Charakterystyka składu frakcyjnego i właściwości reologicznych białka wypełniającego ziarna żyta

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 (N6,25). 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.

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 (N6.25) 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.