ZMIANY KWASOWOŚCI TŁUSZCZOWEJ W TRAKCIE PRZECHOWYWANIA MĄKI PSZENNEJ I ŻYTNIEJ. Anna Szafrańska

Transkrypt

1 ZMIANY KWASOWOŚCI TŁUSZCZOWEJ W TRAKCIE PRZECHOWYWANIA MĄKI PSZENNEJ I ŻYTNIEJ Anna Szafrańska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Zakład Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa szafranska@ibprs.pl Streszczenie Celem niniejszej pracy było określenie kształtowania się poziomu kwasowości tłuszczowej w mąkach pszennych i żytnich pochodzących z bieżącej produkcji krajowych zakładów młynarskich oraz zmian wartości tego wyróżnika jakościowego w trakcie przechowywania wybranych typów mąki pszennej i żytniej. Kwasowość tłuszczowa badanych próbek mąki pszennej i żytniej była zróżnicowana w zależności od typu mąki i dodatnio skorelowana z zawartością popiołu. Wzrastała w trakcie przechowywania bez względu na temperaturę otoczenia, rodzaj opakowania czy masę jednostkową próbki. Wyniki niniejszej pracy mogą być wykorzystane przy nowelizacji norm PN-A-74022:2003 i PN-A-74032:2002 w zakresie ustalenia prawidłowego poziomu wymagań w odniesieniu do kwasowości tłuszczowej dla poszczególnych typów mąki pszennej i żytniej. Słowa kluczowe: kwasowość tłuszczowa, mąka pszenna, mąka żytnia, przechowywanie EFFECTS OF STORAGE TIME ON FAT ACIDITY IN WHEAT AND RYE FLOURS Summary The aim of this study was to determine fat acidity in wheat and rye flours collected from milling companies in Poland. The level of changes the value of this parameter during storage of different types of wheat and rye flours were also determined. Fat acidity, both in wheat flour and in rye flour, was different in all types of flour and was positive correlated with ash content. Fat acidity increased in flour during storage regardless of storage temperature, type of package and mass unit. The results of this study can be use to establish the proper level of requirements for fat acidity in wheat and rye flours types specified in Polish Standards: PN-A-74022:2003 and PN-A-74032:2002. Key words: fat acidity, wheat flour, rye flour, storage. 121

2 I. WPROWADZENIE Kwasowość mąki i innych przetworów zbożowych stanowi jedno z kryteriów oceny przydatności do spożycia. Pozwala na ocenę świeżości produktu i jest wskaźnikiem zmian biochemicznych zachodzących w trakcie przechowywania. W praktyce, w małych zakładach produkujących żywność a także w naszych gospodarstwach domowych, przydatność do spożycia danego produktu najczęściej oceniana jest organoleptycznie. Wadą tej metody jest możliwość stwierdzenia nieprzydatności do spożycia dopiero wtedy, gdy produkt wykazuje już wyraźne wady dyskwalifikujące go. Taka ocena jest subiektywna a tym samym bywa zawodna. W XIX wieku wraz z rozwojem nauki zaobserwowano, że zmianom jakości przetworów zbożowych w trakcie przechowywania towarzyszy wzrost zawartości substancji kwaśnych. W oznaczaniu kwasowości widziano więc praktyczny wykładnik zmian zachodzących w magazynowanych przetworach oraz możliwość określenia stanu ich przydatności do spożycia [Pomeranz 1992, Janicki i in. 1952]. Na początku XX wieku Colemann i Zeleny zaproponowali podział kwasowości całkowitej na trzy grupy: aminokwasową, fosforanową oraz tłuszczową. Podział ten pozwolił na obserwację zmian poszczególnych rodzajów kwasowości w trakcie przechowywania produktów żywnościowych oraz ich wpływu na zmiany kwasowości całkowitej. Najistotniejsze znaczenie z punktu widzenia utraty przydatności do spożycia produktów zbożowych ma kwasowość tłuszczowa, ponieważ to właśnie rozkład substancji tłuszczowych rozpoczyna się najwcześniej. Określenie zmian wartości kwasowości tłuszczowej pozwala na ustalenie początkowej fazy psucia się produktu jeszcze przed wystąpieniem ujemnych cech organoleptycznych. Wzrost kwasowości fosforanowej następuje w późniejszym okresie przechowywania i jest on tym większy im wyższa jest wilgotność względna i temperatura w pomieszczeniu. Prawdopodobnie źródłem kwasowości fosforanowej jest kwas fosforowy uwalniany w trakcie hydrolizy lecytyny, kwasów fosfatydowych i kefaliny znajdujących się w badanych produktach zbożowych. W zależności od rodzaju surowca kwasowość fosforanowa wykazuje duże różnice niezależne od jego świeżości. Nie może więc stanowić obiektywnego wskaźnika zepsucia produktu. Wzrost kwasowości aminokwasowej następuje zwykle później niż wzrost kwasowości fosforanowej, jednak w bardzo słabym natężeniu i zazwyczaj w wysoce niesprzyjających warunkach przechowywania jako rezultat daleko posuniętych niekorzystnych procesów biochemicznych. Pokrywa się z oznakami zepsucia wyczuwalnymi organoleptycznie. Dlatego też oznaczenie zarówno kwasowości fosforanowej, jak i aminokwasowej, nie ma praktycznego zastosowania przy ocenie świeżości przetworów zbożowych [Hruskova, Machova 2002, Pomeranz 1992, Murray, Moss 1990, Janicki i in. 1952]. W 2001 roku została wdrożona w życie norma PN-ISO 7305 Przetwory zbożowe Oznaczanie kwasowości tłuszczowej. Ma ona zastosowanie dla mąki i kaszek otrzymanych z ziarna pszenicy zwyczajnej i pszenicy durum oraz makaronu. W normie zaznaczono też, że metoda ta wydaje się odpowiednia dla ziarna kukurydzy, mąk i kaszek z ziarna kukurydzy oraz dla mąki żytniej i płatków owsianych, jednak niezbędne są dalsze badania w celu tego potwierdzenia [Szafrańska 2007a, b, PN-ISO 7305:2001]. Kwasowość tłuszczowa wyrażana jest jako określona ilość kwasów, głównie niezestryfikowanych kwasów tłuszczowych, wyekstrahowanych w warunkach określonych w normie PN-ISO 7305, uwalnianych w wyniku działania lipazy w trakcie przechowywania przetworów zbożowych [PN-ISO 7305:2001]. 122

