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.
Качество зерна определяют разными методами, которые подразделяются на две группы: органолептический метод - качество определяют при помощи органов чувств и аналитический (или лабораторный) для определения качества с помощью различных приборов.
Органолептически определяются цвет, запах и вкус зерна. Эти показатели характеризуют его свежесть, и по ним можно судить о состоянии зерна, его стойкости при хранении и т. д.
Цвет и блеск.
У многих культур этот показатель является устойчивым ботаническим признаком. С цветом зерна связана технологическая оценка некоторых культур (проса, кукурузы, гороха) при переработке их в крупу. Изменение цвета и потеря блеска могут быть связаны с неблагоприятными условиями созревания, уборки или хранения. Недозревшее зерно обычно имеет зеленоватую окраску, захваченное морозом - белесоватый оттенок и сетчатую поверхность. При неправильной сушке зерно темнеет. Зерно, подвергшееся самосогреванию, может иметь цвет от красно-бурого до черного. Испорченное зерно обычно теряет естественный блеск.
Цвет определяют при рассеянном дневном свете сравнением исследуемого зерна с установленными образцами или по описанию этого признака в стандартах на отдельные культуры.
Запах зерна.
Является также показателем свежести. Здоровое зерно каждой культуры имеет свой специфический запах. У большинства культур запах слабый, едва уловимый. У эфиромасличных культур запах резкий, специфический. Отклонение запаха от свойственного данной культуре может быть: а) вследствие сорбционных свойств зерна. В этом случае зерно приобретает посторонние запахи от поглощения паров и газов (запах донника, полыни, чеснока, нефтепродуктов и т. д.); б) вследствие неправильного хранения, что приводит к изменениям химического состава зерна. Эти запахи могут быть вызваны физиологическими и микробиологическими процессами. Зерно с наличием солодового, затхлого, плесенно-затхлого и гнилостного запахов относится к дефектному. Использование такого зерна на продовольственные и кормовые цели ограничено.
Зерно с солодовым запахом можно использовать при выработке муки в подсортировке в небольшом количестве к зерну нормального качества.
Зерно с затхлым и плесенно-затхлым запахом непригодно для продовольственных и кормовых целей.
Зерно с гнилостнозатхлым запахом характеризует полную его порчу.
Запах определяется как в целом, так и в размолотом зерне. Для усиления запаха зерно помещают в стакан и заливают горячей (60-70°С) водой, затем покрывают стеклом и через 2-3 мин определяют запах. Для усиления запаха можно зерно прогревать паром в течение 2-3 мин в сетке над кипящей водой.
В практике хранения зерна запах положен в основу определения степени его порчи (степени дефектности). Установлено четыре степени дефектности зерна.
1-я степень - зерно с солодовым запахом. Нестойко без соответствующей обработки к дальнейшему хранению. Однако вполне пригодно к производственному использованию (в подсортировке к нормальному зерну);
2-я степень - зерно с плесенно-затхлым запахом. Такое зерно, в зависимости от степени поражения плесенными грибками, после соответствующей обработки его поверхности может быть приведено в состояние пригодности для продовольственного использования;
3-я степень - зерно с гнилостно-затхлым запахом. Может быть использовано только на технические цели;
4-я степень - зерно с совершенно изменившейся оболочкой, доведенной до буро-черного или черного цвета. Может быть использовано только для технических целей.
Степень дефектности может быть определена по содержанию аммиака, количество которого достигает в 1-й степени от 5 до 15 мг%, во 2-й - от 15 до 40 мг%, в 3-й - от 40 до 100 мг% и в 4-й - выше 100 мг%.
Вкус зерна.
Этот показатель выражен очень слабо. Зерно злаковых культур имеет пресный, эфиромасличных культур - пряный вкус.
Наличие сладкого, горького или кислого вкуса указывает на изменение химического состава зерна.
Сладкий вкус зерно приобретает, как правило, при прорастании вследствие ферментативного разложения крахмала до сахаров.
Горький вкус чаще всего обусловлен наличием в зерне соцветий полыни, содержащих горький глюкозид абсентин. Такое зерно перед переработкой необходимо подвергать мойке.
Кислый вкус зерно приобретает вследствие разложения крахмала до сахаров и сбраживания последних соответствующими микроорганизмами в органические кислоты.
Вкус определяют органолептическим методом - дегустацией, разжевывая 2 г размолотого зерна без примесей.
В лабораторных условиях с применением приборов определяют зольность, влажность, засоренность, выравненность, объемную массу, зараженность зерна вредителями хлебных запасов, пленчатость (у крупяных культур) и другие показатели качества зерновой массы.
Влажность.
Влажностью зерна называется содержание в нем гигроскопической воды, выраженное в процентах к массе навески зерна, взятой для анализа.
В зерне всегда содержится некоторое количество воды. Содержание воды в зерне колеблется в широких пределах и от этого зависит стойкость его при хранении.
Вода содержится в зерне в свободном и химически связанном виде. Свободной называется вода, находящаяся на поверхности зерна и заполняющая сравнительно крупные поры.
Связанной называется влага, находящаяся в мельчайших порах (капиллярах), а также адсорбированная на поверхности частиц белков и пигментов. Связанная вода по своим свойствам значительно отличается от свободной - она не растворяет кристаллических веществ (сахар и др.), имеет больший удельный вес, замерзает только при очень низкой температуре. Свободная вода, находящаяся в механической связи с частями зерна, содержится главным образом в оболочках. Она способствует активизации всех физиологических процессов в зерне, что влияет на стойкость его при хранении. Повышенное количество свободной воды требует обязательного просушивания зерна.
В зависимости от количества влаги различают четыре состояния зерна по влажности: зерно сухое, средней сухости, влажное и сырое (табл. 3).
Анализируя данные таблицы, можно отметить, что содержание воды для различных состояний не для всех культур одинаково. Это зависит от химического состава зерна.
Влажность зерна определяют следующими методами.
