vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2019-1-173-180vguit-2035Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyВзаимосвязь функциональных свойств сухой пшеничной клейковины с аминокислотным составом и показателями её качестваRelationship of the functional properties of dry wheat gluten with amino acid composition and its quality indicatorsКолпаковаВ. В.KolpakovaV. V.

главный научный сотрудник, д.т.н., профессор, ул. Некрасова, 11, п. Красково, 140051, Россия

lead researcher, Dr. Sci. (Engin.), professor, Nekrasova St., 11, Kraskovo settlement, 140051, Russia

val-kolpakova@rambler.ruКоваленокВ. А.KovalenokV. A.

главный научный сотрудник, д.т.н., профессор, ул. Некрасова, 11, п. Красково, 140051, Россия

lead researcher, Dr. Sci. (Engin.), professor, Nekrasova St., 11, Kraskovo settlement, 140051, Russia

vak-49@mail.ruВсероссийский научно-иссследовательский институт крахмалопродуктов – филиал «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАНРоссияAll-Russian Scientific Research Institute of Starch Products – a branch of the V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of SciencesRussian Federation201925022019811173180Copyright © Колпакова В.В., Коваленок В.А., 20192019Колпакова В.В., Коваленок В.А.Kolpakova V.V., Kovalenok V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2035

Целью работы явилось изучение зависимости функциональных свойств сухой пшеничной клейковины (СПК) от показателей качества, полученных после регенерации ее в сыром виде, и аминокислотного состава. Учитывая, что основным направлением применения СПК является производство муки и хлеба, то данные по взаимосвязи необходимы для предсказания и более широкого использования ее в производстве кондитерских, колбасных изделий и других пищевых продуктов. В работе использованы 19 образцов СПК производства компании "БM" (Kaзахстан), 3 образца, полученные из сильного, слабого и среднего по качеству зерна пшеницы, и методы определения выхода, деформации сжатия (упругостью), гидратационной способности регенерированной сырой СПК, аминокислотного и фракционного состава. Установлено, что функциональные свойства СПК возможно предсказывать исходя из гидратации и деформации сжатия (упругости). Наибольшей пенообразующей способностью обладала СПК с гидратацией 190–200 %, наибольшей жироэмульгирующей способностью – с значениями 140–150 %. В целях обеспечения большей пенообразующей способностью целесообразно использовать СПК с деформацией сжатия 70–80 ед. приб., большей способности эмульгировать и связывать жир – с значениями 60–80 ед. приб., а связывать воду – с показателем СПК 50-70 ед. приб. Для растворимости белков СПК установлена высокая положительная корреляция с суммой неполярных аминокислот целой клейковины и отрицательная – глиадина. Для ВСС клейковины характерна обратная зависимость от суммы полярных аминокислот обеих фракций глютенина (r= -0,67 и -0,98), для ЖСС - прямая зависимость от суммы полярных аминокислот глиадина (r=0,78) и целой клейковины(r=0,95), обратная - от суммы неполярных аминокислот растворимого и нерастворимого глютенина (r=0.86-0,92). ЖЭС положительно коррелировала с суммой неполярных аминокислот целого комплекса клейковины и глиадина (r=0,70-0,86) и отрицательно с - суммой полярных аминокислот СПК и всех ее фракций (-0,62-0,84). Пенообразующая способность взаимосвязана с суммой неполярных аминокислот глиадина и обоих фракций нерастворимого глютенина (r=0,79-0,95).

The aim of the work was to study the dependence of the functional properties of dry wheat gluten (DWG) on the quality indicators obtained after regeneration of its raw form, and amino acid composition. Given that the main direction of use of DWG is the production of flour and bread, the data on the relationship are necessary to predict and increase its use in the production of confectionery, sausage products and other food products. We used 19 samples of the DWG produced by «BM» (Kazakhstan), 3 samples obtained from strong, weak, and average wheat grain quality, and methods for determining the yield and compression deformation (elasticity), the hydration ability of the regenerated raw SPK, amino acid and fractional composition. It is established that the functional properties of the DWG can be predicted on the basis of hydration and compression deformation (elasticity). The DWG with the hydration of 190–200% had the highest foaming capacity, and the most fat emulsifying ability with values of 140–150%. In order to provide greater foaming ability, it is advisable to use the SEC with compression deformation of 70-80 units. app., greater ability to emulsify and bind fat - with values of 60-80 units. app., and to bind water - with an indicator of DWG 50-70 units. app. For the solubility of the DWG proteins, a high positive correlation with the sum of non-polar amino acids of whole gluten and a negative - gliadin was established. For water-binding capacity (WBC) of gluten, an inverse dependence on the sum of polar amino acids of both glutenin fractions (r = -0.67 and -0.98) is characteristic, for LSS, a direct dependence on the sum of polar amino acids of gliadin (r = 0.78) and whole gluten (r = 0.95), the reverse of the amount of non-polar amino acids of soluble and insoluble glutenin (r = 0.86-0.92). WBC of gluten is inversely dependent on the sum of the polar amino acids of both glutenin fractions (r = -0.67 and -0.98), for the fat binding one is directly dependent on the sum of the polar amino acids of gliadin (r = 0.78) and whole gluten (r = 0.95), inverse - from the sum of non-polar amino acids of soluble and insoluble glutenin (r = 0.86-0.92). Fat-emulsifying capacity (FEC) positively correlated with the sum of non-polar amino acids of the whole complex of gluten and gliadin (r = 0.70-0.86) and negatively with the sum of polar amino acids of SEC and all its fractions (-0.62-0.84). Foaming capacity (FC) is interrelated with the sum of non-polar amino acids of gliadin and both fractions of insoluble glutenin (r = 0.79-0.95).