3 Na kwasowość tłuszczową mąki wpływa wiele czynników, takich jak: jej skład chemiczny, wilgotność, temperatura oraz wilgotność względna otaczającego powietrza. Podwyższona temperatura i wilgotność powodują przyspieszenie przebiegu procesów biochemicznych zachodzących w mące, co przejawia się wzrostem kwasowości [Gąsiorowski 2004, Konopka, Rotkiewicz 1997, Lukow i in. 1995, Pomeranz 1992, Arya, Parihar 1981]. W skład tłuszczów mąki pszennej wchodzi szereg kwasów tłuszczowych, z czego 85% stanowią kwasy nienasycone, które łatwo ulegają procesowi hydrolizy i powodują wzrost kwasowości. Zwiększenie ilości wolnych kwasów tłuszczowych szczególnie szybko zachodzi przy wysokiej wilgotności próbek i w podwyższonej temperaturze. Ma to odzwierciedlenie w poziomie kwasowości tłuszczowej. Wysoka kwasowość może wpływać na zmniejszenie wartości odżywczej mąki. Bardzo posunięty proces utleniania tłuszczów może powodować degradację witamin i karotenu, przyczyniając się do wybielania mąki i tym samym barwy miękiszu pieczywa. Natomiast nadmiar wolnych rodników tłuszczowych powoduje depolimeryzację białek glutenowych, co prowadzi do obniżenia ich masy cząsteczkowej i staje się przyczyną wzrostu lepkości i kleistości ciasta. Wytworzone rodniki powodują również straty aminokwasów w białkach, głównie cysteiny, metioniny, fenyloalaniny, tyrozyny, tryptofanu i histydyny [Salman, Copeland 2007, Hruskova, Machova 2002, Muray, Moss 1990, Arya, Parihar 1981]. Obecnie wymagania w odniesieniu do wskaźnika kwasowości tłuszczowej określone są w trzech normach dotyczących przetworów zbożowych: PN-A-74032:2002 Przetwory zbożowe - Mąka żytnia, PN-A-74022:2003 Przetwory zbożowe - Mąka pszenna, PN-A-74205:1997 Przetwory zbożowe - Kasza, kaszki i mąka kukurydziana. Wymagania zawarte we wszystkich ww. normach w odniesieniu do kwasowości tłuszczowej określono jako: nie więcej niż 50 mg KOH/100 g s.m. Poziom ten został określony w oparciu o wartości podane w normie Kodeksu Żywnościowego Codex Standard , które odnoszą się do mąki pszennej produkowanej w największej ilości w krajach Europy Zachodniej tj. o zawartości popiołu poniżej 0,5% s.m. [Szafrańska 2007 b, c, Codex Standard for Wheat Flour]. W trakcie prac w latach poprzedzających nowelizację ww. norm na mąkę pszenną i mąkę żytnią nie prowadzono badań nad kształtowaniem się kwasowości tłuszczowej w mące pszennej i żytniej produkowanych w krajowych młynach oraz zmian wartości tego wyróżnika jakościowego w okresie przechowywania mąki. Wkrótce po opublikowaniu norm na mąkę pszenną i żytnią badania urzędowe prowadzone przez jednostki kontrolne wskazały, że dla niektórych typów mąki pszennej i żytniej, nawet dla próbek mąki pobieranych w młynach bezpośrednio po przemiale, obserwowano znaczne przekroczenia dopuszczalnej wartości określonej w ww. normach w odniesieniu do kwasowości tłuszczowej. Dotyczyło to zwykle typów mąki o zawartości popiołu ponad 0,75 % s.m. W świetle powyższego niezbędne jest skorygowanie poziomu wymagań w odniesieniu do kwasowości tłuszczowej określonego w Polskich Normach dla mąki pszennej i żytniej Dlatego też w Zakładzie Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w latach zrealizowano pracę, której celem było określenie kształtowania się poziomu kwasowości tłuszczowej w mąkach pszennych i żytnich, na podstawie próbek pobranych bezpośrednio z produkcji. Uwzględniono wszystkie typy mąki określone w normach PN-A-74022:2003 i PN-A-74032:2002. Dla wybranych typów mąki obserwowano zmiany poziomu tego wyróżnika jakościowego w trakcie przechowywania [Szafrańska 2008, Szafrańska 2007a]. 123

