Біологічні системи: теорія та інновації

Обґрунтування технології підготовки м’якозерної пшениці до глибокої переробки

Антоніна Дробітько, Тетяна Качанова, Наталія Маркова
Завантажити статтю
Анотація

Технологічні особливості заготівлі зерна для переробки та виробництва харчових продуктів неможливі без визначення вмісту білка, крохмалю, клейковини, так само в зерновій масі м’якозерної пшениці, яка надходить на зернопереробні підприємства, міститься зернова та сміттєва домішки. Метою роботи було обґрунтування технологій первинної та поглибленої підготовки зерна пшениці з використанням сучасних методів зберігання і транспортування для подальшого використання в процесах глибокої переробки зерна. Для встановлення технологічних особливостей було використано метод ідентифікації, вимірювання морфологічних характеристик та визначення домішок. Стандарти зерна передбачають визначення вологості, натури, вмісту смітної та зернової домішок, вмісту клейковини та індексу деформації клейковини (ІДК) у партіях зерна різних сортів ярої та озимої м’якої пшениці. Отримані дані відповідали вимогам 2-го класу, за показником вмісту сирого протеїну, числа падіння (ПЧ) 2-го та 3-го класів. Експериментально визначено товарні показники якісного складу зерна пшениці м’якої ярої та сортів пшениці м’якої озимої. Встановлено, що в групі сортів пшениці озимої вологість була в межах 10,1-11,2 %, натура – 757-773, маса 1000 насінин – 41,7-43,4 г, вміст клейковини – 20,4-27,3 %, ІДК – 76,4-81,6 одиниць, число падіння – 339-364 секунди; у сортів пшениці м’якої ярої відповідно 11,4-12,2 %, 740-755, 41,8-43,8 г, 21,8-26,2 %, 71,1-80,4, 313-358. Щодо харчових якостей пшениці, то в групі озимих сортів вміст сирого протеїну становив 20,9-21,7 %, сирого жиру – 2,4-2,7 %, сирої клітковини – 2,5-3,0 %, безазотистих екстрактивних речовин – 71,1-71,5 %; у ярих сортів, відповідно, 19,64-20,3 %, 2,2-2,7 %, 2,2-2,4 %, 73,5-74,2 %. Практичне значення роботи полягає у впровадженні сучасних методів зберігання та транспортування зерна, що дозволяє значно покращити якість сировини, підвищити ефективність харчового виробництва, зменшити втрати при переробці, забезпечити відповідність продукції високим стандартам якості

Ключові слова

зернова сировина; обладнання; домішки; лущення; сепарація

ЦИТУВАТИ
Drobitko, A., Kachanova, T., & Markova, N. (2024). Substantiation of the preparation technology of soft-grained wheat for deep processing. Biological Systems: Theory and Innovation, 15(4), 10-22. https://doi.org/10.31548/biologiya/4.2024.10
Використані джерела

1. Bianco, A., Zara, G., Garau, M., Castaldi, P., Atzori, A.S., Deroma, M.A., Coronas, R., & Budroni, M. (2024). Microbial community assembly and chemical dynamics of raw brewers’ spent grain during inoculated and spontaneous solid-state fermentation. Waste Management, 174, 518-527. doi: 10.1016/j.wasman.2023.12.021.

2. Celestina, C., et al. (2023). Scales of development for wheat and barley specific to either single culms or a population of culms. European Journal of Agronomy, 147, article number 126824. doi: 10.1016/j.eja.2023.126824.

3. Chen, K., Yang, J., Guo, X., Han, W., Wang, H., Zeng, X., Wang, Z., Yuan, Y., & Yue, T. (2024). Microflora structure and functional capacity in Tibetan kefir grains and selenium-enriched Tibetan kefir grains: A metagenomic analysis. Food Microbiology, 119, article number 104454. doi: 10.1016/j.fm.2023.104454.

4. Cheng, W., Sun, Y., Fan, M., Li, Y., Wang, L., & Qian, H. (2021). Wheat bran, as the resource of dietary fiber: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(26), 7269-7281. doi: 10.1080/10408398.2021.1913399.

5. Convention “On Biological Diversity”. (1992, June). Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.

6. Convention “On the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora”. (1973, June). Retrieved from https://cites.org/eng/disc/text.php.

7. DSTU GOST No. 10840:2019 “Grain. Method for Determining Bulk Density”. (2019, December). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=89079.

