Оценка качества зерна пшеницы. Классификация пшеницы и параметры определения качества зерна

Пшеницу в сельском хозяйстве разделяют на настоящую или селекционную, дикую или полбу. И дикая, и селекционная пшеница подразделяются по типу на твердую и мягкую. Каждая порода и подвид злаков имеет свои характеристики, химические и физические свойства зерна. Чтобы упорядочить показатели зерновых культур в России разработаны государственные стандарты для каждого типа злака.

Настоящая пшеница упругая и гибкая, с крепким стеблем и колосом. При обмолоте цветочные пленки отделяются от зерна быстро. Полба отличается хрупкой и ломкой соломиной, плотной структурой: при обмолоте пленки почти неотделимы от семени.

И селекционные, и дикие сорта подразделяют по качеству зерна, включая английскую и польскую пшеницу, на твердые и мягкие. Твердое зерно от мягкого отличается химическим составом, биохимическими свойствами и хлебопекарными качествами.

ГОСТы пшеничных семян, разработанные еще при СССР, постоянно пересматриваются и дополняются, чтобы соответствовать реальному времени и следить за постоянными работами по улучшению культуры. Все изменения и нововведения публикуются в ежегодном указателе национальных стандартов.

Действующий ГОСТ Р52554-2006 «Пшеница. Технические условия» дает рекомендации по ее выращиванию.

Основные положения стандарта описывают также внутренние типы, различающиеся по натуральным признакам. Значения классов пшеницы необходимы для определения и утверждения технологических и пищевых, товарных свойств. По изменяющимся показателям, таким как стекловидность или влажность семян, определяют подтипы культуры.

Классификация зерна

Классы пшеницы определяют по наихудшему значению после сортировки, очистки и просушки семян. В ГОСТе 93-53-90 предусмотрена товарная классификация культуры, которая характеризуется мукомольными и хлебопекарными свойствами

Для мягких сортов существует еще и условный 6 класс. Разделение по качеству и химическому составу необходимо для улучшения выработки муки и крупы с хорошим выходом.Классификация пшеницы в России предусматривает 5 классов для твердых сортов.

Мягкую пшеницу высшего и первых двух классов называют сильной и используют для выпечки сортов хлеба, для улучшения муки из слабого зерна. Если показатели пшеницы 3 класса выдают содержание клейковины выше 23%, то ее используют для выработки сортовой муки без примесей более сильных сортов. Пшеница 4 класс — это слабый по химическим и хлебопекарным свойствам злак. Мука из такого зерна обязательно требует добавления сильных сортов. Пшеница 5 класс — зерно, предназначенное для непродовольственных целей (корм скоту, производство кормов или переработка на глюкозу и т.д.).

2-4 классс твердой пшеницы определяют как мягкую 4 класса, если количество примеси семян других растений (в т.ч. и злаковых) выше 15%.

С 1995 года зерно 4 класса разделили на 2 дополнительные группы. Связано это с плохой урожайностью и кризисом в сельском хозяйстве. К первой группе относят семена с уровнем клейковины от 21 до 33%. Такие семена используют для производства сортовой муки. Вторая группа включает пшеничные семена с клейковиной от 18 до 21%, которые используют как фураж или для производства муки с добавлением сильных сортов.

Твердая пшеница больше используется для производства макаронных изделий, десертов и элитных сортов хлеба. Мягкая — для хлеба и хлебобулочных, кондитерских изделий.

Типы пшеницы

Существующие 5 типов пшеницы различаются:

• Цветом: в зависимости от типа семена бывают от белого, то коричнево-красного оттенка;
• Ботаническим подтипом.

Первые 4 вида имеют свои подвиды, включающие пшеничные семена, схожие оттенком и стекловидностью. Классификация зерна по натуральным признакам типов и подтипов также выделяет 5 групп. К 1 группе относят мягкую яровую пшеницу со стекловидностью:

• Более 75% — зерно имеет темно-красную середину;
• От 60 до 75% — середина семян красная;
• До 60 от 40% — середина зерна бледно-красная;
• Ниже 40% — середина с желтым оттенком.

2 группа яровой пшеницы включает 2 подтипа:

1. Со стекловидностью свыше 70% и насыщенно-янтарной консистенцией;
2. С янтарной и светло-янтарной консистенцией. Показатель стекловидности не регламентирован.

К 3 группе относятся все подтипы мягкой краснозерной озимой пшеницы, и для нее применяются те же характеристики, что и для 1 группы. 4 группа включает озимые сорта с белым цветом плодовой оболочки. 5 группа — только твердые озимые сорта.

В случаях, если уборка проводится раньше срока или при неправильном хранении, зерно может менять цвет. Это явление называется «обесцвеченность мучнистых зерен».

Качество зерна пшеницы

В соответствии с действующим ГОСТОм 13586,3-83 отбор проб зерна для оценки качества зерна производится из партии во время погрузки или разгрузки. Здоровое зерно пшеницы без плесени, следов грибка и спор, бактерий. Оно цельное, без сколов, трещин и других механических повреждений. Имеет ровную и гладкую поверхность цвета, соответствующего типу. Запах у пшеничных семян насыщенно-хлебный, без кислых, горьковатых или химических ноток.

Основной показатель, характеризующий классности зерна пшеницы и его пищевую ценность — протеин. Его содержание зависит от породы и вида злака, может доходить до 23%. Протеином богаче твердые сорта, а наибольшее количество белка содержат семена 1 класса. Минимум определен в 14%. Для 5 класса минимальное содержание белка — 10%.

В хлебопекарной отрасли большое значение имеет содержание клейковины. Она определяет упругость, эластичность и вкусовые качества хлеба. Для контроля клейковины применяют показатель ее массовой доли в зерне. Минимальное количество устанавливается только для первых 3 классов пшеницы. Для мягких сортов первого класса содержание клейковины — не ниже 32%, 2 класс пшеницы должен иметь не менее 28%, 3 — не менее 23%. Показатели для твердых сортов: 28%, 25% и 22% соответственно. Для 5 класса пшеницы как твердых, так и мягких пород уровень клейковины должен быть не менее 18%.