Основной метод - высушивание навесок размолотого зерна в электросушильных шкафах СЭШ-1, СЭШ-3м (рис. 13) при температуре 130°С в течение 40 мин. Этот метод обязателен при арбитражных анализах влажности, контрольной проверке сушильных шкафов и влагомеров.
Электрометрический метод - анализ выполняют при помощи электровлагомеров (ВП-4, ВП4-0, ВЭ:2м). На рисунке 14 показан влагомер ВП4-0. Прибор основан на принципе электропроводности спрессованной зерновой массы. С изменением влажности зерновой массы изменяется ее электропроводность. Этот метод менее точен, но широко применяется на хлебоприемных предприятиях во время поступления зерна нового урожая,. так как позволяет быстро определить состояние зерна по влажности.
Метод определения влажности с предварительным подсушиванием зерна применяется в тех случаях, когда содержание, влаги в зерне превышает 18%. Навески неразмолотого зерна массой 20 г подсушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение 30 мин, затем подсушенное зерно охлаждают, взвешивают и размалывают. Затем определяют влажность основным методом. При определении общей влажности зерна учитывают массу навески до и после предварительного подсушивания.
При образцовом методе определения влажности используют образцовую вакуумно-тепловую установку ОВЗ-1, предназначенную для градуировки, определения погрешности действующих и аттестации вновь разрабатываемых рабочих средств измерения влажности. Влажность измеряют согласно ГОСТ «Зерно и продукты его переработки. Метод измерения влажности на образцовой вакуумно-тепловой установке ОВЗ-1».
Засоренность зерна. В зерновой массе, кроме зерна основной культуры, содержатся посторонние примеси, которые снижают качество вырабатываемой продукции, а некоторые из них являются вредными для человека и животных. Для определения состава примесей проводят анализ зерна на засоренность, которая является одним из основных показателей качества зерна. Засоренностью называется содержание примесей в партии зерна, выраженное в процентах к массе навески.
Для определения засоренности из средней пробы выделяют навеску, масса которой зависит от вида культуры (для пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи, риса - 50 г; для проса - 25 г и т. д.).
При анализе знаковых и бобовых культур примеси подразделяют на две основные фракции: сорную и зерновую.
К сорной примеси относят примеси, снижающие качество вырабатываемой продукции и ее выход:
1) минеральную примесь - песок, кусочки земли, гальку;
2) органическую - частицы стеблей, листьев, колосков и т. д.;
3) проход соответствующего сита (для пшеницы и ржи с отверстиями ∅ 1 мм; для ячменя - ∅ 1,5 мм; для гречихи - ∅ 3 мм и т. д.);
4) сорные семена - семена сорных и культурных растений, не относимых к зерну анализируемой партии;
5) зерна основной культуры с явно испорченным эндоспермом (зерна, обуглившиеся при сушке, загнившие, заплесневевшие, а также полностью изъеденные вредителями);
6) вредная примесь - семена и плоды, содержащие ядовитые вещества.
К зерновой примеси относят:
1) зерна основной культуры битые; изъеденные вредителями, если осталось менее половины зерна; проросшие с ростком, вышедшим наружу или утратившие росток; деформированные и изменившие цвет; раздутые при сушке (они увеличены в объеме); поврежденные неправильной сушкой и самосогреванием с измененным цветом оболочек и с затронутым ядром; щуплые, недоразвитые (зерна мелкие, со слабо развитым эндоспермом); морозобойные зерна; зеленые зерна основной культуры (недозревшие); раздавленные зерна;
2) зерна других культур, не относящиеся к основному зерну (например, рожь и ячмень в пшенице).
При анализе зерна на содержание примесей берут комплект сит (рис. 15) и собирают его снизу вверх в следующем порядке: поддон; сито для отделения сорной примеси (например, для пшеницы ∅ 1 мм); сито для выделения мелкого зерна, щуплого, недоразвитого (для пшеницы сито 1,7X20 мм); сито для облегчения разборки (для пшеницы 2,5x20 мм, 2,0X20 мм); крышка.
Навеску в наборе сит просеивают вручную в течение 3 мин. После просеивания навеску разбирают. Проход нижнего сита не разбирают. Его относят к сорной примеси. На содержание сорной и зерновой примесей разбирают проход сита, взятого для выделения мелкого зерна, а также сход всех остальных сит. Каждую фракцию примесей взвешивают и выражают в процентах к массе взятой навески.
Содержание мелкого зерна определяют взвешиванием прохода сита (для пшеницы 1,7X20 мм), установленного в комплекте.
В партиях зерна, поступающих на хлебоприемные и зерноперерабатывающие предприятия, содержится некоторое количество примесей, которые снижают качество зерна, ухудшают условия его хранения, а также отрицательно влияют на качество вырабатываемых продуктов. Семена некоторых сорняков содержат ядовитые вещества, которые могут вызвать отравление организма человека и животных. Поэтому содержание примесей в перерабатываемых партиях зерна ограничивается стандартом.
Из вредных примесей, встречающихся в партиях зерна, можно выделить три группы:
а) грибы (ликозы), относящиеся к микроорганизмам,- головня и спорынья (рис. 16 и 17);
б) примеси животного происхождения - угрица (рис. 18);
в) семена ядовитых сорняков (рис. 19) - триходесма инканум, гелиотроп опушенноплодный, плевел опьяняющий, вязель разноцветный, горчак розовый, горчаксофора, мышатник, дурман обыкновенный, белена черная.
Для определения выравненности другим способом берут 1000 зерен, взвешивают, рассыпают на доске и выбирают из них 100 крупных зерен, которые затем взвешивают. Вычисляют массу 1000 крупных зерен умножением массы 100 крупных зерен на 10. Находят разницу между массой 1000 зерен крупных и средних и выражают разницу в процентах к массе средних зерен. Если разница превышает 30%, то зерно имеет плохую выравненность.
Объемная масса зерна. Под объемной массой понимают массу 1 л зерна, выраженную в граммах, или массу 1 л, выраженную в килограммах.
Объемную массу определяют на литровой пурке ПХ-1 с падающим грузом (рис. 21). При оценке партий, предназначенных к отгрузке на экспорт, применяют двадцатилитровую пурку.
