Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Зерноведение. Учебное пособие
.pdf
51
Крупное зерно дает больший выход готовой продукции, так как в таком зерне
больше эндосперма и меньше оболочек. Размеры зерна учитывают при
установлении режима подготовки зерна к помолу и самого помола.
Крупное зерно отличается высокими физическими, биохимическими и
технологическими свойствами, мелкое значительно уступает ему по этим
показателям, целесообразно для повышения количества и качества муки проводить
раздельный помол крупного и мелкого зерна.
Выполненность и щуплость зерна. Выполненность зерна – это степень его
налива, созревания. Выполненным может быть также не крупное, а мелкое,
нормально развитое зерно. Такое зерно хотя и уступает несколько по качеству
крупному зерну, но способно дать доброкачественные продукты переработки, хотя в
значительно меньшем количестве.
Щуплым называется зерно недостаточно выполненное, неестественно
сморщенное вследствие неблагоприятных условий его развития. Щуплое зерно
мелкое, с ограниченным запасом питательных веществ, иногда состоящее почти из
одной оболочечной ткани.
Причинами щуплости зерна могут быть: засуха, суховей, мороз, грибные
болезни (пыльная головня, фузариоз, ржавчина), бактериозы (базальный бактериоз,
бактериальный вилт), вирусные болезни (закукливание, хлороз), цветковые
паразиты (повилика, заразиха), полевые вредители (клоп-черепашка, пшеничный
трипс, хлебные пилильщики, злаковые мухи) и другие неблагоприятные условия
развития и созревания.
Степень щуплости зависит от стадии налива зерна, в которую стали
проявляться неблагоприятные условия созревания. Если к этому времени зерно
закончило рост в длину, то щуплость сказывается главным образом в сокращении
его поперечного сечения.
Прекращение или резкое ухудшение притока питательных веществ к
созревающему зерну в молочной стадии приводит к тому, что зерно уменьшается в
размерах не только в поперечном сечении, но и в длину, становясь более тонким и
коротким.
52
Измельчать щуплые зерна трудно, мука получается темная, с синеватым
оттенком.
Щуплые зерна по стандарту выделяют на глаз. К ним относятся зерна сильно
недоразвитые, щуплые, с вдавленностью с боков, морщинистые, с острой спинкой.
При определении засоренности щуплые зерна относятся к зерновой примеси.
Выравненность. Выравненностью называется степень однородности
отдельных зерен, составляющих зерновую массу, по влажности, размерам,
химическому составу, цвету и по другим показателям. Наибольшее значение имеет
выравненность по влажности, вследствие особой роли влаги при хранении и
переработке, и по крупности.
В практической работе обычно имеют дело с выравненностью по размерам.
Выравненность нельзя путать с крупностью. Это разные понятия. Зерно может быть
выравненным и одновременно мелким, крупным и вместе с тем невыравненным.
При переработке однородного зерна по размерам (выравненного) снижаются потери
и повышается качество вырабатываемых продуктов. Выравненность имеет особенно
большое значение при переработке зерна в крупу.
Выравненное зерно облегчает регулирование режима его переработки. В
исследовательской работе выравненность определяют непосредственно измерением
линейных размеров отдельных зерен из навески с последующей математической
обработкой.
Для практических целей достаточно просеять навеску зерна (обычно 100 г)
через набор сит с определенными размерами отверстий.
Выравненность выражают двумя способами: массой (процентами)
наибольшего остатка на сите или наибольшей суммарной массой остатков на двух
смежных ситах.
Масса 1000 зерен. Масса тысячи зерен указывает на величину зерна, его
крупность и выполненность (степень его налива, созревания). Чем крупнее зерно и
чем лучше выполнено, тем больше масса 1000 зерен. Масса 1000 зерен
характеризует также плотность зерна и, таким образом, при равном размере зерен,
53
большая масса тысячи зерен свидетельствует о большем запасе питательных
веществ.
Стекловидность зерна. Структура зерна может быть стекловидной,
мучнистой и частично стекловидной. Стекловидными считают зерна с полностью
прозрачной консистенцией или с легким помутнением, а также зерна, имеющие
непрозрачную консистенцию с рыхломучнистой структурой, занимающую не более
¼ площади поперечного разреза зерна. Мучнистыми считают зерна с полностью
непрозрачной консистенцией, а также зерна, имеющие стекловидную часть не более
¼ площади поперечного разреза зерна. Частично стекловидными считают зерна, не
относящиеся к указанным выше группам.
Структура эндосперма зависит от количества, состава, свойств, размеров,
формы и расположения крахмальных зерен; от количества, свойств и распределения
белковых веществ; характера и прочности связи между белковыми веществами и
крахмалом.
