2)Краткие сведения об отдельных зерновых культурах.
3)Аналитическое строение и химический состав зерна хлебных злаков.
4)Качественная характеристика зерна.
5)Зараженность зерна вредителями.
6)Дефектное зерно.
7)Процессы, происходящие в зерне при хранении.
1.Классификация зерновых культур.
Все зерновые культуры классифицируются на 5 групп:
· Типичные хлебные злаки ( пшеница, рожь );
· Просовидные ( просо, кукуруза, рис );
· Гречишные;
· Бобовые;
· Различные ботанические семейства.
По химическому составу зерновые культуры делятся на 3 группы:
· Богатые крахмалом ( зерновые, гречиха );
· Богатые белком ( бобовые );
· Богатые жиром ( масличные культуры ).
2. Краткие сведения об отдельных зерновых культурах.
Пшеница. Насчитывается около 22 видов пшеницы. Наиболее распространены 2 вида: мягкая и твердая пшеница. Делится на: яровую и озимую. Мягкая пшеница бывает как яровая, так и озимая. Твердая только яровая. Зерно твердой пшеницы более богато белком. Мука из него идет на производство макаронных изделий, а также для улучшения качества муки из мягкой пшеницы.
Рожь. Известно 12 видов ржи. Наиболее распространенный вид ржи рожь посевная. По сравнению с пшеницей в ней содержится меньше белка, но белки ржи более полноценны.
Кукуруза. Кукуруза-третья по значению в мире культура. В основном мука из кукурузы применяется в хлебопечении для повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий, так как белки кукурузы имеют более полноценный аминокислотный состав.
Рис. В хлебопечении рис используется для повышения пищевой ценности готовых изделий. Рисовую муку используют при выработке мучных, кондитерских изделий.
3. Аналитическое строение и химический состав зерна хлебных злаков.
У всех хлебных злаков зерно представляет собой односемянный плод с тонким околоплодником, плотно сросшиеся с семенем.
Анатомическое строение зерна имеет важное значение для его переработки, так как каждая отдельная часть отличается химическим составом.
Таблица 1. Примерный химический состав зерна.
№ п/п
Химический состав.
Целое зерно, %
Эндосперм, %
Зародыш, %
Оболочка, включая алейроновый слой, %
Вода
12.9
12.5
12.5
Жиры
1.3
0.8
13.1
3.3
Крахмал и сахар
69.5
74.3
31.2
43.8
Азотные вещества
11.6
10.5
35.7
16.4
Клетчатка
3.1
0.7
1.8
Минеральные вещества
1.7
0.7
5.7
Зерновка многих хлебов покрыта чешуйками или пленкой, поэтому его называют пленчатым. Зерно имеет выпуклую спинную сторону и плоскую брюшную, вдоль которой у хлебов первой группы имеется продольная бороздка. В нижней части зерновки располагается зародыш, в верхней хохолок.
Внутреннее строение зерновки: оболочки, зародыш, эндосперм. Оболочки богаты клетчаткой и защищают семя от воздействий внешней среды. Различают наружную ( плодовую ) и семенную оболочки. На их долю приходится от 5.6 до 8.9 % от всего зерна; на долю зародышей-1.4-3.2 %; на внутреннюю часть зерновки-эндосперм-70-80 %.
В эндосперме различают периферический слой называемый алейроновым. Этот слой наиболее богат белком. Эндосперм состоит из крупных тонкостенных клеток, заполненных зернами крахмала, которые окружены частицами белка. Эндосперм - самая ценная часть зерна, из которого получают высшие сорта муки. Чем больше эндосперма в муке, тем больше выход муки.[1] Эндосперм может быть полустекловидным, стекловидным и мучнистым. Стекловидная пшеница отличается от мучнистой более высоким содержанием белка и физическими свойствами ( высокая плотность и твердость ). При переработке в муку она ( стекловидная пшеница ) дает больший выход муки высших сортов.
Зародыш отделен от эндосперм щитком. Он наиболее богат питательными веществами ( белками, жирами, витаминами и другими ферментами ). Несмотря на высокую пищевую ценность, при помоле стараются лучше отделить зародыш, так как он богат непредельными жирными кислотами, склонных к прогорканию в процессе хранения на воздухе. Мука не освобожденная от зародыша будет не стойкой при хранении. В зерне содержатся витамины группы B, в ограниченном количестве витамин Е и биотин. В основном они находятся в алейроновом слое и зародыше, в небольших количествах содержатся в эндосперме.