Объемную массу определяют в четырех зерновых культурах: в пшенице, ржи, ячмене и овсе. Она колеблется в широких пределах в зависимости от формы зерна, выполненности, влажности, наличия и состава примесей и других факторов. Зерна удлиненной формы укладываются плотнее, чем зерна шарообразные и округлые. Сухое зерно имеет большую объемную массу, чем влажное или сырое. Наличие органической примеси в зерне снижает объемную массу, минеральная примесь повышает ее. Выравненное зерно укладывается менее плотно в объеме, чем невыравненное.
Объемную массу определяют по зерну средней пробы после определения зараженности и выделения из нее навесок для анализа на влажность, засоренность и показателей свежести зерна.
Перед определением объемной массы зерна, поступающего во время заготовок, от него на лабораторном сепараторе ЗЛС отделяют примеси. Для анализа подготавливают пурку: проверяют ее, вынимают из мерки падающий груз и устанавливают мерку в гнездо на крышке ящика. В щель мерки вставляют нож и на него помещают груз. Затем на мерку устанавливают наполнитель. В цилиндр из ковша высыпают зерно и ставят его на наполнитель. Цилиндр в нижней части имеет воронку с задвижкой. Когда он заполняется зерном, заслонка должна быть закрыта. При открытии заслонки зерно из цилиндра пересыпается в наполнитель и цилиндр снимают. Осторожно вынимают нож из щели мерки. Груз и зерно падают в мерку. Груз вытесняет из мерки воздух через отверстия. Нож вновь вставляют в щель для отделения в мерке 1 л объема. Мерку вынимают из гнезда и,придерживая нож, ссыпают зерно, оставшееся на ноже. Нож вынимают и определяют на весах пурки массу зерна в мерке с точностью до 1 г. Результаты взвешивания показывают объемную массу зерна (натуру) в г/л.
Масса 1000 зерен. Этот показатель определяют при анализе продовольственного и семенного зерна. Чем больше масса 1000 зерен, тем более развит эндосперм и из такого зерна можно получить больший выход муки и крупы. У семенного зерна развитый эндосперм содержит большое количество питательных веществ.
Для определения массы 1000 зерен из навески, взятой для определения засоренности зерна, выделяют сорную и зерновую примеси. Зерно перемешивают, разравнивают на столе в виде квадрата, делят его диагоналями на четыре треугольника и из каждых двух противоположных треугольников отсчитыват без выбора по 500 зерен. Отобранные пробы взвешивают на технических весах, суммируют и пересчитывают массу 1000 зерен в граммах на сухое вещество по формуле:
х = Р(100-w)/100,
где P - масса 1000 зерен при фактической влажности, г;
w - влажность, %.
Результаты будут верны, если расхождение между двумя пробами не будет превышать 5%.
В таблице 4 приведена масса 1000 зерен отдельных культур.
Пленчатость зерна. Количество цветочных пленок в овсе, рисе, просе, ячмене и плодовых оболочек в гречихе, выраженное в процентах к массе навески, называется пленчатостью.
Пленчатость является важным показателем при оценке качества крупяных культур. Чем больше пленчатость, тем меньше будет выход крупы при переработке зерна. У ячменя пленчатость не определяют.
Пленчатость колеблется в широких пределах и зависит от вида культуры, сорта, района, условий произрастания и от спелости зерна.
Овес содержит больше пленок, чем просо, гречиха и рис. Самая низкая пленчатость у ячменя. У неспелого зерна пленчатость больше. Чем крупнее зерно, тем меньше в нем пленчатость.
Содержание пленок в зерне и семенах отдельных культур колеблется в процентах в следующих пределах:
Пленчатость определяют снятием с зерна пленок вручную или на лабораторных шелушителях.
Для анализа берут по две навески (для гречихи и проса массой 2,5 г, для овса и риса - 5 г) из основного зерна,- оставшегося после определения засоренности и удаления из него битых и мелких зерен.
Снятые пленки взвешивают на технических весах и результат выражают в процентах по отношению к взятой навеске.
В семенах масличных культур определяют лузжистость, т. е. процентное содержание плодовых оболочек (лузги). Лузгу снимают вручную. Для анализа подсолнечника берут две навески массой по 10 г. Содержание лузги рассчитывают так же, как и пленок.
Зараженность и поврежденность зерна. Зерновая масса, продукты переработки зерна и комбикорма являются благоприятной средой для развития вредителей хлебных запасов. Партии зерна, в которых обнаружены вредители, называют зараженными. Зараженность определяют при оценке качества любой партии зерна, муки, крупы, комбикормов. При благоприятных условиях для развития (оптимальной температуре, влажности, доступе воздуха) вредители очень быстро размножаются, вызывая резкое снижение качества и потерю массы хранящихся продуктов. Благоприятными условиями для развития большинства вредителей являются: температура 20-30°С, влажность 15-20% (для амбарного долгоносика минимальная влажность 11-12%). Зараженные партии быстрее подвергаются самосогреванию. В партиях семенного зерна прежде всего снижается всхожесть. Контролю на зараженность подвергаются не только партии зерна, но и хранилища, оборудование (транспортное, зерноочистительное и т. д.), а также прилегающая территория. По форме и строению тела вредители делятся на три группы: а) клещи - паукообразные (рис. 22); б) жуки (рис. 23); в) бабочки (рис. 24).
Более подробно вопрос о зараженности зерна вредителями и мерах борьбы с ними освещен далее.
Различают скрытую и явную формы зараженности зерна. Для определения явной формы зараженности берут всю среднюю пробу зерна и просеивают на наборе сит (нижнее с отверстиями ∅ 1,5 мм, верхнее ∅ 2,5 мм) вручную в течение 2 мин при 120 круговых движений в минуту или механизированным способом на приборе ПОЗ-1 в течение минуты при 150 круговых движениях в минуту. После просеивания определяют зараженность в сходе с сита с отверстиями ∅ 2,5 мм. Для этого весь сход с сита разравнивают тонким слоем на разборной доске и выбирают вручную крупных вредителей - большого мучного хрущака и других. Проход через это сито (сход с сита 0 1,5 мм) просматривают на белой стороне дреки и выбирают более мелких насекомых - долгоносиков, малых мучных хрущаков. Проход через сито с отверстиями 0 1,5 мм просматривают на черной стороне доски через лупу с увеличением в 4-4,5 раза для обнаруживания клещей.
