Charakterystyka składu frakcyjnego i właściwości reologicznych białka wypełniającego ziarna żyta

• Autorzy: Binder M. , Pruska-Kedzior A. , Kedzior Z. , Jankowska M. , Chojnacka E.

Warianty tytułu

EN

Characterization of fractional composition and rheological properties of wedge proteins in rye grain

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie metodą reologii podstawowej, czy struktura utworzona przez uwodnione, wypełniające białko żyta wykazuje cechy reologiczne charakterystyczne dla glutenu pszennego. Ziarno trzech odmian żyta przemielono na mąkę, z której metodą pneumoseparacji otrzymano wysokobiałkową frakcję o granulacji <15 m. Przeprowadzono charakterystykę technologiczną ziarna żyta, mąki i frakcji mąki o granulacji <15 m. Frakcja mąki o granulacji <15 m zawierała prawie dwukrotnie więcej białka niż mąka wyjściowa. Z frakcji tej wyodrębniono metodą sedymentacji różnicowej preparaty białka wypełniającego o zawartości ≥90 % białka (N6,25). Metodą ekstrakcji trójstopniowej oznaczono zawartość albumin i globulin oraz prolamin i glutelin w białku mąki i frakcji mąki o granulacji <15 m. Właściwości lepkosprężyste uwodnionych preparatów białka wypełniającego badano metodą reometrii dynamicznej ścinania oscylacyjnego. Spektra mechaniczne wyznaczono w zakresie częstotliwości 0,001 – 200 rad/s, a następnie analizowano metodą Cole-Cole, wyznaczając parametry: Jₙ⁰ – podatność lepkosprężystego plateau, moduł lepkosprężystego plateau GJₙ⁰ , ₀ – charakterystyczną częstotliwość piku stratności i n – parametr określający szerokość piku stratności. Wyznaczone spektra mechaniczne dowodzą jednoznacznie, że w uwodnionych preparatach białka wypełniającego powstała struktura sieci glutenowej, która jest podobna fizycznie do sieci przestrzennej glutenu pszennego, lecz o mniejszej gęstości usieciowania.

EN

The objective of this study was to determine, by applying fundamental principles of rheology, whether or not the structure formed by hydrated rye wedge proteins shows rheological properties typical for the wheat gluten. Grains of three rye cultivars were milled into the flour that underwent an air classification process (pneumoseparation) to release a high-protein fraction of particles sized < 15 m. The rye grain, flour, and flour fraction of particles sized <15 m were technologically characterized. The flour fraction of particles sized <15 m contained almost two times more protein than the initial flour. The wedge protein preparations containing ≥90 % protein (N6.25) were prepared from the flour fraction of particles sized <15 m using a differential sedimentation. Using a three-stage extraction method, determined were the contents of albumins and globulins, prolamins and glutelins in the flour protein and in the flour fractions of particles sized <15 m. Viscoelastic properties of the hydrated wedge protein preparations were studied using a shear oscillation dynamic rheology method. Mechanical spectra were determined within a frequency range from 0.001 to 200 rad/s, and analyzed using a Cole-Cole method to determine the following parameters: Jₙ⁰ –viscoelastic plateau compliance; Gₙ⁰- viscoelastic plateau modulus; ₀ – characteristic frequency of loss peak; n – a parameter showing the broadness of loss peak. The mechanical spectra determined explicitly prove that a structure of gluten network has been formed within the hydrated wedge protein preparations and this structure is identical with a three-dimensional network of wheat gluten; however, its bonding density is lower.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2011
• Tom: 18
• Numer: 6
• Opis fizyczny: s.67-78,rys.,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Binder M.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań

autor

Pruska-Kedzior A.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań

autor

Kedzior Z.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań

autor

Jankowska M.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań

autor

Chojnacka E.

• Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań

Bibliografia

• [1] Autio K., Flander L., Heinonen R., Kinnunen A.: Comparison of small and large deformation measurements of whole meal rye doughs. Cereal Chem., 1999, 6 (76), 912-914.
• [2] Biskupski A.: Zawartość i jakość glutenu w ziarnie odmian żyta. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo, 1965, 6 (9), 669-679.
• [3] Callejo M. J., Bujeda C., Rodríguez G., Chaya C.: Alveoconsistograph evaluation of rheological properties of rye doughs. Spanish J. Agric. Res., 2009, 3 (7), 638-644.
• [4] Coates J. H., Simmonds D. H.: Proteins of wheat and flour. Extraction, fractionation, and chromatography of the buffer-soluble proteins of flour. Cereal Chem., 1961, 3 (38), 256-271.
• [5] Dobraszczyk B. J.: The physics of baking: Rheological and polymer molecular structure-function relationships in breadmaking. J. Non-Newtonian Fluid Mech., 2004, 1-3 SPEC. ISS. (124), 61-69.
• [6] Ferry J. D.: Viscoelastic properties of polymers. Ed. Wiley, New York 1980.
• [7] Gąsiorowski H.: Żyto chemia i technologia. PWRiL, Poznań 1994.
• [8] Gąsiorowski H.: Pszenica chemia i technologia. PWRiL, Poznań 2004.
• [9] Golenkov V. F.: On interaction of gums and rye proteins. Doklady Akademii Nauk SSSR, 1965, 3 (161), 711.
• [10] Hartmann G., Piber M., Koehler P.: Isolation and chemical characterisation of water-extractable arabinoxylans from wheat and rye during breadmaking. Eur. Food Res. Technol., 2005, 3-4 (221), 487-492.
• [11] Hartmann S., Koehler P.: Fractionation of cereal flour by sedimentation in non-aqueous systems. I. Development of the method and chemical characterisation of the fractions. J. Cereal Sci., 2008, 3 (47), 576-586.
• [12] Hartmann S., Koehler P.: Fractionation of cereal flour by sedimentation in non-aqueous systems. Ii. Rheological characterisation and baking performance of the protein fraction. J. Cereal Sci., 2008, 2 (48), 548-555.
• [13] Hess K.: Protein, Kleber und Lipoid in Weizenkorn und Mehl. Kolloid-Zeitschrift, 1954, 2-3 (136), 93.
• [14] Jankiewicz M., Pomeranz Y.: Isolation and characterisation of wheat flour proteins. I. Separation of salt- and acid dispersible proteins by gel filtration, polyacrylamide gel electrophoresis and sucrose gradient ultracentrifugation. J. Sci. Food Agric., 1965, 11 (16), 644-652.
• [15] Jankiewicz M., Michniewicz J.: The effect of soluble pentosans isolated from rye grain on staling of bread. Food Chem., 1987, 4 (25), 241-249.
• [16] Kozmina N. P., Iljina V. N., Butman L. A.: Gluten proteins in rye grain. Doklady Akademii Nauk SSSR, 1956, 4 (110), 610-612.
• [17] Koźmina N. P.: Biochemia technologii pieczywa. WNT, Warszawa 1974.
• [18] Kučerová J.: Pentosans relate to rye quality. Pentosany ve vztahu k jakosti žita, 2008, 4 (56), 115-120.
• [19] Lefebvre J., Pruska-Kedzior A., Kedzior Z., Lavenant L.: A phenomenological analysis of wheat gluten viscoelastic response in retardation and in dynamic experiments over a large time scale. J. Cereal Sci., 2003, 3 (38), 257-267.
• [20] Lefebvre J., Mahmoudi N.: The pattern of the linear viscoelastic behaviour of wheat flour dough as delineated from the effects of water content and high molecular weight glutenin subunits composition. J. Cereal Sci., 2007, 1 (45), 49-58.
• [21] Lefebvre J.: Nonlinear, time-dependent shear flow behaviour, and shear-induced effects in wheat flour dough rheology. J. Cereal Sci., 2009, 2 (49), 262-271.
• [22] PN-A-74101:1992. Pieczywo żytnie.
• [23] PN-A-74012:1993. Ziarno zbóż i przetwory zbożowe - oznaczanie wilgotności (podstawowa metoda odwoławcza).
• [24] Nowotna A., Buksa K., Gambuś H., Gnela M., Ziobro R., Sabat R., Krawontka J.: Użycie mąki całoziarnowej z różnych odmian żyta w piekarstwie. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2007, 52 (3), 90-97.
• [25] Pruska-Kędzior A., Kędzior Z.: Właściwości reologiczne ciasta. W: Pszenica chemia i technologia – pod red. H. Gąsiorowskiego. PWRiL, Poznań 2004, ss. 378-394.
• [26] Pruska-Kędzior A., Kędzior Z., Klockiewicz-Kamińska E.: Comparison of viscoelastic properties of gluten from spelt and common wheat. Eur. Food Res. Technol., 2008, 1 (227), 199-207.
• [27] Pruska-Kędzior A.: Zastosowanie metod reologii fenomenologicznej do kwantyfikacji właściwości lepkosprężystych glutenu pszennego. Wyd. AR w Poznaniu, Rozprawy Naukowe, 2006, (373), s. 141.
• [28] Repeckiene A., Eliasson A. C., Juodeikiene G., Gunnarsson E.: Predicting baking performance from rheological and adhesive properties of rye meal suspensions during heating. Cereal Chem., 2001, 2 (78), 193-199.
• [29] Vones F., Podrazky V., Simova J., Vesely Z.: Significance of wedge protein of rye flour for dough properties. Cereal Chem., 1964, (41), 456-464.