4 II. 1. Materiał do badań MATERIAŁ I METODY BADAŃ Do Zakładu Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa dostarczono 130 próbek mąki pszennej i 50 próbek mąki żytniej pochodzące z bieżącej produkcji 25. krajowych młynów przemysłowych z różnych rejonów Polski, o różnej technologii produkcji i zdolności przemiałowej. Dostarczone próbki mąki zostały zaklasyfikowane do poszczególnych typów na podstawie deklaracji producenta. Próby przechowalnicze przeprowadzono na podstawie obserwacji próbek: mąki pszennej typ 450 Tortowa, typ 750 Chlebowa, typ 1050 i typ 1850 Graham mąki żytniej typ 720 i typ Próbki mąki dostarczono do badań w opakowaniach: jednostkowych z przeznaczeniem do sprzedaży detalicznej - torebki papierowe a 1 kg (mąka pszenna typ 450 Tortowa i typ 750 Chlebowa) jednostkowe z przeznaczeniem do sprzedaży detalicznej - torby papierowe a 3 kg oraz a 5 kg (odpowiednio mąka pszenna typ 1050 oraz mąka żytnia typ 720) transportowe a 20 kg z przeznaczeniem do dalszego przetwórstwa głównie w piekarniach (mąka pszenna typ 450 Tortowa, typ 750 Chlebowa worki papierowe, mąka pszenna typ 1850 Graham i mąka żytnia typ 2000 worki jutowe). 2. Metody badań Oznaczanie poszczególnych wyróżników jakościowych w obu częściach realizowanej pracy wykonano zgodnie z metodyką określoną w następujących Polskich Normach: wilgotności wg PN-ISO 712 [10], zawartości popiołu wg PN-ISO 2171 [12], kwasowości tłuszczowej wg PN-ISO 7305 [11], oceny organoleptycznej wg PN-64/A [9]. Zgromadzone do badań przechowalniczych próbki mąki przechowywano w zróżnicowanych warunkach temperatury otoczenia: w temperaturze około 10 o C - w chłodni w temperaturze pokojowej, zmiennej w zależności od warunków zewnętrznych, (funkcjonowanie systemu ogrzewania w budynku). Początkowa kwasowość tłuszczowa mąki została oznaczana bezpośrednio po dostarczeniu próbek do badań do ZPZiP IBPRS. Kolejne oznaczania w pierwszych dwóch miesiącach przechowywania wykonywano w czterotygodniowych odstępach, a następne w odstępach dwutygodniowych aż do momentu stwierdzenia na podstawie oceny organoleptycznej, że produkt wykazuje cechy dyskwalifikujące go do spożycia [Szafrańska 2007a; Szafrańska 2008]. III. WYNIKI I DYSKUJA 1. Kształtowanie się kwasowości tłuszczowej w mące pszennej Większość próbek mąki pszennej pochodzących z bieżącej produkcji młynów przemysłowych charakteryzowała się prawidłową, zgodną z wymaganiami normy PN-A-74022, wilgotnością wynoszącą poniżej 15,0%, a w przypadku mąki pszennej typ 450 Krupczatka - poniżej 15,3%. 124

5 W tabeli 1 przedstawiono określone w normie PN-A wymagania dotyczące zawartości popiołu dla poszczególnych typów mąki pszennej, średnią zawartość popiołu obliczoną dla badanych próbek mąki pszennej reprezentujących poszczególne typy mąki oraz zawartość popiołu minimalną i maksymalną zanotowaną dla badanych próbek danego typu mąki a także liczbę próbek o zawartości popiołu zgodnej z wymaganiami ww. normy i wykazujących przekroczenia w tym zakresie. TABELA 1. Charakterystyka zawartości popiołu w badanych próbkach mąki pszennej w odniesieniu do wymagań normy PN-A Mąka pszenna Zakres dopuszczalnej zawartości popiołu wg PN-A Zawartość popiołu w badanych próbkach (% s.m.) Liczba próbek w zakresie wymagań normy PN-A min średnia max < zgodne > typ 450 Tortowa 0,39 0,47 0, typ 450 Krupczatka do 0,50 0,35 0,43 0, typ 450 Pięćsetka 0,48 0,52 0, typ 550 Luksusowa 0,51-0,58 0,51 0,57 0, typ 650 0,59-0,69 0,60 0,65 0, typ 750 Chlebowa 0,70-0,78 0,62 0,75 0, typ ,79-1,20 1,14 1,17 1, typ 1400 Sitkowa 1,21-1,60 1,11 1,36 1, typ 1850 Graham 1,61-2,00 1,53 1,73 1, typ 2000 Razowa do 2,00 1,60 1,67 1, Średnia zawartość popiołu obliczona dla badanych próbek poszczególnych typów mąki pszennej spełniała wymagania określone w normie PN-A Wyjątek stanowiła mąka pszenna typ 450 Pięćsetka. Średnia zawartość popiołu, według oznaczań wykonanych w laboratorium ZPZiP IBPRS dla próbek ww. typu mąki, była wyższa niż dopuszczalna zawartość określona w normie i wynosiła 0,52% s.m. Wszystkie zgromadzone do badań próbki mąki pszennej typ 450 Krupczatka oraz typ 2000 Razowa charakteryzowały się zawartością popiołu zgodną z wymaganiami PN-A Próbki pozostałych typów mąki pszennej w wielu przypadkach wykazywały przekroczenie poziomu określonego w normie dla danego typu mąki jako maksymalny. Wśród zgromadzonych do badań próbek mąki były też i takie, w których oznaczona zawartość popiołu była niższa od określonej w normie jako minimalna dla danego typu. Przypadki takie stwierdzono dla następujących typów mąki pszennej: 750 Chlebowa, 1400 Sitkowa oraz 1850 Graham. Badane próbki mąki pszennej wykazywały bardzo zróżnicowany poziom kwasowości tłuszczowej. Był on zróżnicowany w zależności od typu mąki oraz w ramach danego typu. Ilustrują to wyniki zamieszczone w tabeli

6 Najniższą średnią kwasowością tłuszczową charakteryzowały się próbki mąki pszennej typ 450 Krupczatka (16 mg KOH/100 g s.m.), zaś najwyższą próbki mąki pszennej typ 1850 Graham (76 mg KOH/100 g s.m.). Najbardziej zbliżone wyniki dla wszystkich badanych próbek uzyskano w przypadku mąki pszennej typ 450 Krupczatka (odchylenie standardowe na poziomie 3 mg KOH/100 g s.m.), zaś największe różnice między wynikami zaobserwowano dla próbek mąki pszennej typ 1850 Graham (odchylenie standardowe 15 mg KOH/100 g s.m.). Wymagania określone w normie PN-A-74022, dotyczące kwasowości tłuszczowej, zostały ustalone na poziomie 50 mg KOH/100 g s.m. dla wszystkich typów mąki pszennej. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że sześć spośród badanych dziesięciu typów mąki pszennej (typ 450 Tortowa, typ 450 Krupczatka, typ 450 Pięćsetka, typ 550 Luksusowa, typ 650, typ 750 Chlebowa) spełniało ww. wymaganie w przypadku rozpatrywania wartości średniej kwasowości tłuszczowej obliczonej dla wszystkich badanych próbek danego typu mąki. Natomiast biorąc pod uwagę wyniki oznaczania kwasowości tłuszczowej poszczególnych badanych próbek danego typu mąki to wymagania normy PN-A spełnione było przez wszystkie próbki jedynie czterech typów mąki pszennej: 450 Tortowa, 450 Krupczatka, 450 Pięćsetka i 550 Luksusowa. TABELA 2. Poziom kwasowości tłuszczowej poszczególnych typów mąki pszennej Mąka pszenna Liczba badanych próbek Kwasowość tłuszczowa (mg KOH/100 g s.m.) średnia min max odchylenie standardowe typ 450 Tortowa typ 450 Krupczatka typ 450 Pięćsetka typ 550 Luksusowa typ typ 750 Chlebowa typ * typ 1400 Sitkowa 3* typ 1850 Graham typ 2000 Razowa 3* * - zbyt mała liczba badanych próbek do szczegółowej interpretacji wyników badań Wymaganie określone w normie PN-A spełniało 85% badanych próbek mąki pszennej typ 650 oraz 55% próbek mąki typ 750 Chlebowa. Poszczególne próbki pozostałych typów mąki pszennej - o wyższej zawartości popiołu - wykazywały znaczne przekroczenia ustalonego w normie PN-A wymagania w zakresie kwasowości tłuszczowej, ilustruje to rysunek

