Исследование качественных показателей зерна пшеницы

В зависимости от качества зерно любой культуры делят на классы. В основу деления положены типовой состав, органолептические  показатели, содержание примесей и  специальные показатели качества. Отдельные  требования, более строгие, устанавливаются  на зерно, предназначенное для производства продуктов детского питания.[2]

Для характеристики качества зерна применяют следующие показатели: общие (относящиеся к зерну всех культур); специальные (применяемые  для зерна отдельных культур); показатели безопасности.

К общим показателям качества относятся обязательные, определяемые в любой партии зерна всех культур: признаки свежести (внешний вид, цвет, запах, вкус), зараженность вредителями, влажность и засоренность.

К специальным, или целевым, относятся показатели качества, характеризующие товароведно-технологические (потребительские) свойства зерна. В эту группу входят стекловидность (пшеница, рис), натура (пшеница, рожь, ячмень, овес), число падения (пшеница, рожь), количество и качество сырой клейковины (пшеница), пленчатость и выход чистого ядра (крупяные культуры), жизнеспособность (ячмень пивоваренный). У пшеницы определяют также содержание мелких, морозобойных зерен и зерен, поврежденных клопом-черепашкой.[5]

Стекловидность характеризует структуру зерна, взаиморасположение тканей, в частности крахмальных гранул и белковых веществ, и прочность связи между ними. Этот показатель определяют просвечиванием на диафаноскопе и подсчетом количества зерен (в %) стекловидной, полустекловидной, мучнистой консистенции. В стекловидном зерне крахмальные гранулы и белковые вещества уложены очень плотно и имеют прочную связь, между ними не остается микропромежутков. Такое зерно во время дробления раскалывается на крупные частицы и почти не дает муки. В мучнистом зерне имеются микропромежутки, которые придают эндосперму рыхлость, а при просвечивании на диафаноскопе рассеивают свет, обусловливая непрозрачность зерна. Стандартами на зерно предусматривается определение стекловидности пшеницы [7]. Натура – масса установленного объема зерна. Она зависит от крупности и плотности зерна, состояния его поверхности, степени налива, массовой доли влаги и количества примесей. Натуру определяют с помощью пурки с падающим грузом [10]. Зерно с высокими значениями натуры характеризуют как хорошо развитое, содержащее больше эндосперма и меньше оболочек. При уменьшении на 1 г натуры пшеницы выход муки снижается на 0,11% и увеличивается количество отрубей. Установлена зависимость между натурой и количеством эндосперма. Натура разных культур имеет неодинаковое значение, например, натура пшеницы – 740–790 г/л; ржи – 60–710; ячменя – 540–610; овса – 460-510 г/л

К показателям безопасности относят содержание токсичных элементов, микотоксинов и пестицидов, вредных примесей и радионуклидов, которое не должно превышать допустимых уровней согласно СанПиН.

Крупность определяется линейными размерами – длиной, шириной, толщиной. Но на практике о крупности судят по результатам просеивания зерна через сита с отверстиями определенных размеров и формы. Крупное, хорошо налившееся зерно дает больший выход продуктов, так как содержит относительно больше эндосперма и меньше оболочек.[8] Крупность зерна может характеризовать специфический показатель – масса 1000 зерен, которую рассчитывают на сухое вещество. Зерно делят на крупное, среднее и мелкое. Например, для пшеницы масса 1000 зерен колеблется от 12 до 75 г. Крупное зерно имеет массу более 35 г, мелкое – менее 25 г.[8].

Выравненность определяют одновременно с крупностью просеиванием на ситах и выражают в процентах по наибольшему остатку на одном или двух смежных ситах. Для переработки необходимо, чтобы зерно было выровненным, однородным.

Плотность зерна и его частей зависит от их химического состава. У хорошо налившегося зерна плотность более высокая, чем у недозревшего, так как наибольшую плотность имеют крахмал и минеральные вещества.

1.3.Особенности  химического состава зерна пшеницы

Кроме технологически значимых показателей, обеспечивающих получение  пышного стандартного пшеничного хлеба, важной характеристикой товарного  зерна пшеницы является ее питательная  ценность. Наиболее важным веществом  зерна пшеницы является белок. Его содержание в зерне пшеницы, в среднем, составляет: в мягкой озимой пшенице – 11,6; в мягкой яровой – 12,7; в твердой – 12,5 при колебаниях от 8,0 до 22,0%.