Стекловидность зерна влияет на мукомольные качества: выход муки высшего сорта и ее крупообразующие способности. По результатам анализа консистенции эндосперма пшеницу относят к стекловидной, частично стекловидной или мучнистой. Определение стекловидности подробно прописано в ГОСТе 10987-76. Он содержит перечень необходимо для анализа оборудования, дан точный вес навески — 50 г, максимальный показатель влажности — 17% и два метода проведения процедуры. Стекловидность определяют либо при помощи диафаноскопа, либо ручным способом.

За эталонный цвет каждого класса используется цвет здорового зерна типа или подтипа. Для первых четырех классов при определенных условиях допустима обесцвечиваемость первой степени. Фуражная пшеница не имеет регламентированного параметра цвета семян.

Для определения величины семян используется стандарт — масса 1000 зерен. Показатель зависит от величины семян, стадии зрелости и выполненности. Массу рассчитывают по ГОСТу 10842-89.

Показатель влажности связан с химическим составом: чем меньше в семенах воды, тем выше концентрация питательных веществ и пищевая ценность продукта. Влажность зерна определяется ГОСТом 29027. Метод определения влажности зерна состоит из отбора навески, ее обезвоживании и взвешивании до и после просушки. Дополнительно могут быть использованы влагомеры. Эти приборы способны определить влажность семени в диапазоне от 5 до 40%, а погрешность составляет менее 1,5%.

Состав зерновой партии

Пшеничные семена каждого сорта могут содержать примеси других сортовых видов. Для первых 4 классов яровой культуры мягких сортов установлен уровень примесей не более 5%, для 5 класса — до 15%. Для твердых яровых сортов установленный максимум — 5%. Если биологических растительных загрязнений больше, то пшеницу относят к смеси зерновых видов и указывают процентный состав каждого злака.

К основным семенам первых 4 классов относят цельные и поврежденные зерна, а также часть разбитых или изъеденных. Характер и размер повреждений зерна не влияет на его отношение к культурной или сорной примеси. В пшенице 5 класса допустимо наличие бобовых семян, не входящих в группу сорных примесей.

В сорную примесь входят:

• Минеральная примесь: комочки земли, галька,;
• Частицы растений, семена;
• Потемневшие и пустые пшеничные зерна;
• Споры головни, вязеля, спорыньи и т.д.;
• Фузариозные семена.

Допустимый процент сорной примеси для первых 4 классов — не более 2. Для пятого класса — не более 5%. Не допускает зараженность пшеницы насекомыми, кроме клещей (но не выше второй степени). По санитарным требованиям недопустимо наличие в пшеничном сырье даже минимального количества пестицидов. Контроль установлен за гексахпорциклогексаном, ДДТ и их меболитами. Для каждой партии должен быть выписан сертификат с обязательным указанием содержания не только токсинов, но и микотоксинов, пестицидов. Допустимое количество пестицидов по ГОСТу 13586.1: метаболиты ДДТ — до 0,05 мг/кг, изомеры ГХЦГ — до 0,2 мг/кг.

Хранение и транспортировка

При перевозке и хранении учитывают состояние злака:

• Влажность: сухость до 14%, средняя сухость — до 15,5%, влажное — до 17%, сырое — свыше 17%;
• Сорная примесь: чистое зерно — менее 1% примесей, средней чистоты — до 3% примеси, свыше 3% — засоренное зерно.

При хранении необходимо обеспечить пшеничные семена защитой от вредителей — клещей, насекомых, мышей, птиц. Для борьбы с вредителями используется комплекс физических и механических мер: термическая обработка сырья, использование химических препаратов, звуковых или механических ловушек. Вредители зернохранилищ, в соответствии с санитарными нормами, обнаруживаются по механическому повреждению зерна, помету, запаху и прочим следам жизнедеятельности. Поврежденное зерно не соответствует стандарту и подлежит утилизации.

Качество пшеницы зависит от химических показателей и типа, влияет на хлебопекарные свойства муки и последующий вкус готово продукта.

Определение состава семян пшеницы происходит в лабораторных условиях при помощи специального анализа. По его результатам партию относят к одному из классов. Правила приемки и методы последующей обработки регулируются федеральным законом и прописаны в соответствующем ГОСТе.

Состояние пшеницы, поступившей на хранение или переработку, должно отвечать нормам: семена не должны содержать вредные примеси и зараженность грибками и бактериями. Цвет, запах, вес и массовая доля влаги обязательно должны быть в допустимых стандартом пределах. Если по одному из критериев зерно не соответствует стандарту — пробу отправляют на дополнительную проверку, по результатам которой принимают решение об утилизации или допуске к переработке.

Средний образец зерна в лаборатории подвергают анализу, который проводят по схеме (рис. 9).

Определение цвета, запаха и вкуса зерна

После выделения навески органолептически определяют цвет, запах и вкус зерна среднего образца.

Цвет. Важнейший показатель качества, характеризующий не только природные свойства зерна, но и его свежесть. Свежим считается зерно, в котором не произошло никаких изменений под влиянием неблагоприятных условий созревания, уборки и хранения. Свежее зерно должно иметь гладкую поверхность, естественный блеск и цвет, свойственный зерну данной культуры.

Испытуемый образец сравнивают по цвету с имеющимися в лаборатории эталонами типов и подтипов зерна, распространенных в данном районе (области, крае, республике). Для удобства сравнения рекомендуется применять рамку (рис. 10).

Испытуемый образец зерна помещают в середине рамки в квадратном отверстии, закрытом задвижкой, которая находится на задней стенке рамки.

В отдельные секции, расположенные вокруг отверстия и закрытые наглухо деревянной дощечкой, насыпают заранее подготовленные образцы, которые служат рабочими эталонами.

Цвет зерна лучше определять при рассеянном дневном свете. В крайнем случае (за исключением спорных) можно определять цвет и в других условиях.

