SDmatic 2 - Pomiar uszkodzeń skrobi
Jeśli chodzi o uszkodzoną skrobię, obowiązuje następująca zasada: ani za dużo, ani za mało! Uszkodzona skrobia jest spowodowana połączeniem genetyki (odmiana pszenicy) i mielenia. Może znacząco wpływać na zachowanie (nawodnienie, konsystencja, fermentacja) ciasta podczas przetwarzania, a także na jakość (objętość, kolor, wygląd, stopień) gotowych produktów.
W rezultacie należy zmierzyć uszkodzoną skrobię.
Pierwsze techniki oznaczania uszkodzeń skrobi wykorzystywały roztwór jodu do wykrywania uszkodzonej skrobi pod mikroskopem. Uszkodzone części wchłaniały więcej jodu i dlatego były ciemniejsze. Chociaż techniki te były innowacyjne, były złożone, czasochłonne i niezwykle niedokładne.
Następnie przyszła metoda polarymetryczna, która umożliwiła wykrycie uszkodzonej skrobi w roztworze chlorku wapnia i polegała na fakcie, że alfa-amylazy (enzymy zdolne do łamania łańcuchów glukozy tworzących skrobię, patrz „Fermentacja”) łatwiej trawią uszkodzoną skrobię niż natywne granulki. Po raz kolejny ta metoda była dość złożona i niezbyt dokładna.
Spektroskopię bliskiej podczerwieni można również wykorzystać do pomiaru uszkodzonej skrobi. Ta metoda ma tę zaletę, że jest niezwykle szybka, ale musi być potwierdzona tzw. metodami standardowymi. Problemy mogą zatem powstać, gdy standardowa metoda nie daje wystarczająco powtarzalnych i powtarzalnych wyników (patrz „Pomiar niezawodności metody”). W przeciwieństwie do wilgoci lub białka, które mają określone wiązania chemiczne, które są wykrywane na określonych długościach fal, uszkodzona skrobia (z biochemicznego punktu widzenia) jest nie do odróżnienia od natywnej skrobi.
Przez większość czasu uniwersytety, ośrodki badawcze i instytucje stosują metody enzymatyczne do identyfikacji uszkodzonej skrobi. Metody te często składają się z pięciu faz:
1/ Do mąki dodaje się enzym (zwykle alfa-amylazę). Należy przestrzegać wszystkich wymagań dotyczących czasu trwania kontaktu, temperatury, pH i aktywności enzymu.
2/ Enzym jest denaturowany w celu zatrzymania reakcji.
3/ Roztwór przywraca się do postaci wodnej poprzez filtrację lub wirowanie.
4/ Do określenia stężenia cukrów redukujących w filtracie stosuje się miareczkowanie (technika, w której odczynnik o znanym stężeniu stosuje się do określenia stężenia nieznanej substancji chemicznej w roztworze) lub analizę spektroskopową (metoda identyfikacji pierwiastka chemicznego za pomocą widma, jakie zapewnia on po oddziaływaniu z promieniowaniem takim jak światło lub promieniowanie rentgenowskie).
5/ To stężenie służy do określenia% uszkodzonej skrobi.
Metody enzymatyczne są niezwykle złożone i wymagają wysoko wykwalifikowanego personelu oraz znacznych nakładów materialnych. Nie nadają się do codziennych potrzeb młynarzy, zwłaszcza tych bez dużych laboratoriów testowych.
Metoda amperometryczna została wprowadzona przez Medcalfa i Gillesa w 1965 roku i opiera się na pracy Cotona (1955). Ta metoda wykorzystuje amperometrię do pomiaru kinetyki wchłaniania jodu przez zawiesinę sfałszowaną mąką.
