Технологическая оценка качества муки диплоидных и тетраплоидных образцов кукурузы

Актуальность. Согласно отчету Обсерватории экономической сложности (ОЭС) за 2023 г., мировой рынок кукурузной муки за последние пять лет растет с каждым годом на 5,85%. Положительная динамика обусловлена возросшей популярностью безглютеновых продуктов и инновационными достижениями в технологиях выращивания и переработки кукурузы.

Материалы и методы. Объектом исследования послужили 10 образцов кукурузы шести подвидов с диплоидным и тетраплоидным геномом из коллекции ВИР. Для изучения влияния кукурузного компонента на технологические свойства пшеничной муки при совместной переработке зерна кукурузы и пшеницы были подобраны образцы мягкой пшеницы как среднего, так и низкого качества. Технологические свойства белкового комплекса зерна кукурузы оценивали методом седиментационного анализа. Состояние углеводного комплекса определяли по числу падения на микро-виско-амилографе фирмы Brabender. Биохимический состав зерна кукурузы определяли на ближнем инфракрасном анализаторе (БИК-анализаторе) SupNIR-2750 (Китай). Статистическая обработка данных выполнена с использованием программного обеспечения Statistica 10.0 от StatSoft Russia.

Результаты. Установлены различия между образцами разных подвидов кукурузы по гранулометрическому составу, потенциалу набухания частиц муки, термодинамике крахмала, степени и характеру воздействия на пшеничный компонент при совместной переработке на уровне реологии клейковины, теста и клейстера, а также хлебной выпечки. Показано укрепление белкового комплекса и подавление ферментативных процессов. Выявлена улучшающая способность образцов восковидной кукурузы при совместной переработке с пшеницей на качество теста, дана оценка образцам мукомольного, крупяного и кормового направления. Наиболее инертны при совместной переработке с пшеницей образцы сахарной кукурузы.

Заключение. Выявленные различия у изученных образцов по технологическим свойствам и внутри технологических групп позволяют вести селекционный отбор по этим признакам.

1. An N.N., Li D., Wang L.J., Wang Y. Microwave irradiation of corn kernels: Effects on structural, thermal, functional and rheological properties of corn flour. Food Hydrocolloids. 2023;143:108939. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2023.108939

2. Arendt E.K., Dal Bello F. Functional cereal products for those with gluten intolerance. In: B.R. Hamaker (ed.). Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition. Technology of Functional Cereal Products. Sawston: Woodhead Publishing; 2008. p.446-475. DOI: 10.1533/9781845693886.2.446

3. Caballero-Rothar N.N., Borrás L., Gerde J.A. Physical and chemical kernel traits affect starch digestibility and glycemic index of cooked maize flours. Food Chemistry. 2022;369;130953. DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.130953

4. De Alcântara R.G., de Carvalho R.A., Vanin F.M. Evaluation of wheat flour substitution type (corn, green banana and rice flour) and concentration on local dough properties during bread baking. Food Chemistry. 2020;326:126972. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.126972

5. Ferreira M.P.K., Ribeiro V.A.G, Barros J.H.T., Steel C.J. Strategies to improve the quality of wheat flour in baking: a review. Brazilian Journal of Food Technology. 2025;28:e2024046. DOI: 10.1590/1981-6723.04624

6. Gu Y., Cheng L., Li C., Li Z., Gu Z., Hong Y. Effects of wheat flour substitution with high-amylose corn flour on the quality of dough and Chinese steamed bread. Starch. 2023;75(11-12):2300088. DOI: 10.1002/STAR.202300088

7. Guadarrama-Lezama A.Y., Carrillo-Navas H., Vernon-Carter E.J., Alvarez-Ramirez J. Rheological and thermal properties of dough and textural and microstructural features of bread obtained from nixtamalized corn/wheat flour blends. Journal of Cereal Science. 2016;69:158-165. DOI: 10.1016/j.jcs.2016.03.011

8. Holding D.R, Larkins B.A. Zein storage proteins. In: A.L. Kriz, B.A. Larkins (eds). Molecular Genetic Approaches to Maize Improvement. Berlin: Springer; 2009. p.269-286. DOI: 10.1007/978-3-540-68922-5_19

9. Khrapko O.P., Sokol N.V., Sanzharovskaya N.S. Using high-lysine corn flour in the bread-making process. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022;1052:012014. DOI: 10.1088/1755-1315/1052/1/012014

10. Kibkalo I. Effectiveness of and perspectives for the sedimentation analysis method in grain quality evaluation in various cereal crops for breeding purposes. Plants (Basel). 2022;11(13):1640. DOI: 10.3390/plants11131640

11. Кибкало И.А., Лоскутов И.Г., Войцуцкая Н.П., Соловьева М.В., Обухова Н.С., Блинова Е.В. Разработка методических подходов к оценке технологических свойств зерна овса. Биотехнология и селекция растений. 2024;7(2):6-15. DOI: 10.30901/2658-6266-2024-2-o2

12. Кибкало И.А., Жук Е.А. Технологические свойства углеводного комплекса зерна кукурузы в зависимости от сорта. Основы и перспективы органических биотехнологий. 2022;(3):15-19.

13. Сотченко В.С. Селекция, семеноводство, технология возделывания кукурузы. Пятигорск; 2009.

14. StatSoft Russia: [website]. Available from: https://1soft.space/en/statsoft-statisica [accessed Jul. 11, 2023].

15. Vásquez F., Verdú S., Islas A.R., Barat J.M., Grau R. Effect of low degrees of substitution in wheat flour with sorghum, oat or corn flours on physicochemical properties of composite flours. Cogent Food and Agriculture. 2016;2(1):1269979. DOI: 10.1080/23311932.2016.1269979

16. Wu Y., Messing J. Proteome balancing of the maize seed for higher nutritional value. Frontiers in Plant Science. 2014;5:240. DOI: 10.3389/fpls.2014.00240