В результате увлажнения атмосферными осадками и последующего высыхания при прорастании, самосогревании и т. п. оболочки теряют гладкую поверхность и блеск, зерно становится тусклым, белесоватым или темнеет. Такое зерно считают обесцвеченным (при наличии светлых оттенков) или потемневшим (при наличии темных оттенков).

Овес или ячмень считают потемневшими при утрате своего естественного цвета или при наличии темных концов вследствие неблагоприятных условий уборки и хранения.

Для зерна, перегретого при сушке, а также гревшегося, характерно потемнение, доходящее в последних стадиях самосогревания до красно-бурого и черного оттенков цвета. Обуглившиеся зерна, т. е. окрашенные в черный цвет, образуются при длительном самосогревании и высокой температуре. Зерно пшейицы, захваченное на корню морозом (морозобойное), характеризуется сетчатой оболочкой и (может быть белесоватым, зеленым или сильно потемневшим. у - Суховейное зерно в основном мелкое, щуплое, обычно имеет светлый, белесоватый оттенок.

Таким образом, изменение естественного цвета и блеска, свойственных нормальному зерну, является первым признаком, указывающим на то, что зерно подвергалось воздействию неблагоприятных условий созревания, уборки, сушки или хранения. Химический состав такого зерна отличается от химического состава нормального зерна.

Запах. Очень важный признак качества. Здоровое зерно не должно иметь никаких не свойственных ему запахов.

Зерно воспринимает запах в основном от сорняков, содержащих эфирные масла, от других примесей и посторонних веществ, с которыми оно соприкасается.

К запахам, связанным с изменением состояния зерна, относят солодовый и затхлый, которые возникают в результате воздействия на зерно микроорганизмов.

Посторонний запах зерно может приобрести при хранении его в загрязненных складах или при перевозках в вагонах и других транспортных средствах без соответствующей их обработки.

Способность распознавать запахи развивается у лаборанта постепенно и требует тренировки и опыта. Необходимую помощь в этом окажет коллекция запахов, которая должна находиться в любой современной лаборатории, проводящей органолептические определения. Коллекция должна включать образцы зерна с запахами, используемые в качестве эталонов.

Большое влияние на остроту обоняния оказывают внешние условия. В лаборатории должна быть хорошая вентиляция, освещение, чистый воздух без посторонних запахов, температура помещения должна быть постоянной (около 20° С), относительная влажность воздуха 70-85%. В очень сухом помещении восприятие запаха лаборантом снижается.

Необходимо обратить особое внимание на первое ощущение, так как оно обычно бывает наиболее правильным.

В зависимости от наличия в зерне сорняков и других примесей следует различать:

запах донника приобретает зерно от примеси семян этого сорняка. Семена содержат кумарин, обладающий сильным запахом, который передается муке;

чесночный запах приобретает зерно от примеси плодов дикого чеснока;

запах кориандра приобретает зерно от примеси семян эфиромасличной культуры - кориандра;

головневый запах приобретает зерно от загрязнения спорами мокрой головни или наличия в нем примеси головневых мешочков;

полынный запах и горькополынный вкус приобретает зерно от засорения посевов пшеницы и ржи разными видами полыни, из которых наиболее часто встречаются, принося заметный вред зерну, два вида:

полынь горькая и полынь Сиверса. Наличие полынного запаха обусловлено содержанием в растениях полыни эфирного масла, а горький вкус вызывается наличием в нем горького вещества - абсинтина.

Запах и вкус полыни передаются зерну в основном при обмолоте, когда разрушается волосяной покров листьев, корзиночек и стеблей полыни; волоски в виде мелкой пыли оседают на поверхности зерна. Пыль горькой полыни содержит растворимый в воде абсинтин, который легко, особенно во влажном зерне, проникает внутрь оболочек и вследствие этого зерно приобретает горечь.

Установлено, что механическое удаление полынной пыли не снижает значительно горечь в зерне.

Горечь в горькополынном зерне удаляют обработкой его в моечных машинах теплой водой.

Хлебоприемные предприятия принимают горькополынное зерно, но перед переработкой такое зерно надо обязательно подвергать мойке;

запахи сернистого газа и дым а - воспринимает зерно в процессе сушки при неполном сгорании топлива. Обычно эти запахи появляются при использовании в топках сушилок углей с большим содержанием серы;

клещовый запах - специфический неприятный запах, появляется в результате сильного развития клещей;

запах инсектицидов, применяемых для фумигации.

К запахам, связанным с изменением состояния зерна, относят:

плесенный, обычно появляющийся во влажном и сыром зерне в результате развития плесневых грибов, распространяющихся особенно сильно на зернах с поврежденной оболочкой (битых, изъеденных). Плесенный запах нестоек, он исчезает после сушки и проветривания зерна.

Наличие такого запаха не дает основания считать зерно дефектным;

кислый запах - результат различных видов брожения, особенно уксуснокислого, дающего более резкий запах; зерно с кислым запахом (не устранимый при проветривании) относится к первой степени дефектности;

солодовый или плесенно-солодовый - неприятный специфический запах, появляющийся под

влиянием процессов, происходящих в зерновой массе при самосогревании, усиленном развитии микроорганизмов, в частности плесеней, и не исчезающий при проветривании.

В зерне с таким запахом наблюдается частичное потемнение зародышей, оболочек, а иногда и эндосперма; изменяется химический состав: по мере порчи зерна в нем увеличивается содержание аминосоединений и аммиака, а также кислотность и количество водорастворимых веществ; изменяются мукомольные и хлебопекарные свойства пшеницы. Выпеченный хлеб имеет темный цвет.

Установлено, что если хранящееся зерно, помимо самосогревания, прорастало, количество аммиака в зерне нарастает более интенсивно.

Для зерна в начальной стадии повреждения наблюдается потемнение в первую очередь зародыша как наиболее богатого питательными веществами (главным образом, жиром) и менее защищенного от влияния внешней среды (отсутствие клеток алейронового слоя).

Поэтому для ориентировочной оценки состояния зерна пшеницы, ржи и ячменя рекомендуется определять количество зерен с потемневшим зародышем. Для этого из навески зерна, очищенного от примесей, выделяют пробу в 100 зерен и острой бритвой срезают кончик зародыша.

