Study of the correlations between gluten index and gluten deformation index in Romanian wheat

Wheat production in Romania is characterized by large variations in crop quality from one year to another, especially the variation of some parameters which reflect the enzymatic activity (falling number, strain index). Although it has been claimed the lack of adaptation of the Romanian varieties to new climatic conditions for higher quality variations, certain studies have shown that the main causes are: the inadequate cultivation technologies for the wheat requirements, inappropriate harvesting time, improper storage and handling of crops [ 2].

We also found that the assessment of gluten quality is done through the excessive use of a single descriptor, namely the index of deformation, due to lack of popularity among wheat manufacturers and processors of other methods for evaluating the quality of gluten, as Zeleny index or gluten index [1]. The assessment type is widely used, given that there are studies showing that the gluten index parameter can be a good predictor for a range of rheological parameters of dough, such as: area under the extensografic curve, the extensografic resistance (Anne Ingver and Reine Kopp, 2004), the alveografic work – W, mixograph peak time (Gaines et al., 2006), the alveografic parameters resistance (P), extensibility (L), the extensibility index of the gluten (G), the elasticity index (Ie ) and the farinographic parameter named hydration capacity (NC Popa et al., 2009, 2010) [3, 4, 5, 6].

Unlike the deformation index, which significantly reflects the level of the attack of bed bugs (Eurygaster sp.), the Gluten index parameter is influenced to a large extent by the genetical heritage of wheat varieties (Kostyukovsky and Zohar, 2004; Rashed et al., 2007) [7,8].

The optimal values for the deformation index parameter are situated in the range 6-13 mm. A lower value than 6 shows a tenacious gluten, and a value greater than 20 mm a low gluten, characterized by a very rapid process of proteolytic degradation. The Gluten Index parameter can take values between 0 and 100. The optimal value is considered between 65 and 80. Values greater than 80 describe a strong gluten. Values less than 65 describe a gluten having initially a moderate proteolytic activity for the values between 40 and 65, and a very strong activity for smaller values than 40. [9].

In this context, we considered as necessary this study, in order to investigate the interrelation between the most widely used parameters for assessing the quality of Romanian wheat, namely the gluten deformation index and gluten index.

Correlation between Gluten deformation index and gluten index was studied for 650 samples of Romanian wheat crops of 2005-2009. The research was conducted on wheat characterized by the following quality parameters: Hectolitric mass 76 065 ± 3460 kg / hl, Moisture 12.256 ± 1.214%, Wet gluten 31.216 ± 6.702%, Gluten deformation index 9.754 ± 7.145 mm ± 329 048, Falling number 77.176 seconds, Gluten index 46.958 ± 25.708, Protein content 14.086 ± 2.003%.

Results showed that despite a significant negative correlation (r = -0.61) between the two quality parameters, the coefficient of determination is low (R2 = 0.360). In addition, correlation becomes negligible within the ranges characterized by high values of both parameters (over 80 for Gluten index and 20 mm for Gluten deformation). This suggests that the two quality parameters of gluten can not replace each other in quality assessment procedures. They should be utilized together.

Full presentation: prezentare-gluten-final

Recoltele româneşti de grau din ultimii ani au fost tinta a numerose speculatii cu privire la calitatile tehnologice ale acestora. Aceste speculaţii au fost alimentate de o serie de aspecte care caracterizează producţia de grâu din România: variatiile mari de calitate ale recoltelor de la un an la altul, în special a parametrilor de calitate care reflectă activitatea enzimatică (cifră de cădere, indice de deformare), utilizarea excesivă a unui singur descriptor al calităţii glutenului, anume indicele de deformare şi lipsa de popularitate în randul producătorilor de grâu şi a procesatorilor a altor metode de evaluare a calitatii glutenului, cum ar indicele Zeleny sau glutenul index [1]. Desi pentru variatiile mari de calitate a recoltelor romanesti de grau a fost invocata lipsa de adecvare a soiurilor romanesti la noile conditii climatice o serie de studii au aratat ca principale cauze pentru această situaţie tehnologiile de cultivare necorespunzătoare cerinţelor grâului, recoltarea la un moment nepotrivit, depozitarea, păstrarea şi manipularea necorespunzătoare a producţiei [2].

Aceste lucruri se petrec în contextul în care există studii care arată ca parametrul gluten index poate fi un predictor destul de bun pentru o serie de parametrii reologici ai aluatului, precum: suprafaţa de sub curba extensografică, rezistenţa extensografică (Anne Ingver şi Reine Kopp, 2004), Lucrul mecanic alveografic – W, mixograph peak time (Gaines şi colab., 2006), parametrii alveografici Rezistenta (P), Extensibilitatea (L), Indicele de extensibilitate al glutenului (G) şi Indicele de elasticitate (Ie) precum şi parametrul farinografic Capacitate de hidratare (Popa N.C. si colab., 2009, 2010) [3,4, 5, 6].