Зараженность выражают количеством экземпляров живых вредителей в 1 кг зерна, муки, крупы или комбикорма.
Для клещей и долгоносиков установлены три степени заражения.
Скрытую форму зараженности зерна долгоносиком определяют: а) раскалыванием по бороздке 50 целых зерен, отобранных без выбора из средней пробы. Зараженность зерна выражают в процентах к 50 взятым зернам; б) окрашиванием 15 г зерна 1%-ным раствором KMnO4. Места повреждения зерна (пробочки) окрашиваются в черный цвет. Зараженные зерна подсчитывают, делят на 3 и умножают на 200, чтобы пересчитать на 1 кг зерна.
Поврежденность гороха гороховой зерновкой в явной форме определяют в 100 г семян, выделенных из средней пробы. Поврежденные гороховой зерновкой семена будут иметь округлые отверстия ∅ 2-3 мм. Такие семена отбирают, взвешивают и их содержание выражают в процентах к взятой навеске.
Скрытую форму поврежденности семян гороха зерновкой определяют методом окрашивания 500 целых семян (отобранных из 100-150 г, выделенных из средней пробы) 1 %-ным раствором йода в йодистом калии. При этом входные отверстия личинок окрашиваются в черный цвет. Поврежденные зерна подсчитывают и устанавливают степень поврежденности:
Цель занятия:
— изучить правила приемки зерна и порядок отбора проб для определения качества;
— ознакомиться с методикой определения количества (массовой доли) и качества клейковины в зерне пшеницы;
— изучить требования государственного стандарта Украины, предъявляемые к качеству зерна пшеницы;
— определить товарный класс пшеницы в соответствии с требованиями стандарта.
1. Правила приемки зерна
Зерно и семена каждой культуры принимают (покупают и продают) партиями. Под Партией понимают любое количество зерна, однородное по качеству, предназначенное к одновременной отгрузке, приемке или хранению, оформленное одним документом о качестве.
В документе о качестве (сертификате) на партию зерна или семян указывают:
— дату оформления документа и наименование отправителя;
— номер автомобиля или другого транспортного средства;
— массу партии или число мест (например, мешков);
— пункт назначения и наименование получателя;
— наименование и происхождение культуры, год урожая;
— сорт, тип, подтип и класс зерна;
— результаты анализов по показателям качества, предусмотренным стандартом на соответствующую культуру;
— номер накладной и подпись лица, ответственного за выдачу документа о качестве.
При отсутствии в хозяйствах собственной лаборатории вместо документа о качестве выдается сопроводительный документ (товарно-транспортная накладная), в котором нет данных о результатах
определения качества.
Партии зерна особо ценных сортов пшеницы и других культур, пивоваренного ячменя сопровождаются сортовыми удостоверениями.
Качество партии зерна устанавливают по результатам товарного анализа Средней пробы , масса которой для зерна хлебных злаков (пшеницы, ячменя, овса, ржи) составляет 2 + 0,1 кг. По своему составу и качеству зерна средняя проба должна соответствовать составу и качеству зерна всей партии, так как по ней определяется товарный класс этой партии.
Для формирования средней пробы партии зерна сначала отбирают Точечные пробы – небольшие количества зерна, отобранные из партии за один прием из одного места. Отбирают их вручную совками, щупами или механическими пробоотборниками. Количество точечных проб определяется размером партии.
Совокупность всех точечных проб является Объединенной пробой , которую помещают в чистую, крепкую, не зараженную вредителями хлебных запасов тару. Это предусмотрено для того, чтобы не изменилось качество отобранного зерна.
Среднюю пробу зерна выделяют из объединенной пробы на специальном делителе или вручную (методом конверта). Если партия зерна небольшая, и объединенная проба по массе не превышает 2 кг, то она одновременно является средней пробой.
Для определения отдельных показателей качества зерна из средней пробы выделяют Навески (небольшая часть средней пробы). Размер навески зависит от характера анализа и рода зерна. Например, для определения засоренности зерна (содержания примесей) из средней пробы партии зерна пшеницы выделяется навеска массой 50 г.
2. Методика определения количества и качества клейковины
Количество (массовая доля) и качество сырой клейковины в зерне мягкой пшеницы является наиболее значимым показателем, определяющим хлебопекарные свойства пшеницы.
Содержание клейковины в зерне пшеницы определяют путем отмывания ее из теста, замешанного на измельченной до определенной крупности навеске зерна массой 25 г с добавлением 14 мл воды. Тесто после замеса проходит отлежку (томление) в течение 20 минут для набухания белков клейковинного комплекса, после чего из него отмывается клейковина в воде с температурой 18 + 2 оС. Из теста полностью удаляются оболочки зерна, водорастворимые вещества и крахмал, остаются только белки клейковины (глютенин и глиадин), образующие прочный упругий студень (гель). Отмытая клейковина называется сырой, так как содержит до 70 % воды. После частичного подсушивания в руках (до прилипания) и удаления лишней воды клейковина взвешивается на лабораторных весах с точностью до 0,1 г, а ее содержание пересчитывается в % к массе навески.
Качество клейковины, в частности ее упругость, определяют на приборе ИДК-1 (индекс деформации клейковины). Для этого плотный кусочек отмытой клейковины массой 4 г выдерживают в воде установленной температуры 15 минут, а затем его подвергают сжатию пуансоном прибора. Результаты измерений отмечают в условных единицах ИДК, на основании показаний прибора определяют группу качества клейковины (табл. 1).
Таблица 1
Качество клейковины зерна пшеницы по шкале прибора ИДК-1
Клейковина высокого качества имеет светло-серый или светло-желтый цвет. Темные тона в окраске появляются вследствие неблагоприятных воздействий на зерно при созревании, обработке (перегреве при сушке) или хранении.
