Существует ряд методов, которыми пользуются для определения количества каротиноидных пигментов, а также блеска муки.
Практики-мукомолы довольно успешно используют в качестве ориентировочного критерия хорошо известную пробу Пекара, которая заключается в следующем. Муку помещают на плоскую прямоугольную деревянную или металлическую пластинку, тщательно прессуют гладким предметом, чтобы образовалась ровная гладкая поверхность, и погружают муку в воду.
Необходимо поставить рядом несколько образцов муки, чтобы можно было сравнить их цвета. Такое сравнение можно осуществить на нескольких стадиях: 1) на сухой муке (перед погружением в воду); 2) вскоре после погружения; 3) после высушивания муки.
При оценке цвета муки с помощью этого метода большое значение имеют крупнота помола и ее влияние на поверхность муки. При прочих равных условиях более грубая мука имеет более темный вид, чем более тонкоизмолотая мука того же сорта, что объясняется теневым эффектом более крупных частиц. На внешний вид муки оказывает влияние угол падения света на ее поверхность. Мукомолы нивелируют этот эффект путем выравнивания поверхности. В современных приборах с помощью сферического рефлектора, расположенного у источника света, падающий свет рассеивается на поверхность исследуемого образца муки под многими углами. В том случае, когда пользуются естественным светом, желательно выбрать северную экспозицию, поскольку в северном полушарии она дает ровный свет на протяжении всего года. Дальнейшее осложнение представляет измерение блеска муки, начиная с влажного слоя, вследствие различий в скорости смачивания и в глубине проникновения влаги. Когда пробу Пекара погружают в воду, у разных образцов муки влага прониказт на разную глубину, и толщина этого увлажненного слоя по сравнению с сухой мукой позволяет исследователю судить о количестве и свойствах отраженного света. После извлечения влажной муки из воды для получения более точных результатов оценку цвета производят лишь спустя 10 минут. Эффект подсушивания, а также активность ферментов, проявляющиеся вскоре после извлечения из воды, усложняют воспроизводимость опыта и правильную оценку цвета муки. В результате активности ферментов происходит потемнение или изменение цвета муки в сторону голубого или серого, что чаще всего наблюдается с мукой низкого сорта. На белок отрубей действует фермент тирозиназа. Кроме того, липоксидаза оказывает отбеливающее действие на каротиноидные пигменты и таким образом увеличивает эффект потемнения, вызываемый тирозиназой.
Высушенный после погружения образца в воду слой муки обнаруживает заметную активность этого фермента. Существует несколько способов высушивания увлажненного слоя муки; те из них, которые предусматривают достаточное нагревание, быстро уменьшают активность ферментов.
На получение стандартной и воспроизводимой поверхности муки большое влияние оказывает применяемое давление. Кент-Джонс и Амос хорошо объяснили этот эффект. Увеличение давления при приготовлении пласта муки приводит к заметному улучшению ее окраски. Чем сильнее спрессовывается образец, тем лучше становится цвет муки как во влажном, так и в сухом состоянии. Причины этого явления таковы: при меньшем давлении частички муки не так тесно сближены друг с другом, на поверхности муки имеются большие поры, вследствие чего эта поверхность имеет шероховатый вид и не отражает свет так сильно, как гладкая поверхность. Кроме того, чем сильнее была спрессована мука, тем ниже ее проницаемость для воды, влияние которой уже рассматривалось выше.
Содержание влаги в муке также влияет на ее внешний вид: чем ниже влажность, тем мука кажется светлее. На окраску оказывает влияние также рН смачивающей жидкости.
Некоторое видоизменение метода Пекара позволяет осуществить ориентировочное определение отрубянистых частиц в муке. Если поверхность свежесмоченного комка муки обработать 1%-ным раствором пирокатехина, частички отрубей окрашиваются в красновато-коричневый цвет, эффектно оттеняя более светлые частицы эндосперма.
Для непрямого определения количества отрубей в муке пользуются определением содержания золы: чем больше содержание золы, тем больше в муке отрубей. Это объясняется тем, что частицы отрубей содержат больше зольных элементов, чем эндосперм. Так, поданным Саймона, содержание золы в отрубях равно 5,8%, а в эндосперме — 0,32%. Корреляция между цветом муки и содержанием в ней золы для высших сортов, таких как патент, ненадежна, тогда как в низших сортах зависимость более определенна и их зольность является мерой присутствия в них отрубей и влияния последних на цвет и тусклость (блеск) муки. Однако некоторые пшеницы (при одинаковом цвете) обладают разным содержанием золы, что свидетельствует об ограниченности этого метода.