Стекловидность наблюдается в зерне пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы и риса.
Однако значение стекловидности, как показателя технологических свойств, твердо
установлено только для зерна пшеницы. Для таких культур, как рожь, ячмень,
кукуруза, данный показатель не используется. Редко устанавливают стекловидность
у зерновок риса.
Структура зерна является сортовым признаком растения, однако может
изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий, состава удобрений.
Стекловидное зерно оказывает большое сопротивление раздавливанию и
скалыванию, в связи с чем при размоле требуется больше энергии, чем для
мучнистого зерна. Из мучнистого зерна мука получается, как правило, мягкая,
мажущаяся (при растирании между пальцами). Мука из стекловидного зерна более
крупитчатая, что очень ценится в хлебопечении.
От стекловидности зерна в значительной степени зависят: режим и схема
помола, измельчение крупок и их качество, легкость просеивания, степень
увлажнения и время отволаживания после замачивания при кондиционировании.
Стекловидное зерно лучше вымалывается, чем мучнистое, т. е. из его отрубянистых
54
частиц легче и полнее отделяются остатки эндосперма. Из стекловидного зерна
получаются отруби с небольшим содержанием эндосперма.
В пределах одного и того же сорта пшеницы стекловидные зерна имеют
большую массу 1000 зерен, чем мучнистые, а частично стекловидные занимают
промежуточное положение.
Общая стекловидность выражается в процентах и равняется числу процентов
полностью стекловидных зерен плюс половина числа процентов частично
стекловидных зерен. Она может быть определена при помощи диафаноскопа или
разрезанием 100 зерен. Если общая стекловидность пшеницы будет менее 40 %, то
это низкостекловидная пшеница, от 40 % до 60 % - средней стекловидности и
свыше 60 % - высокостекловидная.
В зарубежной практике о стекловидности пшеницы судят по процентному
содержанию только полностью стекловидных зерен.
Наряду со стекловидностью, характеризующей одну из природных свойств
здорового зерна - его структуру, существует ложная стекловидность. При неумелом
хранении и последующей неправильной сушке пшеницы и ржи рыхлый эндосперм
получается стекловидным, или, как говорят, закаленным, остеклевшим.
Остеклевшая часть наиболее часто располагается по периферии, под алейроновым
слоем: она более темная, чем у зерна нормальной стекловидности.
При замачивании остеклевший слой зерна переходит в мажущуюся или
жидкую вязкую массу. Зерна с ложной стекловидностью при помоле с замочкой и
отволаживанием замазывают вальцы и образуют прочные плоские лепешки.
Остеклевшая часть зерна с трудом размалывается и, будучи темного цвета,
придает муке общей темный цвет. Вместе с тем увлажненные оболочки,
просушенные при высокой температуре, легко крошатся, загрязняя муку.
В зерне пшеницы встречаются желтобокие зерна. Количество их может
достигать от 50 % до 60 % и более. Желтобокими называют частично стекловидные
зерна пшеницы с резко очерченными мучнистыми участками с боков. Их без
разрезания относят к частично стекловидным зернам.
55
Необходимо различать зерна пшеницы с желтыми пятнами, возникшими в
результате повреждения клопами вредной черепашки, и желтобокие зерна,
образовавшиеся в связи с условиями выращивания. Зерна, поражённые клопами,
легко отличить по желтым морщинистым или вдавленным пятнам, часто с черной
точкой в месте укола клопа. Желтые пятна в зоне зародыша зерновки считаются
результатом поражения клопами, даже если на них нет вдавленности или черной
точки. Желтобокость, образовавшаяся при выращивании, охватывает всю зерновку
или часть ее, проявляясь в виде отдельных желтых пятен. Зерна, пораженные
клопами вредной черепашки, в местах желтых пятен имеют рыхлое мучнистое
строение (крошатся при надавливании), а у желтобоких зерновок, образовавшихся в
результате условий выращивания, мучнистая часть зерна не крошится.
Натура или объемная масса. Это масса одного литра зерна в граммах или в
килограммах на кубический метр. Объемную массу зерна определяют на литровой
пурке ПХ-1 с падающим грузом после выделения из среднего объема пробы
крупных примесей путем просеивания пробы на сите с отверстиями диаметром 6 мм
и тщательного перемешивания.
На величину натуры влияют: примеси, состояние поверхности зерна, форма
зерна, крупность, плотность, влажность, пленчатость, зрелость и выполненность
зерна, масса 1000 зерен, выравненность.