7 140 Kwasowość tłuszczowa (mg KOH/100 g s.m.) ,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 Zawartość popiołu (% s.m.) Tortowa Krupczatka ' 500' RYSUNEK 1. Kwasowość tłuszczowa i zawartość popiołu w badanych mąkach pszennych Na podstawie uzyskanych wyników, stwierdzono dodatnie skorelowanie kwasowości tłuszczowej wszystkich badanych próbek mąki pszennej z zawartością popiołu (r = 0,811). 2. Zmiany kwasowości tłuszczowej w trakcie przechowywania mąki pszennej Oceny zmian kwasowości tłuszczowej w trakcie przechowywania mąki pszennej dokonano na podstawie oznaczeń w próbkach mąki pszennej typ 450 Tortowa, typ 750 Chlebowa, typ 1050 oraz typ 1850 Graham. Badane próbki mąki pochodziły z trzech młynów przemysłowych z różnych rejonów Polski. Próbki mąki pszennej dostarczone do ZPZiP IBPRS charakteryzowały się swoistym zapachem i smakiem oraz właściwą barwą. Próbki mąki pszennej typ 450 Tortowa, typ 750 oraz typ 1050 wykazywały prawidłową barwę białą z odcieniem żółtym, a próbki mąki typ 1850 Graham barwę białoszarą z widocznymi cząstkami otrąb. Dostarczone do Zakładu Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa IBPRS próbki mąki pszennej charakteryzowały się wilgotnością poniżej 15,0%, zgodną z wymaganiami normy PN-A Mąka pszenna typ 1850 Graham charakteryzowała się wilgotnością na poziomie 12,5%, zaś próbki mąki pszennej pozostałych typów wykazywały wilgotność w zakresie od 13,5 do 14,0%. W trakcie przechowywania wilgotność badanych próbek mąki pszennej ulegała zmianom. Wilgotność próbek przechowywanych w temperaturze pokojowej początkowo utrzymywała się na stałym poziomie a następnie malała, podczas gdy wilgotność próbek przechowywanych w temperaturze 10 o C wzrastała do 20. tygodnia przechowywania a następnie ulegała obniżeniu. W trakcie przechowywania w temperaturze 10 o C wilgotność trzech badanych typów mąki, oprócz typu 1850 Graham, przekroczyła prawidłowy, zgodny z normą PN-A poziom 15,0% a w przypadku mąki pszennej typ 450 Tortowa i typ 750 Chlebowa przekroczyła nawet poziom 16%. Najniższą wilgotność w całym okresie przechowywania - bez względu na jego wariant - wykazywały próbki mąki pszennej typ

8 Graham. Wilgotność próbek mąki pszennej typ 450 Tortowa i typ 750 Chlebowa przechowywanych w opakowaniach jednostkowych (torebki papierowe a 1 kg) w temperaturze pokojowej utrzymywała się na podobnym poziomie w całym okresie przechowywania. Próbki mąki pszennej typ 450 Tortowa i typ 750 Chlebowa charakteryzowały się początkową kwasowością tłuszczową wynoszącą odpowiednio 24 i 40 mg KOH/100 g s.m. - zgodną z wymaganiami normy PN-A-74022:2003. Natomiast próbki mąki pszennej typ 1050 i typ 1850 Graham wykazywały początkową kwasowość tłuszczową powyżej ustalonego w ww. normie poziomu. Kwasowości tłuszczowe określone dla próbek mąki pszennej typ 450 Tortowa, typ 750 Chlebowa i typ 1850 Graham były zgodne z zakresem wartości uzyskanych dla próbek pobieranych bezpośrednio z produkcji. Natomiast kwasowość tłuszczowa mąki pszennej typ 1050 nieznacznie wykraczała poza wcześniej stwierdzony zakres. RYSUNEK 2. Zmiany kwasowości tłuszczowej mąki pszennej przechowywanej w temperaturze pokojowej W trakcie realizacji niniejszej pracy zaobserwowano, że tendencja zmian kwasowości tłuszczowej poszczególnych typów mąki pszennej w różnych warunkach przechowywania była zbliżona (rysunki 2-3). Nie zaobserwowano istotnego wpływu temperatury w pomieszczeniu na poziom kwasowości tłuszczowej. Mniejsze tempo wzrostu kwasowości tłuszczowej zaobserwowano w przypadku mąk jasnych, większe natomiast w przypadku mąki typ 1850 Graham charakteryzującej się większą zawartością cząstek okrywy owocowonasiennej. W przypadku mąki pszennej typ 450 Tortowa oraz typ 750 Chlebowa nie zaobserwowano wyraźnego zróżnicowania między kwasowością tłuszczową oznaczaną dla próbek przechowywanych w opakowaniach o różnej masie jednostkowej oraz w różnych warunkach temperatury otoczenia. Kwasowość tłuszczowa próbek mąki pszennej typ 1850 Graham przechowywanych w temperaturze pokojowej była nieco większa niż próbek przechowywanych w temperaturze 10 o C. 128