Innymi słowy, polega na tworzeniu jonów trójjodowych (I3-) w roztworze. Jony te wytwarzają prąd elektryczny (mierzony w μA), którego moc jest wprost proporcjonalna do stężenia jonów w roztworze. Jod jest adsorbowany (następnie wchłaniany) przez skrobię. Jeśli skrobia jest uszkodzona, jeszcze więcej jodu jest adsorbowane. Metoda polega zatem na wytworzeniu znanej ilości jonów trójjodowych (I3-) i pozostawieniu tych jonów w kontakcie z mąką przez określony czas (zwykle 3 minuty). Prąd μA mierzy się pod koniec testu; im niższy prąd, tym więcej jonów trójjodowych (I3-) zostało zaadsorbowanych i tym większe uszkodzenie mąki.
CHOPIN Technologies zaczął wprowadzać tę koncepcję na początku lat 90. pod nazwami SD4, Rapid F.T., i SDMatic. Działa w następujący sposób:
- Technik przygotowuje roztwór zawierający 120 ml wody destylowanej, 3 g (+/- 0,5 g) jodku potasu i 1,5 g (+/- 0,5 g) kwasu cytrynowego.
- Roztwór umieszcza się w maszynie, a głowica pomiarowa jest opuszczana do roztworu.
- Rezystor grzewczy podgrzewa roztwór do 35°C, podczas gdy termometr kontroluje temperaturę w czasie rzeczywistym.
- 1 g mąki (+/- 0,1 g) umieszcza się w maszynie, na systemie wibracyjnym.
- Gdy roztwór osiągnie 35°C, para elektrod generuje w roztworze prąd elektryczny, który tworzy wolny (niezwiązany) jod przez czas odpowiedni dla próbki (rysunek 1).
- Druga para elektrod mierzy dokładny generowany prąd elektryczny: IM (ilość jodu).
- Mąka jest automatycznie wprowadzana do roztworu.
- Test trwa przez 180 sekund, po czym maszyna mierzy prąd szczątkowy IR.
- Maszyna następnie mierzy poziom absorpcji jodu: AI = 1- (IR/IM), który jest proporcjonalny do ilości uszkodzonej skrobi.
Maszyna jest niezwykle łatwa w obsłudze i zapewnia wyniki w mniej niż 10 minut. Wyniki można przeliczyć na wartości UCD (standard międzynarodowy), Audidier, Farrand lub AACC na podstawie dobrze znanych mąk.
Uszkodzona skrobia jest normalnym i nieuniknionym produktem ubocznym każdego procesu mielenia pszenicy. Z technicznego punktu widzenia jest to poważny problem, który dotyka zdecydowaną większość produktów piekarniczych na całym świecie.
Niemniej jednak uszkodzenie skrobi nie zawsze jest mierzone tak, jak powinno być.
Laboratoria w przemyśle zbożowym mają wszystko, czego potrzebują do testowania jakości i ilości białek. Tego samego nie można powiedzieć o uszkodzeniach skrobi, mimo że skrobia stanowi 80% całej mąki, która jest używana lub produkowana.
Na początku XXI wieku sytuację tę można wytłumaczyć brakiem szybkich i łatwych technik testowania uszkodzeń skrobi.
Bardzo niewielu młynarzy mogłoby zmierzyć zawartość białka w swojej mące, gdyby nadal musieli korzystać ze sprzętu laboratoryjnego Kjeldahl, ponieważ sprzęt ten jest niezwykle złożony i może być obsługiwany tylko przez ekspertów. Na szczęście stworzono automatyczne urządzenia pomiarowe (Kjeldatherm) i metody NIR, które umożliwiły wszystkim laboratoriom pomiar zawartości białka.
To samo zjawisko ma miejsce obecnie w obszarze uszkodzeń skrobi. Nowe techniki pozwalają wszystkim laboratoriom zbożowym zmierzyć ten istotny parametr, który jednocześnie wpływa na nawodnienie ciasta, obrabialność (lepkość itp.), fermentację i cechy gotowego produktu (objętość, kolor, konserwacja itp.).
Więcej informacji na temat SDmatic 2, analizator uszkodzeń skrobi