Шероховатая (морщинистая) поверхность зерен уменьшает плотность их
укладки, и, следовательно, снижает натуру. При гладкой поверхности наблюдается
большая плотность укладки и, следовательно, повышение натуры. Морщинистое
зерно обычно менее полноценно и содержит больший процент оболочек.
Зерно округлое укладывается плотнее, а удлиненное – более рыхло, что
соответственно отражается на величине натуры.
Если зерно крупное, мерка вмещает большую массу, натура будет более
высокой, чем у мелкого зерна.
Плотность зерна тесно связана с натурой – большей плотности обычно
соответствует большая натура.
56
Пленчатость зерна, как правило, снижает натуру, хотя строгой
,
Ï
KF
K
G
закономерности между ними нет. В данном случае существенное значение имеют не
только сами по себе пленки (оболочки), но и величина воздушных пустот между
ними, а также между оболочками и ядром семени.
Большое влияние на величину натуры оказывают степень зрелости зерна, его
выполненность. Зерно выполненное, полновесное имеет повышенную натуру. И это
естественно, так как выполненное зерно содержит больше крахмала и имеет более
плотную структуру.
Пропорциональной зависимости между натурой и массой 1000 зерен нет. Так,
размеры зерна влияют в одном направлении – увеличивают или уменьшают массу
1000 зерен и натуру. Состояние поверхности и форма зерна оказывают сильное
влияние на величину натуры и не отражаются на массе 1000 зерен. Поэтому масса
1000 зерен и натура могут изменяться в разных соотношениях.
Из зерна с большей натурой получается больший выход муки и крупы.
Аэродинамические свойства зерна. Аэродинамические свойства зерна – это
особенности его поведения в воздушном потоке. Движущееся зерно в воздухе
встречает сопротивление (давление) воздушного потока, которое зависит от массы
тела, его размеров, формы, состояния поверхности, относительной скорости
движения и расположения зерна, а также от состояния воздушной среды.
Для характеристики аэродинамических свойств зерна применяют
коэффициент парусности
(1)
где G – масса зерна (частицы), кг;
- плотность воздуха, кг/м3;
F – площадь наибольшего сечения тела в направлении, перпендикулярном к
скорости воздушного потока (миделево сечение), м²;
57
K – коэффициент сопротивления, учитывающий аэродинамические свойства
â
â
Ï
g
K
тела (форму, состояние поверхности и т.д.).
В практике чаще используют другой показатель – скорость витания с более
понятным физическим смыслом.
Если зерно поместить в вертикально перемещающийся поток воздуха, то оно
будет испытывать действие двух сил: давления воздушного потока R, зависящего от
скорости движения воздуха и направленного вертикально вверх, и силы тяжести
зерна G, направленной вертикально вниз.
При G=R зерно будет находиться во взвешенном состоянии или будет, как
говорят, витать. Скорость движения воздушного потока, при которой
уравновешивается сила сопротивления R воздуха и сила тяжести зерна G,
называется скоростью витания данного зерна.
Скорость витания (
, м/с) связана с коэффициентом парусности: она обратно
пропорциональна корню квадратному из коэффициента парусности
(2)
Скорость витания, как и коэффициент парусности, не является величиной
постоянной для какого-либо тела (зерна), так как она зависит от площади F, на
которую действует воздушный поток. Площадь F для всех нешарообразных тел,
каким является также зерно, изменяется при его вращении в воздушном потоке.
Поэтому невозможно подобрать скорость воздуха, при которой зерно сохраняло бы
неподвижное состояние. В зависимости от положения большой оси зерна к
направлению воздушного потока оно будет то подниматься вверх (при
вертикальном положении), то падать (при поперечном направлении). Скорость
витания для зерна злаковых и бобовых культур колеблется от 4,4 до 17,5 м/с.
Аэродинамические свойства зерна и его примесей используют при очистке и
сортировании зерновой массы. Воздушным потоком из зерновой массы выделяют
органические примеси (кусочки соломы, части стеблей, ости). Вторичный пропуск
58
через воздушный поток позволяет выделить многие семена сорных растений.
Скорость витания зерна и его примесей устанавливают экспериментально в
пневматических классификаторах разной конструкции.
Засоренность зерна. Примеси в зерновой массе усложняют хранение и
переработку зерна, ухудшают качество готовой продукции.
Определение засоренности зерна – один из важнейших приемов его
технического анализа. Все примеси подразделяются на две основные фракции:
сорную и зерновую.
Сорная примесь является бесполезной или вредной для питания. Кроме того, в
нее включают зерна других культур, которые нельзя использовать так же, как зерно
основной культуры. Особенность зерновой примеси заключается в том, что она
имеет пониженную ценность по сравнению с нормальными зернами основной
культуры, но может быть использована по целевому назначению последних.