сухая пшеничная клейковинафункциональные свойствааминокислотный составпоказатели качестваdry wheat glutenfunctional propertiesamino acid compositionquality indicatorsReferencesMajzoobi M., Abedi E. Effects of pH changes оn functional properties of native and acetylated wheat gluten // International Food Research Journal. 2014. V. 21. № 3. Р. 1219–1224.Majzoobi M., Abedi E. Effects of pH changes оn functional properties of native and acetylated wheat gluten. International Food Research Journal. 2014. vol. 21. no. 3. рp. 1219–1224.Zhang H., Claver I.P., Zhu K.–X., Zhou H. The еffect of ultrasound on the functional properties of wheat gluten // Molecules. 2011. V. 16. P. 4231–4240. doi: 10.3390/molecules16054231Zhang H., Claver I.P., Zhu K.–X., Zhou H. The еffect of ultrasound on the functional properties of wheat gluten. Molecules. 2011. vol. 16. pp. 4231–4240. doi: 10.3390/molecules16054231Ma F., Baik B.–K. Qualitative еffect of аdded gluten on dough properties and quality of chinese steamed bread // Cereal Chemistry. 2017. V. 94. № 5. P. 827–833. doi: 10.1094/cchem11–16–0274RMa F., Baik B.–K. Qualitative еffect of аdded gluten on dough properties and quality of chinese steamed bread. Cereal Chemistry. 2017. vol. 94. no. 5. pp. 827–833. doi: 10.1094/cchem11–16–0274RNoorfarahzilah M., Lee J.S., Sharifudin M.S., Mohd F.A. et al. Applications of composite flour in development of food products // International Food Research J. 2014. V. 21. № 6. P. 2061–2074.Noorfarahzilah M., Lee J.S., Sharifudin M.S., Mohd F.A. et al. Applications of composite flour in development of food products. International Food Research J. 2014. vol. 21. no. 6. pp. 2061–2074.Batey I.L., Huang W. Gluten and modified gluten // Encyclopedia of Food Grains. 2016. V. 3. P. 408–413. doi: 10.1016/B978–0–12–394437–5.00157–1Batey I.L., Huang W. Gluten and modified gluten. Encyclopedia of Food Grains. 2016. vol. 3. pp. 408–413. doi: 10.1016/B978–0–12–394437–5.00157–1Zhang H., Claver I.P., Li Q., Zhu K. et al. Structural modification of wheat gluten by dry heat-enhanced enzymatic hydrolysis // Food Technology and Biotechnology. 2012. V. 50. № 1. P. 53–58.Zhang H., Claver I.P., Li Q., Zhu K. et al. Structural modification of wheat gluten by dry heat-enhanced enzymatic hydrolysis. Food Technology and Biotechnology. 2012. vol. 50. no. 1. pp. 53–58.Kolpakova V.V., Chumikina L.V., Vasil’ev A.V., Arabova L.I. et al. Wheat gluten proteolysis by enzyme preparations of directional action // International Journal of Agronomy and Agricultural Research. 2014. V. 5. № 2. P. 72–86.Kolpakova V.V., Chumikina L.V., Vasil’ev A.V., Arabova L.I. et al. Wheat gluten proteolysis by enzyme preparations of directional action. International Journal of Agronomy and Agricultural Research. 2014. vol. 5. no. 2. pp. 72–86.Elli L., Roncoroni L., Hils M., Pasternack R. et al. Imunological effects of transglutaminase-treated gluten in celiac disease // Human Immunology. 2012. V. 73. P. 992–997.Elli L., Roncoroni L., Hils M., Pasternack R. et al. Imunological effects of transglutaminase-treated gluten in celiac disease. Human Immunology. 2012. vol. 73. pp. 992–997.American Association of Cereal Chemists. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists: 10th ed. 2000. Methods 44–15A, 46–12, 08–01, 66–50, 76–13, 30–10.American Association of Cereal Chemists. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists: 10th ed. 2000. Methods 44–15A, 46–12, 08–01, 66–50, 76–13, 30–10.Колпакова В.В., Молчанова Е.Н., Васильев А.В., Чумикина Л.В. Физико-химические свойства белков пшеницы, выращенной в резко-контрастных климатических условиях // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43. № 3. С. 382–389.Kolpakova V.V., Molchanova E.N., Vasilyev A.V., Chumikina L.V. Physico-chemical properties of wheat proteins grown in sharply contrasting climatic conditions. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya [Applied biochemistry and microbiology]. 2007. vol. 43. no. 3. pp. 382–389. (in Russian).Kolpakova V.V., Chumikina L.V., Arabova L.I., Lukin D.N. et al. Functional technological properties and electrophoretic composition of modified wheat gluten // Foods and Raw Materials. 2016. V. 4. № 2. P. 48–57. doi: 10.21179/2308-4057-2016-2-48-57Kolpakova V.V., Chumikina L.V., Arabova L.I., Lukin D.N. et al. Functional technological properties and electrophoretic composition of modified wheat gluten. Foods and Raw Materials. 2016. vol. 4. no. 2. pp. 48–57. doi: 10.21179/2308-4057-2016-2-48-57

The authors declare that there are no conflicts of interest present.