Vliv vybraných ukazatelů mlynářské a pekařské jakosti pšenice na reologické vlastnosti těsta

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin

Vliv vybraných ukazatelů mlynářské a pekařské jakosti pšenice na reologické vlastnosti těsta Diplomová práce

Vedoucí práce:

Vypracoval:

doc. Ing. Dr. Luděk Hřivna

Ing. et Bc. Jiří Vysloužil

Brno 2012

Prohlášení

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Vliv vybraných ukazatelů mlynářské a pekařské jakosti pšenice na reologické vlastnosti těsta“ vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne……………………………............ podpis diplomanta…………………….

Poděkování:

Tímto bych chtěl poděkovat vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Dr. Luďku Hřivnovi za poskytnutí materiálů, projevenou ochotu, odborné vedení v průběhu řešení této diplomové práce a čas věnovaný konzultacím.

ABSTRAKT Reologické vlastnosti těsta (zjišťované na alveografickém přístroji) jsou stanovovány v laboratořích skupiny mlýnů Penam jako jeden z parametrů technologické kvality pšenice. Tato diplomová práce se věnuje jednotlivým parametrům, jejich vzájemným vztahům a dále faktorům, které je ovlivňují. Podrobně jsou popisovány hlavně vztahy hodnot W (deformační energie) a P/L (alveografický poměr) na výslednou kvalitu pečiva. Dále byly porovnávány jakostní skupiny odrůd a hodnoty jejich parametrů, které v klesajícím trendu směrem k méně kvalitním potvrdily jakostní zatřídění ozimých pšenic. Při porovnání jednotlivých kritérií jakosti pomocí regresní analýzy nebyly nalezeny pevné korelační vztahy ani v jednom ze základních parametrů. Význam reologického stanovení, jako doplňkového měřítka kvality výsledného produktu, stejně jako v odrůdovém zkušebnictví však v žádném případě zpochybněn nebyl. Klíčová slova: reologie, alveograf, pekařská kvalita pšenice

ABSTRACT Rheological properties of wheat dough (measured on Alveograf Chopin) are measured as one of the parameters of technological quality of wheat in the laboratories of company Penam. This thesis deals with the particular parameters and their relationships and describes factors affecting them. Values W (deformation energy) and P / L (alveograph ratio), as parameters affecting the final quality of bread, are described in more detail. In addition, quality groups of wheat were compared. Wheat varieties and values of their parameters are in a decreasing trend toward lower quality wheats. It confirms the classification of the winter wheat into quality groups. When comparing the individual quality criteria using regression analysis, a strong correlation with other fundamental technological parameters wasn’t found. The importance of rheological determination, as an additional measure of quality of the final product and in plant variety testing was not challenged in any case. Keywords: rheology, alveograph, baking quality of winter wheat

OBSAH OBSAH

5

1.

ÚVOD

7

2.

CÍL PRÁCE

9

3.

LITERÁRNÍ PŘEHLED

3.1.

Faktory ovlivňující jakost pšenice

10 10

3.1.1.

Vnitřní faktory

10

3.1.2.

Vnější faktory

10

3.2.

Technologická jakost pšenice

14

3.3.

Metody stanovení jakosti pšenice

17

3.3.1.

Obchodní ukazatele

17

3.3.2.

Mlynářská jakost

17

3.3.3.

Pekařská jakost

19

3.4.

Reologie

23

3.5.

Faktory ovlivňující reologické vlastnosti těsta

23

3.5.1.

Vliv zpracování těsta

24

3.5.2.

Vliv fermentace (kynutí)

24

3.5.3.

Vliv přísad do těsta

24

3.5.4.

Vliv odrůdy

27

3.5.5.

Vliv teploty

27

3.5.6.

Vliv stárnutí mouky

27

3.6.

Reologické přístroje

27

3.6.1.

Farinograf

27

3.6.2.

Extenzograf

29

3.6.3.

Mixograf (Mixolab)

31

3.6.4.

4.

Alveograf

MATERIÁL A METODIKA

4.1.

Materiál

4.1.1. 4.2.

Metodika

4.2.1.

5.

Stručná charakteristika vybraných odrůd:

Zpracování a vyhodnocení výsledků

VÝSLEDKY A DISKUZE

31

38 38 38 41 43

44

5.1.

Hodnocení kvalitativních parametrů a rozdílů mezi skupinami odrůd

44

5.2.

Analýza parametrů jakosti vybrané skupiny odrůd

48

5.3.

Hodnocení kompletního souboru dat pomocí reologických parametrů

52

5.4.

Korelační vztahy mezi parametry

53

5.5.

Zařazení do tříd kvality dle normy Penam

55

6.

ZÁVĚR

56

7.

POUŽITÁ LITERATURA

57

8.

SEZNAM GRAFŮ

62

9.

SEZNAM OBRÁZKŮ

62

10.

SEZNAM TABULEK

63

1. ÚVOD Pšenice setá (Triticum aestivum L.) je v rámci České republiky nejvýznamnější a nejpěstovanější obilnina a zaujímá cca 30 % plochy orné půdy v ČR. Tvoří základ výživy lidí i hospodářských zvířat, zejména díky vysokému obsahu sacharidů v zrnu. Mezi její hlavní přednosti patří jednoduchá skladovatelnost a dlouhá trvanlivost. Pšenice bývá nejčastěji pomleta na mouku, která potom slouží k výrobě mnoha pekárenských a pečivárenských výrobků. Stává se surovinou pro výrobu různých příloh, např. těstovin či knedlíků, pro výrobu oplatků a sušenek, slouží jako zahušťovadlo omáček, je neoddělitelnou součástí základů na pudingy a dezerty. Odrůdy pšenice se dle technologických parametrů rozdělují na pekárenské, pečivárenské, pšenice pro speciální účely (výroba škrobu a lihu) a krmné pšenice. Největší podíl (asi 60 %) vypěstované pšenice se zkrmuje, přesto větší podíl pěstebních ploch je využíváno s cílem dosažení potravinářské (pekařské) kvality, která je realizována za vyšší ceny. To je důvodem, proč u nás v osevních plochách dominují odrůdy jakostní skupiny A a E. Část vypěstované pšenice, která nedosahuje požadované pekařské kvality, pak hledá nepotravinářské využití, např. při výrobě biolihu. Potravinářská pšenice pro pekařské účely je hodnocena pomocí ukazatelů pekařské jakosti, jako jsou měrný objem pečiva, obsah bílkovin, Zelenyho test (dříve SDS test), číslo poklesu, vaznost mouky, objemová hmotnost a další. Důležitým parametrem této skupiny jsou fyzikální (reologické) vlastnosti těsta, které vyjadřují pekařské vlastnosti mouky jako komplex. K tomuto účelu se používají přístroje, které jsou většinou vybaveny registračním zařízením kreslícím křivku. Podle tvaru křivky pak můžeme usuzovat na kvalitu pšenice. Nejčastěji se jedná o farinograf, extenzograf a alveograf. Kritéria pro zařazení pekařské mouky do tříd jakosti jsou determinovány podnikovou normou individuální pro každou společnost. Výsledkem je zařazení pšenic pro pekařské účely do třídy jakosti, nejčastěji na elitní, kvalitní pšenice (A) a chlebové (B). Parametry potravinářských pšenic jsou stanovenými postupy získávány v rámci kontroly kvality a jakosti při přejímkách. Mimo jiné lze ze získaných dat v odrůdových zkouškách zjistit užitnou hodnotu jednotlivých odrůd pšenice pro pekárenské využití, jelikož odrůda je považována za nejdůležitější intenzifikační faktor v produkci pšenice pro zpracování. Výsledky výzkumů uskutečněných v oblasti kvality potravinářských pšenic navíc dokazují, že látková skladba i technologická kvalita je ovlivněna jak odrůdou, tak působením podmínek během vegetace, sklizně a skladování. Proto by 7

neměly být opomenuty také další operace spojené se zpracováním zrna. Reologické charakteristiky jako jsou deformační energie W - plocha alveografické křivky) a hodnota P/L (poměr maximálního přetlaku a tažnosti těsta), které byly změřeny na alveografickém přístroji mohou vést k výběru nejvhodnější odrůdy k pekárenskému zpracování pšenic, stejně tak jako napomoci k dokonalejší diagnostice zpracovávaných mouk na konkrétní účely.

8

2. CÍL PRÁCE Cílem práce byl sběr a vyhodnocení získaných parametrů pekařské jakosti pšenice, získaných z laboratoří mlýnů firemní skupiny Penam. Získaná data pak byla vyhodnocena pomocí statistických metod. Parametry pekařské jakosti a jejich vzájemný vztah byl porovnán pomocí regresní analýzy jak mezi sebou, tak v rámci jakostních skupin. Z naměřených parametrů byla předpovězena výsledná kvalita odrůd pro pekárenské využití. K tomuto účelu byla data konfrontována s interní podnikovou normou firmy Penam, která je měřítkem kvality pšenic pro příjem zrna. Výsledky dosažených výsledků byly následně konfrontovány s dostupnými literárními prameny. Největší důraz byl kladen na reologické charakteristiky pšeničného těsta, které byly získány z alveografického přístroje (parametry W a P/L).

9

3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Faktory ovlivňující jakost pšenice Faktory ovlivňující jakost pšenice můžeme rozdělit na vlivy vnitřní a vnější. 3.1.1.

Vnitřní faktory

Odrůda (genotyp) je obecně považována za hlavní kritérium jakosti. Podle normy ČSN má dodavatel povinnost při prodeji odrůdu uvádět. U odrůd zapsaných ve Státní odrůdové knize ČR je jakost stanovena v průběhu zkoušení užitné hodnoty a dále se upřesňuje v rámci pokusu pro Seznam doporučených odrůd (zákon č. 219/2003 Sb. o oběhu osiva a sadby). Některá jakostní kritéria pšenice jsou geneticky fixovaná a tvoří základní kritérium při selekci odrůd. Je to např. tvrdost zrna a vlastnosti bílkovin (Pelikán, Sáková, 2001). Podle Štípka a kol. (2009) obsah lepkových bílkovin a vzájemné zastoupení prolaminu a gluteninu výrazným způsobem ovlivňují vlastnosti těsta a dávají lepkovému komplexu tažnost a pružnost. Muchová (2001) uvádí, že odrůda se na množství lepku podílí z 25 %, pěstitelské podmínky ze 75 %. Na jakosti lepku má odrůda podíl až 68 % a prostředí 32 %. Nejvíce zastoupenými odrůdami v roce 2011 byly odrůdy ze skupiny E a A: Potenzial, Federer, Mulan, Bohemia, Magister a Cubus, tedy odrůdy s vyšším obsahem kvalitního lepku (Jirsa, Polišenská, Palík, 2011). Vodítkem při volbě vhodného genotypu může být pro pěstitele např. doporučení odběratele, který vydává každoročně seznam odrůd vhodných pro konkrétní zpracovatelské účely. Pro účely mlýnů skupiny Penam a jejich dodavatele je to známka „Penam doporučuje“ (Janák, 2010). 3.1.2.

Vnější faktory

Vnější faktory, někdy označovány jako agroekologické, zahrnují půdněklimatické poměry, průběh povětrnosti, předplodinu, hnojení, ochranu rostlin, použitou agrotechniku, sklizeň, ošetření po sklizni a skladování. Jedním z nejvýznamnějších vnějších faktorů jsou půdně-klimatické poměry, tj. klima a půda v dané lokalitě. Vnitrozemské klima poskytuje obiloviny sklovitější, s nižší enzymatickou aktivitou, pšenici s pevnějším lepkem, zatímco podnebí přímořské (vlhčí) produkuje obiloviny spíše moučnaté s vyšší enzymatickou činností. Podle lokality, jež zahrnuje půdní typ, roční úhrn srážek a průměrnou teplotu, jsou často odrůdy podrobeny rajonizaci. Rajonizace pěstování je prvním předpokladem k dosažení 10

dobré jakosti potravinářské pšenice. Z dlouhodobých výsledků byla sestavena mapa vhodných oblastí pro pěstování potravinářské pšenice. Nejlepší jakosti se dosahuje v kukuřičné a řepařské oblasti, zejména teplé a suché, až mírně suché oblasti (Prugar, Hraška, 1986). Naopak v bramborářské oblasti nedosahuje zrno takového obsahu a pekařské kvality bílkovin (Palík a kol., 2009) S klimatickými poměry souvisí průběh povětrnosti v daném ročníku, jenž významně ovlivňuje v podstatě všechny parametry nutriční a technologické kvality pšeničného zrna. Úhrn srážek ovlivňuje hlavně obsah bílkovin v zrně. Vlhké počasí v období tvorby obilky podporuje výnos, ale vyvolává snížení obsahu N-látek a zhoršení ostatních znaků jakosti. Vysoký výnos a dobrou jakost zrna zajišťují bohaté srážky do fáze kvetení s následnou vyšší teplotou vzduchu a přiměřenou vlhkostí půdy. Při dozrávání je nejpříznivější teplé a suché počasí směřující k vyšší tvorbě bílkovin. Dalšími důležitými faktory jsou teplota, vlhkost a světelné podmínky (Prugar a kol., 2008). Muchová (2001) a Palík (2009) uvádějí, že teplota má na kvalitu zrna větší vliv než srážky. Období nalévání zrna je také důležité pro hodnotu čísla poklesu, jednoho z hlavních kritérií jakosti, které je formováno právě v tomto období. Deštivé počasí v období nalévání zrna ovlivňuje také např. počet zrn se zahnědlými špičkami a porostlost (Prugar, Hraška, 1986). Kromě čísla poklesu má počasí výrazný vliv na objemovou hmotnost, obsah dusíkatých látek. Hodnota sedimentačního indexu je ze všech hodnocených parametrů povětrností ovlivněna nejméně, jelikož se u ní projevuje výrazněji vliv genotypu (Palík, 2009). Předplodina a její význam jsou zohledněny v osevních postupech, kde po zlepšujících plodinách (jetelovinách, luskovinách, okopaninách) bývá zpravidla zařazována nejvýkonnější obilnina – ozimá pšenice. Předplodina ovlivňuje zásobu živin v půdě a dynamiku jejich uvolňování. Má vliv zejména na obsah lepku, přičemž nejvyšších hodnot dosahuje po jetelovinách a luskovinách (Kostelanský a kol., 1997). Hnojení je nejvýznamnější faktor, jímž může zemědělec ovlivňovat výnos, ale i jakost obilovin. Látkové složení zrna pšenice ovlivňuje do značné míry příjem základních biogenních prvků, kterými jsou dusík, fosfor, draslík, vápník, hořčík a síra. Více než 90 % živin potřebných pro rostlinu musí být transportováno kořeny (Prugar, Hraška, 1986). Palík a kol. (2009) uvádí, že úroveň hnojení průkazně ovlivňuje výnos a 11

také všechny sledované parametry technologické kvality. Jednotlivé korelační koeficienty pro tři základní živiny jsou uvedeny v tabulce (Tab. 1). Tab. 1 Vztah základních živin na parametry technologické kvality Výnos