3. Требования государственного стандарта
к качеству пшеницы мягкой
Требования к качеству зерна мягкой пшеницы, которая используется для хлебопекарных целей, регламентируются новым национальным стандартом Украины ДСТУ 3768:2009 «Пшеница. Технические условия», введенным в действие с 1 июля 2009 года. Этот стандарт распространяется на зерно пшеницы, предназначенное для использования на продовольственные и непродовольственные нужды, а также для торговли, в том числе на экспорт.
В зависимости от показателей качества мягкую пшеницу делят на 6 классов (классы 1-3 группы А, классы 4-5 группы Б и 6 класс). Пшеницу группы А используют для продовольственных нужд (преимущественно в мукомольном и хлебопекарном производствах) и для экспорта. Пшеницу группы Б и 6 класс используют на продовольственные и непродовольственные нужды и для экспортирования. Требования к качеству каждого класса пшеницы приведены в таблице 2.
Таблица 2
Показатели качества зерна мягкой пшеницы (ДСТУ 3768:2009)
| Показатели | Характеристика и нормы для мягкой
пшеницы по группам и классам |
|||||
| А | Б | 6 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Натура , г/л, не менее | 760 | 740 | 730 | 710 | 710 | Не ограничено |
| Стекловидность , %, не менее | 50 | 40 | 30 | Не ограничено | ||
| Влажность , %, не более | 14,0 | 14,0 | 14,0 | 14,0 | 14,0 | 14,0 |
| Зерновая примесь , %, не более | 5,0 | 8,0 | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 15,0 |
| В том висле | В пределах зернов. прим. | |||||
| зерно злаковых культур | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 | |
| проросшие зерна | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 | |
| Сорная примесь , %, не более | 1,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 5,0 |
| В том числе | ||||||
| минеральная примесь | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,0 |
| испорченные зерна | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,3 | 0,5 | 1,0 |
| вредная примесь | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,5 |
| Головневое зерно , %, не более | 5,0 | 5,0 | 8,0 | 5,0 | 8,0 | 10,0 |
| Массовая доля белка
,
%, не менее |
14,0 | 12,5 | 11,0 | 12,5 | 11,0 | Не ограничено |
| Массовая доля сырой
клейковины, %, не менее |
28,0 | 23,0 | 18,0 | Не ограничено | ||
| Качество клейковины
:
единицы прибора ИДК |
І-ІІ | І-ІІ | І-ІІ | Не ограничено |
Зерно пшеницы всех классов должно быть в здоровом состоянии, без самосогревания и теплового повреждения при сушке; иметь свойственный здоровому зерну запах (без затхлого, солодового, плесневого, гнилостного, полынного, головневого, запаха нефтепродуктов и ядохимикатов и других посторонних запахов); иметь нормальный цвет; не допускается зараженность вредителями хлебных запасов.
Пшеницу, которая в результате неблагоприятных условий созревания, уборки и хранения утратила свой цвет, выявляют как «обесцвеченную» и определяют степень обесцвеченности. Для пшеницы групп А и Б допускается первая и вторая степени обесцвеченности, для пшеницы 6 класса – любая степень обесцвеченности.
В случае несоответствия ограничительной нормы качества мягкой пшеницы хотя бы по одному из показателей ее переводят в соответственно более низкий класс. В случае несоответствия показателей количества и качества клейковины минимальным требованиям группы А пшеницу переводят в группу Б при условии соблюдения требований по другим показателям качества. При несоответствии хотя бы одного показателя качества мягкой пшеницы требованиям групп А и Б ее переводят в 6 класс.
По согласованию заготовительной организации, поставщика и других субъектов предпринимательской деятельности допускается влажность зерна и содержание примесей выше ограничительных норм при условии доведения такого зерна до показателей качества, указанных в стандарте.
Остаточное количество пестицидов, содержание микотоксинов, радионуклидов и вредных веществ в зерне пшеницы не должно превышать максимально допустимые уровни, установленные санитарно-гигиеническими правилами и нормами.
4. Определение товарного класса пшеницы мягкой
Используя стандарт на пшеницу мягкую, следует определить класс зерна разных партий с различными показателями качества 2-й группы. При этом необходимо помнить, что класс зерна устанавливают по худшему показателю. Это значит, что если почти все показатели соответствуют нормам 1 или 2 класса, а всего лишь один показатель – норме 4 класса, то пшеницу следует отнести к 4 классу группы Б. Усреднение разных показателей качества недопустимо.
Результаты определений класса пшеницы привести в таблице 3.
Таблица 3
Определение класса зерна мягкой пшеницы
| Показатель качества | Номер партии зерна | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Натура, г/л | 770 | 755 | 760 | 715 | 775 | 705 | 747 |
| Стекловидность, % | 68 | 85 | 56 | 60 | 48 | 35 | 35 |
| Массовая доля белка, % | 11,5 | 13,2 | 14,2 | 12,0 | 14,0 | 10,5 | 11,2 |
| Массовая доля клейковины, % | 22,3 | 25,8 | 28,1 | 23,5 | 28,0 | 18,2 | 19,5 |
| Качество клейковины, ед. ИДК | 65 | 40 | 70 | 60 | 80 | 95 | 105 |
| Класс зерна пшеницы |
Отметить по каждой партии показатели, которые ограничивают (лимитируют) качество и товарный класс зерна.
Работая с такой культурой, как пшеница, следует знать, какова ее классификация. Одним из главных вопросов является определение класса зерна, так как не понимая сути подразделения, сложно выбрать качественный продукт, предназначенный для конкретных нужд.
Виды и типы пшеницы
Первичная классификация подразделяет всю существующую пшеницу на селекционную и дикую. В свою очередь, каждая из них может быть твердой либо мягкой. Кроме того, каждый сорт обладает своими индивидуальными характеристиками. Для того чтобы как-то упорядочить все имеющиеся параметры, были созданы государственные стандарты.