Место среза просматривают под лупой с небольшим увеличением и подсчитывают количество зерен с потемневшим зародышем.

Наблюдаются случаи, когда солодовый запах, возникающий в результате гнездового самосогревания, может передаться остальной массе нормального зерна, поскольку оно соприкасается с гревшимся, хотя его цвет и другие показатели качества не изменяются.

Следует различать и солодовый запах, возникающий в результате развития начальных стадий прорастания зерна. Зерно имеет приятный запах,присущий солоду. Тем не менее при обнаружении солодового запаха, независимо от его происхождения, зерно относят к первой степени дефектности.

Затхлый и плесенно-затхлый запах возникает в результате жизнедеятельности микроорганизмов, особенно плесневых грибов, проникающих с поверхности оболочек в глубь зерна и вызывающих образование продуктов распада органических веществ.

Затхлый запах обычно устойчив, он не устраняется при проветривании, сушке и мойке зерна и передается крупе, муке и хлебу. Изменяется также и вкус зерна. Зерно с затхлым и плесенно-затхлым запахами следует относить ко второй степени дефектности;

гнилостный запах - неприятный запах гниющего зерна. Возникает в зерне при длительном самосогревании, а также в результате интенсивного развития вредителей хлебных запасов. В связи с распадом белков на аминокислоты значительно увеличивается содержание аммиака. Наблюдается потемнение оболочек и эндосперма, последний легко разрушается при надавливании.

Зерно с гнилостным или гнилостно-затхлым запахом относят к третьей степени дефектности. Партии зерна с совершенно изменившейся оболочкой и эндоспермом буро-черного или черного цвета, обуглившегося и подвергавшегося самосогреванию при высоких температурах относят к четвертой степени дефектности.

Запах определяют как в целом, так и в размолотом зерне, причем в документах о качестве указывают, в каком зерне обнаружен запах.

Для лучшего распознавания запахов рекомендуется горсть зерна согреть дыханием или прогреть в чашке под электрической лампочкой, на батарее или над кипящей водой в течение 3-5 мин. Зерно можно высыпать в стакан, залить горячей водой 60-70° С), стакан покрыть стеклом и оставить на 2-3 мин, затем воду слить и определить запах зерна.

Определение запаха стандартным методом (органолептически) субъективно и нередко вызывает сомнения.

Для устранения субъективности и исключения возможной ошибки в оценке качества зерна ВНИИЗ разработал объективный метод определения дефектности зерна, основанный на количественном учете содержания аммиака.

Повышенное содержание аммиака, указывающее на частичное разрушение белковых веществ, является основным объективным показателем утраты зерном свежести.

Метод объективного определения степени дефектности применяют пока только для зерна пшеницы.

Вкус. Определяют в тех случаях, когда по запаху трудно установить свежесть зерна. Для этого разжевывают небольшое количество (около 2 г) чистого размолотого зерна (без примесей), которое в количестве около 100 г выделяют из среднего образца. Перед каждым определением и после него рот прополаскивают водой. Различают сладкий, соленый, горький и кислый вкус. В проросшем зерне появляется сладкий привкус, при развитии плесени ощущается кислый привкус, а в зерне горькополынном - горький. При установлении качества дефектного зерна рекомендуются дополнительные определения, дающие представление о состоянии зерна. Для этого необходимо установить:

количество проросших зерен (по стандарту);

количество поврежденных и испорченных самосогреванием зерен (по стандарту);

в пшенице, ржи и ячмене - количество зерен с потемневшим зародышем;

стойкость определяемого запаха (целые и размолотые зерна оставить на некоторое время в открытой чашке). Если после проветривания зерна запах не исчезает, это указывает на происшедшие в нем более глубокие изменения, при которых зерно считают дефектным и устанавливают степень дефектности;

количество и качество клейковины в пшенице, а также ее запах. В поврежденном зерне клейковина приобретает темный цвет и запах прогорклого жира (олифы).

В спорных случаях вкус и запах определяют в хлебе, выпеченном из размолотого зерна описанным ниже экспрессным методом. Запах следует определять как в горячем, так и в охлажденном, разрезанном пополам хлебе.

Зерно всех хлебных культур оценивают по органолептическим и физико-химическим показателям. Наиболее важными показателями качества зерна всех хлебных культур являются цвет, запах, состояние, тип, влажность, содержание сорной, в том числе вредной, и зерновой примесей, зараженность вредителями. Дополнительно у пшеницы и ржи определяют натурную массу, количество мелких зерен, число падения, стекловидность, а также количество и качество клейковины в пшенице. Все эти показатели качества являются обязательными.

Органолептическими методами устанавливают цвет и внешний вид зерна, его запах и вкус.

Цвет и внешний вид зерна определяют осмотром образца и используют для распознания принадлежности зерна к тому или иному виду и типу, и, отчасти, для выявления его состояния. Зерно свежее, нормально вызревшее, убранное и хранившееся в благоприятных условиях, обладает хорошо выраженным цветом, свойственным зерну данной культуры типа и сорта с гладкой блестящей поверхностью. Зерно, подмоченное или увлажненное имеет матовую белесоватую (обесцвеченную) поверхность. Испорченное зерно отличается темным, неоднородным цветом, иногда потемневшим зародышем или пятнами плесени на поверхности, морозобойное – белесое или темное, с морщинистой поверхностью. Цвет и внешний вид зерна определяют при рассеянном дневном свете, сличая испытуемый образец с эталоном.

Запах зерна зависит от находящихся в нем летучих веществ. В доброкачественном зерне их очень мало и запах его малоощутим. Запах зерна изменяется по двум причинам: в результате его порчи – самосогревания, гниения, плесневения или же из-за адсорбции зерном посторонних пахучих веществ.

При самосогревании зерна возникает ненормальный, так называемый "солодовый" запах.

Затхлый запах также появляется при самосогревании зерна в результате его порчи и разложения. Обычно считается, что затхлый запах возникает при развитии в зерне плесени рода пенициллиум. Зерно может приобрести этот запах также в том случае, если его хранить в плохо вентилируемых помещениях.