OH

NL

SEDI

FN

N

0,44

0,21

0,20

0,27

0,15

P

0,26

0,18

0,09

0,16

0,06

K

0,24

0,17

0,07

0,16

0,02

Z tabulky vyplývá, že výnos i kvalitativní ukazatele lze zvyšovat aplikací všech tří sledovaných základních živin. Nejvýrazněji se přitom u všech ukazatelů projevuje vliv dusíku, ale i vliv fosforu a draslíku je významný (Palík a kol., 2009). Podle Palíka a kol. (2009) se vliv živin na jednotlivé znaky jakosti ukázal jako významný, a to nejen u dusíku. Z ukazatelů kvality byl hnojením zvláště ovlivněn sedimentační index, a to dokonce výrazněji než obsah dusíkatých látek v zrně. Ukazuje se tak, že dusík dodávaný porostu má relativně silnější vliv na kvalitu bílkovinného komplexu (SEDI) než na pouhý obsah dusíkatých látek v zrně (NL). Překvapivě silný vliv vykázalo hnojení sledovanými živinami i na objemovou hmotnost zrna – dokonce silnější než na obsah dusíkatých látek. Číslo poklesu je ze všech sledovaných parametrů technologické kvality nejméně ovlivněno úrovní aplikovaných živin. Z toho plyne, že většinu parametrů je možno výživou posouvat na žádoucí výši a reálně lze docílit i tlumení případných negativních vlivů ročníku. Správnou výživou tak může být přispíváno ke stabilitě jakosti produkce. Dusík Pšenice ozimá patří mezi plodiny, pro které jsou nejvíce rozpracovány metody optimalizace dávek dusíku (Duscay a Ryant, 2005). Jak píše Prugar a kol. (2006), dusík při stupňovaných dávkách může podpořit i příjem ostatních živin, zvyšuje obsah mokrého lepku v sušině a je nutný pro správné přezimování porostu. Dusíkatá výživa působí pozitivně na vybrané ukazatele kvality zrna. Mechanické vlastnosti zrna, tj. hmotnost tisíce zrn, objemová hmotnost a podíl plných zrn naopak nebývají po aplikaci dusíkatých hnojiv výrazněji ovlivněny (Duscay a Ryant, 2005). Účinnost hnojení dusíkem je však podle Petra (2001) snižována nedostatečnou výživou ostatními živinami. V současných podmínkách snížené spotřeby hnojiv vystupuje do popředí 12

racionalizace dávek živin s důrazem na jejich maximální efektivnost. Výsledky řady vědeckovýzkumných studií i poznatky praxe potvrzují, že pro dostatečné množství a kvalitu zrna pšenice ozimé je rozhodující zabezpečení optimálního přísunu všech biogenních prvků (Prugar a kol., 2008). Hnojení dalšími biogenními prvky Hnojení draslíkem a hořčíkem přímo ovlivňuje aktivitu enzymů zúčastněných v procesu fotosyntézy a tvorbu bílkovin, čímž se též podílí na dosažení dobré kvality (Prugar a kol., 2008). Význam draslíku je důležitý zvláště v sušších ročnících, kdy obecně na půdách s přijatelným draslíkem plodiny lépe překonávají případné přísušky (Palík a kol., 2009). Hnojení hořčíkem by mělo být dle Matuly, (2007) hlavně zásobního charakteru a mělo by být v relaci k ostatním kationtům, zejména při vápnění půdy. Fosfor má důležitou úlohu v energetickém metabolismu. Je důležitý ve výživě ozimé pekárenské pšenice, protože slouží mimo jiné jako energetický zdroj při syntéze bílkovin. Ovlivňuje tedy obsah bílkovin. Nízká zásoba fosforu v půdě snižuje její produkční potenciál (výnosy klesají) a rostliny tak plně nevyužijí dusík, aplikovaný během vegetace. Síra je prvkem, jehož význam tkví hlavně v příznivém ovlivnění reologických vlastností. Na mlynárenské a pekárenské kvalitě zrna se aplikace síry výrazněji neprojevuje, pozitivní vliv byl však pozorován při hodnocení reologických charakteristik na alveografu. I přes nízkou hodnotu deformační energie (W) byl stanoven příznivý vliv dávek síry na tažnost těsta, což se projevilo v příznivější hodnotě P/L. Tento efekt může být způsoben vyšší tvorbou sirných aminokyselin (Hřivna, 2011). Ochrana rostlin během pěstování je důležitou podmínkou vysokého výnosu a kvality sklizené suroviny. Pšenici může napadnout široké spektrum chorob virových a houbových, včetně živočišných škůdců. Nejlevnějším způsobem ochrany a zároveň aspektem, který umožní s minimálním vkladem udržet vysoký výnos a kvalitu produktu pěstované odrůdy, je použití odolných odrůd (Zimolka a kol., 2005). Soubor agrotechnických opatření jako příprava půdy, doba setí, velikost a hloubka výsevku ovlivňuje jakost obilovin zpravidla méně, jeho vliv však nelze 13

podceňovat. Při vyšším výsevku je přehoustlý porost náchylnější na výskyt listových a klasových chorob. Zrno je lehčí a má nižší obsah bílkovin a snižuje se jakost. Na jakosti se u dnešních odrůd projevuje příznivěji včasnější setí, čímž se prodlouží doba tvorby obilky. Zrno je větší a má zpravidla vyšší obsah lepku. Výsevek u odrůd ozimé pšenice se nejčastěji pohybuje mezi 350–500 obilek na 1 m2. Vyšší hustota porostu vede většinou ke snížení obsahu bílkovin a tím i celkové jakosti. Cílem je dosáhnout tzv. produktivní hustoty porostu. Na těžších a vlhčích půdách se doporučuje set mělčeji, na lehkých naopak hlouběji. Optimální hloubka setí se udává 30–50 mm (Míša, Tichý, 2008; Prugar a kol., 2008). Sklizeň probíhá ve žluté zralosti, kdy je dokončen přechod asimilátů. Opožděná sklizeň snižuje u pšenice obsah lepku i jeho jakost, zvyšuje se možnost porůstání (a to i skryté), jež vede k snížení čísla poklesu a nežádoucí enzymatické aktivitě. Předčasná sklizeň (tzv. podtržení obilí) může v určitých případech zvýšit jakost lepku (Pelikán, Sáková, 2001). Posklizňová úprava spočívá v čištění a zejména sušení obilí s vyšší vlhkostí. Sušení musí být prováděno citlivě tak, aby nedošlo k poškození enzymů, což je důležité hlavně u osiva a sladovnického ječmene (teplota náhřevu do 40°C, teplota sušícího média 80–90 °C). Platí zásada, že čím vyšší vlhkost, tím nižší teplota sušícího media a teplota náhřevu zrna (Prugar a kol., 2008). Pro skladování je důležité, aby obilí bylo vysušeno pod 14 % vlhkosti a dobře vyčištěno. Vhodný způsob je aktivní větrání. Během skladování je nezbytná pravidelná kontrola především teploty, ale i vlhkosti a výskytu skladištních škůdců (Pelikán, Sáková, 2001; Kučerová, 2004).

3.2. Technologická jakost pšenice Jakost je široký pojem a rozumí se jím souhrn komplexních vlastností, které jsou schopny uspokojovat potřeby spotřebitelů. Další definice jakosti hovoří o souhrnu všech charakteristik produktu. Praktické hodnocení kvality je podmíněno vlastnostmi, které se dají měřit a představují pouze část těchto charakteristik. Obecně se rozlišuje několik kategorií jakosti: hygienická, nutriční, technologická atd. Technologická jakost zrna pšenice je pojem zahrnující komplexní přístup k testování pšeničného zrna a zahrnuje kritéria jakosti mlynářské a pekařské. Patřičná norma vybírá pouze nejzákladnější parametry, na jejichž základě je stanovena mezní hranice pro zařazení pšenice do 14

potravinářské kategorie. V obecné praxi zemědělských nákupů a mlýnských provozů jsou kladeny podstatně tvrdší požadavky na technologickou jakost potravinářské pšenice, než je stanoveno příslušnou normou, a to především v případech pšenice určené pro výrobu mouky. Tuto jakost ovlivňují základní stavební složky endospermu pšeničného zrna, z nich pak zejména zásobní bílkoviny, tvořící v procesu tvorby těsta z pšeničné mouky lepkovou bílkovinu. Ta ovlivňuje závažnou měrou, díky svým viskoelastickým vlastnostem, konečnou technologickou jakost potravinářské pšenice (Hubík, 1995; Petr, 2001). Lepkové bílkoviny tvoří asi 80 % obsahu veškerých bílkovin. Dominantní úlohu přitom v lepku hrají zásobní prolaminové bílkoviny endospermu zrna, které jako jediné z cereálií mají schopnost vytvářet v procesu hnětení těsta složitý hydratovaný bílkovinný

komplex,

viskoelastickými

nazývaný

vlastnostmi

lepek.

(tažností

Lepek a

se

vyznačuje

elasticitou).

Je

významnými

tvořen

dvěma

vysokomolekulárními frakcemi – gliadiny (pšeničné prolaminy dávající lepkovému komplexu tažnost) a gluteliny (pšeničné gluteniny s vláknitou strukturou, dávající lepku pružnost), (Zimolka a kol., 2005). Jakost potravinářské pšenic bývá analyzována a vyhodnocována podle platných metodik ČSN, ISO a ICC. Podle těchto norem bývá zrno potravinářské pšenice zařazováno buď pro výrobu pekárenských, nebo pečivárenských výrobků. Rozdělení na tyto dvě kategorie je dáno normou ČSN 46 1100-2 (Tab. 2), (Jirsa a kol., 2011). Hodnoceny jsou následující parametry:  Objemová hmotnost (OH) – metodika podle ČSN EN ISO 7971-3 s použitím čtvrtlitrového obilního zkoušeče.  Vlhkost – metodika podle ČSN ISO 712.  Číslo poklesu (FN) – metodika podle ČSN EN ISO 3093.  Obsah N-látek –metodika podle ICC standard č. 167 (Dumasova spalovací metoda).  Sedimentační index (Zelenyho test) – metodika podle ČSN EN ISO 5529.  Obsah příměsí a nečistot – metodika podle ČSN 46 1011-6 (2002). Obsah definovaných kategorií příměsí a nečistot byl stanoven postupným ručním vytřiďováním. 15

Tab. 2 Jakostní parametry pšenice potravinářské (ČSN 46 1100-2) Jakostní znaky Vlhkost (%) Objemová hmotnost (kg.hl-1)

Pšenice pekárenská nejvýše 14,0 nejméně 76,0

Pšenice pečivárenská nejvýše 14,0 nejméně 76,0

Obsah N-látek v sušině (%) Zelenyho test (ml) Číslo poklesu (s) Příměsi a nečistoty celkem (%), z toho: zlomky zrn (%) zrnové příměsi, z toho: tepelně poškozená zrna (%) porostlá zrna (%) nečistoty celkem (%), z toho: tepelně poškozená zrna (%)

nejméně 11,5 nejméně 30 nejméně 220 nejvýše 6,0 nejvýše 3,0 nejvýše 5,0 nejvýše 0,5 nejvýše 2,5 nejvýše 0,5 nejvýše 0,05

nejvýše 11,5 nejvýše 25 nejméně 220 nejvýše 6,0 nejvýše 3,0 nejvýše 5,0 nejvýše 0,5 nejvýše 2,5 nejvýše 0,5 nejvýše 0,05

Tato norma byla vydána roku 2001. Zásadnější změna v hodnocení parametrů pšenice potravinářské podle této normy se odehrála v roce 2002. Metoda zjištění hodnoty Sedimentace SDS byla nahrazena metodou SEDI a dále nastala změna několika hlavních parametrů. Změny nového hodnocení od 1. 7. 2002 shrnuje následující tabulka (Tab. 3) a graf (Graf 1), (Burešová a kol., 2003). Tab. 3 Změna parametrů jakosti pšenice podle ČSN 461100-2 Parametr Objemová hmotnost Obsah N-látek Sedimentace Číslo poklesu

Do 30. 6. 2002 min. 780 g.l-1

Od 1. 7. 2002 min. 76,0 kg.hl-1

min. 12,0 % min. 51 ml – 55 ml min. 190 s – 240 s

min. 11,5 % min. 30 ml min. 220 s

Graf 1 Srovnání SDS – sedimentačního testu a Zelenyho sedimentačního testu

16

3.3. Metody stanovení jakosti pšenice Jakost potravinářské pšenice vždy záleží na aspektech, podle nichž se kvalita posuzuje. Zvolenému modelu kvality odpovídá i charakter metod hodnocení a příslušné přístrojové vybavení. Obecně můžeme rozdělit stanovované znaky na tři skupiny: a) Obchodní ukazatele (znaky obilní masy) b) Znaky mlynářské jakosti c) Znaky pekařské jakosti 3.3.1.

Obchodní ukazatele

Obchodní ukazatele se rozdělují na znaky určené smyslově (barva, pach, chuť, zdravotní stav) a znaky stanovené objektivně (vlhkost, příměsi, nečistoty). 3.3.2.

Mlynářská jakost

Mlynářská jakost pšenice je charakterizována zejména fyzikálně-mechanickými vlastnostmi zrna, které se stanoví nepřímými znaky – objemová hmotnost, HTZ (hmotnost 1000 zrn), tvrdost, hmotnostní podíl na sítech, vyrovnanost a tvar zrna. Preferuje se zrno velikostně vyrovnané, s mělkou rýhou, hladkým povrchem a tenkými obaly.