Твердая пшеница отличается от мягкой и по составу, и по тому, как она ведет себя при готовке. Рассмотрим оба варианта более подробно.
Мягкая
Мягкую пшеницу можно определить по очень тонким соломинкам, которые легко ломаются. То же можно сказать и про колоски. Сами зернышки покрыты плотными пленками, которые весьма сложно отделить. Они обладают округлой формой с бороздкой и окрашены либо в красноватый, либо в белый оттенок. Из мягкой культуры делается мука, которая в дальнейшем используется для выпечки хлеба. В России популярность получили такие мягкие сорта, как «Гирка», «Костромка», «Самарка», «Белоколоска» и другие.
Существует четыре основных типа данной пшеницы, которые подразделяются на подтипы, различающиеся оттенком и стекловидностью зернышек.
Твёрдая
У твердой пшеницы соломинки гибкие и упругие, поэтому очень часто они даже не разламываются во время молотьбы. Колосок также крепко прикреплен к стволу. Сами зернышки быстро и просто отделяются от имеющихся пленок. Среди сортов твердой пшеницы выделяют «Гарновку», «Кубанку», «Черноколоску» и другие. Как и в случае с мягкой, существует четыре типа твердой пшеницы, которые, в свою очередь, делятся на подвиды.
Следует упомянуть, что клейковина твердой муки является очень качественной.
Классы и их характеристика
Классы пшеницы используются для того, чтобы обозначить качество зерна. Данный параметр определяется в зависимости от имеющихся примесей, мусора, а также испорченных образцов. Чем больше присутствует кусочков земли, камушков, листков, тем ниже качество зерновой культуры. Во всем мире используется единая классификация пшеницы, имеющая шесть различных классов. Первые три класса (1, 2 и 3) входят в группу «А». Это продовольственная пшеница, которая либо экспортируется, либо применяется во внутренней пищевой промышленности.
Классы 4 и 5 входят в группу «Б». Обычно это твердые сорта, которые также используются для изготовления круп и макарон, но, в отличие от группы «А», требуют насыщения сильными сортами. Проблема заключается в том, что сортам группы «Б» не хватает собственного количества клейковины и белков. Используются эти классы и для непродовольственных целей.
Наконец, отдельно стоит класс 6. Он относится к фуражному типу, обладает худшими показателями качества и, как правило, не применяется в пищевой промышленности. Выращивают такую пшеницу только для того, чтобы кормить птиц и животных.
Стоит упомянуть о том, что независимо от класса, все зернышки должны быть чистыми, неповрежденными и хорошо пахнуть. Если пшеница пахнет гнилью или чем-то химическим, то такое зерно употреблять не рекомендуется. Кроме того, у семечек должен иметься цвет, а количество вредных веществ не должно превышать уровень нормы.
Кстати, класс зерновых определяет еще и конечную стоимость пшеницы. Если пшеница относится к первому, второму и третьему классу, то ее называют сильной. Сделанная из нее мука используется, чтобы печь хлеб либо же улучшать качество слабой муки. Пшеница четвертого класса обладает уровнем клейковины, превышающим 23%, поэтому она может использоваться для приготовления муки, не требуя примесей сильных сортов. Пшеница пятого класса очень слабая, поэтому она не может употребляться без добавления более качественных видов. Наконец, шестой класс либо перерабатывается на глюкозу, либо используется для производства кормов.
Как определить качество зерна?
Качество зерна определяют по клейковине, а точнее - по ее качеству и количеству, запаху, цвету и внешнему виду. Сюда же относятся такие нюансы, как имеющиеся примеси, проросшие зернышки и стекловидность. Все вышеуказанные показатели зависят от важных факторов, влияющих на развитие растения, которые можно подразделить на две группы. Первая группа – это те факторы, на которые человек не в состоянии влиять, например, излишние осадки, температура или же процесс развития культуры. Вторая группа – это те моменты, на которые человек способен оказать влияние. Сюда относятся внесение удобрений, профилактические процедуры, прополка, своевременный сбор зерна и правильное его хранение.
Стекловидность зернышек во многом будет определять, к какому классу относится пшеница. Для первого класса стекловидность должна достигать минимум 70%. Низкий процент стекловидности говорит о низком качестве зерна. По внешнему виду уровень стекловидности можно попробовать определить, присмотревшись к семечкам: если они выглядят мучнистыми и рыхлыми, а линия среза окрашена в белый цвет, это говорит о низком показателе.
Количество клейковины также определяет класс культуры. Данный показатель можно определить, если промыть тесто. Когда крахмал и иные вещества, которые можно растворить водой, смываются, остается чистая клейковина. Просушив и размяв данный белок, можно взвесить вещество и определить массу клейковины. Подсчитав его соотношение к общему весу муки, можно делать выводы о ее классе.
Качество клейковины удастся выяснить по ее внешнему виду. Если вещество светлое, стремящееся к желтому или серому оттенку, то клейковина в порядке. Если же цвет темный, то это говорит о том, что вещество испорчено. Оно либо неправильно хранилось, либо развивалось в неподходящих условиях. Более точную информацию дает специальное устройство «ИДК-1», способное подсчитать индекс деформации.
Класс пшеницы определяется также и по количеству имеющегося протеина. Если мука относится к группе «А», то этот показатель должен колебаться от 11% до 17%. Минимальный показатель для первого класса равняется 14%. Чем меньше содержание белка, тем хуже культура. Как следствие, хуже и качество выпекаемого хлеба и изготавливаемых из этого зерна макарон. Максимальное его значение составляет 23%, а минимальный показатель, присущий классу 5, - всего лишь 10%.
Стоит упомянуть, что протеином богаты твердые сорта.
Таблица параметров
Допустимые качественные показатели легко обнаружить в специальной таблице. Судя по ней, стекловидность пшеницы должна быть не менее 70%, а влажность не должна превышать 14%. Количество примесей в зернышках должно составлять около 5%, а мусора – около 1%. Минеральных примесей разрешено еще меньше – только 0,3%. Говоря об испорченных зернышках, стоит заметить, что их должно быть очень мало (лишь 0,3%).