Определение засоренности, состав примесей изложены в лабораторной работе.
Пленчатость и лузжистость. Пленчатостью называется процентное
содержание в зерне цветковых оболочек (ячмень, просо, рис, овес), плодовых
(гречиха) или семенных оболочек (клещевина). При характеристике семян
масличных культур (подсолнечника, сафлора) пленчатость заменяется
лузжистостью.
Содержание оболочек характеризует ценность зерна для переработки. Чем
больше содержание оболочек, тем относительно меньше в нем питательных
веществ. Наличие оболочек усложняет и удорожает переработку пленчатых культур.
От плотности и массы оболочек зависит выход крупы. Величина пленчатости
изменяется по культурам. Она неодинакова у различных сортов одной и той же
культуры, а в пределах сорта колеблется по районам произрастания и годам.
Более крупное зерно дает больший выход крупы, так как относительное
содержание оболочек снижается по мере увеличения размеров зерна.
Пленчатость чаще всего определяют вручную. Для определения пленчатости
проса и некоторых других культур применяют лабораторные шелушители.
59
Пленчатость зерна отдельных культур варьирует в пределах (%): овес – от 18 до 46;
ячмень – от 7,5 до 15; рис – от 16 до 24; просо – от 12 до 25.
4.4 Химические показатели
К химическим показателям качества зерна относятся: влажность, зольность,
число падения, кислотность, количество и качество клейковины, содержание и
состав углеводов, жиров, витаминов и т. д.
По курсу «Зерноведение» наибольшее внимание уделяется таким показателям
зерна и методам их оценки, как влажность, число падения, количество и качество
клейковины.
Влажность. Влажность зерна – это содержание воды (свободной и частично-
связанной) в зерне, выраженное в процентах по отношению к его общей массе,
равной сумме всех сухих веществ и воды.
Влага в зерне делится на часть определяемую и часть, не поддающуюся
определению. В определяемую часть входит вся свободная вода и часть связанной,
которую можно удалить или измерить без разрушения веществ, составляющих
зерно. Не поддающаяся определению влага, при ее особенно большой энергии
связи, оказывает незначительное влияние на биохимические процессы,
развивающиеся при хранении и переработке зерновых культур.
Все методы измерения влажности твердых и сыпучих материалов
подразделяют на две группы: прямые и косвенные.
Прямые методы. К прямым методам относят: методы высушивания зерна
(по изменению его массы), дисцилляционные (по объему выделившейся воды),
химические (по расходу реактива) и др.
Наиболее распространенным и доступным является метод высушивания.
Существуют различные модификации метода высушивания. Один метод от другого
60
отличается временем и температурой нагрева навески зерна, условиями сушки,
анализом целого или размолотого зерна, степенью измельчения зерна.
Результат высушивания зависит от содержания влаги в зерне, его состояния,
структуры и химического состава.
При нагреве изменяются биохимические свойства зерна. К таким изменениям
относятся: гидролиз крахмала до сахаров; окисление и гидролиз жира; денатурация
белка; изменение цвета и т.д.
Установлено, что при высушивании из зерна удаляются, кроме воды, другие
легколетучие вещества: диоксид углерода (углекислый газ), азот, кислород, водород,
различные углеводородные и азотистые соединения и т. д.
На конечные результаты определения влажности влияют многие факторы:
продолжительность сушки, температура в сушильной камере, температура
наружного воздуха, относительная влажность воздуха в сушильной камере и
воздуха во внешней среде, давление и циркуляция воздуха в сушильной камере,
толщина слоя и степень измельчения навески зерна, количество загружаемых
навесок, положение навесок в сушильном шкафу по отношению друг к другу и т. д.
Таким образом, получить показатели влажности, совпадающие с
действительной, или истинной влажностью, практически невозможно, поэтому
приходится ограничиваться показателями, приближающимися к ней.
Стандартизированными методами определения влажности являются
вакуумно-тепловой (ГОСТ 8.432-81) как образцовый и воздушно-тепловой (ГОСТ
13586.5-93) как лабораторный.
Образцовый (эталонный) метод определения позволяет получить результаты
максимально приближающиеся к истинной влажности зерна.
Основная особенность образцового метода заключается в том, что при нем
ограничивается распад или окисление органических веществ, а также потеря
летучих веществ зерна вместе с парами воды и сводятся к минимальной,
практически неощутимой величине.
Образцовый метод предназначен для градуирования и проверки приборов,
применяемых в повседневной работе для определения влажности зерна.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]