🍎 Liczba opadania (aktywność alfa-amylazy) w pszenicy, życie i mąkach — metoda Hagberga-Pertena

Chemia żywności PN-EN ISO 3093

Przegląd

Norma określa oznaczanie aktywności alfa-amylazy zbóż metodą liczby opadania (FN) według Hagberga-Pertena; dotyczy ziarna zbóż, w szczególności pszenicy i żyta oraz mąk z nich, pszenicy durum i semoliny, i nie nadaje się do oznaczania niskich poziomów aktywności alfa-amylazy. Liczba opadania to całkowity czas w sekundach, liczony od zanurzenia probówki wiskozymetrycznej we wrzącej wodzie, potrzebny do uruchomienia mieszadła wiskozymetrycznego w określony sposób i opadnięcia go na ustaloną odległość w kleiku z mąki lub śruty i wody, ulegającym upłynnieniu wskutek działania alfa-amylazy. Przez przeliczenie na liczbę upłynnienia (LN) można szacować skład mieszanek ziarna lub mąk o znanych liczbach opadania. Czwarte wydanie ISO 3093:2009 stanowi drobną rewizję wydania z 2004 r.; norma zwraca uwagę na patent dotyczący aparatu do liczby opadania (Perten Instruments AB). Opis oparto na podglądzie normy (zakres i definicje) oraz na instrukcji polskiego aparatu automatycznego zgodnego z PN/ISO 3093.

Liczba opadania jest miernikiem aktywności alfa-amylazy, która w ziarnie prawidłowo dojrzałym i zebranym w suchych warunkach występuje w niewielkich ilościach; przy wilgotności zbóż powyżej 15 % w niesprzyjających warunkach atmosferycznych (porastanie, kiełkowanie w kłosie) enzym uaktywnia się i uszkadza skrobię, a ciasta z takich mąk mają niekorzystne właściwości i nie gwarantują dobrego pieczywa. Im niższa liczba opadania, tym wyższa aktywność amylaz: dla mąki pszennej poniżej 80 s (żytniej poniżej 70 s) oznacza bardzo wysoką aktywność i nieprzydatność do bezpośredniego wypieku, 170–200 s (125–200 s) — aktywność średnią, odpowiednią do wypieku, a powyżej 300 s (250 s) — aktywność niską. Dosuszenie ziarna po zbiorze stabilizuje jego stan, ale nie naprawia uszkodzeń enzymatycznych powstałych w polu.

W hodowli odmian odpornych na porastanie wykorzystuje się różnicę liczby opadania między próbą kontrolną a próbą po indukcji porastania oraz indeks liczby opadania Weilenmanna; w badaniach IHAR liczba opadania ziarniaków kontrolnych 20 odmian pszenicy ozimej mieściła się w zakresie 233–432 s, a indukcja porastania obniżała ją o 82–100 s.

Zasada metody

Ziarno przemiela się na mąkę w młynku laboratoryjnym (przemiał zgodny z wymaganiami normy wpływa na wynik) i odważa naważkę odpowiadającą 7 g produktu o wilgotności 15 % — masę koryguje się według tabeli od 6,10 g (wilgotność 5 %) do 8,00 g (wilgotność 23,8 %). Naważkę przenosi się do probówki wiskozymetrycznej (średnica wewnętrzna 21 ± 0,02 mm, zewnętrzna 23,8 ± 0,25 mm, wysokość wewnętrzna 220 ± 0,3 mm), dodaje pipetą 25 ml wody destylowanej o temperaturze 20 ± 5 °C, zamyka korkiem i wstrząsa (10 s we wstrząsarce lub 20 razy ręcznie), po czym wstawia mieszadło (masa bez korka 25 ± 0,05 g, stal nierdzewna), zgarniając nim zawiesinę ze ścianek. Probówkę zanurza się we wrzącej wodzie łaźni; po 5 s napęd zaczyna mieszać z szybkością dwóch skoków na sekundę (jeden ruch w górę i jeden w dół), a po 60 s mieszadło zostaje zwolnione w górnym położeniu i opada przez kleik. Całkowity czas mieszania i opadania to liczba opadania w sekundach. Wynikiem jest średnia arytmetyczna dwóch oznaczeń, których różnica nie może przekraczać 10 % ich średniej.