4. Качественная характеристика зерна.
· Органолептическая оценка. Оценивают внешний вид и состояние зерна ( нормальное или греющиеся ), а также цвет и запах. Эта группа признаков включена в стандарт.
· Влажность. Влажность колеблется в пределах 7-37 %. Уровень влажности зависит от химического состава зерна, от погодных условий во время уборки, условия хранения, транспортировки и т.д. по влажности зерно делится на 4 состояния:
1) Сухое - до 14 %;
2) средней сухости-14-15.5 %;
3) влажное-15.5-17 %;
4) сырое - больше 17 %.
· Примеси, встречающиеся в зерновых продуктах, разделяют на зерновую и сорную.
Ø Зерновые примеси включают витые и изъеденные зерна основной культуры и заплесневевшие, проросшие, щуплые, раздутые при сушке, а также зерно культурных растений относящихся к зерновым примесям по стандарту. Зерна исследуемой культуры целые и поврежденные, не относящиеся к ряду перечисленных признаков считаются зерном.
Ø Сорная примесь делится на 3 группы:
1) Минеральная - комочки земли, песок, галька;
2) Органическая - части стеблей, листьев, семена дикорастущих растений, не относящихся к зерновым примесям;
3) в составе сорных примесей особо выделяют вредные примеси, способные вызвать отравление. Это грибные болезни, зерно поврежденное фузариозом, ядовитые семена сорных растений ( горчака, сафоры, мышатника, геплатропа )
· Масса 1000 зерен. Она характеризует крупность и выполненность зерна. Чем более крупное зерно, тем больше оно содержит эндосперм.
· Натурная масса. Она выражается количеством грамм зерна в одном литре с учетом примесей и межзернового пространства. Этот показатель характеризует крупность и выполненность зерна, так и характер его примесей.
· Стекловидность. Стекловидным считается зерно, имеющие в поперечном разрезе более ¼ стекловидного тела. Мучнистым - менее ¼ стекловидного тела. Частичностекловидным - занимающим промежуточное положение. Стекловидность представляет собой сумму стекловидных зерен и половину частично стекловидных зерен. По стекловидности пшеница делится на 3 группы:
1) низкостекловидные-55 %;
2) среднестекловидные-55-60 %;
3) высоко стекловидные->60 %.
5. Зараженность зерна вредителями.
Степень зараженности зерна амбарными вредителями определяется путем ручной разборке образца зерна, а также просеиванием средних проб зерна на решетках. Зараженность амбарными вредителями выражается количеством экземпляров живых насекомых в 1 килограмме.
Таблица 2. Характеристика степени зараженности.
Степень зараженности.
Величина экземпляров в 1 кг.
Характеристика
1.
до 1
Стоимость потерь зерна меньше затрат на дезинсекцию.
2.
1-3
Стоимость потерь зерна сравнима с затратой на дезинсекцию.
3.
4-15
4.
16-90
5.
>90
Стратегия борьбы включает карантинные и профилактические мероприятия.
Карантин-досмотр зерна поступающего по импорту и недопущение разгрузки внутри страны. Дезинсекция зерна в потоке при выгрузке, фумигация в трюме судов.
Профилактика зерна осуществляется до его поступления в хранилище. Этот этап включает подготовку технической базы к приемке и дезинсекцию зернохранилищ.
Нехимическая дезинсекция - промораживание, нагревание, очистка и измельчение. Охлаждение зерна проводят пассивным способом проветривания или активным способом с помощью вентиляционных установок, путем пропускания холодного воздуха. При промораживании следует учитывать устойчивость некоторых вредителей к низким температурам. Дезинсекцию проводят путем нагревания при температуре 60º С. при этом температура теплоносителя должна быть не ниже 300º С и не выше 400º С. Температура нагрева зерна не выше 60º С. Очистку зерна, как способ борьбы с вредителями, следует применять только в холодное время года, когда достигается охлаждение зерна. Очистка в теплое время года приводит к распространению вредителей.
