RESEARCH PAPER
Influence of chosen factors on water absorption and rheological properties of gluten of bread wheat (Triticum aestivum L.)
 
 
More details
Hide details
1
Instytut Agrofizyki im. Bohdana Dobrzańskiego PAN, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
 
 
Publication date: 2022-05-10
 
 
Acta Agroph. 2005, 8(128), 1-121
 
KEYWORDS
ABSTRACT
In the conducted investigations, water absorption was evaluated on the basis of the amount of water stored by gluten during its standard washing out. According to the proposed procedure, contents in freshly washed out gluten of non-absorbed water (WN), water lost under centrifugation, and absorbed water (WZ) which stays in gluten after centrifugation, were determined. Rheological properties of washed out gluten were estimated by the standard test, measuring the gluten index (IG), as well as by newly worked out tests of extrusion and creep, determining the gluten elasticity index (WEG), the total strain of gluten cylinder (εt), and the percentage in the strain of viscous flow (UC). Basing on grain samples from the COBORU field experiences, the influence of wheat forms and cultivars, nitrogen fertilization levels and growing regions on the variance of studied gluten indices as well as their relationships to qualitative indices of dough and bread were evaluated. When studying the gluten changes as a result of the effect of physiological and technological processes, such as: ripening, sprouting and drying of grain, as well as flour storage, the material studied was comprised of wheat ears, taken at different grain ripeness stages, and grain and whole meal samples, treated in laboratory experiments. The obtained results showed that water absorption indices WN and WZ were differentiated first of all by the genotype of the wheat cultivars, only within the spring form the content of absorbed water depended decidedly stronger on the fertilization level and the growing region. As a result of grain ripening, a decrease of WN and an increase of WZ proceeded simultaneously. Opposite changes of these indices took place when the sprouting of grain intensified, and also as a result of intensive moistening and gentle drying of kernels. Higher drying temperatures as well as longer flour storage periods resulted in decreasing of the total water content (WN+WZ) in washed out gluten and increasing of its mechanical strength (IG). The influence of WN and WZ on the rheological properties of gluten and bread dough was different. The increase in content of non-absorbed water influenced mechanical weakness of gluten, causing IG decrease and εt increase. Additionally, it worsened the dough rheological properties, contributing to stronger softening as well as lower stability and tensile strength of the dough. Whereas higher content of absorbed water caused strengthening of gluten (IG) and an improvement in its elasticity (WEG), and also had a favourable effect on many farinograph indices of dough. Studying the character of the effect of gluten features during the baking process, it was shown that higher total water content (WN+WZ), elasticity (WEG) and extensibility of gluten (εt, UC), as well as lower IG, contributed to the formation of bread loaves of larger volume and enhanced crumb.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wpływ wybranych czynników na wodochłonność i właściwości reologiczne glutenu pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.)
pszenica, czynniki wzrostu roślin, stadia dojrzałości, porastanie, suszenie ziarna, przechowywanie mąki, wymywanie, gluten, metody pomiaru, wodochłonność, właściwości reologiczne, wartość wypiekowa, Glutomatic
W przeprowadzonych badaniach dokonano oceny wodochłonności na podstawie ilości wody zmagazynowanej przez gluten podczas jego standardowego wymywania. Zgodnie z zaproponowaną procedurą określano zawartość w świeżo wymytym glutenie wody niezwiązanej (WN), traconej pod wpływem wirowania, i wody związanej (WZ), która pozostaje w glutenie po wirowaniu. Właściwości reologiczne wymytego glutenu oceniono przy pomocy testu standardowego, określając indeks glutenu (IG) oraz nowo opracowanych testów wytłaczania i pełzania, wyznaczając wskaźnik elastyczności glutenu (WEG), odkształcenie całkowite walca glutenu (εt) i udział w jego odkształcaniu lepkiego płynięcia (UC). Wykorzystując próby ziarna z doświadczeń polowych COBORU, oceniono wpływ form i odmian pszenicy, poziomów nawożenia azotowego oraz rejonów uprawy na kształtowanie się badanych cech glutenu oraz ich związki z wyróżnikami jakościowymi ciasta i chleba. Przy badaniu zmian właściwości glutenu w wyniku przebiegu procesów fizjologicznych i technologicznych, takich jak: dojrzewanie, porastanie i suszenie ziarna oraz przechowywanie mąki, materiał badawczy stanowiły kłosy pszenicy, zbierane przy różnych stadiach dojrzałości ziarna, oraz próby ziarna i mlewa, poddane zabiegom w eksperymentach laboratoryjnych. Otrzymane wyniki wykazały, że wskaźniki wodochłonności WN i WZ były kształtowane przede wszystkim pod wpływem genotypu odmiany pszenicy, jedynie w obrębie formy jarej zawartość wody związanej zależała zdecydowanie mocniej od poziomu nawożenia i rejonu uprawy. W miarę dojrzewania ziarna, postępowało równoczesne obniżanie WN i wzrost WZ. Odwrotne zmiany tych wskaźników występowały pod wpływem porastania ziarna, a także w wyniku intensywnego nawilżania ziarna i łagodnego suszenia. Stosowanie wyższych temperatur suszenia ziarna, jak również dłuższe przechowywanie mąki, skutkowało obniżaniem się całkowitej zawartości wody (WN+WZ) w wymywanym glutenie i wzrostem jego wytrzymałości mechanicznej (IG). Oddziaływanie WN i WZ na właściwości reologiczne glutenu oraz ciasta było odmienne. Wzrost zawartości wody niezwiązanej wpływał na mechaniczne osłabienie glutenu, powodując spadek IG oraz zwiększenie εt, a także pogarszał właściwości reologiczne ciasta, przyczyniając się do większego rozmiękczenia oraz mniejszej stałości i energii ciasta. Natomiast wyższa zawartość wody związanej sprzyjała wzmacnianiu się glutenu (IG) i poprawie jego elastyczności (WEG), oddziałując również korzystnie na szereg wyróżników farinograficznych ciasta. Badając charakter oddziaływania badanych cech glutenu podczas wypieku chleba wykazano, że wyższa wodochłonność (WN+WZ), elastyczność (WEG) i rozciągliwość glutenu (εt, UC) oraz niższy IG sprzyjają formowaniu się bochenka o większej objętości i lepszej teksturze miękiszu.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125
Journals System - logo
Scroll to top