Допустимое количество зараженных зернышек больше – целых 5%. Вредных примесей разрешено только 0,2%. Белка в пшенице должно оказаться хотя бы 14%. Специальное устройство «ИДК» должен показать индекс деформации от сорока пяти до ста. Определяя качество зерна, нужно учитывать все цифры. В том случае, если хотя бы один из вышеуказанных показателей не соответствует норме, зерно переводится в более низкий класс.
О том, как определяют качество зерна пшеницы, смотрите в видео ниже.
Стекловидность характеризует структуру зерна, взаиморасположение тканей, в частности крахмальных гранул и белковых веществ, и прочность связи между ними. Этот показатель определяют просвечиванием на диафоноскопе и подсчетом количества зерен (в %) стекловидной, полустекловидной, мучнистой консистенции.
Зерно считается стекловидным, если эндосперм плотного сложения, на изломе блестящий, полностью стекловидный или мучнистая часть в нем составляет не более 25% поперечного среза зерна. Такое зерно во время дробления раскалывается на крупные частицы и почти не дает муки.
У мучнистого зерна эндосперм полностью мучнистый (крахмалистый) или стекловидность составляет не более 25% поперечного среза. Зерно с такой консистенцией легко режется и крошится. Зерна с промежуточной консистенцией относятся к полустекловидным.
По общей стекловидности выделяют следующие группы зерна: высоко-стекловидная - стекловидность выше 70%, среднестекло-видная - 40- 70, низкостекловидная - ниже 40%.
Число падения характеризует активностью а-амилазы, степень пророслости зерна. При прорастании зерна часть крахмала переходит в сахар, при этом усиливается амилолитическая активность зерна и резко ухудшаются хлебопекарные свойства.
Состояние крахмала в зерне связывают со степенью активности а-амилазы, возрастающей по мере прорастания зерна
«число падения» характеризует активность а-амилазы по степени разжижения водно-мучной суспензии и измеряется продолжительностью погружения калиброванной по массе мешалки.
Чем меньше показатель, тем выше степень пророслости зерна.
Зерно пшеницы считается полноценным при числе падения 201с и выше, т.е. со средней и низкой активностью а-амилазы.
Зерно с высокой активностью а-амилазы может быть использовано при числе падения 80...150 с для подсортировки к полноценному зерну в количестве 10...20 %, а при числе падения менее 80 с только на технические цели иди производство комбикормов.
Клейковина (определяют только у пшеницы) - это комплекс белковых веществ зерна, способных при набухании в воде образовывать связную эластичную массу. Муку из пшеницы с высоким содержанием клейковины можно использовать в хлебопечении самостоятельно или в качестве улучшителя слабых пшениц.
Качество клейковины измеряется на приборе ИДК в условных единицах, и в зависимости
от показаний прибора, клейковину относят к одной из трех групп качества:
I группа - клейковина с хорошей упругостью, из нее можно получить тесто с хорошей
формоустойчивостью и достаточно разрыхленное, что позволяет получить хлеб с большим
объемом и хорошей пористостью;
II группа – клейковина с хорошей или удовлетворительной упругостью, хлеб обычно
получается с меньшим объемным выходом, чем при I группе качества, но в большинстве случаев
доброкачественный;
III группа – клейковина очень крепкая (хлеб обжимистый, с трещинами на верхней корке,
грубым мякишем) или очень слабая, плывущая (хлеб расплывающийся с низким объемом,
плотным мякишем).
качества клейковины - путем измерения ее упругих свойств на приборе ИДК (измеритель деформации клейковины). Принцип,и метод, заложенные в приборе ИДК, основаны на измерении "величины остаточной деформации пробы клейковины после воздействия тарированной нагрузки в течение заданного времени (30 с).
Для оценки кислотности зерна обычно не применяют определение активной кислотности, так как вещества зерна обладают буферной способностью, Качество зерна характеризуется титруемой кислотностью. Она измеряется градусами кислотности. Градус кислотности равен одному миллилитру нормальной щелочи, пошедшей на нейтрализацию 100 г размолотого зерна.
Для определения кислотности зерна применяют водную болтушку размолотого зерна или: в некоторых случаях водную, спиртовую и эфирную вытяжки.
По увеличению кислотности (с учетом других показателей) можно судить о степени свежести зерна и муки. В результате самосогревания или прокисания зерна, муки и крупы увеличивается содержание уксусной и молочной кислот, а при порче жиров в результате гидролиза накапливаются свободные жирные кислоты, которые переходят в спиртовые и эфирные вытяжки, что позволяет их анализировать.
Пленчатость - содержание, цветковых пленок у пленчатых злаков и плодовых оболочек у гречихи, выраженное в процентах к массе зерна. Пленчатость сильно колеблется в зависимости от культуры, ее сорта, района и года выращивания (у гречихи - 18-28%, у овса - 18-46, ячменя - 7,5-15, риса - 16-24%). Чем крупнее зерно, тем меньше пленчатость и больше выход готового продукта.
Натура - (объемная масса) - это масса установленного объема (например, 1 л) зерна, выраженная в граммах.
Чем больше натура зерна, тем лучше его качество, и наоборот.
Она зависит от формы, крупности и плотности зерна, состояния его поверхности, степени налива, массовой доли влаги и количества примесей. Натуру определяют с помощью пурки с падающим грузом.
Всевозможные примеси, обычно более легкие, чем зерно, ухудшают качество зерна и снижают его натуру. Повышенная влажность зерна также понижает этот показатель. Следует отметить, что показатель объемной массы иногда может дать неверную оценку качества зерна. Так. например, мелкие или битые зерна, а также различные мелкие тяжелые примеси органического или неорганического характера, располагаясь в промежутках между зернами, повышают значение натуры, ухудшая вместе с тем качество зерна. Определение натуры зерна должно сопровождаться дополнительной его характеристикой, хотя бы на основе внешнего осмотра.
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.
На качество зерна влияют показатели, характеризующие его потребительскую ценность. К ним относят: крупность, массу 1000 зерен, пыравненнОсть (однородность), плотность, пленчатость.