8. DSTU ISO No. 13690:2003 “Cereals, Pulses, and Milled Products. Sampling”. (2003, November). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=86198.

9. DSTU ISO No. 21415-1:2009 “Wheat and Wheat Flour. Gluten Content. Part 1. Determination of Wet Gluten by Manual Method”. (2009, December) Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=84541.

10. DSTU No. 3768:2019 “Wheat. Technical Specifications”. (2019, May). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=82765.

11. DSTU No. 8840:2019 “Oilseed Seeds. Methods for Determining Colour and Odour”. (2019, March). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=82152.

12. El Houssni, I., Zahidi, A., El Ouardi, A., Khedid, K., & Hassikou, R. (2024). Microbiological survey and physicochemical analysis of Moroccan durum, soft and red wheat landraces. Journal of Agriculture and Food Research, 16, article number 101199. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101199.

13. Fan, L., Ma, S., Li, L., & Huang, J. (2024). Fermentation biotechnology applied to wheat bran for the degradation of cell wall fiber and its potential health benefits: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 275(1), article number 133529. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.133529.

14. Food and Agricultural Organization. (2023). Food outlook: Biannual report on global food markets. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.

15. Formentini, M., Secondi, L., Ruini, L., Guidi, M., & Principato, L. (2021). Enablers and barriers to circular supply chain management: A decision-support tool in soft wheat bread production. Journal of Enterprise Information Management, 35(3), 796-816. doi: 10.1108/jeim-02-2021-0069.

16. Gao, Q., Li, H., Meng, T., Xu, X., Sun, T., Yin, L., & Chai, X. (2024). A rapid construction method for high-throughput wheat grain instance segmentation dataset using high-resolution images. Agronomy, 14(5), article number 1032. doi: 10.3390/agronomy14051032.

17. Jing, F., Gao, Y., Li, H., Fan, G., Zhang, Q., Gao, X., & Zhou, D. (2024). Control location could confuse the evaluation of passivation effect of iron-based biochar and selenium application on wheat grain cadmium accumulation. Pedosphere. doi: 10.1016/j.pedsph.2023.12.017.

18. Joshi, T., Sehgal, H., Puri, S., Karnika, N., Mahapatra, T., Joshi, M., Deepa, P.R., & Sharma, P.K. (2024). ML-based technologies in sustainable agro-food production and beyond: Tapping the (semi) arid landscape for bioactives-based product development. Journal of Agriculture and Food Research, 18, article number 101350. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101350.

19. Khudaverdiyeva, V. (2022). Priorities of innovative development in the agricultural sector. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 1(3), 52-86. doi: 10.46299/j.isjea.20220103.6.

20. Kumar, D., & Kukreja, V. (2022). Deep learning in wheat diseases classification: A systematic review. Multimedia Tools and Applications, 81(7), 10143-10187. doi: 10.1007/s11042-022-12160-3.

21. Kumar, D., & Kukreja, V. (2024). Image segmentation, classification, and recognition methods for wheat diseases: Two decades’ systematic literature review. Computers and Electronics in Agriculture, 221, article number 109005. doi: 10.1016/j.compag.2024.109005.

22. Laabassi, K., Belarbi, M.A., Mahmoudi, S., Mahmoudi, S.A., & Ferhat, K. (2021). Wheat varieties identification based on a deep learning approach. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 20(5), 281-289. doi: 10.1016/j.jssas.2021.02.008.

23. Li, L., Chen, S., Deng, M., & Gao, Z. (2022). Optical techniques in non-destructive detection of wheat quality: A review. Grain & Oil Science and Technology, 5(1), 44-57. doi: 10.1016/j.gaost.2021.12.001.

24. Lin, Y., Simsek, S., & Bergholz, T.M. (2023). Fate of salmonella and shiga-toxin producing Escherichia coli on wheat grain during tempering. Food Microbiology, 111, article number 104194. doi: 10.1016/j.fm.2022.104194.

25. Liubych, V., Novikov, V., & Leshchenko, I. (2020). Technological properties of different types of wheat grain depending on the genotype. Taurida Scientific Herald, 114, 63-69. doi: 10.32851/2226-0099.2020.114.9.

26. Ma, S., Zhang, M., Wang, X., Yang, Y., He, L., Deng, J., & Jiang, H. (2024). Effect of plasma-activated water on the quality of wheat starch gel-forming 3D printed samples. International Journal of Biological Macromolecules, 274(1), article number 133552. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.133552.