Spre deosebire de indicele de deformare care reflectă într-o măsură semnificativă nivelul atacului de plosnita (Eurygaster sp.), parametrul gluten index este influenţat într-o mare măsură de înzestrarea genetică a soiurilor de grâu (Kostyukovsky şi Zohar, 2004; Rashed şi colab., 2007) [7,8].

Valorile considerate optime pentru parametrul indice de deformare se situeaza in intervalul 6 – 13 mm. O valoare mai mică de 6 indică un gluten tenace, iar o valoare mai mare de 20 mm un gluten slab, filant, caracterizat printr-un proces de degradare proteolitică foarte rapid. Parametrul Gluten Index poate lua valori intre 0 si 100. Valoarea optimă este considerată între 65 şi 80. Valorile mai mari de 80 descriu un gluten puternic. Valorile mai mici de 65 descriu un gluten cu activitate proteolitică initial moderată până la 40 şi foarte puternică sub 40 [9].

In acest context, am considerat că un studiu care să investigheze legăturile dintre cel mai utilizat parametru pentru evaluarea calităţii granelor in Romania, anume indicele de deformare a glutenului si glutenul index este cat se poate de oportun.

Pentru un numar de peste 650 de probe de grau, provenite din recoltele româneşti din ultimii cinci ani (2005-2009), s-a studiat corelaţia dintre parametri Indice de deformare a glutenului şi Gluten index.

Cercetarea a fost realizata pe grane caracterizate prin urmatorii indici de calitate: Masa Hectolitrica 76,065 ± 3.460 kg/hl, Umiditate 12.256 ± 1.214 %, Gluten umed 31.216 ± 6.702 %, Indice de deformare a glutenului 9.754 ± 7.145 mm, cifra de cadere 329.048 ± 77.176 sec, Gluten index 46.958 ± 25.708, Continut de proteina 14.086 ± 2.003 %.

Rezultatele obţinute au arătat că, deşi între cei doi parametri de calitate există o corelaţie negativă foarte semnificativă (r = -0.61), valoarea coeficientului de determinare este totuşi mică (R2 = 0.360). În plus, în intervalele de variaţie caracterizate de valori mari ai celor doi parametri (peste 80 pentru Gluten index şi peste 20 mm pentru Indicele de deformare), corelaţia dintre aceştia devine nesemnificativă. Acest lucru sugerează că cei doi parametri de calitate ai glutenului nu se pot suplini reciproc în procedurile de evaluare a calităţii recoltelor de grâu şi ca cel mai probabil ei ar trebui folositi impreuna.

Bibliography:

1. Popa, N.C., Tamba-Berehoiu Radiana, Popescu Stela (2008): Main quality parameters’ evolution of the wheat cultivated in Romania during the last years, Roumanian Biotechnological Letters Vol. 13, No. 1, pp. 3557-3566.

2. Tabără V., Puşcă I, Wagner L., Pop Georgeta, Niţă Simona, Gorinoiu Simona, Prodan Monica (2008): Baking quality of autumn wheat varieties in terms of the Lovrin research resort, Agir Bulletin no. 1 – 2, January – June.

3. Koppel, Reine, Ingver, Anne (2004): Investigation of components of baking quality of wheat in Estonia, International Workshop on Modelling Quality Traits and their Genetic Variablity for Wheat: A satellite meeting of the VIII ESA Congress, INRA; Clermont-Ferrand, France. 18-21 July.

4. Gaines, C.S., Fregeau Reid, J., Vander Kant, C., Morris, C.F. (2006): Comparision of Methods for Gluten Strenght Assessment, Cereal Chem., 83(3):284-286.

5. Popa, N.C., Tamba – Berehoiu Radiana, Popescu Stela, Varga Mioara, Codină Georgiana Gabriela (2009): Predictive model of the alveografic parameters in flours obtained from Romanian grains, Romanian Biotechnological Letters Vol. 14, No. 2, pp. 4234-4242.

6. Popa, N.C., Tamba – Berehoiu Radiana, Popescu Stela, Tamba S. (2010): Investigations on predictive modelling of the farinographic parameters, Scientific Bulletin Biotechnology, U.S.A.M.V., Bucharest, Serie F, Vol. XIV, p p. 50 – 57.

7. Kostyukovsky, M., Zohar, D. (2004): Sunn Pest Eurygaster integriceps Put. And Wheat Quality in Israel, International Quality Grains Conference Procedings.

8. Rashed, M.A., M.H. Abou-Deif, M.A.A. Sallam, Aida A. Rizkalla, Walaa A. Ramada (2007): Identification and Prediction af the Flour Quality of Bread Wheat gy Gliadin Electrophoresis, Journal of Applied Sciences Research, 3 (11): 1393-1399.

9. Ghencea Sabina (2008): Comparative study on the quality of wheat harvested in 2006 and 2007, News in Milling and Baking Industry, downloaded from http://www.rompan.ro/uploaded_files/file/2008_1_revista.pdf at 27.09.2010.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s