9 RYSUNEK 3. Zmiany kwasowości tłuszczowej mąki pszennej przechowywanej w temperaturze 10 o C Po upływie 5. miesięcy tj. okresu przydatności do spożycia podanego przez producenta, kwasowość tłuszczowa próbek mąki pszennej typ 450 Tortowa nie przekroczyła wymaganego poziomu określonego w normie PN-A tj. 50 mg KOH/100 g s.m., kształtując się na poziomie 38 mg KOH/100 g s.m. dla mąki przechowywanej w torebkach papierowych a 1 kg i w temperaturze pokojowej oraz 35 mg KOH/100 g s.m. - w temperaturze 10 o C. Próbę przechowalniczą tej mąki w opakowaniach jednostkowych a 1 kg zakończono w 40-tym tygodniu przechowywania po stwierdzeniu nieswoistego smaku i zapachu. W tym momencie kwasowość tłuszczowa wynosiła 46 mg KOH/100 g s.m. dla próbki przechowywanej w temperaturze pokojowej i 40 mg KOH/100 g s.m. dla próbki przechowywanej w temperaturze 10 o C (tabela 3). W całym okresie przechowywania próbek mąki typ 450 Tortowa w opakowaniach transportowych (worek papierowy a 20 kg) poziom kwasowości tłuszczowej nie przekroczył poziomu określonego w normie PN-A W próbkach tych stwierdzono obecność szkodników zbożowo-mącznych i zakończono próby przechowalnicze, mimo, że cechy organoleptyczne były prawidłowe. W przypadku mąki przechowywanej w temperaturze pokojowej było to w 20-tym tygodniu a przechowywanej w 10 o C - w 26-tym tygodniu (tabela 3). TABELA 3. Mąka pszenna typ 450 Tortowa - warianty przechowywania i zmiany jakości mąki Rodzaj opakowania torebka papierowa a 1 kg torebka papierowa a 1 kg worek papierowy a 20 kg worek papierowy a 20 kg Temperatura przechowywania Nieprawidłowość stwierdzona w tygodniu 129 Rodzaj nieprawidłowości Końcowy poziom kwasowości tłuszczowej (mg KOH/100 g s.m.) pokojowa 40 smak i zapach o C 40 smak i zapach 40 pokojowa 20 szkodniki o C 26 szkodniki 35

10 Próbki mąki pszennej typ 750 Chlebowa już w czwartym tygodniu przechowywania zarówno w temperaturze pokojowej, jak i w temperaturze 10 o C, przekroczyły poziom wymaganej kwasowości tłuszczowej określony w normie PN-A tj. 50 mg KOH/100 g s.m. W okresie pięciu miesięcy przechowywania kwasowość tłuszczowa próbek tej mąki przechowywanych w temperaturze pokojowej w torebkach papierowych a 1 kg wzrosła do poziomu 77 mg KOH/100 g s.m. (98% wzrost) oraz do poziomu 62 mg KOH/100 g s.m. (88% wzrost) w przypadku próbek mąki przechowywanych w temperaturze 10 o C. Przyczyny zakończenia poszczególnych wariantów doświadczenia dla mąki typ 750 przedstawiono w tabeli 4. TABELA 4. Mąka pszenna typ 750 Chlebowa - warianty przechowywania i zmiany jakości mąki Rodzaj opakowania torebka papierowa a 1 kg torebka papierowa a 1 kg worek papierowy a 20 kg worek papierowy a 20 kg Temperatura przechowywania Nieprawidłowość stwierdzona w tygodniu Rodzaj nieprawidłowości Końcowy poziom kwasowości tłuszczowej (mg KOH/100 g s.m.) pokojowa 44 smak i zapach o C 40 smak i zapach 91 pokojowa 20 szkodniki o C 44 smak i zapach 103 Początkowa kwasowość tłuszczowa próbek mąki pszennej typ 1050 wynosiła 71 mg KOH/100 g s.m. i znacznie przekraczała poziom wymagań, dotyczący tego wyróżnika jakościowego określony w normie PN-A W ciągu pierwszych ośmiu tygodni przechowywania w temperaturze 10 o C kwasowość tłuszczowa nie zmieniała się znacząco, a następnie wzrastała w podobnym tempie jak w przypadku próbek mąki pszennej typ 750 Chlebowa. W ciągu pięciu miesięcy przechowywania w temperaturze 10 o C kwasowość tłuszczowa próbek mąki typ 1050 wzrosła o 24%. W 28. tygodniu przechowywania, przy poziomie kwasowości tłuszczowej 116 mg KOH/100 g s.m., stwierdzono metodą organoleptyczną cechy dyskwalifikujące mąkę do spożycia (tab. 5). W 12. tygodniu przechowywania mąki pszennej typ 1050 w temperaturze pokojowej stwierdzono obecność szkodników zbożowo-mącznych i próbę przechowalniczą dla tej mąki zakończono. Próbki mąki pszennej typ 1850 Graham, charakteryzujące się najwyższą zawartością popiołu wśród badanych typów mąki pszennej, wykazywały również najwyższą początkową kwasowość tłuszczową oraz największy jej wzrost w okresie przechowywania. Mąka pszenna typ 1850 Graham przechowywana zgodnie z wymaganiami normy PN-91/A powinna zachować swoją trwałość przez okres trzech miesięcy. 130