Плесневый запах обуславливается развитием в зерне различных плесеней. Чаще всего он возникает в сыром холодном зерне.

Гнилостный запах, вызванный бактериальным разложением белков зерна, связан с накоплением продуктов распада белков.

Солодовый, затхлый, плесневый и гнилостный запахи указывают на порчу зерна при хранении. Причиной изменения запаха может явиться и развитие в зерне амбарных вредителей. Сильная зараженность зерна хлебными клещами связана с появлением специфического, так называемого клещевого запаха. Вещества с крайне неприятным запахом выделяют и другие вредители – например малый мучной хрущак.

Одной из причин изменения запаха зерна, как это указано выше, служит адсорбция зерном летучих веществ из окружающей среды. Наиболее часто зерно воспринимает пахучие вещества растительных примесей, находящихся в зерновой массе: полыни, содержащей эфирное полынное масло; доннике, содержащем кумарин, семенах дикого чеснока, содержащих чесночные эфирные масла. В этом случае зерно приобретает запах соответствующей примеси. Кроме того, зерно может воспринять их окружающей среды любой другой посторонний запах – дыма, навоза, нефтепродуктов и т.д. Всякий посторонний запах в зерне недопустим.

Вкус зерна выражен слабо. Обычно он пресный, слегка сладковатый, иногда со специфическим для данной культуры привкусом. Определяют вкус разжевыванием примерно 2г чистого, предварительно размолотого зерна. Если зерно имеет полынный запах, то его размалывают вместе с примесями. Зерно имеющее горький, кислый, явно сладкий вкус, или имеющее какие-либо посторонние привкусы, не свойственные данному зерну, считается недоброкачественным.

Горький вкус может быть следствием порчи зерна при хранении, то есть результатом разложения жира зерна и накоплением горьких веществ. Кроме того, при содержании примеси полыни зерно иногда воспринимает горькое вещество абсинтин и также приобретает горький вкус. В этом случае оно именуется горькополынным.

Кислый вкус обуславливается развитием микроорганизмов, вызывающих разные виды брожения, и образованием молочной, пропионовой и других органических кислот.

Сладкий вкус свойствен зерну проросшему или явно недозрелому (морозобойному).

Различные привкусы могут быть вызваны также адсорбцией посторонних веществ, развитием амбарных вредителей и т.д. Зерно, обладающее затхлым, плесневым, гнилостным запахом, кислым и горьким вкусом или явно измененным цветом, признается дефектным и идет на технические цели. Зерно с солодовым запахом используется для подсортировки, добавляя в небольшом количестве к нормальному, а с запахом и вкусом полыни, донника, чеснока – предварительно подвергают обработке: очистке, мойке, сушке.

Физико-химическими методами устанавливают показатели, характеризующие свойства зерна: влажность, засоренность, зараженность вредителями, натуру, стекловидность, число падения и количество и качество клейковины.

Влажность зерна определяют по количеству свободной физически и физико-химически связанной влаги в процентах к исходному весу зерна. Содержание воды в зерне колеблется в широких пределах от 9 до 25%; оно зависит от спелости зерна, от условий уборки, сушки и хранения. Зерно является гигроскопическим продуктом, и его влажность изменяется в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Влажность является одним из наиболее важных показателей качества зерна. От большой или меньшей влажности зависит не только содержание полезного сухого вещества, но также и пригодность зерна для хранения и переработки. Высокая влажность значительно снижает качество зерна. В зависимости от содержания влаги зерно подразделяется на сухое, средней сухости, влажное и сырое.

Засоренность зерна – второй общий показатель его качества. Определение засоренности заключается в исследовании физического состава зерновой массы. При анализе пшеницы, ржи навеска в 50г., выделенная из среднего образца, разделяется на основное или нормальное зерно, сорную примесь и зерновую примесь. Процентное содержание сорной и зерновой примесей характеризует засоренность зерновой массы.

Основным считается зерно данной культуры, неповрежденное или по характеру повреждения не относимое к сорной или зерновой примесям.

В зерне большинства культур к сорным примесям относят: пылевидные частицы, проходящие через сито с отверстиями диаметром 1 – 1,5мм; минеральные (земля, песок, камешки) и органические (части стебля, колоса, пустые пленки) сор; сорные семена, к которым принадлежат семена дикорастущих растений, а также всех культурных растений, кроме специально оговоренных в стандарте; испорченные зерна – загнившие и заплесневевшие, с поврежденным ядром. В качестве отдельной подгруппы к сорной относят вредные примеси, обладающие вредными, ядовитыми свойствами. К вредным принадлежат примеси различного происхождения: грибы – сумчатые (спорынья) и базидиальные (головня); семена дикорастущих растений – куколь, горчак, вязель, гелиотроп опушенноплодный, триходесма и др. Содержание сорных и вредных примесей строго нормируется в зерне и во всех хлебных товарах.

К зерновым относятся примеси, частично используемые по прямому назначению, но худшего качества, чем полноценное нормальное зерно. При анализе зерна пшеницы и ржи к зерновой примеси относят битые, изъеденные, проросшие, поджаренные, частично испорченные, давленные, зеленые, морозобойные (II, III степени) и щуплые зерна основной культуры. Кроме того, к зерновой примеси причисляют зерна других культур, по форме и использованию близкие к основному зерну, например, рожь и ячмень в пшенице, ячмень во ржи.

Устанавливают засоренность просеиванием навески зерна на ситах и последующей разборкой ее вручную. Каждую фракцию примесей затем взвешивают, и вес выражают в процентах к весу взятой для анализа навески.

Объемный вес, или натура зерна – это вес 1 л. зерновой массы, выраженный в граммах. Определение натуры зерна производится на специальных весах – пурках. Объемный вес является показателем плотности зерновой массы и изменяется обратно пропорционально его скважистости. Натура зависит от особенности и состояния поверхности зерна, его формы, от состава примесей, влажности. В известной мере объемный вес зависит и от удельного веса зерна.