Tyto

charakteristiky podmiňují

dobrou

mlynářskou

jakost

vzhledem

k technologickým požadavkům zpracování a výtěžnosti předních mouk (Příhoda a kol., 2003). Objemová hmotnost Objemová hmotnost (OH) je ukazatelem mlynářské jakosti a souvisí s výtěžností mouky. Závisí na pěstitelských podmínkách, ročníku, zdravotním stavu, polehlosti a odrůdě. Důležitý je zejména včasný termín sklizně, po deštivém počasí objemová hmotnost zralého zrna rychle klesá. OH není považována za objektivní měřítko hodnoty zrna, neboť vliv faktorů není jednoznačný. Na objemovou hmotnost má vliv i znečištění. Důležitou podmínkou správného stanovení objemové hmotnosti je proto předběžné vysušení zrna na požadovanou vlhkost a odstranění příměsí a nečistot. Výsledek OH se vyjadřuje v kg.hl-1 (Zimolka, 2005; Prugar a kol., 2008). Hmotnosti tisíce zrn Principem je zvážení alikvotního počtu např. 50 náhodně vybraných zrn a přepočet. Provedení zkoušky mohou usnadnit počítače zrn (Prugar a kol., 2008). 17

Tvrdost zrna Toto stanovení není v ČR metodicky standardizováno ani pro hodnocení komerční pšenice využíváno. Metody stanovení tvrdosti jsou vázány na speciální zařízení, např. Brabenderův tvrdoměr, kde se tvrdost vyjadřuje v jednotkách WHI (Wheat Hardeness Index) nebo podle metody AACC 55-30 v jednotkách PSI (Particle Size Index). Tvrdost zrna souvisí s fyzikálně-chemickými vlastnostmi endospermu, tj. s přítomností zpevňujících bílkovin na povrchu škrobových zrn. Struktura endospermu, která určuje jeho tvrdost, je dána především genetickým základem odrůdy. Obecně lze uvést, že pro pečivárenské a krmné účely jsou vhodné odrůdy s nízkou tvrdostí zrna, pekárenskému využití naopak vyhovují odrůdy s tvrdším zrnem (Prugar a kol., 2008). Tvar zrn Tvar zrn charakterizuje vyrovnanost obilné masy a patří spíše k ekonomickým znakům jakosti. Tradiční stanovení podílu plných zrn (PPZ) nenašlo v mlýnské praxi velkého uplatnění. Přístroj SKCS 4100 (Perten), užívaný v USA, pracuje na principu měření a vážení jednotlivých zrn pšenice. Výsledkem může být zastoupení velikostních frakcí ve formě histogramu, stanovení průměrné velikosti a další znaky podle modelu hodnocení. Stanovení mlynářské kvality zrna pokusným zámelem Jedná se o jediný přímý postup stanovení mlynářské jakosti pšenice. Pro hodnocení odrůd potravinářské pšenice patří výtěžnost mouky T550 z laboratorního zámelu mezi doplňková kritéria v rámci odrůdového zkušebnictví v EU i u nás. Přípravu pšenice před laboratorním mletím nezbytně tvoří dvě operace – odstranění příměsí a nečistot a hydrotermická příprava, zahrnující úpravu vlhkosti, homogenizaci a odležení. Laboratorní mlýn musí umožnit alespoň dvoustupňovou desintegraci zrna na rýhovaných a hladkých válcích, kde dochází ke šrotování, vymílání a průběžnému vysévání. Ze získaných pasážních meziproduktů (zpravidla šrotové a vymílací mouky, otruby) lze vypočítat mlynářské charakteristiky (např. výtěžnost mouk a krupic, výtěžnost dle Mohse, efektivnost mletí). Pro laboratorní zámel mohou být užity různé válcové mlýny. Mezi nejrozšířenější patří mlýn Quadramat Senior Brabender (Prugar a kol., 2008).

18

3.3.3.

Pekařská jakost

Znaky pekařské jakosti se objevují při zpracování mouk v pekařské technologii a zejména na hotovém výrobku, v jeho objemu, tvaru, pórovitosti, kyprosti apod. Tyto znaky souvisejí zejména s množstvím hlavních složek, tj. bílkovin a škrobu, a jejich chováním v definované suspenzi nebo standardně připraveném těstě (Příhoda a kol., 2003). Podle Minějeva a Pavlova (1984) je hlavním kritériem pekařské jakosti bílkovinný komplex zrna a jeho vlastnosti. V současné době je stanovení kategorie jakosti z pohledu pekařského využití spolu s výnosovým potenciálem odrůdy hlavním faktorem rozhodujícím o registraci odrůdy (Horáková, 2011). Pro hodnocení byla vymezena jednotlivá kritéria k posouzení jednotlivých odrůd potravinářské pšenice pro pekárenské zpracování při registračním řízení. Hodnotící kritéria jsou rozdělena podle významu na hlavní a doplňková (Novotný, Hubík, 2006). Hlavní kritéria - hodnocení jednotlivých odrůd: 1. Rapid Mix Test (objem pečiva) 2. Obsah dusíkatých látek v sušině 3. Zelenyho test 4. Číslo poklesu 5. Objemová hmotnost 6. Vaznost mouky Doplňková kritéria pro hodnocení odrůd: 1. Obsah mokrého lepku (také Gluten Index na přístroji Glutomatic) 2. Farinografické údaje (vývin těsta, stabilita těsta, pokles stability těsta) 3. Obsah popele v zrně pšenice 4. Tvrdost zrna 5. Hmotnost tisíce zrn 6. Výtěžnost mouky T-550

19

Výčet znaků pekařské jakosti není napříč literaturou konzistentní. Horáková (2011) např. uvádí mezi doplňkovými kritérii pouze tvrdost zrna a alveografické hodnocení. Podle těchto parametrů jsou potom pšenice pro pekařské zpracování členěny dle jakosti do následujících skupin: E – (elitní pšenice) – dříve označované jako velmi dobré, zlepšující A – (kvalitní pšenice) – dříve označované jako dobré, samostatně zpracovatelné B – (chlebové pšenice) – dříve označované jako doplňkové, zpracovatelné ve směsi C – (nevhodné pšenice) - odrůdy nevhodné pro výrobu kynutých těst Pro zařazení odrůdy do jakostní skupiny je rozhodující znak, v němž dosahuje nejnižší úrovně, např. odrůda, která dosahuje v pěti znacích úrovně kategorie E a v jednom znaku A, je celkově zařazena do kategorie A. Minimální požadavky na zařazení odrůd do kategorií jsou uvedeny v Tab. 4 (Zimolka, 2005; Prugar a kol., 2008) Tab. 4 Minimální hodnoty pro zařazení odrůd do kategorií Kategorie Vyjádření hodnoty Objemová výtěžnost (ml) Obsah dusíkatých látek (%) Zelenyho test (ml) Číslo poklesu (s) Objemová hmotnost (g.l-1) Vaznost mouky (%)

E - elitní absolutně (9-1) 530 8 12,6 6 49 7 286 6 790 7 55,4 7

A - kvalitní absolutně (9-1) 500 6 11,8 4 35 5 226 4 780 6 53,2 5

B - chlebová absolutně (9-1) 470 4 11 2 21 3 196 3 760 4 52,1 4

Obsah mokrého lepku Provádí se referenční metodou, která je jednoduchá a nenáročná na chemikálie. Stanovení může být prováděno mechanickým vypíráním na přístroji Glutomatic. Méně standardizované jsou postupy na laboratorních vypíračích nebo ruční vypírání vodovodní vodou. Ke stanovení mokrého lepku se provozně využívá NIR technika. Získané výsledky jsou však v porovnání s obsahem vody nebo bílkovin méně přesné. Obsah mokrého lepku má v porovnání s jeho kvalitou relativně nízkou heritabilitu a vysoký podíl nedědičných vlivů.

20

GI (Gluten Index) „lepkový index“ Lepkovým indexem lze posoudit, zda je mokrý lepek slabý, středně silný nebo silný. GI je definován jako poměr množství lepku, které zůstalo na standartním sítě za přesně definovaných podmínek odstřeďování, k celkovému množství lepku vloženého na sítko před odstřeďováním na Centrifuze 2015. Tento znak má poměrně vysokou heritabilitu a těsně koreluje zejména se sedimentačními testy. Sedimentační hodnota Sedimentační test (Zelenyho test) charakterizuje množství i kvalitu lepkové bílkoviny, pozitivně koreluje s obsahem hrubých bílkovin a objemem pečiva. Je ve velké míře specifickou vlastností odrůd, ale je ovlivněn také ročníkem. Pro výslednou technologickou jakost potravinářské pšenice není důležitý pouze obsah bílkovin či mokrého lepku, ale především viskoelastické vlastnosti těchto bílkovin, umožňující fermentační procesy v těstě (kynutí). Tím se sedimentační test stává důležitým kritériem kvality bílkovin a tedy i kvality lepkové bílkoviny. Je prokázáno, že obsah mokrého lepku není rozhodujícím faktorem ve vztahu k objemu pečiva v případě, že daná odrůda vykazuje špatné viskoelastické vlastnosti. Pomocí tohoto testu lze tedy vyřadit nevhodné odrůdy či partie zrna s nízkým obsahem bílkovin a nekvalitním lepkem. Sedimentační hodnota je dnes stanovována metodou SEDI podle Zelenyho z mouky, která je semleta definovaným způsobem. Do roku 2002 byla pro zjištění sedimentační hodnoty využívána metoda SDS podle Axforda ze suspenze pšeničného šrotu (Burešová, Palík, Sedláčková, 2003). Číslo poklesu (pádové číslo) Číslo poklesu je kritériem pro odhalování poškození zásobních látek endospermu pšeničného zrna hydrolytickými enzymy, syntetizovanými v zrně v důsledku procesu klíčení zrna ještě před sklizní při nadměrném příjmu vlhkosti. Číslo poklesu je tedy významně ovlivněno průběhem počasí v době dozrávání zrna a sklizně, ale také odrůdou. Při výběru odrůdy je proto nezbytná informace o citlivosti k porůstání. Enzymatická aktivita může být snížena také při delší době skladování, což v důsledku znamená mírné zvýšení této hodnoty (Vaňatová, 2001). Mouky s velmi nízkým číslem poklesu (100 s a méně) mají velmi vysokou aktivitu α-amylasy, a tím sklon vytvářet lepkavé a mazlavé těsto. Žádoucí není ani příliš vysoké číslo poklesu (350 – 400 s),

21

protože mouky s nízkou aktivitou α-amylasy mají sklon vytvářet suché těsto i malý objem výrobku (Zimolka, 2005; Prugar a kol., 2008). Pekařský pokus (Rapid mix test, RMT) Přestavuje hlavní a nejdůležitější kritérium kvality a má hlavní vliv pro zařazení odrůd pšenice do kvalitativních skupin pro pekárenské zpracování dle metodiky ÚKZÚZ v Brně. Používá se pro pekařsko-technické posouzení pšenice. Metodika je charakteristická intenzivním hnětením, vysokou hybnou silou a krátkou dobou odležení těsta s následným strojním zpracováním těsta na chlebíčky. Tyto předpoklady dovolují provedení pokusu během tří hodin. Součástí pekařského pokusu je také komplexní hodnocení pečiva. Pomocí bodové stupnice se pak hodnotí kromě objemové výtěžnosti další vlastnosti těsta a pečiva, jako např. pružnost těsta a pečiva, vzhled povrchu těsta, lepivost těsta, vyvázanost pečiva, křehkost kůrky, stejnoměrnost pórů, pružnost střídy a chuť pečiva (Prugar a kol., 2008; Zimolka, 2005). Pro hodnocení střídy a pórů může být využito moderních metod obrazové analýzy (Švec a kol., 2011). Obsah dusíkatých látek - hrubá bílkovina Stanovení probíhá podle Kjehldalovy metody (norma ČSN ISO 1871). Obsah Nlátek je především ovlivněn minerálním hnojením, podmínkami ročníku a odrůdou. Stoupající obsah bílkovin pozitivně působí na chování pečiva při pečení, má vliv na jakost těsta a objem pečiva. Nízkým obsahem hrubých bílkovin se naopak snižuje tažnost lepku a tím i těsta. Tento parametr lze snadněji a s větší přesností determinovat analytickou technikou NIR (Novotný, Hubík, 2006). Vaznost mouky Vaznost mouky udává kolik procent vody je voda schopna vázat a je závislá na obsahu bílkovin, bobtnavosti mokrého lepku a poškozených škrobových zrn a polysacharidů neškrobového typu (pentosanů). Je ovlivněna také tvrdostí zrna, protože mouka z tvrdozrnných odrůd vykazuje větší mechanické poškození škrobu a v důsledku toho váže větší množství vody než měkké pšenice. Vaznost mouky je měřítkem výtěžnosti a stability těsta a stanovuje se na přístroji zvaném Farinograf (Novotný, Hubík, 2006; Zimolka, 2005).

22

3.4. Reologie Reologie je věda, která zkoumá tok a deformaci různých látek. Většinou se měří reologické chování při využití síly nebo deformace působící na materiál za určitý čas. Poté se měří protichůdná síla, kterou působí materiál. Výstupními parametry pak mohou být např. tuhost, viskozita, tvrdost, plasticita materiálu apod. Reologické chování látek pak může být využito v mnoha odvětvích jako predikce chování různých materiálů za podmínek komplexních toků a deformací, kdy jiné měřící a analytické postupy selhávají (Dobraszczyk, Morgenstern, 2003). Mnoho reometrických přístrojů může být použito také v měření reologických charakteristik těsta. Příkladem takovýchto přístrojů jsou: penetrometr, konzistometr, amylograf, farinograf, mixograf, extenzograf nebo alveograf (Mirsaeedghazi a kol., 2008). Dudáš a Pelikán (1992) rozdělují reologické přístroje na dynamické (farinograf, valorigraf, DO-Corder) a statické (extenzograf, alveograf, penetrometr aj.) Nejčastěji zastoupené reologické přístroje mlýnských laboratoří jsou podle Prugara a kol. (2008) farinograf, extenzograf a alveograf. Zásadní význam těchto přístrojů tkví v kvalitním a objektivním stanovení pekařských vlastností různých odrůd nebo dávek pšenice bez provedení pekařského pokusu, který je finančně a časově nákladný. Na druhou stranu tyto metody používají poměrně silné deformační síly a popisují vlastnosti těsta během „studené fáze“ výroby chleba, tedy během hnětení a kynutí. Tyto dvě skutečnosti jsou nevýhodou reologického stanovení (Weipert, 1992).