11 Tabela 5. Mąka pszenna typ 1050 i mąka pszenna typ 1850 Graham - warianty przechowywania i zmiany jakości mąki typ mąki/ rodzaj opakowania typ 1050/ torba papierowa a 3 kg typ 1850 Graham/ worek jutowy a 20 kg Temperatura przechowywania Nieprawidłowość stwierdzona w tygodniu Rodzaj nieprawidłowości Końcowy poziom kwasowości tłuszczowej (mg KOH/100 g s.m.) pokojowa 12 szkodniki o C 28 smak i zapach 92 pokojowa 36 smak i zapach o C 36 smak i zapach 164 W ciągu takiego okresu przechowywania kwasowość tłuszczowa badanych próbek mąki pszennej typ 1850 Graham przechowywanych w temperaturze pokojowej wzrosła do poziomu 115 mg KOH/100 g s.m. a w próbkach przechowywanych w temperaturze 10 o C - do 96 mg KOH/100 g s.m. Smak i zapach próbek mąki przechowywanych w ZPZiP IBPRS określano jako prawidłowy, swoisty przez okres prawie 9. miesięcy (tab. 5). Na podstawie uzyskanych wyników należy stwierdzić, że wymagania określone w normie PN-A-74022, dotyczące kwasowości tłuszczowej, zostały ustalone na prawidłowym poziomie jedynie dla mąki pszennej typ 450 Tortowa. Próbki mąki tego typu wykazały kwasowość tłuszczową powyżej 50 mg KOH/100 g s.m. dopiero po 9. miesiącach przechowywania, w momencie gdy stwierdzono również nieswoisty zapach i smak. Było to niemal 4 miesiące po upływie podanego przez producenta terminu przydatności do spożycia, analogicznego do podanego w normie PN-91/A Przetwory zbożowe i makaron Pakowanie, przechowywanie i transport. Tendencja zmian kwasowości tłuszczowej w badanych próbkach mąki pszennej pokrywa się z wynikami badań prowadzonych przez Murray i Moss [1990], które wykazały, że tempo wzrostu kwasowości tłuszczowej mąki pszennej zależne jest od zawartości cząstek okrywy owocowo-nasiennej. Wzrost kwasowości tłuszczowej produktów przemiału pszenicy był proporcjonalny do zawartości cząstek okrywy owocowo-nasiennej. Największy przyrost kwasowości tłuszczowej zaobserwowano w pierwszym tygodniu przechowywania we wszystkich badanych próbkach. W kolejnych tygodniach wzrost kwasowości tłuszczowej był liniowy ale o mniejszym natężeniu. Badania Salman i Copeland [2007], Hruskova i Machova [2002], Murray i Moss [1990], Arya i Parihar [1981] wykazały, że największy przyrost kwasowości tłuszczowej miał miejsce w przypadku próbek przechowywanych w temperaturze pokojowej lub wyższej. 3. Kształtowanie się kwasowości tłuszczowej w mące żytniej Wszystkie zgromadzone do badań próbki mąki żytniej charakteryzowały się prawidłową, zgodną z wymaganiami normy PN-A-74032, wilgotnością wynoszącą poniżej 15,0%. W tabeli 6. przedstawiono wymagania dotyczące zawartości popiołu dla poszczególnych typów mąki żytniej, określone w normie PN-A-74032, średnie zawartości popiołu obliczone dla próbek mąki żytniej reprezentujących poszczególne typy mąki oraz zawartość popiołu minimalną i maksymalną dla badanych próbek danego typu mąki a także liczbę próbek o zawartości popiołu zgodnej z wymaganiami ww. normy i wykazujących jej przekroczenia. 131

12 TABELA 6.Charakterystyka zawartości popiołu w badanych próbkach mąki żytniej w odniesieniu do wymagań normy PN-A Mąka żytnia Zakres dopuszczalnej zawartość popiołu w PN-A Zawartość popiołu w badanych próbkach (% s.m.) 132 Liczba próbek w zakresie wymagań normy PN-A min średnia max < zgodne > typ 500 do 0,58 0,47 0,54 0, typ 720 0,59-0,78 0,63 0,72 0, typ ,79-1,30 1,14 1,26 1, typ ,31-1,60 1,12 1,45 1, typ 2000 do 2,00 1,62 1,72 1, Wszystkie badane próbki mąki żytniej typ 2000 spełniały wymagania normy PN-A pod względem tego wyróżnika. Oznaczona w laboratorium ZPZiP IBPRS zawartość popiołu w ponad 25% próbek pozostałych typów mąki żytniej była wyższa od maksymalnej dopuszczonej w normie dla danego typu mąki. W przypadku mąki żytniej typ 1400 tylko jedna próbka charakteryzowała się zawartością popiołu zgodną z normą, dla trzech próbek stwierdzono zawartość popiołu niższą od dopuszczalnego minimalnego poziomu określonego w ww. normie, zaś dla kolejnych czterech - zawartość popiołu była wyższa od dopuszczalnego maksymalnego poziomu określonego w normie. Wątpliwości budzi więc deklaracja producentów co do typu mąki, gdyż przy tak dużym przekroczeniu (ponad 0,2 % s.m.) zawartości popiołu trudno zakwalifikować taką próbkę mąki do typu Praktycznie jest to mąka razowa o granulacji drobniejszej niż precyzuje to ww. norma. Podobnie jak w przypadku mąki pszennej kwasowość tłuszczowa w badanych próbkach mąki żytniej była zróżnicowana ze względu na typ mąki oraz w ramach danego typu mąki (tabela 7). Żytnie mąki jasne charakteryzowały się niższą kwasowością tłuszczową niż mąki o wyższej zawartości składników mineralnych. Najniższą średnią kwasowością tłuszczową charakteryzowała się mąka żytnia typ 500 (45 mg KOH/100 g s.m.), natomiast najwyższą - mąka żytnia typ 1400 (97 mg KOH/100 g s.m.), przy czym należy pamiętać, że większość badanych próbek deklarowanych jako typ 1400 wykazywała znacznie zawyżoną zawartość popiołu. TABELA 7. Poziom kwasowości tłuszczowej poszczególnych typów mąki żytniej Mąka żytnia Liczba badanych próbek Kwasowość tłuszczowa (mg KOH/100 g s.m.) średnia min max odchylenie standardowe typ typ typ * typ typ * - zbyt mała liczba próbek do szczegółowej interpretacji wyników badań

