MATHEMATICAL MODELING OF WATER-HEAT TREATMENT OF SPELT WHEAT GRAIN
Abstract
Spelt wheat is a promising crop which is characterized by high cereal and nutritional properties, namely: protein content (up to 25 %), vitamins (beta-carotene, vitamin B1 , vitamin B2 , vitamin B5 , vitamin B6 , vitamin B9 , vitamin E, vitamin K, vitamin PP), macronutrients (magnesium, sodium, potassium, phosphorus) and micronutrients (zinc, copper, manganese, selenium), carbohydrates (50–70 %) and fats (1.5–2.5 %). For spelt wheat, carbohydrates are the main component and make up 50–70 % of grain, and sugar content is 2–3 %. The organic substances contained in spelt have a high level of solubility, so they are easily and quickly absorbed by human body. The article presents the mathematical modeling results of water-heat treatment of spelt wheat grain using Statistika 10 program by the method of multifactor experiment with an orthogonal composite design of the second order. The main estimation criteria of the efficiency of spelt wheat groats № 1 production were: the yield of groats and fodder meal, improvement parameters – the duration of husking and softening and moisture content. It was found that to increase the competitiveness of a new cereal product, it is advisable to husk spelt wheat grain for 120–140 s which corresponds to the husking index of 11–13 %, moisturize to a moisture content of 15–16 % and soften for 30 minutes. Mathematical description of the corresponding processes according to the orthogonal composite design of the second order and the obtained quadratic regression equations confirm the correctness of the selected technological modes.
References
2. Arcila J. A., Rose D. J. Repeated cooking and freezing of whole wheat flour increases resistant starch with beneficial impacts on in vitro fecal fermentation properties. J. Funct. Foods. 2015. Vol. 12. P. 230–236.
3. Лисак М. А. Аналіз стану забезпечення продовольчої безпеки України. Облік і фінанси. 2013. № 3 (61). С. 136–142.
4. Шевченко О. Плівчасті пшениці як новий ресурс органічної продукції. Агро перспектива: інформаційно-аналітичний журнал. 2013. № 6. С. 12–19 .
5. Любич В. В. Круп’яні властивості зерна пшениці м’якої озимої залежно від сорту. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. 2019. № 2. С. 94–101. 6. Горн Е. Лучше чем пшеница, но… Фермерське господарство. 2008. № 4 (372). С. 21–22.
7. Колючий В. Т., Власенко В. А., Борсук Г. Ю. та ін. Селекція, насінництво і технології вирощування зернових колосових культур у Лісостепу України : монографія. Київ : Аграр. наука. 2007. 794 c.
8. Andruszczak S., Kraska P., Kwiecińska-Poppe E. et al. Weed infestation of crops of winter spelt wheat (Triticum aestivum ssp. spelta L.) cultivars grown underdifferent conditions of mineral fertilization and chemical plant protection. Acta Agrobotanica. Vol. 65 (3). 2012. Р. 109–118.
9. Kohajdová Zl., Karovičová J. Effect of incorporation of spelt flour on the dough properties and wheat bread quality. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość. 2007. № 4 (53). P. 36 –45.
10. Rozenberg R., Ruibal-Mendieta N. L., Petitjean G. et al. Phytosterol analysis and characteri-sation in spelt (Triticum aestivum ssp.spelta L.) and wheat (T. aestivum L.) lipids by LC/APCI-MS. J. Cereal Sci. 2003. № 38. P. 189–197.
11. Schober T. J., Bean S. R., Kuhn M. Gluten proteins from spelt (Triticum aestivum ssp. spelta) cultivars: A rheological and size-exclusion high-performance liquid chromatography study. J. Cereal Sci. 2006. № 44. P. 161–173.
12. Господаренко Г. М., Любич В. В., Полянецька І. О., Желєзна В. В. Борошномельні властивості зерна сортів пшениці спельти залежно від умов мінерального живлення. Вісник Уманського НУС. Умань. № 1. 2019. С. 129–134.
13. Господаренко, Г. М., Любич, В. В., Полянецька, І. О. Вихід і якість круп’яних продуктів із зерна сортів і ліній пшениць. Вісник Полтавської Державної Аграрної Академії. 2017. (4), C. 11–17.
14. Флис І. М., Макар М. І Вплив режиму волого-теплової обробки гречаного зерна на вихід крупи. Механізація і електрифікація сільського господарства. 2014. Випуск 99 (1). С. 376–383.
15. Liubych V., Zheliezna V. Effect of water-heat treatment on spelt grain flour quality. Grain Products and Mixed Fodder’s. 2020. 20 (2, 78): 19–25. DOI https://doi.org/10.15673/gpmf.v20i2.1761
16. Господаренко Г. М., Любич В. В., Новіков В. В. Желєзна В. В. Білково-протеїназний комплекс зерна сортів пшениці спельти залежно від удобрення. Збірник наукових праць Уманського НУС. Умань. 2018. Випуск 1. С. 8–22. DOI 10.31395/2415-8240-2019-94-1-8–16.
17. Любич, В. В., Полянецька І. О. Якість цілої крупи із зерна спельти залежно від індексу його лущіння та водно-теплової обробки. Вісник Уманського національного університету садівництва. 2015. № 2. P. 34–39.
18. Vázquez, J.F., Chacón, E.A., Carrillo, J.M., Benavente, E. Grain mineral density of bread and durum wheat landraces from geo-chemically diverse native soils. Crop Pasture Sci. 2018. Vol. 69. Р. 335–346.
19. Любич В. В. Біологічна цінність білка пшениці спельти залежно від походження сорту та лінії. Збірник наукових праць Уманського НУС. Умань. 2016. Вип. 89. С. 199–206.
20. Господаренко Г. М., Полторецький С. П., Любич В. В., Желєзна В. В. Удосконалення режимів пропарювання за виробництва крупи плющеної із зерна пшениці спельти. Збірник наукових праць Уманського НУС. Умань. 2018. Випуск 1. С. 8–22. DOI 10.31395/2415-8240-2018-93-1-8-22
21. Любич В. В. Кондитерські властивості зерна пшениці спельти залежно від походження сорту та лінії. Збірник наукових праць Уманського НУС. 2017. Вип. 91. С. 46–54.
