultivation for use in malt production. The purpose of research is estimation of winter rye varieties, including those grown up in different soil - climatic zones of the Kirov region, as raw material for malt production and to reveal the best of them; and to specify modes of grain fermentation at rye malt production. Results of five years’ (2001-2005) studying of winter rye varieties Vyatka 2, Kirovskaya 89 and Falenskaya 4, grown up on varietal testing sites of northern, central and southern soil-climatic zones of the Kirov region, it is established, that the best malt (of 1 class of quality) is obtained mostly from grain of the adapted varieties Vyatka 2 and Falenskaya 4, especially in northern zone of region. Researches of 2005-2007 have shown, that variety Flora and population Falenskaya 4 x Ilmen as raw material for malt production do not concede standard varieties Vyatka 2 and Falenskaya 4, and have the best parameters on extractability of fermented malt at cold extraction (accordingly 74,4 and 76,7%). According to data of 2009-2010 the fermented malt from grain of varieties Falenskaya 4, Falenskaya 2, Graphinya and Fantasia 15/04, grown up in competitive varietal test of North-east agricultural research institute, corresponded to the first class of quality, distinctions between varieties were insignificant. The best mode of fermentation of grain of varieties Vyatka 2 and Falenskaya 4, cultivated in the Kirov region, is follow: grains heat up to temperature +500 C in the beginning of the period and in the first day stay at this temperature; in the second day temperature of grain layer rises up to +750 C, and in third day - up to +800 C. The optimum total duration of fermentation is three days.

Key words: winter rye, grain, variety, fermented malt.

Ґ

V

ВНИМАНИЮ СОИСКАТЕЛЕЙ УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ И ДРУГИХ ЗАИНТЕРЕСОВАННЫХ ЛИЦ!

Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК» издает монографии и другую книжную продукцию с редактированием и всеми выходными данными.

Цены договорные.

Заявки отправлять по адресу: 101000, г. Москва, Моспочтамт, а/я 166.

Тел.: (495) 557-13-01, (916) 241-63-43. E-mail: agroapk@mail.ru