3.5. Faktory ovlivňující reologické vlastnosti těsta Mirsaeedghazi a kol., (2008) shrnuje faktory ovlivňující reologické stanovení a popisuje jednotlivé komponenty, které mají vliv na reologické chování těsta. Poznamenává, že reologické vlastnosti jsou ovlivněny zejména bílkovinnou frakcí. Interakce (včetně fyzikálních a chemických sil) mezi proteinovými molekulami mají klíčový význam v ovlivnění reologických vlastností. Jsou to hlavně lepkové bílkoviny gliadin, který je zodpovědný hlavně za viskózní vlastnosti a glutenin, kterému je připisován vliv spíše na elastické chování těsta. Rozdílné chování je vysvětleno především odlišnou molekulovou hmotností těchto dvou složek. Samotný přídavek lepku vede k zásadnímu zlepšení senzorické hodnoty pečiva (vzhled, vlastnosti kůrky, vůně apod.) Zásadně se zvětšuje také objem pečiva. Zlepšení reologických parametrů je připisováno zejména zhuštění proteinové sítě v těstě. Současně se zvyšuje hodnota parametrů P a W (Codina a kol., 2008). 23

3.5.1.

Vliv zpracování těsta

Těsto se pro tyto účely rozděluje do dvou skupin: vyvinuté a nevyvinuté. Nevyvinuté těsto se definuje jako plně hydratované, na které ještě nepůsobila deformace (nebylo mechanicky zpracováno). Vyvinuté těsto je označováno v souvislosti s tvorbou specifických proteinových struktur. Nevyvinuté těsto je méně odolné k deformacím a vyvinuté vykazuje větší elasticitu. Z pokusů vyplývá, že v průběhu hnětení se některé reologické charakteristiky těsta mění, neboť dodaná energie, čas a způsob deformace vede k vývinu těsta a změně proteinové matrix. Výsledkem by mělo být nalezení optimálního způsobu, doby a rychlosti hnětení pro dosažení optimální konzistence a vlastností těsta pro konkrétní účely. 3.5.2.

Vliv fermentace (kynutí)

Saccharomyces cerevisiae je hlavní kvasinka účastnící se procesu kynutí a má významný vliv na reologické vlastnosti těsta. Kvasinky obsahují enzym katalázu, rozkládající peroxid vodíku (H2O2), který má vliv na elasticitu těsta. Oxid uhličitý, produkovaný kvasinkami a rozpuštěný ve vodě navíc snižuje pH kynutého těsta, což se také významně podílí na reologickém chování. Kataláza může být inhibována peroxidázou, pocházející z lipidové frakce mouky. 3.5.3.

Vliv přísad do těsta

Množství vody Pokud těsto nemá dostatek vody, lepek není plně hydratován a elastický charakter těsta se nemůže plně projevit. V opačném případě je volná voda zodpovědná za projev viskózních vlastností a vzniká tak více roztažné a lepivé těsto. Vliv vzduchu Vmísení vzduchu je dosaženo procesem hnětení. Těsto mísené při přístupu kyslíku je více elastické a klade větší odpor při roztažení než těsto hnětené bez přístupu kyslíku. Vliv soli Sůl v těstě mění interakce mezi jednotlivými složkami těsta a mění konfiguraci lepkových proteinů, protože obsahují vodu. To vede k prodloužení celkové doby hnětení. 24

Vliv povrchově aktivních látek Estery mastných kyselin a cukerné složky jsou přidávány do těsta jako povrchově aktivní látky. Přídavek esteru snižuje odpor proti deformaci, zvyšuje roztažnost těsta a také může zvýšit kvalitu plochého chleba. Navíc látky snižující povrchové napětí surfaktanty jako mono- a di-glyceridy nebo lecitin může u chleba vylepšit reologické a pekařské parametry. Vliv ethyl-galaktosidu Ethyl-galaktosid snižuje viskoelastické vlastnosti těsta. Přidání této látky vede ke snížení momentu roztažnosti a viskozity. Vliv ve vodě rozpustných frakcí Pokud v těstě nejsou žádné ve vodě rozpustné složky, těsto vykazuje více elastické vlastnosti než běžné těsto. Vliv oxidantů Oxidanty zvyšují poměr elasticity a viskozity. Míra této změny je odvislá od typu oxidantu. Vliv kaseinátu sodného a syrovátkového proteinu Mléčné produkty jsou přidávány do těsta pro zvýšení nutričních a funkčních vlastností. Bylo zjištěno, že přídavek 4% kaseinátu sodného snižuje odpor roztažnosti (měřena na extenzografu), přídavek 4% koncentrátu syrovátkového proteinu zvyšuje roztažnost. Mléčné proteiny způsobují zesílení lepkové sítě, protože dochází k interakci s molekulami lepku. Vliv kyselin a zásad Soli zásad zvyšují maximální přetlak na alveografu, vaznost vody na farinografu a dochází ke snížení roztažnosti. Kyseliny a zásady opožďují tvorbu silného těsta a dělají jej hutnější. Zásady způsobují výměnu sulfhydrylových skupin a disulfidických můstků, což zvyšuje viskozitu těsta. Kyseliny mají efekt opačný a viskozita klesá. Vliv hydrokoloidů Xanthan a alginát, jako zástupci hydrokoloidů dělají těsto silnější. K-karagenan nebo hydroxypropylmethylcelulóza snižuje tuhost kůrky chleba. Přídavek těchto komponentů vede k pečivu s větším specifickým objemem a jemnější kůrkou. 25

Vliv hydrokoloidů, enzymů a povrchově aktivních látek Dodáním všech tří složek do těsta (hydroxypropylmethylcelulóza, vysoce esterifikovaný pektin, enzym α-amyláza, transglutamináza a ester mono-diglyceridů) zvyšuje kvalitu pečiva a vede k optimálnímu odporu těsta vůči monoaxiální a biaxiální deformaci. Přídavek ovlivní také dobu potřebnou dobu odležení. Vliv pentosanů a cysteinu Cystein obsahuje skupiny SH a může působit jako redukční činidlo nebo zhášeč volných radikálů v procesu výroby cereálních výrobků. Interakce protein-protein přes disulfidické kovalentní vazby mohou být teoreticky cysteinem rozrušeny. Vliv látek z ječmene Látky z ječmene, jako jsou beta-glukany a arabinoxylany zvyšují odpor a stabilitu při hnětení, přičemž arabinoxylany vykazují větší účinnost. Vliv vlákniny a přidaného tuku Přidáním vlákniny se zvyšuje alveografický parametr P (maximální přetlak). Děje se tak díky interakcím mezi strukturou vlákniny a pšeničnými proteiny. Přidaný tuk má vliv na zvýšení poddajnosti těsta, dává těstu plastičtější vlastnosti a krátkodobě i větší elasticitu. Vliv přídavku enzymů Pšeničné těsto obsahuje řadu enzymů, jako α a β amylázy, proteázy, lipázy, fosfatázy a oxidázy. Tyto enzymy zůstávají neaktivní, pokud zrno neklíčí. Vliv enzymů na reologické vlastnosti jsou závislé na teplotě. Použití enzymů, jako je peroxidáza a glukózo-oxidáza je velmi slibnou alternativou použití oxidantů pro zlepšení pekařských vlastností mouk. Peroxidázy zvyšují počet nebo délku trvání přechodných vazeb a glukózo-oxidáza vede k tvorbě vazeb s délkou trvání až 3 hodiny. Mohou tak přispět k zesílení lepkové struktury těsta. Jako vhodný přístroj pro stanovení změn při přidání enzymů je extenzometr.

26

3.5.4.

Vliv odrůdy

Odrůdy pšenic se liší ve svých parametrech, přičemž některé mají lepší vlastnosti jako surovina pro výrobu chleba. Rozdíl jednotlivých odrůd je dále předmětem této práce. 3.5.5.

Vliv teploty

Při zvýšených teplotách se projevují zejména procesy jako zmazovatění škrobu, pospojování bílkovin lepku (cross-linking) apod. Mazovatění škrobu údajně může způsobit vznik více vodíkových vazeb mezi lepkem a škrobem. Gluteninová frakce lepku se ukázala být jako více citlivá k zahřátí než gliadinová. Mražení těsta způsobuje hlavně redukci počtu vazeb v polymeru díky krystalizaci vody a oslabení lepku. 3.5.6.

Vliv stárnutí mouky

Při stárnutí mouky vzrůstá kyselost a je tím rychlejší, čím je vyšší teplota. Dochází ke zvýšení proteolytické aktivity enzymů a změně pekařské kvality.

3.6. Reologické přístroje 3.6.1.

Farinograf

Hankóczyho-Brabenderův farinograf (Obr. 1) je dnes již klasickým a nejrozšířenějším přístrojem pro zkoumání reologických vlastností těst a dodnes patří k základnímu vybavení všech obilnářských laboratoří. Zaznamenává odpor těsta (změnu konzistence) při hnětení za definovaných podmínek, kterými jsou velikost hnětačky, počet otáček lopatek a teplota.

Odpor se zachycuje v časovém průběhu pomocí

registračního zařízení (počítače) a vykresluje se křivka, která zaznamenává tři hlavní reologické ukazatele kvality mouky: vaznost, doba vývinu a stupeň změknutí těsta (Dudáš, Pelikán, 1992; Prugar a kol., 2008; Příhoda, J., Humpolíková, P., Novotná, 2003).

27

Obr. 1 Farinograf Farinograf se využívá pro hodnocení kvality mlýnských výrobků v mlynářské a pekárenské praxi, ale nachází uplatnění i ve šlechtitelských a pěstitelských laboratořích. Často se používá ke zjištění vhodného poměru míchání pšeničné mouky různé kvality pro získání standardní jakosti. Pro vzorky s kvalitnějšími bílkovinami lze předpokládat vyšší vaznost vody, delší dobu vývinu a stability při přehnětení. Tyto parametry lze považovat za jednoznačné pro konkrétní druh mouky. Při porovnávání různých vzorků je třeba brát zřetel i na technologii mletí pšenice, které ovlivňují farinografické vlastnosti (vaznost a dobu vývinu), (Příhoda, Hrušková, 2007). Graf 2 a Graf 3 znázorňují, jak vypadá farinografická křivka silné a slabé mouky.

Graf 2 Farinogram pro slabou mouku 28

Graf 3 Farinogram pro silnou mouku 3.6.2.

Extenzograf

Pomocí extenzografu (Obr. 2) lze zhodnotit pekařskou kvalitu pšeničné mouky ve formě standardně připraveného těsta s přídavkem solného roztoku za definované deformace. Přístroj pracuje s jednorozměrnou délkovou deformací válečku těsta po stanovené době odležení. Váleček těsta je napínán pomocí háku poháněného elektromotorem až do přetržení. Vzorek je při měření umístěn na vahadle, které je na otočné ose s protizávažím, jehož moment se zvyšuje s výchylkou vahadla. Registrační systém je propojen s vahadlovým a mechanicky zapisuje jeho výchylku jako extenzografickou křivku (Graf 4). Posun registračního mechanizmu je synchronizován s pohybem háku, a proto lze z grafu odečíst i délku deformovaného těsta. Mechanický záznam křivky se liší od počítačového, protože nemá svislou osu grafu jako přímku, ale jako kruhovou úseč. Extenzograf se používá v mlýnské a pekárenské praxi i cereálním výzkumu a ve šlechtitelských laboratořích. Pomocí tohoto přístroje se zjišťuje pekařská kvalita a možnosti užití mlýnských výrobků, příprava pšenice na zámel a míchání mouky na míru. Nachází uplatnění při sledování vlivu zlepšujících prostředků na pekařskou kvalitu mouky (Příhoda, Hrušková, 2007). Čím vyšší je extenzografický odpor, tím „silnější“ je lepek mouky a tím pevnější a mechanicky odolnější těsto se získá. Mouky s nízkou extenzografickou energií a s dostatečnou tažností jsou vhodné pro pečivárenskou výrobu (Dudáš, Pelikán, 1992; Prugar a kol., 2008).

29

Graf 4 Extenzografická křivka

Obr. 2 Extenzograf Pro hodnocení reologických vlastností pšenice se dále používají přístroje rezistograf, mixograf, Do-Corder, Promylograf T6, konsistograf a Reomixer. Pracují se standartně připravenou pšeničnou moukou hladkou (Prugar a kol., 2008).

30

3.6.3.

Mixograf (Mixolab)

Mixolab je novější pocházející z dílny francouzské firmy Chopin, vytvořený pro měření fyzikálních vlastností těsta, hlavně síly a stability. V analyzovaném vzorku dokáže také stanovit viskozitu škrobové složky mouky (Collar a kol., 2007). Mixolab měří moment síly (Nm), který se vytváří při hnětení mezi dvěma lopatkami hnětače při určité teplotě. Použití přístroje Mixolab umožňuje komplexně charakterizovat mouku a dokáže tak konkrétně stanovit:  kvalitu proteinů určením vaznosti vody  stabilitu, roztažnost a vlastnosti změknutí,  chování škrobu při mazovatění a retrogradaci  změnu konzistence při přídavku aditiv  enzymatickou aktivitu proteáz, amyláz atd. (Banu a kol., 2011) Z Mixolabu lze získat parametry, které jsou komplementární s alveografickými. Např. maximální přetlak P a deformační energie W má silný vztah k parametru C2, naměřeném na Mixolabu. Dále alveografické parametry S, P, W nepřímo úměrně závisí na jiném parametru C12 na Mixolabu (Codina a kol., 2010). 3.6.4.

Alveograf

Alveograf (Obr. 3) byl původně vyvinut ve Francii pro zjišťování kvality pšeničné mouky. Dnes se tento přístroj používá v mnoha zemích včetně České republiky. Je jedním z nejdůležitějších přístrojů ve mlýnech pro stanovení reologické vlastnosti těsta (Hrušková, Šmejda, 2003). Popis přístroje Alveograf Chopin Alveograf Chopin je tvořen třemi částmi: A. Hnětač – pro přípravu těsta B. Registrační zařízení – záznam křivky C. Alveograf – pro deformaci vzorku těsta

Obr. 3 Části alveografu

31

Princip stanovení Přístroj alveograf hodnotí změny těsta s konstantním obsahem vody při tzv. biaxiální deformaci (deformace ve dvou směrech) plátku těsta napínaného tlakem plynu. Moderní varianta označená jako alveokonzistograf umožňuje stanovit v části označené jako konzistograf vaznost mouky a následně se připravuje těsto s tzv. adaptovanou hydratací. (Příhoda, Hrušková, 2007). Alveokonzistograf kombinuje činnost Alveografu a Konzistografu. Oproti alveografu je vybaven tlakovým snímačem, umístěným ve stěně hnětače. Přístroj tak dokáže provést následující čtyři úkony:  Měření hydratačního potenciálu – vaznosti  Měření chování těsta během hnětení při adaptované hydrataci  Měření deformace těsta připraveného při konstantní hydrataci (podle vlhkosti)  Měření deformace těsta připraveného při adaptované hydrataci dle vaznosti určené konzistografem (Biopro, 2008) Tímto postupem získané výsledky deformace lépe odpovídají měření vlastností pšenice na extenzografu (Příhoda, Hrušková, 2007). Hlavním rozdílem alveografu oproti extenzografu je biaxiální měření roztažnosti oproti uniaxiálnímu - nafukování bubliny versus roztahování hákem (Banu a kol., 2011). U alveografu jde o geometricky komplikovanější deformaci, která více odpovídá skutečné deformaci bublinek plynu těsta při fermentaci (Prugar a kol., 2008).

