Содержание модуля №2 Лекция 5. Зерно и продукты его переработки

1.Строение зерна и его химический состав

Зерновые культуры делят на злаки (пшеница, рожь, овес, кукуруза, просо, рис, сорго), гречишные (гречиха) и бобовые (горох, фасоль, бобы, чечевица, соя и другие). По химическому составу подразделяют на 3 группы: богатые крахмалом (злаки), белком (бобовые), жирами (подсолнечник, соя).

Зерно хлебных злаков состоит из 3 основных частей – эндосперма, оболочек и зародыша. У голозерных культур (пшеница, рожь, кукуруза) зерно покрыто плодовой оболочкой, а у пленчатых (рис, овес и другие) имеются еще и цветочные пленки (грубые, подлежат удалению). Между плодовой оболочкой и эндоспермом – алейроновый слой. Химический состав эндосперма, оболочек и зародыша различен. Эндосперм – основная часть зерна злаков (~80%) – содержит от 60% до 80% крахмала, 10-15% белка, мало липидов и витаминов. Зародыш (3-4% массы зерна) – наиболее важные для выполнения его биологических функций вещества – белки (41%), липиды (15%), углеводы – моно- и дисахариды (25%),витамины. Оболочки (15%) в основном состоят из клетчатки (16%) и пентозанов (37%).

Белки. Почти все белки злаковых (97%) принадлежат к простым белкам – протеинам. В гречихе и ржи большинство белков состоит из альбуминов и глобулинов, а в семенах бобовых они составляют более 86% всего количества белков.

Углеводы зерна представлены крахмалом, декстринами, сахарами, клетчаткой и гемицеллюлозой (максимум в оболочке, не усваиваются организмом).

Липиды в основном сосредоточены в зародыше у злаковых и в семядолях у бобовых. Найдено более 20 жирных кислот, преобладают из ненасыщенных – олеиновая (20-40%), линолевая (40-60%); из насыщенных – пальмитиновая (13-20%). В жире также содержатся фосфолипиды (0,3-0,9% от массы зерна), стерины, каратиноиды, витамин Е. Жиры неустойчивы, под действием ферментов гидролизуются, окисляются (кислородом воздуха),в результате происходит прогоркание муки и крупы.

Витамины и минеральные вещества содержатся в основном в зародыше и алейроновом слое, поэтому при шлифовке зерна (высшие сорта) биологическая ценность зерна снижается.

Химический состав зерна может существенно изменяться при хранении. Свежеубранное зерно активно дышит, поглощая кислород, выделяя CO , H O и Q. При этом происходят процессы синтеза: за счет сахаров, небелкового азота и свободных жирных кислот завершается формирование крахмала, белков и жира. Зерно приобретает способность к прорастанию, становится пригодным для хранения, улучшается его технологические свойства.

2.Оценка качества зерна

На хлебоприемные пункты зерно поступает партиями – любое количество однородного по качеству зерна, удостоверенного одним документом и предназначенного к одновременной приемке, сдаче, отгрузке или хранящегося в одной емкости. Размер партии – от одного мешка до эшелона.

Оценка идет по показателям, характеризующим партию зерна в целом – органолептические свойства, влажность, содержание примесей, натура, наличие или отсутствие амбарных вредителей, кроме того, обязательно исследуют качества зерна основной культуры: крупность и выравненность, у пленчатых культур – пленчатость, стекловидность и другие, учитываемые при переработке показатели.

Органолептическая оценка: цвет и характерный блеск, придаваемый хорошо созревшему зерну восковым налетом на поверхности; запах и вкус выражены слабо. Однако зерно – хороший сорбент и принимает запахи сорняков. Солодовый привкус и запах имеет зерно самосогревшееся.

Амбарные вредители придают зерну сначала приятный медовый, а затем запах сероводорода

Влажность – гравиметрическое определение – сухое – 13-14%; средне-сухое – 14,5-15,5%; влажное – 15,6-17%; сырое – более 17%. На хранение закладывается только сухое зерно.

Натура – масса единицы объема зерна (1 литр). Чем больше, тем лучше. В среднем: пшеница – от 740 до 790, рожь 670-715, овес 460-510.

Засоренность зерна отрицательно влияет на качество продуктов переработки, делится на 2 группы: 1) зерновая – неполноценное зерно основной культуры (недоразвитые, поврежденные вредителем и т.д.); 2) сорная – несколько фракций, различных по составу: а) минеральная примесь (песок, пыль); б) органическая (кусочки стеблей, листьев); в) семена сорных трав; г) полностью испорченное зерно основной культуры.

Показатели, характеризующие зерно основной культуры:

- крупность зерна определяют по линейным размерам

	длина	ширина	толщина
пшеница	4,2 – 8,6	1,6 – 4,0	1,5 – 3,8
рожь	5,0 – 10,0	1,4 – 3,6	1,2 – 3,5
овес	8,0 – 16,6	1,4 – 4,0	1,2 – 3,6

На практике о крупности судят по результатам просеивания навески зерна на ситах с установленными стандартными размерами продолговатых отверстий. Установлено, что у пшеницы между толщиной зерна и содержанием в нем эндосперма существует высокая корреляционная зависимость: V=0,99±0,61;

- выравненность (однородность) по крупности выражают в процентах. Доля мелких зерен большинства культур ≤ 5%. Они отделяются и идут на корм скоту.

- стекловидность характеризует консистенцию, структуру эндосперма, взаиморасположение его тканей. Стекловидное зерно в поперечном разрезе напоминают скол стекла, при просвечивании кажется прозрачным. Мучнистое зерно имеет рыхло-мучнистую структуру, в разрезе белый цвет и вид мела. В стекловидном зерне питательные вещества уложены плотно, между ними нет микропромежутков, а в мучнистом – есть, они рассеивают свет, обуславливая непрозрачность, рыхлость. Стекловидное зерно пшеницы, ржи, ячменя содержит больше белка, чем мучнистое. У риса эта связь отсутствует. Стандарты на зерно предусматривают определение стекловидности у пшеницы и риса. При производстве крупы из ячменя и кукурузы желательно стекловидное, а в пивоварении лучше использовать мучнистый ячмень (меньше белка, пиво более устойчиво к помутнению). Общая стекловидность равна сумме числа стекловидных зерен и половины полустекловидных зерен, выраженных в процентах, к общему количеству исследованных зерен.

- плотность зерна имеет важное технологическое значение. Зависит от химического состава. Наибольшую плотность имеют крахмал и минеральные вещества, поэтому с увеличением их доли растет плотность зерновых и наоборот, увеличение количества белка (1,34-1,37) и липидов (0,89-0,99) снижают плотность зерна. Существенные различия химического состава обуславливают большие колебания плотности (г/см ): пшеница – 1,33-1,53; рожь – 1,26-1,42; ячмень – 1,23-1,28.

- пленчатость– содержание цветковых пленок у пленчатых злаков и плодовых оболочек из гречихи, выражается в % к массе зерна. Пленчатость колеблется (год, сорт, район и т.д.) у овса – 18-46%, ячменя – 7,5-15, риса 16-24%.