Существует 3 вида химической дезинсекции зерна:
· Пассивная и активная фумигация[2] бромметилом.
· Пассивная и активная фумигация фосфином в насыпе или потоке зерна.
· Обработка зерна в потоке инсектицидами контактного действия.
Газы бромметил и фосфин легко удаляются из зерна при проветривании. Чтобы уничтожить насекомых в зерне с помощью фумигации необходима достаточная концентрация газа в межзерновом пространстве и соответствующее время экспозиции ( воздействия). Таким образом, обязательным условием достижения эффекта при фумигации является хорошая герметичность хранилища, позволяющая удержать газы определенной концентрации в течении необходимого времени.
При пассивной фумигации ( наиболее часто применяется на практике ) в зерно падают газ в определенной норме расхода и выдерживают заданную экспозицию. Процесс фумигации идет без контроля и предсказать его результат невозможно.
Наиболее перспективная - активная фумигация. Этот процесс регулируется и контролируется, проба газа отбирается из межзернового пространства и проверяется его концентрация. Если необходимо хранить зерно в течении нескольких месяцев, то целесообразно обрабатывать его инсектицидами контактного действия. При этом в процессе перемещения зерна из одной емкости в другую инсектициды падают путем распыления. Инсектициды контактного действия - карбофос, фуфанон и т.д.
6.Дефектное зерно.
Дефектное зерно-это неполноценное, проросшее, морозобойное, самосогретое и поврежденное клопом-черепашкой.
Неполноценное зерно-это зерно, которое получило повреждения вследствие неправильного режима сушки, неблагоприятных условий хранения, поврежденное вредителями хлебных запасов.
Проросшее зерно. Прорастание происходит при наличии влаги, тепла, достаточное количество кислорода. Главная биохимическая направленность-расщепление высокомолекулярных полимеров до низкомолекулярных растворимых веществ под действием ферментов.
Морозобойное зерно-это зерно поврежденное на корню заморозками. Степень поражения зерна зависит от стадии созревания зерна и температуры. Для такого зерна характерна незавершенность процессов биосинтеза белков и полимерных углеводов. Для него характерна подверженность самосогреванию в результате повышения интенсивности дыхания.
Самосогретое зерно. Самосогревание происходит при неблагоприятных условиях хранения: повышенной влажности и отсутствие вентиляции. Тепло выделяется зерном в результате дыхания и накапливается вследствие низкой теплопроводности зерна. В процессе дыхания происходит расщепление высокомолекулярных полимеров, степень этих изменений различна в массе зерна. В центре и внизу происходит длительное воздействие повышенной температуры. Температура в толще зерна может повыситься до 75º С. В некоторых случаях происходит обугливание зерна.
Зерно, поврежденное клопом-черепашкой. В этом процессе в зерно вместе со слюной вводится активная α-амилаза и некоторое количество протеолитических ферментов. В зависимости от процента поражения и фаз созревания зерна изменяется качество пшеницы. При повреждении более 5 % зерно может использоваться только на корм скоту.
7. Процессы, происходящие в зерне при хранении.
После уборки в зерне проходят активные биологические процессы называемые послеуборочным дозреванием. Свежеубранное зерно активно дышит и наблюдается аэробное и анаэробное дыхания. Интенсивность этих процессов зависит от влажности, температуры, степени аэрации зерновой массы. В процессе послеуборочного дозревания в зерне уменьшается количество углеводов и небелкового азота, который расходуется на завершение формирования клейковинных белков; уменьшается количество свободных жирных кислот; увеличивается количество липидов. При хранении зерна в благоприятных условиях ( влажность-65-70 %, температура-0-4º С, хорошая вентиляция.). они способствуют сохранению технологических качеств в течении 4-х месяцев. При повышении влаги более 15 % увеличивается активность ферментов, вследствие которого может происходить ферментативная и микробиологическая порча зерна. В процессе хранения увеличивается масса зерна, вследствие высокой его сорбционной емкости за счет поглощения находящихся в воздухе паро-образовательных и газо-образовательных веществ. Это явление слагается из адсорбции, абсорбции и хемосорбции. При этом зерно может приобретать не свойственный ему запах, поэтому зерно необходимо хранить в изолированных, чистых, хорошо проветриваемых помещениях.