32

Postup stanovení Vzorek 250 g mouky se smíchá se solným roztokem a vytvoří se těsto. Z těsta se vytvoří 5 plátků těsta o velikosti 4,5 cm a nechají se odpočinout v temperované komoře při teplotě 25 °C asi 20 minut. Každý plátek těsta je testován jednotlivě tak, že je nafukován do tvaru bubliny, která narůstá a následně praská. Tlak uvnitř bubliny je zaznamenáván a zakreslován do křivky v závislosti na čase. Křivka zakreslená alveografem je determinována sílou lepku, jelikož se měří síla při protržení bubliny těsta. Z rozměrů a tvaru křivky se odvozují parametry P, L a W, pomocí kterých se hodnotí pekařské vlastnosti mouky (Wheat marketing center, 2008). Obr. 4,5,6,7 v jednotlivých krocích stručně graficky znázorňují průběh čtyř fází měření.

Obr. 4 Výchozí bod.

Obr. 5 Vzorek těsta je vystaven tlaku vzduchu (tažnost).

Obr. 6 Vzorek těsta se rozpíná do tvaru bubliny.

Obr. 7 Bublina praská. Konec testu.

33

Interpretace výsledku Měřením pěti plátků se získá 5 křivek, z nichž jedna je v případě tvarového odchýlení vyřazena. Software následně vygeneruje křivku průměrnou – alveogram (Obr. 8).

Obr. 8 Interpretace alveografické křivky Parametry, které jsou výstupem z alveogramu mají následující význam: Hodnota P je také nazývána maximální přetlak a značí maximální výšku křivky v mm H2O vynásobená faktorem 1,1. Tento parametr popisuje viskozitu a soudržnost vzorku. Parametr P bývá také definován jako indikátor odpor těsta proti deformaci. Jak hodnota P roste, roste také odpor. Hodnota L udává tažnost. Je to průměrná délka křivky v mm, měřená od bodu, kdy se bublina z těsta začíná nafukovat a bodem, kdy praská a tlak náhle klesá. Parametr L je běžně používán jako ukazatel roztažnosti těsta. Parametr W se nazývá deformační energie a udává sílu, potřebnou na nafouknutí bubliny do okamžiku prasknutí. Jinak řečeno se jedná o plochu pod křivkou v grafu. Tato hodnota se často spojuje s pekařskou sílou mouky a vaznost vody obyčejně stoupá spolu s hodnotou W. Stejně tak stoupá i objem pečiva. Plochu křivky vypočítává software a jednotkou této energie je J.10-4 vztažená na 1g těsta. Poměr P/L udává základní vlastnosti lepku, nebo také rovnováhu mezi elasticitou a plasticitou (poměr maximálního přetlaku a tažnosti těsta). Běžné hodnoty 0,4-0,9 jsou považovány jako vhodné pro výrobu pečiva. Jak tato hodnota roste k určitému bodu, těsto začíná být příliš nepoddajné a tvoří se méně klenutý bochník s tuhou kůrkou.

34

Naopak při nízkém poměru P/L je těsto příliš roztažitelné. Ideální je proto vyrovnaná hodnota. Hodnota P/L je také nazývána konfigurace alveografické křivky. Ie je index elasticity a je vypočítán podle vzorce (P200/P) x 100. Hodnota P200 je tlak, který působí v místě 4 cm vzdáleném od začátku křivky. G (index rozpínání – swelling index) je vyjádřen druhou odmocninou objemu vzduchu, potřebného k protržení bubliny. Tato hodnota je vyjádřením roztažnosti těsta (Hadnadev a kol., 2011). Předností alveografu je hlavně rychlost stanovení. Dále se alveograf jeví jako velmi vhodný pro posuzování kvality mouky, používané pro výrobky, u kterých je vyžadována nižší výtěžnost těsta (mouka se slabším lepkem), jako jsou těsta pro výrobu krekrů, oplatků, slaných tyčinek apod. (Hubík, Novotný, 1997). Tato mouka má nízkou hodnotu P a vysokou hodnotu L (tažnost těsta). Příklad alveografické křivky pro mouku se slabým lepkem znázorňuje Obr. 9. Mouky s kvalitním lepkem (Obr. 10) mají vyšší hodnotu maximálního přetlaku P a jsou vhodnější pro výrobu chleba (Hadnadev a kol., 2011).

Obr. 9 Křivka se slabým lepkem

Obr. 10 Křivka mouky se silným lepkem

Obecně řečeno, silné mouky jsou charakterizovány vysokým W a nízkou nebo střední hodnotou L. Vhodnost jednotlivých mouk pro konkrétní účely na základě alveografických hodnot se liší v rámci jednotlivých zemí a je ovlivňován dostupností suroviny určité kvality. Hodnoty maximálního přetlaku P pro standartní kvalitu jsou v rozmezí 60-80 mm H2O, velmi dobrá kvalita pšenice dosahuje hodnot 80-100 mm H2O, extra silné pšenice mají P vyšší než 100 mm H2O. 35

L (tažnost) 100 mm je obecně považována za dobrou, ačkoliv pro některé účely je vyžadována hodnota ještě vyšší (např. výroba sušenek). Konfigurační poměr P/L je běžně využíván v obchodním styku, kde hodnoty od 0,50 indikují těsto velmi roztažné a nepoddajné nebo středně roztažné a méně poddajné. Hodnoty 1,50 pak značí těsto velmi silné a středně roztažné. Surovina s P/L hodnotou v rozmezí 0,40-0,80 je vhodná pro pekařské účely. Pšenice pro pečivárny by měla mít hodnotu P/L menší než 0,50. Pšenice pro pečivárenskou produkci má hodnotu deformační energie W nižší než 115 (10-4 J), pšenice standartní kvality je charakterizována W hodnotou v rozmezí 160200, zatímco dobrá kvalita dosahuje hodnot 220-300 a vyšších než 300. Je běžné, že parametry odvozené z Alveogramu jsou používány pro hodnocení pšenic během skladování pekařskými společnostmi v různých zemích. Testy fyzikálních parametrů na Extenzografu a Alveografu jsou používány při určení charakteristik pro mísení těsta a využití pro pekárenskou produkci. Různé experimentální studie zjistily korelaci mezi kvalitou lepku a alveografickými parametry (Konopka a kol., 2004). Hrušková a Šmejda (2003) zase uvádí, že pouze při některých vědeckých pokusech byl zjištěn korelační vztah mezi alveografickými hodnotami a objemem pečiva, protože měření může být podle některých autorů znesnadněno přítomností poškozeného škrobu. Bettge a kol. (1989) zkoumali vliv hodnot naměřených alveografem na pekařské vlastnosti mouk pro výrobu chleba a nejprůkaznější korelaci s objemem pečiva při statistickém zpracování našli u hodnoty tažnosti L. Alveograf se ukázal být užitečný také při hodnocení kvality mouky pro výrobu palačinek. Mezi ostatními ukazateli se ukázaly být nejlepšími indikátory při posouzení výsledného produktu charakteristiky tažnost těsta G a deformační energie W (Indrani a kol., 2006).

36

Následující tabulka (Tab. 5) ukazuje orientační hodnoty dvou reologických parametrů (W a P/L) a přibližný tvar alveografické křivky. Předpokládané použití mouk s takovýmito parametry je popsáno v levém sloupci. Tab. 5 Vliv hodnot alveografu na pekařskou kvalitu pšenice (HGCA, 2008)

Vhodné pro chlebovou mouku. Tvoří pevné a tažné těsto s vynikajícím potenciálem pro pekařské využití. Vysoký maximální přetlak (P) Delší doba do prasknutí bubliny (L)

Hodnota P/L: 0,5 - 0,9 Hodnota W: >200

Vhodné pro výrobu chleba a pekárenských výrobků - většina odrůd z této skupiny má potenciál pro výrobu chleba Nízký poměr P/L

Hodnota P/L: 0,4 - 0,9 Hodnota W: 170 - 310

Vhodné pro pečivárenskou výrobu vytváří roztažitelná těsta, použití na výrobu sušenek a pro míchání s kvalitnějšími moukami Nízký maximální přetlak (P) Delší doba (L)

Hodnota P/L: 0,2 - 0,4 Hodnota W: 70 - 100

Vhodné pouze pro krmné účely. Tvoří tuhé, neelastické těsto Vysoký maximální přetlak (P) Kratší doba do prasknutí bubliny (L)

Hodnota P/L: 0,3 - 1,5 Hodnota W: 60 - 140

Hlavním omezením použití Alveografu, stejně jako Extenzografu je vysoká spotřeba vzorku, což je limitující faktor např. v novošlechtění. Pro tyto účely byly vyvinuty mikro-extenzografické metody, které vykazují významnou korelaci se standartními metodami. Další nevýhodou je absence základních reologických jednotek odporu a napětí. Rozměry vzorku a jeho geometrie se může značně lišit, což způsobuje nestejnorodost mezi stanoveními a znemožňuje tak definování reologických parametrů (Hadnadev a kol., 2011). Alveografické měření navíc vyžaduje mnoho času a nákladného přístrojového vybavení. Pro rychlejší stanovení, jak uvádí Hrušková, Šmejda (2003) již některé mlýny využívají metody NIR spektroskopii, která je schopna některé reologické charakteristiky předpovědět. 37

4. MATERIÁL A METODIKA 4.1. Materiál V rámci pozorování byly hodnoceny mouky odrůd pšenice ozimé, sklizených v průběhu let 2003-2010 a dodaných ke zpracování do mlýnů skupiny PENAM. Součástí byly i vzorky a výsledky získané ze šlechtitelských stanic. Do statistického souboru bylo zařazeno celkem 80 odrůd pšenice ozimé. Zařazení do jakostních kategorií uvádí Tab. 6. Tab. 6 Zařazení odrůd pokusného souboru do jakostních skupin jakostní Odrůdy skupina Elitní E Akteur, Ebi, Federer, Ludwig, Magister, Sulamit A Aladin, Alana, Alibaba, Bakfis, Baletka, Banquet, Barroko, Barryton, Batis, Bill, Bodyček, Bohemia, Brilliant, Caphorn, Clever, Complet, Cubus, Darwin, Drifter, Elly, Eurofit, Globus, Graindor, Hana, Helmut, Ilias, Iridium, Jindra, Karolinum, Kerubino, Manager, Megas, Mulan, Nela, Niagara, Raduza, Samanta, Saskia, Sultan B Apache, Buteo, Hedvika, Henrik, Košútka, Meritto, Nikol, Orlando, Pitbull, Rheia, RW Nadal, Secese, Seladon, Simila, Svitava, Šárka, Vlasta C Bagou, Biscay, Clarus, Corsaire, Dromos, Estica, Etela, Florett, Grandios, Hermann, Heroldo, Kodex, Mladka, Rapsodia, Sakura, Semper, Sirael, Versailles

Z tohoto souboru odrůd byly pro hodnocení rozdílů mezi skupinami a odrůdami vybrány vždy 4 odrůdy z každé jakostní skupiny, u kterých bylo k dispozici nejvíce vzorků. 4.1.1.

Stručná charakteristika vybraných odrůd:

Ve výběru byly zastoupeny následující odrůdy: Akteur (E) - Polopozdní až pozdní odrůda se střední odnožovací schopností a dobrou odolností k přezimování. Rostliny jsou středně vysoké s dobrou odolností k poléhání, porůstání zrna v klasu a dobrým zdravotním stavem (vysoká odolnost vůči padlí, braničnatkám a fusariím, nižší odolnost proti rzi travní a plevelové). Zrno je velké a vysoce kvalitní. Má velmi vysokou objemovou hmotnost. Ebi (E) - Pozdní až velmi pozdní odrůda s delším stéblem, střední odolností k poléhání a dobrým přezimováním. Je středně odolná k chorobám a méně odolná k napadení rzí a padlím. Vyznačuje se dobrým obsahem N-látek, vysokou hodnotu sedimentačního testu, dobrým obsahem lepku a patří k odrůdám, které dosahují nejlepšího měrného objemu pečiva. Dosahuje velmi stabilního výnosu ve všech oblastech, kromě kukuřičné. 38