Опыты по измерению отражения света поверхностью муки осуществляются обычно путем сравнения с помощью различных приборов исследуемого образца со стандартом, таким как блок окиси магния. Бэкер, Паркер и Фрис определяли отклонение цвета муки от чисто белого цвета с помощью быстро вращающихся дисков Максвелла, выражая это отклонен не в красном, желтом и черном цвете. Этот метод не нашел применения в торговле; хотя он и получил одобрение в макаронной промышленности, где имеют дело с интенсивно окрашенными образцами муки, он оказался неприменимым для муки высших сортов.
Для определения цвета муки предложен ряд методов, основанных на сравнении окраски муки со стандартом белого цвета (окись магния) при помощи светочувствительных электронных элементов. Прибором такого типа является фотоэлектрический цветомер для муки Кент-Джонса и Мартина, основанный на принципе отражения света мукой, которая берется в виде пасты. Отражение измерялось при такой длине волны, когда наблюдалась минимальная интерференция от разных оттенков желтого цвета (обусловленных желтыми каротиноидными пигментами, а не измельченными отрубями). Это позволяет измерить цвет муки независимо от влияния отбеливания. Благодаря использованию водно-мучной пасты удается устранить неровности поверхности. В модель серии II внесены некоторые улучшения этой схемы. Особенностями последней модели являются более прочная конструкция, постоянный внутренний стандарт и прямой отсчет на большой эмпирической шкале.
Процедура измерения цвета муки включает калибрование прибора с помощью работающей стандартной поверхности, в свою очередь, откалиброванной с постоянным внутренним стандартом. Мучная паста (30 г муки и 50 г дистиллированной воды) помещается в стеклянную кювету, которая вставляется в прибор. Шкала гальванометра вращается до тех пор, пока гальванометр не сбалансируется, после чего отсчеты производятся по эмпирической шкале. Полученная величина выражает цвет муки. Время, истекшее от начала замешивания мучной пасты до отсчета, должно быть равно 90—120 секундам, в противном случае показания прибора существенно изменяются. При исследовании муки, содержащей аэрирующие вещества, вместо дистиллированной воды удобно пользоваться буферным раствором. Для муки из мучнистой пшеницы обычно используют от 40 до 45 мл воды, а для очень сильной муки — более 50 мл. Главной задачей является получение достаточно гладкой пасты, свободной от пузырей, которую можно легко перенести в испытуемую кювету. Чтобы обеспечить необходимую точность отсчета, при работе сданным прибором необходимо соблюдать особую чистоту.
Эмпирическая шкала имеет предел от —5 до +18. Высокосортная мука для кексов (пирожных) дает на шкале прибора показание —1,5, а наиболее высокосортная мука патент — около нуля. Односортная мука стрейт (выхода 72%) дает отсчет около 2, а мука 80%-ного выхода — примерно 5,5. Чем выше цифра, тем темнее мука и ниже ее сорт.
Прибор получил положительную оценку в Великобритании, Канаде и Европе. В Великобритании, где практикуется добавление к муке крета-препарата (карбоната кальция) с целью повышения ее питательной ценности, данный прибор используется для контроля за помолом и однородностью качества получаемой муки. Зольность препарата мела не является точно аддитивной к зольности натуральной муки, так как равномерно распределить мел в массе муки довольно трудно.
Для исследования цвета муки в различных аспектах весьма успешно использовали фотоэлектрический спектрофотометр. Милнер и Додж для измерения влияния отбеливания на спектр поглощения экстрактов муки использовали фотоэлектрический кварцевый спектрофотометр. Экстракты готовили с помощью водонасыщенного бутилового спирта из пшеничной муки, обработанной двуокисью хлора и треххлористым азотом, взятыми в различных концентрациях; измерения проводили в пределах длин волн от 260 до 600 ммк. Этот прибор особенно хорошо подходит к проведению исследований такого типа вследствие своей гибкости, точности и удобства в обращении.