При низком содержании общего белка (ниже 11%) в пшенице формируется  недостаточное количество клейковинного  белка. В зерне пшеницы самое  главное – это клейковинный белок, который предопределяет технологические  свойства зерна и выработанной из него муки. Только при высоком количестве сырой клейковины (25% и выше), и  хорошем ее качестве можно получить пышный, вкусный и полезный хлеб. Уникальная способность клейковинных белков образовывать комплекс, называемый клейковиной, предопределила ведущую  роль пшеницы среди всех зерновых культур.[6]

Клейковина – это нерастворимый  в воде упругоэластичный гель, образующийся при смешивании размолотого зерна  пшеницы или муки с водой, содержание белка, в котором составляет 98%, небольшое количество углеводов, липидов и минеральных веществ. В сырой клейковине содержится 64-66% воды. [6]

Основную массу зерна  пшеницы составляют углеводы. Они  играют большую энергетическую роль в питании человека. В зерне  пшеницы углеводы в основном представлены крахмалом, который составляет в  зерне пшеницы в среднем 54%, при  колебаниях от 48 до 63%. Весь крахмал  сосредоточен в эндосперме. Из углеводов  кроме крахмала в зерне пшеницы  имеется сахар. В нормальном полноценном  зерне пшеницы содержание сахара составляет от 2 до 7%. Сахар в основном присутствует в зародыше, а также  в периферических частях эндосперма. Он используется зерном в первый период прорастания.

Без наличия сахаров в  зерне пшеницы и продуктах  его переработки, в частности, в  муке, невозможно было бы развитие дрожжей  и молочнокислых бактерий при  тестоведении.

В зерне пшеницы имеются  и другие углеводы. Например, клетчатка. Ее содержание в зерне пшеницы  составляет в среднем 2,4% при колебаниях от 2,08 до 3,0%.

Клетчатка входит в состав цветочных пленок и клеточных  стенок оболочек. Имея большую механическую прочность, клетчатка не растворяется в воде и не усваивается организмом. Поэтому при переработке зерна  пшеницы в муку главной задачей  технологов является удаление оболочек.

Вместе с тем, клетчатка  зерна пшеницы играет немалую  роль в пищеварении: она регулирует двигательную функцию кишечника, способствуя  этим снижению сердечно – сосудистых заболеваний, препятствуя ожирению человека. В связи с этим отруби, полученные при размоле зерна  пшеницы, используют в качестве лечебного  средства.

Жиры и липиды составляют в зерне пшеницы в среднем 2,1%, при колебаниях от 0,6 до 3,04%. Жиры в  зерне мягкой и твердой пшеницы, сосредоточены преимущественно  в зародыше и алейроновом слое и влияют отрицательно на сохранность  зерна, поскольку они неустойчивы  при хранении. Под воздействием ферментов  они разлагаются водой с образованием свободных жирных кислот, которые  окисляются до перекисей и гидроперекисей. В результате может происходить  прогоркание жира, поэтому при  производстве муки зародыш удаляют.

1.4. Основные показатели  качества зерна пшеницы.

В зависимости от значимости показатели качества зерна пшеницы  подразделяют на три группы:

− Обязательные показатели для всех партий зерна. Показатели данной группы определяют на всех этапах работы с зерном, начиная с формирования партий при уборке урожая к ним относят: признаки свежести и зрелости зерна (внешний вид, запах, вкус), зараженность вредителями хлебных запасов, влажность и содержание примесей.

− Обязательные показатели при оценке партий зерна определенного  назначения. Примером нормируемых показателей  зерна или семян некоторых  культур служит натура пшеницы, ржи, ячменя и овса. Большую роль играют специфические показатели качества пшеницы (стекловидность, количество и  качество сырой клейковины).

− Дополнительные показатели качества. Их проверяют в зависимости от возникшей необходимости. Иногда определяют полный химический состав зерна или содержание в нем некоторых веществ, выявляют особенности видового и численного состава микрофлоры, солей тяжелых металлов и пр.

Основные показатели качества зерна: Влажность, свежесть, засоренность. Под влажностью зерна понимается количество содержания в нем гигроскопической воды (свободной и связанной), выраженное в % к массе зерна вместе с примесями. Определение этого показа является обязательным при оценке качества каждой партии зерна.

Содержание воды в зерне  основных злаковых культур нормируется  базисными кондициями и колеблется в пределах 14-17% в зависимости от районов производства. При влажности зерна ниже базисных кондиций начисляется соответствующая надбавка к массе. [13] Стандарты предусматривают четыре состояния по влажности (в %): сухое -13 – 14, средне – сухое – 14,1 – 15,5; влажное – 15,6 – 17 и сырое – свыше 17. На длительное хранение пригодно только сухое зерно.