Ludwig (E) - Polopozdní, středně odnožující odrůda vysokého vzrůstu, vyznačující se velmi vysokým výnosem zrna ve všech výrobních oblastech a velkým zrnem. Vykazuje střední odolnost k poléhání i k vyzimování a dobrou odolnost k chorobám. Sulamit (E) - Středně raná odrůda, vhodná zejména do řepařské výrobní oblasti. Vyznačuje se vysokou odolností k poléhání i porůstání zrna a je odolná k vyzimování. Odolnost k chorobám je dobrá, není citlivá na předplodinu a snáší i pozdní výsev. Cubus (A) - Polopozdní odrůda nízkého vzrůstu, středně odnožující se střední odolností k poléhání a střední odolností k vyzimování. Zrno je středně velké s nižší odolností k porůstání, ale poskytuje vysoké až velmi vysoké výnosy. Má velmi dobrý zdravotní stav a vyznačuje se velkou objemovou hmotností. Darwin (A) - Pozdní odrůda klasového typu, středně až méně odnožující, se střední až nižší zimovzdorností a dobrou schopností jarní regenerace. Setí po obilovinách a kukuřici lze při klasickém zpracování půdy. Je středního vzrůstu, středně odolná poléhání se střední odolností ke komplexu chorob mimo nižší odolnosti k padlí travnímu na listu. Je středně odolná až odolná porůstání a vykazuje nadprůměrné výnosy ve všech výrobních oblastech. Globus (A) - Středně pozdní až pozdní odrůda nižšího až středního vzrůstu s vysokou odolností k poléhání a vynikajícím zdravotním stavem. Má nižší odolnost k poléhání i k vyzimování, ale výbornou odolnost k padlí travnímu a rzím. Je vhodná do všech výrobních oblastí, kde poskytuje nadprůměrné výnosy. Samanta (A) – starší odrůda, registrovaná roku 2003, často se používá jako referenční odrůda. Hedvika (B) - Pozdní odrůda chlebové jakosti se středně vysokým až vysokým výnosem doporučená pro pěstování v kukuřičné, řepařské a obilnářské oblasti. V bramborářské oblasti má středně vysoký až nízký výnos. Rostliny jsou středně vysoké, středně odnožující, zrno je středně velké. Předností odrůdy je odolnost proti napadení braničnatkou plevovou v klasu a padlím travním v klasu. Má menší odolnost proti poléhání. Meritto (B) - Středně raná odrůda chlebové jakosti doporučená pro pěstování v kukuřičné a řepařské oblasti, kde má středně vysoký až vysoký výnos. V obilnářské a bramborářské oblasti je rizikem náchylnost k napadení plísní sněžnou. Rostliny jsou vysoké, středně odnožující, zrno je středně velké. Je mrazuvzdorná, ale má menší 39

odolnost proti poléhání, napadení padlím travním na listu, listovými skvrnitostmi a rzí pšeničnou. Je náchylná k napadení plísní sněžnou. Má nízký obsah dusíkatých látek a nízkou úroveň čísla poklesu. Rheia (B) - Poloraná odrůda středně vysokého vzrůstu a střední až nižší odolností proti poléhání. Má velmi dobrou mrazuvzdornost, nízkou odolnost proti napadení plísní sněžnou. Dosahuje vysoké objemové hmotnosti. Je to plastická odrůda vhodná do všech oblastí pěstování, má dobrou použitelnost i v sušších podmínkách Dosahuje dobrých výnosů i při nižší intenzitě pěstování Má střední odolnost vůči chorobám a nižší odolnost proti napadení padlím na listu. Svitava (B) - Pekařská poloraná až polopozdní odrůda. Rostliny nízké, odrůda dle provokačních testů středně odolná proti vyzimování, středně odolná až odolná proti poléhání. Zrno velké. Středně odolná proti napadení padlím travním na listu a v klasu. Méně odolná proti napadení braničnatkami na listu. Středně odolná proti napadení braničnatkou plevovou v klasu. Méně odolná proti napadení rzí pšeničnou. Je odolná proti napadení rzí plevovou, středně až méně odolná proti napadení rzí travní. Objem pečiva střední, obsah N-látek střední až nízký, hodnota SDS testu střední, vaznost mouky vysoká, hodnota čísla poklesu velmi vysoká, objemová hmotnost velmi vysoká. Středně odolná proti porůstání zrna. Biscay (C) - pozdní odrůda s krátkým stéblem, s výbornou odolností proti poléhání a střední odnožovací schopností. Má nižší mrazuvzdornost, střední až dobrou odolnost k chorobám a nižší odolnost proti napadení listovými skvrnitostmi. Velikost zrna je střední. Výhodou je plasticita odrůdy, univerzální využití pro všechna stanoviště, půdní typy a klimatické podmínky. Clarus (C) - byla registrována v ČR v roce 2003 po tříletých odrůdových zkouškách jako krmná odrůda. Vyniká zejména velmi dobrým zdravotním stavem, vysokou odolností rzi pšeničné a padlí travnímu, dobrou odolností plísni sněžné, listovým skvrnitostem a chorobám pat stébel. Velmi dobrý zdravotní stav je podpořen i odolností proti poléhání. Tyto vlastnosti spolu s vysokým výnosem řadí Clarus jako vhodnou odrůdu i pro střední intenzitu pěstování. Dosažení potravinářské jakosti u Clarusu je velmi ojedinělé, protože typický pro tuto odrůdu je nízký sediment, číslo poklesu a objemová hmotnost. Tyto parametry, zejména nižší číslo poklesu, jsou však žádoucí pro zpracování na výrobu bioetanolu. 40

Mladka (C) - Poloraná odrůda ozimé pšenice, registrována v roce 2002. Mladka vyniká velmi vysokým výnosem zrna ve všech oblastech, stabilitou výnosu zrna ve všech letech a oblastech zkoušení ÚKZÚZ. Mladka výrazně přispívá k naplnění poptávky po krmných pšenicích. Vykazuje dobrou odolnost k poléhání, dobrou odolnost k porůstání zrna a střední odolnost k chorobám a vyzimování. Rapsodia (C) - byla registrována v ČR v roce 2003 po tříletých odrůdových zkouškách jako krmná odrůda s velmi dobrým výnosem, zdravotním stavem a vysokou odolností k poléhání. V letech 2005 a 2006 byla nejvíce pěstovanou krmnou odrůdou v ČR. Dosažení potravinářské jakosti u Rapsodie je možné, ale velmi zřídka. Typické pro tuto odrůdu je nižší sediment, číslo poklesu a objemová hmotnost. Tyto parametry, zejména nižší číslo poklesu, jsou však žádoucí pro zpracování na výrobu bioetanolu.

4.2. Metodika Vzorky zrna (mouky) byly podrobeny analýzám. Byly stanoveny následující parametry jakosti: 1. vlhkost – vážkově podle normy ČSN ISO 712 2. objemová hmotnost – obilním měřičem dle normy ČSN 7971-2 3. Číslo poklesu – přístroj Falling Number 1600 dle normy ČSN EN ISO 3093 4. Obsah mokrého lepku – vypíračem lepku (PN 235/93 (ICC 155)) 5. Lepkový index (GI) - přístrojem Glutomatic 2200 (PN 235/93) 6. Zelenyho test – PN 252/95 7. Obsah dusíkatých látek – (PN 252/95) 8. Deformační energie W a poměr P/L - přístrojem Alveograf Chopin (ČSN EN ISO 27971) Výsledky byly konfrontovány s požadavky firmy Penam. Kompletní tabulka hodnocení interní normy Penam (Tab. 7), třídí vzorky do tří jakostních skupin podle 12 kritérií, přičemž reologické parametry* jsou zjištěny až po semletí zrna na mouku a nemají povahu rozhodčích parametrů pro kategorizaci suroviny. Stejnou váhu má také Gluten index*, jehož případný podlimitní výsledek nesnižuje zařazení do jedné ze tří kategorií jakosti (A, B, C). 41

Tab. 7 Podniková norma Penam Požadavek

hodnota

A

B

C

vzorkování (jako zrno) vlhkost v % hmotnosti

souhrnný vzorek max.

četnost zkoušky každá dodávka

14,5

14,5

15

každá dodávka

lepek % v sušině mokrý lepek % v sušině dusíkaté látky v% číslo pádu v s

min.

28

26

23

každá dodávka

min.

31

29

26

každá dodávka

min.

13,2

12,2

11,2

každá dodávka

min. max.

po dohodě možno 150170-400 30

ČSN EN ISO 3093

min.

190 400 vyšší dohoda 30

každá dodávka

Zelenyho test v ml Alveograf. Energie (W)* Alveograf. poměr (P/L)* Objemová hmotnost kg/hl Příměsi v % Nečistoty v % Gluten index – GI*

230 400 vyšší -dohoda 40

každá dodávka

PN 252/95

min.

220

190

170

0.45-1,0

0.45-1,0

0.45-1,2

min.

80

77

76

Dle směrnice P-Q-82-01-01 Dle směrnice P-Q-82-01-01 každá dodávka

ČSN EN ISO 27971 ČSN EN ISO 27971 ČSN EN ISO 7971

max. max. min.

4 0,3 70

4 0,5 55

6 0,5 40

každá dodávka každá dodávka každá dodávka

LM-M-4 LM-M-4 PN 235/93

rozmezí

42

metodika stanovení ČSN EN ISO 24333 ISO 7700-1 ČSN EN ISO 712 ČSN 46 1011-9 PN 235/93 (ICC 155) PN 252/95

4.2.1.

Zpracování a vyhodnocení výsledků

V první fázi byl hodnocen soubor všech získaných dat od všech odrůd. Odrůdy byly setříděny do skupin dle jakosti. Následně byly statisticky vyhodnoceny jednofaktorovou analýzou variance (ANOVA) rozdíly mezi skupinami pro pro vybrané parametry jakosti. Hodnocení ANOVY i následné testování podle Tukeye bylo provedeno za využití software STATISTICA 8.0 (StatSoft, Inc.). Pro detailnější hodnocení byly z každé jakostní skupiny zvoleny 4 odrůdy (viz část 4.1 Materiál) s nejčastějším zastoupením pokusných vzorků, aby byla dosažena co největší reprodukovatelnost a objektivnost výsledků při hodnocení rozdílů mezi skupinami i odrůdami. K hodnocení rozdílů byla opět využita ANOVA. V další části byly odrůdy porovnány v rámci celého souboru reologických dat s cílem definovat odrůdy s nejvyšší pekárenskou kvalitou. Data byla v tabulkovém procesoru Microsoft Excel vyfiltrována pomocí kritérií určujících pekárenskou kvalitu vycházejících z podnikové normy fy PENAM. Dalším krokem bylo stanovení vztahů mezi vybranými parametry kvality v rámci celé skupiny odrůd, mezi jakostními skupinami a také vybranými odrůdami. K hodnocení byla použita korelační analýza a byly vypočteny korelační koeficienty na hladině významnosti α = 0,05 (Stávková Dufek, 2005). Na seskupení datových řad, průměry, korelační analýzu a tvorbu grafů bylo využito tabulkového procesoru Microsoft Excel 2010. Jednofaktorová analýza variance (ANOVA) byla provedena za použití statistického softwaru STATISTICA 8.0. Posledním krokem bylo vyjádření počtu vzorků celého souboru odrůd, které vyhověly podnikové normě firmy PENAM (mohly být zařazeny do jedné ze tří kategorií – A, B, C), a to v procentech za jakostní skupinu. K tomuto účelu byl použit datový filtr softwaru Microsoft Excel.

43

5. VÝSLEDKY A DISKUZE 5.1. Hodnocení kvalitativních parametrů a rozdílů mezi skupinami odrůd U všech odrůd pšenice zařazených do sledování byly hodnoceny parametry: číslo poklesu, obsah lepku, GI, Zelenyho sedimentační index, obsah N-látek a z alveografických charakteristik W a P/L. Rozdíly mezi jednotlivými jakostními skupinami jsou zřetelné z grafů, které srovnávají průměry stanovovaných parametrů (Graf 5, Graf 6, Graf 7, Graf 8, Graf 9, Graf 10, Graf 11). ANOVA 0,95 konfidenč ní intervaly 340 330

Číslo poklesu

320 310 300 290 280 270 260 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 5 ANOVA čísla poklesu pro jakostní skupiny pšenice Číslo poklesu významněji ovlivněno nebylo. Je to dáno tím, že toto kritérum je závislé především na průběhu povětrnosti během dozrávání a není tolik závislé na genetickém základu odrůdy. Minimálně se do něj promítá také agrotechnika (Palík a kol., 2009).

44

ANOVA 0,95 konfidenč ní intervaly 38 37 36 35

Lepek

34 33 32 31 30 29 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 6 ANOVA obsahu lepku pro jakostní skupiny pšenice ANOVA 0,95 konfidenč ní intervaly 85

80

75

GI

70

65

60

55

50 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 7 ANOVA Gluten-indexu pro jakostní skupiny pšenice Obsah lepku byl nejvyšší dle očekávání u elitních pšenic (E), za zmínku stojí vyrovnané obsahy u kvalitních (A) a chlebových (B) pšenic. I přes nižší obsah mokrého lepku u kvalitních pšenic byla jeho kvalita posuzovaná prostřednictvím kritéria Gluten index (GI) velmi blízká skupině elitních pšenic. Potvrdilo se, že chlebové odrůdy mohou dosáhnout poměrně vysokého obsahu lepku, jeho kvalita je ale horší a blíží se spíše pšenicím skupiny C.

45

ANOVA 0,95 konfidenč ní intervaly 56 54 52 50

Zel. Test

48 46 44 42 40 38 36 34 32 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 8 ANOVA Zelenyho testu pro jakostní skupiny pšenice Bobtnatelnost pšeničných bílkovin chlebových pšenic vyjádřená hodnotou Zelenyho testu se od kvalitních pšenic ale příliš neodlišovaly. Stejně tak velkého rozdílu mezi skupinami A a B nedosáhl ani obsah N-látek, který byl v obou případech velmi příznivý. Potvrdila se opět výjimečnost elitních pšenic, které se průkazně od obou těchto skupin odlišovaly extrémně vysokým Zelenyho indexem i obsahem NL, jehož hodnota dosahovala v průměru 14,2 %. Hodnoty deformační energie (W) i poměr P/L tento trend potvrdily. ANOVA 0,95 konfidenč ní intervaly 14,8 14,6 14,4 14,2 14,0

NL

13,8 13,6 13,4 13,2 13,0 12,8 12,6 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 9 ANOVA N-látek pro jakostní skupiny pšenice

46

ANOVA 0,95 konfidenč ní intervaly 300 280 260 240

W

220 200 180 160 140 120 100 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 10 ANOVA deformační energie - W pro jakostní skupiny pšenice ANOVA 0,95 Konfidenč ní intervaly 1,3

1,2

P/L

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7 E

A

B

C

Jakostní skupina

Graf 11 ANOVA parametru P/L pro jakostní skupiny pšenice Z grafů je patrné, že čím se více odrůdy blíží elitní skupině, tím ve většině případů stoupá hodnota parametrů. Výjimkou zůstává konfigurace alveografické křivky P/L (Graf 11). Zde naopak průměr elitní skupiny nabývá nejnižších hodnot. To potvrzuje i Hadnadev a kol. (2011), který pro pekařské účely uvádí ideální rozmezí P/L v intervalu 0,4 – 0,8. Toto rozmezí koresponduje také s údaji, obsaženými v normě společnosti Penam. Následné hodnocení síly závislosti podle Tukeye na hladině významnosti α = 0,05 odhalilo, co je již patrné z grafů: Všechny jakostní skupiny jsou od sebe významně odlišné pouze v případě parametru W – deformační energie (Tab. 8), u jiných parametrů se konfidenční intervaly alespoň u dvou skupin překrývají. 47

Tab. 8 Tukeyův test parametru W pro jakostní skupiny Tukey HSD test; variable W

1 2 3 4

Jakostní skupina E A B C

{1} - 254,04

{2} - 221,55

{3} - 184,16

{4} - 138,14

0,000054

0,000008 0,000008

0,000008 0,000008 0,000008

0,000054 0,000008 0,000008

0,000008 0,000008

0,000008

5.2. Analýza parametrů jakosti vybrané skupiny odrůd Pro jednofaktorovou analýzu variance byly vybrány z každé jakostní skupiny 4 odrůdy s největším počtem pokusných vzorků. Grafy ANOVY byly vykresleny pro parametry: Číslo poklesu (Graf 12), Obsah mokrého lepku (Graf 13), Gluten index (Graf 14), Zelenyho test (Graf 15), obsah N-látek (Graf 16) a alveografické parametry W (Graf 17) a P/L. (Graf 18).