В среднем объемный вес 1л пшеницы равен 750г, ржи – 700г. Нередко пытаются связать величину натуры с качеством зерна, с ее выполненностью и, следовательно, с большим или меньшим содержанием эндосперма в зерне. Однако эти утверждения лишены должного основания. Объемный вес мог бы характеризовать качество зерна в том случае, если бы были устранены влияющие на него побочные факторы, такие как скважистость зерна, его засоренность и влажность. Для определения натуры применяется литровая пурка.

Стекловидность является важным показателем качества, с которым связаны технологические свойства зерна. Зерно бывает стекловидным, полустекловидным и мучнистым. Стекловидными называют такие зерна, которые слабо преломляют луч света и при просвечивании кажутся прозрачными. Мучнистые зерна при рассмотрении на свету непрозрачны, при просвечивании кажутся темными. В разрезе темные. Между этими двумя различными формами встречаются зерна частично стекловидные. Стекловидность зерна характеризует консистенцию его эндосперма. Стекловидность указывает на белковый или крахмалистый характер зерна. Пшеница с преобладанием стекловидных зерен обычно отличается сравнительно высоким содержанием белка, клейковины и хорошими хлебопекарными качествами. Показатель стекловидности наряду с цветом положен в основу деления пшеницы на типы.

Зараженность вредителями хлебных запасов причиняет большой ущерб: уничтожает часть зерна, загрязняет его и ухудшает качество. При больших скоплениях вредителей в отдельных участках насыпи могут чрезмерно повыситься влажность и температура, в результате чего возникает самосогревание. Зараженность может быть явная, когда обнаруживают живых вредителей, и скрытая, когда вредители находятся в той или иной стадии развития внутри зерна. К наиболее опасным и распространенным вредителям относятся жуки из семейства долгоносиков. Свое название они получили из-за формы головы, вытянутой в трубку. Так же широко распространены хрущаки, мукоеды. Большой вред зерну и продуктам его переработки приносят хлебные клеши, относимые к классу паукообразных. Клещи многоядны, питаясь продуктами или зерном, загрязняют его, ухудшают качество зерна и создают условия для развития микроорганизмов. При сильной зараженности зерно приобретает неприятный клещевой запах, а мука становится темной и горьковатой. В зерне зараженность вредителями не допускается, кроме зараженности клещом не выше II степени.

Количество и качество клейковины являются важнейшим показателем потребительных достоинств пшеницы.

Клейковина представляет собой резинообразную клейкую плотную массу, образующуюся при отмывании измельченного пшеничного зерна; при этом с водой уходят крахмал и частицы отрубей. Клейковина состоит в основном из белков, а так же небольшого количества крахмала, прочно удерживаемого белками, клетчатки, жиров и минеральных веществ. Наиболее ценны белки пшеницы глиадин и глютенин (от французского слова глютен – клейковина), обладающие способностью набухать и образовывать клейковину. Сырая клейковина может быть разного качества. Хорошей признается клейковина эластичная, нелипкая, светлоокрашенная, не расплывающаяся при отлежке; плохой – крошковатая, несвязная или слабая – липкая тягучая, неэластичная, темного цвета. В зависимости от эластичности и растяжимости клейковину подразделяют на три группы: I – клейковина с хорошей эластичностью и растяжимостью; II – клейковина с хорошей или удовлетворительной.

Число падения – этот показатель имеет высокую технологическую значимость в тех зонах производства товарного зерна, где часто имеет место его проростание. При проростании зерна происходит распад крахмала и частичный переход его в сахара с высвобождением влаги. При этом повышается амилолитическая активность зерна, его свойства сильно ухудшаются. Состояние углеводно-амилазного комплекса зерна может быть выявлено показателем числа падения. Показатель числа падения в зерне может колебаться от 60 до 600с и более.

Рассматривая свойства зерна, как фактор качества муки, необходимо отметить, что состояние, вкус, цвет, запах, влажность, засоренность, зараженность, количество и качество клейковины, натура, число падения, стекловидность, а также особенности строения и химического строения имеют исключительное значение для обеспечения выработки муки в наибольшем количестве и высокого качества.

В нашей стране зерно предназначенное для выработки хлебопекарной муки нормируется в таких стандартах как:

СТ РК 1046-2001 "Пшеница. Технические условия" (Таблица 1).

ГОСТ 9353-90 "Пшеница. Требования при заготовках и поставках" (Таблица 2).

ГОСТ 16990-88 "Рожь. Требования при заготовках и поставках" (Таблица 3).

Таблица 1 – Технические требования для мягкой пшеницы

Таблица 2 – Характеристики и ограничительные нормы для мягкой пшеницы по классам

Таблица 3 – Характеристики и ограничительные нормы для ржи предназначенной для переработки в муку

Качество зерна и его химический состав определяют технологию производства, ее параметры и последующие продукты переработки. ГОСТом разработаны обязательные и дополнительны показатели, которые отвечают не только за вес и состав продукта, но и за активность ферментов и даже за удельный вес семени. Анализ проводится в лабораториях и состоит из нескольких этапов, результат которых учитывается при производстве муки и прочих продуктов, а также при определении экспортной цены и пригодности сырья для посева или хранения.

Показатели качества пшеничного зерна

После уборки урожая зерно поступает на хлебоприемники и перерабатывающие предприятия. Каждая партия имеет собственные показатели, зависящие от сорта, погодных условий и соблюдения агротехнической технологии выращивания. Отбор производят на визировочных пунктах, а из каждой машины берут несколько проб для анализа.

Для стандартизации разработаны общие показатели качества зерна. Они вычисляются по цвету и вкусу, форме зерна, запаху и влажности, засоренности и зараженности зерна вредителями хлебных запасов. Делятся все показатели на обязательные и дополнительные. К первой группе относят:

• Степень стекловидности;
• Качество клейковины в зерне и ее количество;
• Вес и удельный вес семени;
• Размер зерна;
• Пленчатость;
• Процент ядер.

Дополнительные — это химический состав, количество и вид микроорганизмов, активность ферментов.