Zastosowania

• Ocena wartości wypiekowej mąki pszennej i żytniej oraz przydatności ziarna do celów konsumpcyjnych
• Wykrywanie porośnięcia ziarna w skupie (potrącenia lub odrzut partii pszenicy konsumpcyjnej)
• Dobór mieszanek mąk o różnej aktywności alfa-amylazy i „poprawiaczy” w piekarnictwie
• Selekcja odmian zbóż odpornych na porastanie (różnica liczby opadania, indeks Weilenmanna)
• Wymóg jakościowy w specyfikacjach ziarna zbóż i mąki

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 3093:2010

Tytuł (PL)

Pszenica, żyto i mąki z nich uzyskane, pszenica durum i semolina — Oznaczanie liczby opadania metodą Hagberga-Pertena

Title (EN)

Wheat, rye and their flours, durum wheat and durum wheat semolina — Determination of the falling number according to Hagberg-Perten

Procedura krok po kroku

1. Przygotowanie aparatu

   Ustawić aparat na stabilnym stole w pomieszczeniu o temperaturze ok. 22 °C, napełnić zbiornik rezerwowy wodą destylowaną, doprowadzić łaźnię do wrzenia (komunikat gotowości).

2. Przemiał

   Zmielić badane ziarno na mąkę w młynku laboratoryjnym zgodnie z wymaganiami normy; mąkę i semolinę badać bezpośrednio.

3. Naważka

   Odważyć 7 g mąki (naważka dla wilgotności 15 %); przy innej wilgotności odważyć masę z tabeli korekt (np. 6,60 g przy 11 %, 7,45 g przy 19 %).

4. Zawiesina

   Przenieść naważkę do probówki wiskozymetrycznej, dodać pipetą 25 ml wody destylowanej 20 ± 5 °C, natychmiast zamknąć korkiem i wstrząsać 10 s we wstrząsarce lub 20 razy ręcznie ruchem góra–dół do jednorodnej zawiesiny; wyjąć korek.

   ⏱ Czas: 10 s

5. Mieszadło

   Wstawić mieszadło do probówki, zgarniając nim do zawiesiny mąkę przylegającą do ścianek.

6. Pomiar

   Umieścić probówkę z mieszadłem w uchwycie i zanurzyć we wrzącej łaźni, zablokować zapadką i uruchomić napęd. Po 5 s napęd miesza zawiesinę 60 s z szybkością 2 skoków/s, po czym zwalnia mieszadło w górnym położeniu; aparat odlicza czas do opadnięcia mieszadła i wyświetla liczbę opadania w sekundach.

   ⏱ Czas: 60 s mieszania + opadanie

7. Powtórzenie i wynik

   Wykonać drugie oznaczenie; różnica nie może przekraczać 10 % średniej. Jako wynik podać średnią arytmetyczną obu oznaczeń w sekundach. Rytmiczność mieszania jest najważniejszą fazą oznaczania — jej brak prowadzi do znacznych różnic.

8. Czyszczenie

   Wyjąć probówkę, oczyścić ją i mieszadło z kleiku pod bieżącą wodą lub w myjce laboratoryjnej i wytrzeć do sucha.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Wrząca łaźnia wodna — probówkę wprowadzać w uchwycie ochronnym, osłona z pleksi zamknięta; ryzyko poparzenia parą
• Urządzenie grzejne 1000 W zasilane z sieci z uziemieniem — nie pozostawiać bez nadzoru, nie dotykać wtyczki mokrymi rękami
• Pył mączny z przemiału — wentylacja, w razie potrzeby maska przeciwpyłowa

Najczęstsze pytania