Свежесть зерна включает (вкус, цвет, запах).

По цвету, блеску, запаху, а иногда и по вкусу можно судить о добротности или о природе  дефектов партии продукции.

Состояние партии позволяет  судить о стойкости зерна при  хранении и его особенностях при  переработке, наконец, они в какой-то мере характеризуют химический состав зерна, а следовательно его пищевую, фуражную и технологическую ценность.

На цвет зерна могут  влиять: захват на корню морозом, захват суховеем, поражение зерна клопом-черепашкой, нарушение тепловых режимов сушки. [14]

Зерно с измененным цветом относят к зерновой примеси. [8]

Запах зерна. Свежему зерну присуще специфический запах. Посторонний запах свидетельствует об ухудшении качества зерна: затхлый, солодовый, плесневелый, чесночный, полынный, гнилостный.

Вкус зерна. Вкус нормального зерна выражен слабо. Чаще всего он бывает пресным. Нехарактерными вкусами для зерна являются: сладкий – возникающий, при прорастании; горький – обусловленный наличием в зерновой массе частиц растений полыни; кислый – ощущается при развитии на зерне плесени.[14]

Под засоренностью зерна понимают количество примесей, выявленных в партии зерна продовольственного, кормового и технического назначения, выраженное в процентах массы, называют засоренностью. Примеси снижают ценность партии, поэтому их учитывают при расчетах за зерно.

Многие примеси, особенно растительного происхождения в  период уборки урожая и образования  зерновой массы могут содержать  значительно больше влаги, чем зерно  основной культуры. В результате они  способствуют нежелательному увеличению активности физиологических процессов. В засоренных партиях зерна значительно  легче возникает и быстрее  развивается процесс самосогревания. Зерновая примесь включает неполноценное зерно основной культуры: сильно недоразвитое - щуплое, морозобойное, проросшее, битое (вдоль и поперек, если осталось). Примеси делят на две группы: Зерновая и сорная.

К зерновой примеси относят  такие компоненты зерновой более  половины зерна), поврежденное вредителями (с незатронутым эндоспермом) потемневшее  при самосогревании или сушке; у  пшеницы сюда же относят зерна, поврежденные клопом-черепашкой. У пленчатых культур к зерновой примеси относят обрушенное (освобожденные от цветковой пленки) зерна, так как они сильно дробятся при переработке основного зерна. [8]

Зерна других культурных растений при оценке могут попадать как  в зерновую примесь, так и в  сорную. Руководствуются при этом двумя критериями. Во-первых, размерами  зерен примеси. Если примесь резко  отличается от основной культуры по крупности  и форме, то она будет удалена  при очистке зерна, поэтому такую  культуру относят к сорной примеси. Например, просо или горох в  пшенице. Во-вторых, возможностью использования  примеси по назначению основной культуры. Если примесь дает продукт, хотя и  несколько худший по качеству, чем  основная культура, то ее следует отнести  к фракции зерновых примесей. Если же она резко снижает качество продукта переработки, то ее относят  к сорной примеси.

Сорную примесь подразделяют на несколько фракций, различных  по составу. Минеральная примесь – пыль, песок, галька, кусочки шлака и т. п. крайне нежелательны, так как они придают хруст муке, делая ее непригодной к потреблению; органическая примесь – кусочки стеблей, листьев, колосовые чешуи и т. п.; испорченное зерно основной культуры и других культурных растений с полностью выеденным вредителями или потемневшим эндоспермом; семена культурных растений, не вошедшие в состав зерновой примеси; семена сорных трав, выросших на полях с культурными растениями. [8].

Микотоксикозы – поражение  различными грибковыми заболеваниями при выращивании, уборке, нарушении режимов хранения зерна. Грибы рода фузариум повреждают зерно всех культур, чаще настоящих злаков. Заражение происходит в поле, но развитие грибов в хранилище прекращается только при снижении влажности зерна до 14%. В зерне, перезимовавшем в поле, часто накапливается много токсинов этого гриба. Грибы этого рода продуцируют ряд токсинов, в том числе трихотецены и зеараленон, вызывающие тяжелые отравления человека и животных. У человека потребление хлеба, полученного из муки, содержащей мицелий фузариума, вызывает отравление; похожее на опьянение: появляются дурнота, головокружение, рвота, сонливость и т. д. При этом ослабляется функция костного мозга, поэтому резко падает доля лейкоцитов в крови. Затем развивается некротическая ангина. Зерно, пораженное фузариумом, хранят отдельно от продовольственного и фуражного и используют для технических целей. [5]