Для оценки качества пшеничных семян берут исходную единицу. Отбирают ее из общей партии при отгрузке или во время хранения. Называется исходная единица — выемкой, а все собранные выемки составляют образец зерна.

Для определения характеристики и технологических свойств зерна используются три основных параметра:

• Выход продукта из единицы массы зерен;
• Качество продукта;
• Затраты на выход единицы продукта.

Технологические свойства пшеницы определяются и по дополнительным оценочным критериям. К ним относят показатель выхода и зольность муки высших сортов, коэффициент средневзвешенной зольности всех сортов муки.

Анализ зерна в лаборатории

Стандартная лаборатория для полного анализа поступившего пшеничного семени должна иметь:

• Технические высокоточные весы;
• Мельницу;
• Аппараты для выявления свойств клейковины;
• Чашу Петри и часовое стекло;
• Сушильную камеру;
• Ступы из фарфора и эксикатор;
• Бутыли и емкости;
• Приборы для измерения температуры;
• Сита с разным диаметром ячеек.

Из отобранного сырья составляют среднюю пробу зерна в 35-55 г. Пробу очищают от сорта, размалывают при помощи мельницы до получения необходимой по размеру фракции. Измельченное зерно поступает на дальнейший анализ.

Процедура проведения анализа

После измельчения определяется необходимая для анализа величина помола. Для этого используют два сита: из проволоки и с капроновой или шелковой сеткой. Остаток в первом сите не должен превышать 2%, а во втором быть более, чем 40%. Если эти нормы не соблюдены, повторяют помол пробы зерна.

Наличие сорняков и других примесей влияют на ценность пшеницы.

Для определения степени зараженности зерна размер навески составляет 50 г. Сорные и прочие примеси выявляются при помощи трех сит для примесей, мелких семян сорных растений и сколотых, дробленых и мелких семян пшеницы. Первым используют сито с крупной ячейкой, затем — среднее и мелкое. Примеси разделяют на органические и минеральные, и определяется их общее процентное содержание. Согласно ГОСТу 52554-2006 общий объем примесей не должен превышать 2%.

Для зерновой примеси предусмотрены нормы в 5-15% в зависимости от класса и качества зерна. При превышении показателей сырье определяют как смесь видов с указанием процентного состава. Зараженность зерна вредителями хлебных запасов не допускается. Исключение составляет только инфецированность клещами не выше 2 степени. Для определения зараженности навеску пропускают через 2 сита с ячейкой 2,5 и 1,5 мм.

Процент зараженности определяется только по живым насекомым. Мертвых вредителей пшеницы относят к примесям.

Химический состав

Показатель плотности семян связан с химическим составом. Созревшее пшеничное семя имеет плотность большую, чем молочная спелость. Связано это с тем, что данный показатель зависит от содержания крахмала и минералов. Для определения состояния углеводов и амилазов высчитывают число падения. Для кормовых сортов оно не должно превышать 80, а для сильной пшеницы — от 200 до 600.

Химический состав пшеницы — дополнительный показатель, который рассчитывается по запросу. Самый ценный компонент — белок. На долю углеводов приходится до 64% от всего состава пшеничных зерен, а главный из них — крахмал. Сахар также относится к углеводам, но его доля ниже — всего 3-7%. Сосредоточен сахар в зародыше и внешнем эндосперме.

Клетчатка находится в цветочной пленке и стенках клеточных оболочек, и на ее долю приходится до 3 от состава. Клетчатка не растворяется в воде и необходима для нормальной работы кишечника. Она же снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Это объясняет ценности твердых сортов пшеницы. Средний процент жиров и липидов в пшеницы — 2,5.

Определение клейковины происходит при помощи специальных приборов, а ГОСТ Р52554-2006 задает следующие нормы:

• Для первых 4 классов твердых сортов — 20-100 единиц по ИДК;
• Для мягких сортов 1-2 класса — 45-75 единиц, 3-4 класса — 20-100 единиц;
• Для 5 класса ограничений нет.

Влажность зерна влияет на количество и качество питательных веществ: чем воды больше, тем ниже питательность и хуже химический состав. В лабораториях используют следующий метод определения влажности: навеску зерна подсушивают в сушильных камерах. Если сырье имеет влажность выше 18%, то ускоренный метод завершают. Допустимый остаток влаги от 12 до 18%. Если влажность менее 18%, то процесс продолжают. Семена пшеницы охлаждают в аппарате, создающем искусственную тягу, и измеряют остаточное состояние влажности:

• Для сухого зерна — до 14%;
• Для средней сухости — от 14,1 до 15,5%;
• Для влажного — от 15,6 до 17%.

К сырому относится сырье, имеющее влажность от 17,1%.

Витамины и минералы

Химический состав зерна пшеницы также включает в себя аминокислоты, витамины, азотистые компоненты, минералы и пигменты.

К азотистым веществам относят кислород, углерод, фосфор, азот, которые образуют из аминокислот необходимые для любого организма белки. В состав входят: валин, метионин, лизин, изолейцин и треонин, триптофан и фенилаланин.

Из пигментов пшеничное семя богато хлорофиллом, каротином, акеантином, меланином и ксантофиллом. Витамины представлены аневрином, рибофлавином, аскорбиновой и никотиновой кислотой, витамном D и E.

• Для 1 касса содержание белка должно быть более 14,5%;
• Для 2 — от 13,5 до 14,5%;
• Для 3 класса — от 12 до 13,5%;
• Для 4 — от 10 до 12%;
• Все, что ниже 10% относится к 5 классу зерна.

Гидролизат клейковины получают из цельных и неочищенных пшеничных семян. Для выделения гидролизованных протеинов пшеницы используют метод ферментации гидролиза, включая клейковину, пептиды и растворимые аминокислоты. Гидролизованные протеины пшеницы содержат много глутатиона, который защищает клетки организма от губительных окислительных процессов. Глутаминовая кислота необходима для питания кожи и поддержания ее молодости. Гидролизованные протеины пшеницы входят также в антиоксидантный комплекс, являются источником энергии для клеток. Используются гидролизованные протеины пшеницы и в косметологии: они являются неотъемлемой частью средств по уходу за поврежденными волосами. Они держатся дольше, чем коллаген или эластин, а также придают объем и легкость. Применяют их и в линиях для возрастной и проблемной кожи, в средствах против растяжек и пигментных пятен.