13 Wśród badanych typów mąki żytniej, tylko mąka typ 500 spełniała ustalone w normie PN-A wymaganie (50 mg KOH/100 g s.m.) dotyczące kwasowości tłuszczowej w przypadku rozpatrywania średniej wartości kwasowości tłuszczowej obliczonej dla poszczególnych typów mąki. Jednakże dwie spośród ośmiu badanych próbek tej mąki wykazywały kwasowość tłuszczową wyższą niż 50 mg KOH/100 g s.m. Pozostałe typy mąki nie spełniały wymagania ww. normy ani w przypadku obliczonej średniej, ani przy rozpatrywaniu wyników uzyskanych dla poszczególnych badanych próbek. Obrazuje to rysunek 4. Kwasowość tłuszczowa badanych próbek mąki żytniej, podobnie jak pszennej, była dodatnio skorelowana z zawartością popiołu (r = 0,607), jednak współczynnik korelacji był niższy. Kwasowość tłuszczowa (mg KOH/100 g s.m.) ,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Zawartość popiołu (% s.m.) typ 500 typ 720 typ 1150 typ 1400 typ 2000 RYSUNEK 4. Kwasowość tłuszczowa i zawartość popiołu w badanych mąkach żytnich 4. Zmiany kwasowości tłuszczowej w trakcie przechowywania mąki żytniej Oceny zmian kwasowości tłuszczowej w trakcie przechowywania mąki żytniej dokonano na podstawie oznaczeń w próbkach mąki żytniej typ 720 oraz mąki żytniej typ Badane próbki mąki pochodziły z dwóch młynów przemysłowych. Próbki mąki żytniej przechowywano w temperaturze pokojowej oraz w temperaturze 10 o C w opakowaniach transportowych (worki papierowe lub jutowe). Badania w ramach niniejszej pracy kończono po stwierdzaniu nieswoistego smaku i zapachu, dyskwalifikującego produkt do spożycia. Z powodu stwierdzenia obecności szkodników zbożowo-mącznych badania dotyczące mąki żytniej typ 2000 przechowywanej w temperaturze pokojowej zakończono już w 14. tygodniu przechowywania, mimo, że oceniane organoleptyczne cechy były prawidłowe. Nieswoisty smak i zapach dla próbki mąki żytniej typ 720 przechowywanej w temperaturze 10 o C stwierdzono w 38. tygodniu badań, zaś dla próbki mąki przechowywanej w temperaturze pokojowej w 36. tygodniu. W przypadku próbki mąki typ 2000 przechowywanej w temperaturze 10 o C nieprawidłowości cech ocenianych organoleptycznie stwierdzono w 36. tygodniu. Określony w normie PN-91/A okres przechowywania mąki żytniej wynosi 4. miesiące czyli ok tygodni, co wskazuje na możliwość skorygowania zapisów tej normy dotyczących okresu przydatności mąki żytniej do spożycia. 133

14 Wilgotność mąki żytniej, zgodnie z wymaganiami określonymi w normie PN-A-74032, nie powinna być wyższa niż 15,0%. W całym okresie przechowywania w temperaturze pokojowej próbki mąki żytniej typ 720 i mąki żytniej typ 2000 charakteryzowały się prawidłową, zgodną z ww. normą wilgotnością. Kształtowała się ona w zakresie od 11,6 do 12,3% dla mąki typ 720 oraz od 10,5 do 12,3% dla mąki typ Podobne tendencje zaobserwowano dla mąki typ 2000 przechowywanej w temperaturze 10 o C, natomiast wilgotność próbek mąki typ 720, przechowywanej w temperaturze 10 o C, już od 12. tygodnia znacznie przekraczała poziom określony w ww. normie, maksymalnie osiągając wartość 16,7%. Próbki obu typów mąki żytniej przez cały okres przechowywania w temperaturze 10 o C charakteryzowały się wyższą wilgotnością niż próbki przechowywane w temperaturze pokojowej. Mąka żytnia typ 720 charakteryzowała się początkową kwasowością tłuszczową na poziomie 49 mg KOH/100 g s.m. nieznacznie niższą od zakresu określonego dla tego typu mąki w ramach pierwszej części niniejszej pracy (od 53 do 81; śr. 64). Mąka żytnia typ 2000 charakteryzowała się początkową kwasowością tłuszczową na poziomie 89 mg KOH/100 g s.m. mieszczącą się w zakresie wartości uzyskanych w ramach pierwszej części niniejszej pracy (od 63 do 94; śr. 77). Na rysunku 5. przedstawiono zmiany kwasowości tłuszczowej oraz wilgotności w trakcie przechowywania mąki żytniej typ 720. Wzrost kwasowości tłuszczowej mąki żytniej następował bez względu na warunki przechowywania. RYSUNEK 5. Zmiany kwasowości tłuszczowej oraz wilgotności mąki żytniej typ 720 w trakcie przechowywania Kwasowość tłuszczowa tej mąki przechowywanej w temperaturze pokojowej wzrosła o 63% w 36. tygodniu przechowywania, a w przypadku próbek przechowywanych w temperaturze 10 o C - aż o 90%. W całym okresie przechowywania kwasowość tłuszczowa próbek tej mąki przechowywanych w temperaturze 10 o C kształtowała się na wyższym poziomie niż próbek przechowywanych w temperaturze pokojowej. Wyższy poziom kwasowości tych próbek może być wynikiem znacznie wyższej - o ponad 4% - wilgotności w stosunku do próbek przechowywanych w temperaturze pokojowej. Na rysunku 6. przedstawiono zmiany kwasowości tłuszczowej oraz wilgotności w trakcie przechowywania mąki żytniej typ W okresie pierwszych 14. tygodni przechowywania kwasowość tłuszczowa próbek tej mąki przechowywanych w temperaturze pokojowej kształtowała się na wyższym poziomie niż próbek przechowywanych w temperaturze 10 o C. 134