Graf 12 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: číslo poklesu U čísla poklesu (Graf 12) dosahovala nejnižších hodnot chlebová pšenice Svitava, dokonce ještě nižší než všechny vybrané odrůdy z jakostní skupiny C. Překvapením je vysoká hodnota čísla poklesu u krmné odrůdy Biscay, jejíž průměrná hodnota dokonce přesahuje v tomto parametru i elitní odrůdy.

48

Graf 13 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: Mokrý lepek U obsahu lepku (Graf 13) se už více projevuje nadvláda elitních odrůd, které téměř vždy dosahují vyšších hodnot. To však neplatí u odrůdy Sulamit, jejíž průměrná hodnota leží dokonce pod hodnotami kvalitních a chlebových pšenic. Hodnota Gluten indexu této odrůdy však nabývá nejvyšších hodnot ze všech vybraných pšenic. (Graf 14). Nejnižší průměr obsahu lepku byl zjištěn u krmné odrůdy Clarus. Stejně tak průměr parametru Gluten index, společně s dalšími odrůdami skupiny krmných pšenic vykazuje nejnižší hodnoty.

Graf 14 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: Gluten index 49

Graf 15 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: Zelenyho test U Zelenyho sedimentačního indexu, popisujícího bobtnací schopnost pšeničných bílkovin, byl zaznamenán jasný propad u odrůdy Samanta. Podobně nízkých hodnot nabývají také odrůdy krmných pšenic, s výjimkou odrůdy Biscay (Graf 15). Obsah dusíkatých látek opět potvrdil schopnosti elitních odrůd dosahovat vyššího procenta bílkovin.

Graf 16 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: N-látky

50

Graf 17 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: W Průměry reologických parametrů podle očekávání opět vyzdvihují elitní odrůdy, zejména parametr W (Graf 17). Velký propad hodnot deformační energie (W) naopak nastává u krmných odrůd. Co se týká alveografického poměru P/L, od ideálního rozmezí vhodnosti suroviny pro pekařské účely se nejvíce vzdálily odrůdy Cubus (A) a Hedvika (B).

Graf 18 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: P/L Z některých grafů znázorněných výše je vidět, že šíře konfidenčních intervalů je u některých parametrů značně široká. Tato skutečnost může být vysvětlena zejména 51

odlišným původem získaných vzorků a hlavně vlivem ročníku. Dále je patrné, že mezi některými odrůdami je možné nalézt průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 (konfidenční intervaly se nepřekrývají). To však ve většině případů neplatí pro všechny vybrané odrůdy určité jakostní skupiny. Nejmarkantnější pokles hodnot parametrů pekařské jakosti byl zaznamenán u parametrů Zelenyho test, Gluten index a deformační energie, kde byl zpozorován výraznější negativní trend.

5.3. Hodnocení

kompletního

souboru

dat

pomocí

reologických parametrů Při porovnání celkového souboru dat a zahrnutí všech 80 odrůd, můžeme zhodnotit následující skutečnosti: Nejvyšších průměrných hodnot deformační energie W dosáhly pšenice z jakostní skupiny A, a to Barroko (305) a Caphorn (298). Až na třetím místě byla elitní odrůda Sulamit (284). Parametr P/L je vymezen normou Penamu hranicemi 0,45-1,2. Do této hranice se nevešlo 17 z 80 odrůd (počítáno z průměrů za odrůdu). Ideální rozmezí alveografického poměru je dle zkušeností pracovníků laboratoře 0,5-0,8 a hodnota deformační energie 220-280. Těmto hodnotám z hlediska průměru odpovídají nejlépe odrůdy: Akteur, Košútka, Ilias, Eurofit a Ebi. Co se týče dalších parametrů, průměrná objemová hmotnost byla nejvyšší u odrůd Raduza, Magister a Ebi. Procentuální zastoupení lepku bylo nejvyšší u odrůd RW Nadal, Magister a Federer. Nejvyšší hodnoty Gluten indexu dosáhly odrůdy Sakura, Secese a Caphorn. Obsah dusíkatých látek byl nejvyšší u odrůd Bohemia, Košútka, Magister. Zelenyho sedimentační test a jeho kritérium podle ČSN 46 1100-2, které pro pekárenskou pšenici určuje minimálně hodnotu 30 ml, splnila většina odrůd jakostní skupiny E, A, B. Nejvyšší průměrnou hodnotu Zelenyho testu měly odrůdy Seladon (56 ml), Barroko (55 ml), Akteur (54 ml). Pro pádové číslo je rozhodujícím faktorem průběh povětrnosti v období sklizně a je dáno enzymatickou aktivitou uvnitř zrna. Podle Palíka a kol. (2009) by hodnota neměla být menší než 200 a větší jak 400 s. Prugar a kol. (2008) upozorňuje, že hodnoty od 350 do 400 s. značí nízkou enzymatickou aktivitu a vedou k suchému těstu a pečivu s nízkým objemem. Nižší průměrnou hodnotu čísla poklesu než 220 s., což je kritérium normy ČSN 46 1100-2 mělo celkem 6 odrůd: Nikol, RW Nadal, Barryton, Orlando, Bagou a Secese. Hodnotu 350 s. přesáhlo opět 6 odrůd, a to: Heroldo, Drifter, Seladon, Brilliant, Biscay a Globus. V přílohách této práce (Tab. 12) je kompletní soubor dat vybraných parametrů pekařské jakosti. 52

5.4. Korelační vztahy mezi parametry Korelační vztahy mezi všemi stanovovanými parametry určené z kompletního souboru dat jsou zaneseny do Tab. 9. Daný koeficient leží na spojnici řádku a sloupce. Je zřejmé, že většina jakostních ukazatelů jsou na sobě nezávislé. V některých případech vykazují nízkou závislost. V Tab. 10 a Tab. 11, které ukazují korelace v rámci jakostních skupin a tří vybraných elitních odrůd, jsou proto již pouze vztahy týkající se dusíkatých látek a parametru deformační energie. Ve dvou případech u kompletního souboru dat byla zjištěna mírná závislost, a to konkrétně u vztahu mezi obsahem dusíkatých látek a Zelenyho testem, dále pak Zelenyho testu na deformační energii W. U jednotlivých jakostních skupin vždy mírně závisela hodnota Zelenyho testu buď s obsahem dusíkatých látek, nebo s parametrem W. N-látky a jejich vztah k parametru W se projevil pouze u užšího výběru odrůd, přesto pouze mírnou závislostí. Stejně tak ve vztahu ke Gluten indexu (Tab. 11). Význačnou závislost u všech výběrů vykazuje téměř vždy vztah dusíkatých látek na obsahu lepku, což je vzhledem k bílkovinné povaze obou parametrů očekávaný výsledek. Tab. 9 Korelační koeficienty pro všechny jakostní kategorie.

OH Č.p. Lepek GI Zel. test NL W P/L

OH

Č.P.

Lepek

GI

x 0,0501 0,0448 0,0807 0,0222 0,0200 0,0741 0,0000

0,0501 x 0,0009 0,0006 0,0231 0,0098 0,0706 0,0567

0,0448 0,0009 x 0,1041 0,2675 0,6431 0,0832 0,0132

0,0807 0,0006 0,1041 x 0,0000 0,0425 0,1475 0,0015

53

Zel. Test 0,0222 0,0231 0,2675 0,0000 x 0,3262 0,3404 0,0179

NL

W

P/L

0,0200 0,0098 0,6431 0,0425 0,3262 x 0,1387 0,0143

0,0741 0,0706 0,0832 0,1475 0,3404 0,1387 x 0,0209

0,0000 0,0567 0,0132 0,0015 0,0179 0,0143 0,0209 x

Tab. 10 Korelační koeficienty potenciálně závislých parametrů u jednotlivých jakostních skupin Elitní OH Č.p. Lepek GI Zel. Test NL W

A

B

C

NL x x 0,6234 0,2441 0,3887

W 0,0065 0,2059 0,0001 0,0099 0,0497

NL x x 0,6259 0,1922 0,3576

W 0,0052 0,0617 0,0476 0,0251 0,1933

NL x x 0,6548 0,0916 0,3230

W 0,0210 0,0753 0,1661 0,0206 0,1417

NL x x 0,6179 0,0040 0,1214

W 0,1138 0,0983 0,0232 0,3605 0,4488

x 0,0373

0,0373 x

x 0,0878

0,0878 x

x 0,1993

0,1993 x

x 0,0734

0,0734 x

Tab. 11 Korelační koeficienty vybraných elitních odrůd

OH Číslo poklesu Lepek GI Zel. Test NL W

Akteur NL W x 0,2442 x 0,3383 0,7629 0,0002 0,4222 0,0219 0,4849 0,1645 x 0,0013 0,0013 x

Sulamit NL W x 0,0309 x 0,2229 0,6189 0,5905 0,1019 0,1699 0,6158 0,0302 x 0,4059 0,4059 x

Ludwig NL W x 0,0007 x 0,0407 0,8162 0,3612 0,3989 0,3804 0,2361 0,2555 x 0,3302 0,3302 x

Z těchto výsledků vyplývá, že je velmi obtížné z těchto základních charakteristik pekařské jakosti předpovědět hodnoty reologických parametrů. Na vině by mohl být rozptyl naměřených hodnot deformační energie W v různých ročnících a na různých pěstebních plochách, který zjistil také Tanács a kol. (2008). V souladu s tímto zjištěním je i studie, kterou provedl Reese a kol. (2007), který se zabýval pšeničnou bílkovinou a její možností predikovat kvalitu pšenice. Regresní analýza mezi proteinem a alveografickým parametrem W ukázala u jedné z pokusných odrůd velmi nízký korelační vztah (r2 = 0,0008), u druhé zase význačnou závislost (r2 = 0,74). Rasper a kol., (1986) také zjistil korelační vztah mezi obsahem proteinu a většinou alveografických parametrů. Nejsilnější u parametru W (0,603 a 0,673). Obsah proteinu se tedy ukázal v některých případech jako nepříliš spolehlivý indikátor reologických parametrů (Baker a kol., 1999). Mokrý lepek a jeho vztah na parametr W ani jiné alveografické parametry se nepodařilo nalézt (Tanács a kol., 2008). Za další ukazatel, 54

předpovídající kvalitu těsta byl v některých pracích označen parametr tvrdost zrna (Osborne a kol., 2007; Brorsen a kol., 2012). Přestože spolu parametry silně nekorelují, mohou být společně využity pro predikci některých objektivních znaků s poměrně velkou přesností. Różyło, Laskowski (2011) využili pekařské parametry: N-látky, Zeleny test, pádové číslo a deformační energii na tvorbu algoritmu pro výpočet výsledného objemu pečiva a tvrdosti kůrky.

5.5. Zařazení do tříd kvality dle normy Penam Kompletní soubor dat byl porovnán s podnikovou normou Penam (Tab. 7). Po vyřazení vzorků s neúplnými daty zůstalo celkem 693 vzorků. Parametr vlhkost, společně s dalšími parametry normy, které nebyly obsaženy v souboru nebo nemají vliv na snížení jakostní kategorie, byly vyňaty z hodnocení. Limitní číslo poklesu bylo nastaveno na 150 s. Kvalitativními parametry nakonec prošlo 378 z 693 vzorků. U elitních pšenic vyhovělo 62 ze 71 vzorků, 216 z 348 z kategorie A, 75 ze 138 u kategorie B, 25 ze 136 u C pšenic. Procentuální vyjádření nabízí Graf 19. 100% 90%

87%

80% 70%

62%

60%

54%

50% 40% 30% 18%

20% 10% 0% elitní

A

B

C

Graf 19 Procentuální vyjádření vzorků jednotlivých jakostních skupin vyhovující normě Penam

55

6. ZÁVĚR Použití reologických metod za účelem testování kvality suroviny pro výrobu pečiva patří v České republice ke standardu. Jedním z přístrojů, sloužícím k tomuto účelu je Alveograf, používaný s úspěchem v laboratořích mlýnů firmy Penam. Přesto základní pekařské charakteristiky, zjišťované ještě před samotným reologickým hodnocením (obsah N-látek, mokrý lepek, Zelenyho test, pádové číslo aj.) mají větší váhu při klasifikaci kvality suroviny. Reologické stanovení je však velmi důležitý a nenahraditelný článek v technologickém procesu a představuje přesnější vyjádření chování těsta v pekařské výrobě. Nezastupitelnost vypovídací schopnosti reologických parametrů je potvrzena skutečností, že se i v rámci této práce nepodařilo nalézt pevný korelační vztah mezi základními technologickými parametry a hodnotami změřenými na Alveografu. Podle očekávání dopadlo hodnocení jednotlivých parametrů v rámci jakostních skupin ozimé pšenice, kdy většina odrůd vyšší jakostní kategorie dosahovala zároveň i příznivějších hodnot daných parametrů. Ty většinou kopírovaly vzestupný trend a nejprůkaznější rozdíly mezi skupinami byly nalezeny právě u parametru deformační energie (W). Stejné očekávání se potvrdilo při konfrontaci dat s podnikovou normou, kdy jejím kritériím vyhovělo největší procento vzorků právě z elitní skupiny. Velké rozdíly mezi měřenými vzorky stejné odrůdy dávají tušit, že faktorů podílejících se na výsledné kvalitě je mnohem více a mohou být dokonce důležitější než pouze genetický základ. Vnější faktory, jako jsou průběh povětrnosti, agrotechnika, lokalita apod. mohou mít značný vliv na kvalitu výsledného produktu a proto je musíme mít při hodnocení kvality neustále na zřeteli.