Стекловидность отражает состояние поверхности зерен и устройство внутренних тканей. Мучнистый эндосперм — это связь в зернах между белками и крахмалами. Для определения стекловидности берут навеску в 50 г. Пробу очищают от примесей, а ее влажность не превышает 17%. Сырье отправляют на просушку, а после отбирают 10 г, которые освобождают от семенных оболочек.

ГОСТ 10987-76 предусматривает два способа определения стекловидности. Первый — осмотр среза зерна. Второй — использование диафаноскопа ИДК-110 или любой другой модели. Для осмотра отбирают 100 семян, которые разрезают на две части. При использовании прибора каждое зерно кладут в ячейку кассеты.

По результатам осмотра подсчитывают количество семян с полной стекловидностью, и прибавляют количество зерен с частичной стекловидностью. Мучнистые зерна не принимают в расчет. Результат подтверждают повторной проверкой — процент расхождения должен быть не более 5. При большем показателе проверку повторяют с новой пробой.

Технология оценки плотности

Плотность зерна зависит от химического состава и анатомического строения. Для ее определения берут очищенную от примесей пробу. Семена пшеницы перед анализом нагревают до комнатной температуры, иначе показатели будут иметь большую погрешность.

Семена насыпают через воронку в пурку, соблюдая все правила загрузки. Точность прибора — до 1 г. В период работы аппарат нельзя двигать или создавать рядом вибрации. Определить плотность можно и методом набухания зерен. Для этого используют стеклянный мерный цилиндр и жидкость, которая не впитывается пшеницей. Наиболее точным является пинкометрический метод с использованием пинкометра. Суть метода — взвешивание сухих и набухших зерен. В полученном результате необходимо учитывать массу и плотность жидкости для определения точного результата.

Условия хранения, использования, методы предпосевной обработки и даже рыночная стоимость зависят от класса зерна.

Результаты анализов помогают определить состав, состояние по влажности и стекловидности, качество клейковины и пищевую ценность. Оценка качества зерна необходима также и для фуражного сырья: для выявления сорных примесей, вредных и опасных спор и грибков, определения пищевой ценности. Все нормы и способы проведения анализов определяются едиными стандартами, а отбор зерен на пробу происходит из каждой партии. Необходимо это и для контроля качества продукта, и для выявления зараженного и непригодного для употребления зерна.

Качество зерна пшеницы характеризуется следующими основными внешними признаками:

стекловидность (определяется на разрезе зерна по внешнему виду или на специальном приборе - фотоэлектрическом диафоноскопе; включение мучнистых белых вкраплений в зерне стекловидных пшениц - отрицательный признак);

форма зерна (лучшей считается бочонкообразная, она свойственна пшенице Т. sphaerococcum);

глубина бороздки (с увеличением глубины бороздки выход муки уменьшается).

Хлебопекарные качества и силу муки сортов и селекционных материалов оценивают в технологических лабораториях. Эта работа включает следующие основные этапы.

1. Определение набухаемости и скорости осаждения муки в слабом растворе уксусной кислоты (метод седиментации). Для работы этим методом достаточно 2-5 г зерна, которое размалывают на специальной микромельнице. Непосредственно для анализа берут навеску муки от 0,5 до 3,2 г. Набухаемость муки определяют на шкале прибора по величине осадка: если осадок равен 5 мл, то качество муки высокое, при величине осадка от 3,1 до 5 мл - среднее и при 3 мл - низкое.

Метод седиментации - ориентировочный. Его применяют на первом этапе оценки селекционных номеров, когда в распоряжении селекционера имеется небольшое количество зерна. Он позволяет освободиться лишь от заведомо слабых пшениц.

Образцы, имеющие набухаемость свыше 5 делений шкалы, в дальнейшем для определения силы муки проходят всестороннюю оценку с использованием более точных приборов и методов.

Высокая производительность седиментационного метода (два человека за рабочий день проводят около 100 анализов) позволяет анализировать большое число образцов.

2. Определение свойств теста (водопоглотительной способности и времени тестообразования). На этом этапе силу муки устанавливают значительно достовернее, чем на предыдущем.

Определяя свойства теста, фаринограф по каждому испытываемому образцу вычерчивает карту - фаринограмму. Основной показатель фаринограммы - время от окончания образования теста до начала его разжижения. Тесто должно долго выдерживать замес, чтобы из него мог получиться хороший хлеб. Набухаемость муки может быть отличной, но если тесто не выдерживает длительного замеса, качество хлеба будет низким.

У сильных пшениц время до начала разжижения теста должно быть не менее 7 мин. Для работы на фаринографе обычно требуется навеска теста 50 г, но существуют микрофаринографы, для которых достаточна навеска всего 10 г.

3. Определение эластичности клейковины, ее способности к растяжению под влиянием воздуха. Это свойство клейковины определяют на альвеографах. В прибор запрессовывают навеску теста из 5 г муки. Альвеограф автоматически вычерчивает карту-альвеограмму, важнейший показатель которой - удельная работа деформации 1 г теста, измеряемая в джоулях.

Слабые сорта пшеницы имеют силу муки менее 280 еа. У сильных пшениц этот показатель в зависимости от условий выращивания колеблется в очень больших пределах: от 280 до 1000 еа.

4. Пробные выпечки хлеба из изучаемых образцов пшеницы. В специальных лабораторных печах выпекают небольшие хлебцы. Микровыпечки делают из 5 г муки, выпечки полумикрометодом - из 70 г. Хлебцы, полученные в результате пробных выпечек из различных образцов, сравнивают между собой и с лучшими стандартами по хлебопекарным качествам: объемному выходу, внешнему виду, пористости мякиша и т. д.

Окончательную оценку качества зерна и муки изучаемых образцов дают, учитывая данные, полученные на всех четырех этапах работы.