СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА КЛЕЙКОВИНЫ В ПШЕНИЧНОЙ МУКЕ Российский патент 2014 года по МПК G01N33/10 

Предлагаемое изобретение относится к физическим методам анализа количества клейковины в муке и может быть использовано производителями зерна, на элеваторах хранения зерна, на мукомольных предприятиях, хлебокомбинатах, в лабораториях и т.п. Техническим результатом является сокращение времени измерения количества клейковины в муке и повышение точности ее измерения предлагаемым физически обоснованным способом, включающим метрологически оцениваемые операции измерения при приборной реализации предлагаемого изобретения.

Известен способ определения качества клейковины в пшенице (патент РФ №2138042, опубликованный 20.09.1999 г.), заключающийся в измерении спектральных характеристик образцов пшеницы и последующем определении количества клейковины по значениям спектральных характерисиик с учетом градуировочных измерений, предусматривающий проведение измерений интегральных интенсивностей диффузного пропускания в двух спектральных интервалах 400-600 нм и 600-850 нм, а количество клейковины определяют по формуле:

$$C=A\cdot \lg \frac{J_k}{J_0}$$ ,

где C - количество клейковины;

A - градуировочный коэффициент, получаемый при калибровке прибора по образцам с известным содержанием клейковины, определяет содержание клейковины;

J_k - интенсивность интегрального пропускания в интервале 600-850 нм;

J₀ - интенсивность интегрального пропускания в интервале 400-600 нм.

Сравнительная оценка результатов измерения указанным способом и стандартным методом по ГОСТ 27839-88 не совсем корректна, так как позволяет определять содержание клейковины только в диапазоне 26-28%, а практически необходимый диапазон измерения количества клейковины находится в диапазоне 20-32% [1]. Отмеченное выше, а также отсутствие физического обоснования сущности способа определения содержания клейковины по величине интенсивности интегрального пропускания не позволяет распространить (экстраполировать) приведенное уравнение, реализующее предложенный способ, для расчета количества клейковины в реально необходимом диапазоне измерения количества клейковины 20-32%.

Также нельзя согласиться с утверждением, что величина ошибки устройства, реализующего указанный способ, не превышает 1,0% содержания клейковины, так как расчет приведенной ошибки в 1,0% выполнен при градуировке устройства на основе измерений количества клейковины стандартным методом, который допускает расхождение между анализами параллельных проб 2,0% (абсолютная ошибка 2,0%) [2].

Наиболее близким аналогом по технической сущности является способ определения количества клейковины в муке, реализованный в способе определения количества клейковины в муке по ГОСТ 27839-88 «Мука пшеничная. Методы определения количества и качества клейковины». Указанный способ включает определение количества клейковины в муке по результатам отмывания ее из приготовленного теста анализируемой муки.

Проведение анализа включает операции дозирования воды и муки, замес теста, раскатывание теста в пластины. Пластину помещают на определенное время для отлежки, затем пластину извлекают из воды, отжимают вручную до момента достижения нормированной разницы между взвешиваниями.

Недостатком указанного способа является значительное время, затрачиваемое для проведения анализа, которое в ручном режиме составляет до 80 минут, в механизированном - до 60 минут. Кроме того, на каждом этапе анализа вносится погрешность, обусловленная человеческим фактором. Так, например, и при ручном и при механизированном способах определения количества клейковины предписано очищать оборудование (шпатель, пестик, ступку, штифты, дежу и т.п.) от оторвавшихся кусочков клейковины и присоединять их к общей массе отмываемой клейковины.

Предлагаемое изобретение направлено на сокращение времени измерения количества клейковины в муке и повышение точности ее определения при приборной реализации изобретения.

Поставленные задачи решает предлагаемый способ определения количества клейковины в муке, заключающийся в измерении диэлектрической проницаемости муки при температуре +70°C и последующем определении количества клейковины по значениям диэлектрической проницаемости с учетом градуировочных измерений.

Сущность предлагаемого способа основана на возрастании величины диэлектрической проницаемости продукта (материала), содержащего связанную воду при повышении его температуры [3]. В пшеничной муке при содержании влаги до 15% вода прочно связана в виде второго мономолекулярного слоя, обуславливающего максимальную величину энергии связи воды. При этом количество белка клейковины является основным показателем влагопоглощения, и, следовательно, белок клейковины и создает основную «конкуренцию» связывания свободной воды остальному составу муки в отмеченном уровне влажности, обосновывая тем самым наличие количественной зависимости между клейковиной и связанной ею водой [4].

При нагревании муки часть связанной воды переходит в свободное состояние и, учитывая, что диэлектрическая проницаемость свободной воды выше диэлектрической проницаемости воды, связанной при дальнейшем повышении температуры муки, клейковина начнет развязывать воду. Увеличение количества свободной воды в муке приводит к росту значения диэлектрической проницаемости муки, которое измеряется при достижении температуры муки значения +70°C, и по градуировочным измерениям определяют количество клейковины по формуле (уравнению регрессии): η=а ₁·ε+а ₀, где η - количество клейковины в пшеничной муке, %; ε - диэлектрическая проницаемость пробы муки; а ₁ и а ₀ - коэффициенты уравнения регрессии. График полученной зависимости приведен на фиг.1.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность сократить время анализа до трех раз по сравнению со стандартным методом и исключить ошибки, обусловленные субъективными факторами при проведении анализа по стандартному методу, связанными с отмыванием клейковины, что потенциально позволит снизить ошибку определения количества клейковины при приборной реализации предлагаемого способа.

Оценка качества определения количества клейковины в муке с помощью приведенного уравнения регрессии, проведенная по критерию Фишера, подтвердила адекватность полученного уравнения.

Источники информации

1. ГОСТ Р25189-2003. Мука пшеничная. Общие технические условия.

2. ГОСТ 27839-88. Мука пшеничная. Методы определения количества и качества клейковины.

3. Думанский А.В. Лиофильность дисперсных сред. Киев: Издательство Академии наук Украинской ССР. - 1960, с.211.

4. Дакуорт Р.Б. Вода в пищевых продуктах (перевод с англ.). М.: Пищевая промышленность. - 1980, с.375.

(57) Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для определения количества клейковины в пшеничной муке. Способ предусматривает отбор пробы муки и размещение их в емкостном датчике. Пробы нагревают до +70°С. Измеряют при этой температуре ее диэлектрическую проницаемость. Количество клейковины определяют по формуле: η=а₁·ε+а₀, где η - количество клейковины в пшеничной муке, %; ε - диэлектрическая проницаемость пробы муки; а₁ и а₀ - коэффициенты уравнения регрессии. Изобретение позволяет сократить время измерения количества клейковины в муке и повысить точность ее определения при приборной реализации изобретения. 1 ил., 1 пр.

Способ определения количества клейковины в пшеничной муке, предусматривающий отбор пробы муки, ее размещение в емкостном датчике, нагрев до температуры +70°С, измерение при этой температуре ее диэлектрической проницаемости, а количество клейковины определяют по формуле:
η=а ₁·ε+а ₀,
где η - количество клейковины в пшеничной муке, %;
ε - диэлектрическая проницаемость пробы муки;
а ₁ и а ₀ - коэффициенты уравнения регрессии.