15 Kwasowość tłuszczowa badanych próbek mąki żytniej typ 2000 przechowywanych w temperaturze 10 o C wzrosła o 55% w 36. tym tygodniu przechowywania. RYSUNEK 6. Zmiany kwasowości tłuszczowej oraz wilgotności mąki żytniej typ 2000 w trakcie przechowywania Na podstawie wyników uzyskanych w ramach niniejszej pracy stwierdzono, że wymagania w zakresie kwasowości tłuszczowej w normie na mąkę żytnią zostały ustalone na zbyt niskim poziomie. Poziom wymagań powinien być uzależniony od typu mąki. Brak jest danych literaturowych na temat kształtowania się kwasowości tłuszczowej oznaczanej według PN-ISO 7305:2001 w mące pszennej i mące żytniej produkowanych w krajowych zakładach przetwórstwa zbożowego. W nielicznych dostępnych publikacjach kwasowość tłuszczowa wykorzystywana jest przy omawianiu prób przechowalniczych jako jeden ze wskaźników oceny jakości, głównie ziarna. Oznaczenia tego wyróżnika jakościowego wykonane są za pomocą innych metod, a różnice między nimi (zastosowany rozpuszczalniki, ilość substancji poddawanej ekstrakcji oraz zmienny czas i temperatura tego procesu) nie pozwalają na bezpośrednie porównywanie wyników liczbowych a jedynie obserwację tendencji zmian. IV. WNIOSKI 1. Kwasowość tłuszczowa oznaczona w próbkach mąki pszennej i mąki żytniej pobranych bezpośrednio z produkcji wykazywała zróżnicowany poziom w zależności od typu mąki oraz w ramach danego typu. Kwasowość tłuszczowa była dodatnio skorelowana z zawartością popiołu (współczynnik korelacji dla mąki pszennej: 0,811, dla mąki żytniej: 0,607). 2. Wymagania dotyczące kwasowości tłuszczowej określone w normach PN-A-74022:2003 oraz PN-A-74032:2002 spełniały próbki mąki, pochodzące z bieżącej produkcji, o zawartości popiołu poniżej 0,6% s.m. Próbki mąki o wyższej zawartości popiołu odznaczały się również wyższą kwasowością tłuszczową. 3. Kwasowość tłuszczowa badanych próbek mąki pszennej i żytniej wzrastała w trakcie przechowywania bez względu na temperaturę otoczenia, rodzaj opakowania czy masę jednostkową próbki. W trakcie przechowywania nieznacznie wyższą kwasowość 135

16 tłuszczową wykazywały próbki przechowywane w temperaturze pokojowej niż w temperaturze 10 o C (wyjątek stanowiły próbki mąki żytniej typ 720). 4. Wyniki niniejszej pracy mogą stanowić podstawę do skorygowania wymagań w zakresie kwasowości tłuszczowej przy nowelizacji norm PN-A-74022:2003 oraz PN-A-74032:2002 dla poszczególnych typów mąki pszennej i mąki żytniej. V. PIŚMIENNICTWO 1. Arya S.S., Parihar D.B. (1981): Effect of moisture and temperature on storage changes in lipids and carotenoids of atta (wheat flour). Die Nahrung, t. 25, nr 2, s Codex Standard for Wheat Flour. Codex Stan (Rev ) 3. Gąsiorowski H. red. (2004): Pszenica. Chemia i technologia. PWRiL. Poznań 4. Hruskova M., Machova D. 2002: Changes of wheat flour properties during short term storage. Czech J. Food Sci., Vol. 20, No. 4, s Janicki J., Jankowski S., Gąsiorowski H. (1952): Zmiany kwasowości mąki w czasie magazynowania w różnych warunkach wilgotności względnej i temperatury. Roczniki PZH t. 3, nr 2, s Konopka I., Rotkiewicz D. (1997): Zmiany przechowalnicze tłuszczowców a wartość wypiekowa mąki żytniej. Przegląd Zboż.-Młyn. 6, s Lukow O.M., White N.D.G., Sinha R.N. (1995): Influence of ambient storage conditions on the breadmaking quality of two Hard Red Spring Wheats. J. Stored Prod. Res. Vol. 31, No. 4, s Murray L.F., Moss R. (1990): Estimation of fat acidity in milled wheat products. Part II. Using colorimetry to ascertain the effect of storage time and conditions. Journal of Cereal Science Vol 11, s PN-64/A Przetwory zbożowe - Badania organoleptyczne mąki i kaszy 10. PN-ISO 712:2002 Zboża i przetwory zbożowe Oznaczanie wilgotności (Rutynowa metoda odwoławcza) 11. PN-ISO 7305:2001 Przetwory zbożowe - Oznaczanie kwasowości tłuszczowej 12. PN-ISO 2171:1994 Ziarno zbóż i przetwory zbożowe Oznaczania popiołu całkowitego 13. Pomeranz Y. (1992): Storage of Cereal Grains and Their Products, Chapter Salman H., Copeland L. (2007): Effect of storage on fat acidity and pasting characteristics of wheat flour. Cereal Chemistry Vol. 84, No. 6, s Szafrańska A. (2007a): Sprawozdanie z realizacji tematu o symbolu pt.: Kształtowanie się wartości wskaźnika kwasowości tłuszczowej przetworów zbożowych oraz jego zmiany w trakcie przechowywania. Część I: Kształtowanie się wartości wskaźnika kwasowości tłuszczowej mąki pszennej i mąki żytniej. Maszynopis ZPZiP IBPRS. Warszawa 16. Szafrańska A. (2007b): Metody oznaczania kwasowości przetworów zbożowych. Przegląd Zboż.-Młyn. 10, s Szafrańska A. (2007c): Kwasowość tłuszczowa w mące pszennej i żytniej. Przegląd Zboż.-Młyn. 12, s Szafrańska A. (2008): Sprawozdanie z realizacji tematu o symbolu pt.: Kształtowanie się wartości wskaźnika kwasowości tłuszczowej przetworów zbożowych oraz jego zmiany w trakcie przechowywania. Część III: Zmiany poziomu kwasowości tłuszczowej przetworów zbożowych w trakcie przechowywania Maszynopis ZPZiP IBPRS. Warszawa. 136