56

7. POUŽITÁ LITERATURA 1. BAKER, S., HERRMAN, T. J., & LOUGHIN, T. (1999). Segregating hard red winter wheat into dough factor groups using single kernel measurements and whole grain protein analysis. Cereal Chemistry, 76(6), 884-889. 2. BANU, I., STONESCU, G., IONESCU, V., APRODU, I. Estimation of the baking quality of wheat flours based on rheological parameters of the mixolab curve, Czech J. Food Sci., 29 (2011): 35-44 3. BETTGE, A., RUBENTAHLER, G. L., POMERANZ, Y. Alveograph algorithms to predict functional properties of in bread and cookie baking. In Cereal Chemistry, 66, [s.l.] : [s.n.], 1989. s. 81-86. 4. Biopro [online]. 2008 [cit. 2008-11-18]. Dostupný z WWW: <www.biopro.cz>. 5. BUREŠOVÁ, Iva, PALÍK, Slavoj, SEDLÁČKOVÁ, Irena. Hodnocení kvality pšenice a žita 2001, 2002, odhad 2003. Qualima 2003 Hradec Králové [online]. 2002 [cit. 2009-2-24]. Dostupný z WWW: <www.vukrom.cz />. 6. BRORSEN, B. Wade, Patricia RAYAS-DUARTE a Dasheng JI. Predicting Rheological Properties of Wheat Dough Based on Wheat Characteristics. Journal of Agricultural Science. 2011-12-29, roč. 4, č. 3, s. -. ISSN 1916-9760. Dostupné z: 7. CODINA, GEORGIANA GABRIELA, DESPINA BORDEI a VASILE PASLARU. The effects of different doses of gluten on Rheological behaviour of dough and bread quality. Roumanian Biotechnological Letters. 2008 (Vol. 13, No. 6), 37-42. 8. CODINA G.G., MIRONEASA S., BORDEI D., Leahu A. (2010): Mixolab versus alveograph and Falling Number. Czech J. Food Sci., 28: 185–191. 9. CODINA, G. G., MIRONEASA, S., MIRONEASA, C., Popa, C. N. and TAMBA-BEREHOIU, R. (2012), Wheat flour dough Alveograph characteristics predicted by Mixolab regression models. Journal of the Science of Food and Agriculture, 92: 638–644. doi: 10.1002/jsfa.4623

57

10. COLLAR, C., BOLLAIN, C., ROSELL, C.M. (2007). Rheological Behaviour of Formulated Bread Doughs During Mixing and Heating. Food Science and Technology International, 13, 99-107. 11. DOBRASZCZYK, B. J. & MORGENSTERN, M. P. (2003). Rheology and the Breadmaking Process. Journal of Cereal Science, Vol. 38, No. 3, (November 2003), pp. 229-245, ISSN 0733-5210 12. DUCSAY, L., RYANT, P. Effect of different froms of nitrogen fertilizers applied in the end of tillering on yield and quality of winter wheat grain. Acta universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis, 2005, roč. 53, č. 4, s. 43–50. 13. DUDÁŠ, F., PELIKÁN, M. Využití produktů rostlinné výroby: návody do cvičení. 2. vyd. Brno : [s.n.], 1992. 177 s. ISBN 80-7157-009-5. 14. HADNADEV, T. D., POJIC, M., HADNADEV, M., TORBICA, A. (2011). The Role of Empirical Rheology in Flour Quality Control, Wide Spectra of Quality Control, Isin Akyar (Ed.), ISBN: 978-953-307-683-6, InTech, 15. HGCA. Chopin Alveograph Guide [online]. 2008 [cit. 2008-11-08]. Dostupný z WWW: <www.hgca.com/document.aspx?fn=load&media_id=471>. 16. HORÁKOVÁ, Vladimíra. Pekařská jakost odrůd pšenice a žita registrovaných v roce 2011. Obilnářské listy. 3/2011, č. 3-4, s. 82-84. 17. HRUŠKOVÁ, M., ŠMEJDA, P. Wheat flour dough alveograph characteristics predicted by NIRSystems 6500. In Czech Journal of Food Sciences. [s.l.] : [s.n.], 2003. s. 28-33. 18. HŘIVNA, Luděk. Výnos a kvalita pšenice ozimé a jarního ječmene po hnojení sírou a dusíkem. Brno, 2011. Habilitační práce. Mendelova univerzita v Brně. 19. HUBÍK, Květoslav. Metody hodnocení technologické jakosti potravinářské pšenice. Obilnářské listy [online]. 1995 [cit. 2009-02-24]. Dostupný z WWW: <www.vukrom.cz>. 20. HUBÍK, K., NOVOTNÝ, F. (1997) Nové směry v hodnocení jakosti potravinářské pšenice. Mlyn. Nov., No. 7-8: 8-9.

58

21. INDRANI, D., MANOHAR, R. S., RAJIV, J., RAO, G. V. Alveograph as a tool to assess the quality characteristics of wheat flour for parotta making. Journal of food engineering. [s.l.] : [s.n.], 2007. s. 1202-1206. 22. JANÁK, Vlastislav. Odrůdy PENAM doporučuje – sázka na jistotu. In: Agrofert [online]. 10/2010 [cit. 2012-02-08]. Dostupné z: http://www.agrofert.cz/?pageId=157&volume=2010 23. JIRSA, O., POLIŠENSKÁ, I., PALÍK, S. Kvalita potravinářských obilovin 2011. Obilnářské listy. 3/2011, č. 3-4, s. 53-58. 24. KONOPKA, I., FORNAL, L., ABRAMCZYK, D., ROTHKAEHL, J., ROTKIEWICZ, D. (2004): Statistical evaluation of different technological and rheological tests of Polish wheat varieties for bread volume prediction. International Journal of Food Science and Technology, 39: 11–20. 25. KOSTELANSKÝ, František a kol. Obecná produkce rostlinná. 2. vyd. Brno : Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2004. 212 s. ISBN 807157-765-0. 26. MATULA, J.: Výživa a hnojení sírou. Vydal VÚRV, v.v.i. v ÚZPI, 2007, ISBN 978-80-87011-15-7 27. MINĚJEV, G. V., PAVLOV, A. N. Agrochemické základy zvyšování jakosti pšenice. SZN Praha, 1984. 256 s. 28. MIRSAEEDGHAZI, H., EMAM-DJOMEH, Z., MOUSAVI, S. (2008). Rheometric measurement of dough rheological characteristics and factors affecting it. Int J Agric Biol 10, 112–119. 29. MÍŠA, P., TICHÝ, F. Produktivní hustota porostu a výnos zrna u vybraných odrůd ozimé pšenice. Obilnářské listy. 1.1.2008, č. 16, s. 103-108. 30. MUCHOVÁ, Z. Faktory ovplyvňujúce technologickú kvalitu pšenice a jej potravinárske využitie. Nitra: SPU v Nitre, 2001, 112 s. ISBN 80-7137-923-9. 31. NOVOTNÝ F., HUBÍK K. Nové směry v hodnocení jakosti potravinářské pšenice Část I: Hodnocení z pohledu odrůdového zkušebnictví ÚKZÚZ Brno [online]. 2006 [cit. 2012-02-9]. Dostupné z:

59

<www.agrokrom.cz/texty/Obilnarske_listy/novotny_nove%20smery%20v%20h odnoceni_1%20cast_973.pdf >. 32. OSBORNE, B. G., HENRY, R. J., & SOUTHAN, M. D. (2007). Assessment of commercial milling potential of hard wheat by measurement of the rheological properties of whole grain. Journal of Cereal Science, 45(2), 122-127. 33. PALÍK, S., BUREŠOVÁ, I., EDLER, S., SEDLÁČKOVÁ, I., TICHÝ, F., VÁŇOVÁ, M. Metodika pěstování ozimé pekárenské pšenice. Kroměříž: Agrotest fyto, s.r.o., 2009, 68 s. ISBN 978-80-86888-07-1. 34. PELIKÁN, M., SÁKOVÁ, L. Jakost a zpracování rostlinných produktů. 1. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita, Zemědělská fakulta, 2001. 235 s. ISBN 80-7040-502-3. 35. PETR, J. Pěstování pšenice podle užitkových směrů. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2001, 40 s. ISBN 80-7271-090-7. 36. PRUGAR, Jaroslav a kol. Kvalita rostlinných produktů na prahu 3. tisíciletí. Praha: Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a. s., 2008. ISBN: 978-8086576-28-2. 37. PRUGAR, J., HRAŠKA, Š. Kvalita pšenice. Bratislava: Príroda Bratislava, 1986. 38. PŘÍHODA, J., HUMPOLÍKOVÁ, P., NOVOTNÁ, D. (2003): Základy pekárenské technologie. Pekař a cukrář s.r.o., Praha, 363 s. 39. PŘÍHODA, J., SKŘIVAN, J., HRUŠKOVÁ, M. Cereální chemie a technologie I. : Cereální chemie, mlýnská technologie, technologie výroby těstovin. Praha: VŠCHT, 2003. 202 s. ISBN 80-7080-530-7. 40. PŘÍHODA, J., HRUŠKOVÁ, M. Mlynářská technologie (svazek 1) Hodnocení kvality. Praha: Svaz průmyslových mlýnů České republiky, 2007, 187 s. ISBN 978-80-239-9475-9 41. RASPER, V.F., PICO, M.L., FULCHER, R.G. (1986): Alveography in quality assessment of soft white winter wheat cultivars. Cereal Chem., 63: 395-400.

60

42. REESE, C.L., CLAY, D., BECK, D. & ENGLUND, R. 2007. Is protein enough for assessing wheat flour quality? Western Nutrient Management Conference, Salt Lake City, UT, 7, 85–90. 43. RÓŻYŁO, R. a LASKOWSKI, J. Predicting Bread Quality (Bread Loaf Volume and Crumb Texture). Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2011-3-1, roč. 61, č. 1, s. 61-67. ISSN 1230-0322. DOI: 10.2478/v10222-011-0006-8. Dostupné z: http://versita.metapress.com/openurl.asp?genre=article 44. STÁVKOVÁ, J., DUFEK, J. Biometrika. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005, 178 s. ISBN 80-7157-486-4. 45. ŠTÍPEK, K., SHEJBAL, P., ČERNÝ, J., VANĚK, V. Výživa a hnojení pšenice určené (nejen) k potravinářskému využití [online]. 2009. [cit. 8. 3. 2011]. Dostupné z: http://www.vpagro.cz/clanky/obiloviny-clanky/clanek:vyziva-ahnojeni-ozime-psenice-urcene-nejen-k-potravinarskemu-vyuziti 46. ŠVEC, I., HRUŠKOVÁ, M., KRPÁLKOVÁ, M., KOSTOLANSKÁ, M. (2011). Objektivní hodnocení střídy pečiva analýzou obrazu. Chemické listy, 105, 482487, ISSN 0009-2770. 47. TANÁCS L., MATUZ, J., PETRÓCZI, I. M. 2008. Correlations between wet gluten content, valorigraphic value and alveographic parameters of winter wheat., Cereal Research Communications 36(1), pp. 89-95., pp. 89-95 48. VAŇATOVÁ, P. Lze ovlivnit číslo poklesu?. Úroda [online]. 2001[cit. 201203-11]. Dostupné z: http://www.uroda.cz/@AGRO/informacni-servis/Lzeovlivnit-cislo-poklesu__s457x5697.html 49. WEIPERT, D. (1992): Descriptive and fundamental rheometry in a new light. Cereal Foods World, 37, 15-24. 50. Wheat Marketing Center. Wheat and Flour Testing Methods : A Guide to Understanding Wheat and Flour Quality. 2nd edition. [s.l.] : [s.n.], 2008. 70 s. Dostupný z WWW: . 51. ZIMOLKA, Josef. Pšenice, pěstování, hodnocení a užití zrna. Praha: Profi Press, 2005. ISBN: 80-86726-09-06.

61

8. SEZNAM GRAFŮ Graf 1 Srovnání SDS – sedimentačního testu a Zelenyho sedimentačního testu Graf 2 Farinogram pro slabou mouku Graf 3 Farinogram pro silnou mouku Graf 4 Extenzografická křivka Graf 5 ANOVA čísla poklesu pro jakostní skupiny pšenice Graf 6 ANOVA obsahu lepku pro jakostní skupiny pšenice Graf 7 ANOVA Gluten-indexu pro jakostní skupiny pšenice Graf 8 ANOVA Zelenyho testu pro jakostní skupiny pšenice Graf 9 ANOVA N-látek pro jakostní skupiny pšenice Graf 10 ANOVA deformační energie - W pro jakostní skupiny pšenice Graf 11 ANOVA parametru P/L pro jakostní skupiny pšenice Graf 12 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: číslo poklesu Graf 13 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: Mokrý lepek Graf 14 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: Gluten index Graf 15 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: Zelenyho test Graf 16 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: N-látky Graf 17 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: W Graf 18 Jednofaktorová ANOVA vybraných odrůd pro parametr: P/L Graf 19 Procentuální vyjádření vzorků jednotlivých jakostních skupin vyhovující normě Penam

9. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Farinograf Obr. 2 Extenzograf Obr. 3 Části alveografu Obr. 4 Výchozí bod. Obr. 5 Vzorek těsta je vystaven tlaku vzduchu (tažnost). Obr. 6 Vzorek těsta se rozpíná do tvaru bubliny. Obr. 7 Bublina praská. Konec testu. Obr. 8 Interpretace alveografické křivky Obr. 9 Křivka se slabým lepkem Obr. 10 Křivka mouky se silným lepkem 62

10.SEZNAM TABULEK Tab. 1 Vztah základních živin na parametry technologické kvality Tab. 2 Jakostní parametry pšenice potravinářské (ČSN 46 1100-2) Tab. 3 Změna parametrů jakosti pšenice podle ČSN 461100-2 Tab. 4 Minimální hodnoty pro zařazení odrůd do kategorií Tab. 5 Vliv hodnot alveografu na pekařskou kvalitu pšenice (HGCA, 2008) Tab. 6 Zařazení odrůd pokusného souboru do jakostních skupin Tab. 7 Podniková norma Penam Tab. 8 Tukeyův test parametru W pro jakostní skupiny Tab. 9 Korelační koeficienty pro všechny jakostní kategorie. Tab. 10 Korelační koeficienty potenciálně závislých parametrů u jednotlivých jakostních skupin Tab. 11 Korelační koeficienty vybraných elitních odrůd

63