Ирвин и Андерсон описали усовершенствованный метод определения белизны муки с помощью спектрофотометра Бекмана (модель DU с отражающим устройством). Принцип их работы весьма сходен с принципом, использованным Кент-Джонсом и Мартином, за исключением того, что измерение отражения проводится на лепешках или таблетках из спрессованной муки вместо водно-мучной пасты. Около 10 г муки помещают в маленький (28,6 мм) опытный цилиндр лабораторного пресса Карвера и в течение 4 минут подвергают давлению в 422 кг на 1 см2. Затем полученную таблетку помещают в отражающее устройство спектрофотометра и измеряют отражение при длине волны 600 ммк, выражая его в процентах от отражения, получаемого от такой же таблетки магнезии. По данным Ирвина и Андерсона, отсчеты колебались в пределах от 91 до 81%, хотя мука клир и кормовые мучки дают гораздо более низкие результаты. Путем вычитания величины 81 эти отсчеты превращают в условное число, выражающее белизну муки. Для большинства образцов муки эти последние величины варьируют в пределах между 10 и 0, что, по-видимому, прямо коррелируют с визуальной оценкой белизны (блеска) мякиша хлеба, которая также варьирует в пределах от 10 до 0. Выбор длины волны 600. В качестве рабочей длины волны делает измерение независимым от присутствия каротиноидных пигментов.
Из данных видно, что существует тесная обратная зависимость между зольностью и белизной муки, прямая зависимость между белизной и цветом мякиша и незначительная связь или полное отсутствие ее между содержанием желтого пигмента и белизной.
Кроз измерял белизну муки, приготовляя из нее пасту по методу Кент-Джонса и Мартина и используя фотоэлектрический рефлектометр трехкратного усиления. Сообщается о высокой степени корреляции данного метода с визуальным методом определения окраски в пробе Пекара. Отсчеты с применением трех различных светофильтров не представляют преимуществ по сравнению с одним светофильтром, используемым в приборе Кент-Джонса и Мартина. Для выражения белизны с помощью данных, полученных при трех светофильтрах, необходима специальная формула. Такая формула была выведена из уравнения, предложенного Хантером.
Рютер измерял окраску муки с помощью фотометра Пульфриха. Недавно Киппер определял пигментацию (окраску) муки с помощью цветомера для муки Вауэра и сравнил полученные данные с результатами визуального определения цвета муки по влажной и сухой пробе Пекара, а также сопоставил их с данными определения зольности муки и окраски мякиша.
Грач приводит данные определения величины отражения света мукой, полученной с помощью пневмосепарирования. Для этого определения использовался дифференциальный колориметр Гарднера с трехкратным усилением; суспензию муки в керосине измеряли на стекле.
В Канадской зерновой лаборатории для измерения цвета макарон с успехом использовали спектрофотометр Бекмана. На размолотых и просеянных (через сито —40+80 меш) образцах определялись чистота (при преобладающей длине волны) и белизна макарон с помощью метода десяти избранных ординат.
Померанц описал метод определения окраски хлебного мякиша в связи с цветом муки. Метод предусматривает использование колориметра Кент-Джонса и Мартина для измерения суспензии из хлебного мякиша, кукурузного крахмала и воды, приготовленной при помощи гомогенизатора в строго контролируемых условиях. Было установлено влияние применения крахмала на результат определения окраски хлеба и дана формула расчета цвета муки, использованной при выпечке испытуемого хлеба. Результаты показывают величину тех компонентов хлебного мякиша, которые не зависят от его пористости и консистенции и имеют высокую степень корреляции с окраской муки.
Значительный интерес представляет работа Литтла, Чичестера и Мак-Кинни по определению окраски пищевых продуктов. Эти авторы провели сравнение пяти спектрофотометров и трех фотоэлектроколориметров и показали очень высокую линейную зависимость результатов, полученных с помощью всех этих приборов.
Выше дается оценка метода экстракции водонасыщенным н-бутиловым спиртом как метода, позволяющего надежно и аккуратно измерять цвет муки, обусловленный каротиноидными пигментами. Методы экстракции растворителем для измерения пигментации отрубей не столь совершенны, как методы определения окраски, вызванной каротиноидами. В настоящее время ни один из них не используется в практике.
Димлер обсуждает принципы и методы хроматографии и их возможности в областях, близких к измерению окраски муки. Тсен и Джеддес, Пехмейстер и Холноки нашли ценное применение этому методу, как об этом уже упоминалось в разделе П. Более чем вероятно, что для идентификации пигментов отрубей особенно много может дать применение хроматографии.