27. Moghimi, A., Yang, C., & Anderson, J.A. (2020). Aerial hyperspectral imagery and deep neural networks for high-throughput yield phenotyping in wheat. Computers and Electronics in Agriculture, 172, article number 105299. doi: 10.1016/j.compag.2020.105299.

28. National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine. (2021). Catalogue of varieties and hybrids. Retrieved from https://sgi.in.ua/data/documents/Katalog-sortiv-i-gibridiv-SGI-NCNS-2021.pdf.

29. Ostapenko, S. (2022). Priority directions of food industry state regulation as a means to diversify agroexport. Food Resources, 10(18), 257-265. doi: 10.31073/foodresources2022-18-25.

30. Prakash, S.D., Rivera, J., & Siliveru, K. (2024). Unit operations in wheat processing. In C.K. Sunil, K.A. Athmaselvi, N. Venkatachalapathy, C. Anandharamakrishnan & V.M. Balasubramaniam (Eds.), Unit operations in food grain processing (pp. 289-329). Amsterdam: Academic Press. doi: 10.1016/B978-0-443-18965-4.00010-8.

31. Ren, J., Wang, Y.-M., Zhang, S.-B., Lv, Y.-Y., Zhai, H.-C., Wei, S., Ma, P.-A., & Hu, Y.-S. (2024). Terpinen-4-ol from tea tree oil prevents Aspergillus flavus growth in postharvest wheat grain. International Journal of Food Microbiology, 418, article number 110741. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2024.110741.

32. State Service of Ukraine for Food Safety and Consumer Protection. (n.d.). Food safety and veterinary medicine. Retrieved from https://dpss.gov.ua/bezpechnist-harchovih-produktiv-ta-veterinarna-medicina/pro-departament.

33. Tian, X., Wang, Z., Yang, S., Wang, X., Li, L., Sun, B., Ma, S., & Zheng, S. (2021). Microstructure observation of multilayers separated from wheat bran. Grain & Oil Science and Technology, 4(4), 165-173. doi: 10.1016/j.gaost.2021.10.002.

34. Tkachyk, S., Kyienko, Z., Prysiazhniuk, L., Shovhun, O., Ivanytska, A., & Pavliuk, N. (2016). Methodology for the qualification examination of plant varieties for suitability for distribution in Ukraine. Methods of determining plant production quality indicators. Vinnytsia: D.Yu. Korzun IE.

35. Vasylenko, N., & Pravdziva, I. (2022). Yielding capacity and flour-milling properties of spring bread wheat varieties depending on growing environmental conditions. Plant Varieties Studying and Protection, 18(2), 127-135. doi: 10.21498/2518-1017.18.2.2022.265180.

36. Verdi, L., Marta, A.D., Falconi, F., Orlandini, S., & Mancini, M. (2022). Comparison between organic and conventional farming systems using Life Cycle Assessment (LCA): A case study with an ancient wheat variety. European Journal of Agronomy, 141, article number 126638. doi: 10.1016/j.eja.2022.126638.

37. Vlizlo, V., Zelenina, O., & Kozak, M. (2023). Pegylated antimicrobials. In A. Krynski, V. Stybel, V. Vlizlo & I. Kovalchuk (Eds.), Achievements and research prospects in animal husbandry and veterinary medicine (pp. 24-40). Riga: Baltija Publishing. doi: 10.30525/978-9934-26-316-3-2.

38. Wieser, H., Koehler, P., & Scherf, K.A. (2022). Chemistry of wheat gluten proteins: Qualitative composition. Cereal Chemistry, 100(1), 23-35. doi: 10.1002/cche.10572.

39. Zhang, J., Li, Z., Zhou, X., Ding, W., Wang, X., Zhao, M., Li, H., Zou, G., & Chen, Y. (2023). Long-term application of organic compost is the primary contributor to microplastic pollution of soils in a wheat-maize rotation. Science of the Total Environment, 866, article number 161123. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.161123.

40. Zheng, B., et al. (2021). Increasing plant density improves grain yield, protein quality and nitrogen agronomic efficiency of soft wheat cultivars with reduced nitrogen rate. Field Crops Research, 267, article number 108145. doi: 10.1016/j.fcr.2021.108145.