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.
Крупность зерна может характеризовать специфический показатель - масса 1000 зерен, которую рассчитывают на сухое вещество. Черно 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.
Выравнениость 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 выравненным, 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.
Майонез является мультикомпонентной системой, а качественный и количественный состав ингредиентов определяет его функции и свойства. Кроме растительного масла и воды в состав майонезов входят эмульгаторы, стабилизаторы, структурообразователи, а также вкусовые, функциональные и другие пищевые добавки, придающие майонезам различный вкус, аромат, пищевую и физиологическую ценность и позволяющие создать большой ассортимент этих продуктов.
Жировые основы. В качестве жировой основы для майонезных продуктов используют растительные масла. В их число входят подсолнечное, соевое, кукурузное, арахисовое, хлопковое, оливковое. Все растительные масла для производства майонеза должны быть рафинированными и дезодорированными. Выбор вида растительного масла зависит от производителя, его возможностей. Сборник рецептур к типовому технологическому регламенту на производство майонеза вид растительного масла не конкретизирует, однако требует полной его рафинации.
Эмульгаторы. При производстве майонеза чаще всего используются различные комбинации эмульгаторов, позволяющие при их низком расходе получить высокоустойчивые эмульсии. В производстве майонезов в качестве эмульгаторов используют природные пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ). Как правило, природные ПАВ представляют собой белково-липидные комплексы с различным составом как высоко-, так и низкомолекулярных эмульгирующих веществ. Различные комбинации натуральных эмульгаторов позволяют увеличить эмульгирующий эффект и снизить их общий расход.
В нашей стране в качестве основных эмульгирующих компонентов используются следующие разновидности яичных продуктов: яичный порошок, продукт яичный гранулированный, яичный желток сухой. Содержание яичных продуктов в майонезе в зависимости от рецептуры колеблется от 2 до 6%.
Яичные продукты для приготовления майонезов используют как свежими, так и консервированными различными способами: замораживанием, высушиванием на распылительной сушилке, засолкой. Можно использовать как цельнояичное сырье, так и изготовленное только из желтков. Однако следует отметить, что по стандарту Российской Федерации разрешено использовать только высушенные яйцепродукты (в виде порошка или гранулированные).
С точки зрения химического состава яичные продукты представляют собой сложную структуру, основой которой является протеиново-фосфолипидный комплекс, при этом протеины являются высокомолекулярными ПАВ, а фосфолипиды - низкомолекулярными. В молекуле белка имеются участки с ковалентньши (растворимыми в масле) и ионными (растворимыми в воде) связями. Примерами могут служить аминокислоты, триптофан и фенилаланин в белковой цепочке.
Белок и желток яйца имеют различный состав протеинов. Белок состоит в основном из протеинов, в число которых входят овоальбумин, овокональбумин, овоглобулин, лизоцим и др. Эти протеины обусловливают такие функциональные свойства белка при производстве майонезов, как растворимость в водной фазе, способность диспергировать, а также бактерицидное действие (лизоцим). В желтке содержатся как белки (вителин, липовителин, ливетин, фосфитин и др.), так и липиды. Важнейшими из них являются триглицериды (62%) и фосфолипиды (33%), в число которых входит лецитин.
Основным эмульгирующим веществом желтка яиц считается лецитин. Желток в составе рецептуры кроме эмульгирующего воздействия влияет также на вкус и цвет продукта.
Яичные продукты, которые используют в качестве эмульгаторов производители майонезов за рубежом, достаточно разнообразны. Это свежие целые яйца, свежие желтки, замороженные свежие целые яйца и желтки, соленые пастеризованные жидкие желтки и др. Законодательство различных стран регулирует массовую долю яиц в продукте, а также содержание сухих веществ яичного желтка. Например, в Великобритании продукт должен содержать не менее 1,35% сухих веществ (СВ) яичного желтка. Расчет ведут исходя из того, что желток составляет 36% массы яйца и содержит 51% СВ.
Хорошим эмульгатором, традиционно используемым в производстве майонеза, являются сухие молочные продукты. Из молочных продуктов в качестве эмульгаторов используют сухое обезжиренное молоко, цельное сухое молоко, сливки сухие, сыворотку молочную сухую подсырную, сухой молочный продукт (СМИ), концентрат сывороточный белковый (КСБ), пахту сухую и другие сухие молочные продукты.
Белки молока при взаимодействии с эмульгированными жирами образуют комплекс, являющийся хорошим эмульгатором.
Основной фракцией белков молока является казеиновый комплекс (около 80%), сывороточных белков (12-17%). Сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот и с точки зрения физиологии питания являются более полноценными, поэтому сывороточный белковый концентрат часто используют как заменитель яичного порошка в низкокалорийных майонезах.
Казеин применяется в майонезах также в форме казеината натрия. Используются и так называемые копреципитаты - продукты соосаждения казеина и сывороточных белков.
При создании низкокалорийных и диетических сортов майонезов в качестве эмульгаторов иногда используют растительные белки, в основном соевые. Соя содержит в значительных количествах лецитин. Биологически активные вещества сои оказывают профилактическое и лечебное воздействие на организм человека. К ним относятся легко-усваиваемый белок, витамины группы В, антиоксидант витамин Е, железо, фосфор, кальций, пищевые волокна. Растительные белки выпускают в виде обезжиренной муки (50% белка), белкового концентрата (70-75%) и белкового изолята (90-95%).
Для сокращения массовой доли яичного порошка в рецептурах майонезов в настоящее время изучается возможность замены его пищевыми ПАВ, в числе которых сложный эфир полиглицерина и жирных кислот (Е475), 60%-ные мягкие моноглицериды (Е471), молочнокислые и лимоннокислые моноглицериды (Е472Ь и Е472с). Среди низкомолекулярных соединений основными поверхностно-активными веществами, которые способны выполнять роль стабилизаторов, являются фосфолипиды.
Источником природных фосфолипидов служит масличное сырье. В Российской Федерации выпускается один вид фосфолипидной продукции - фосфатидный концентрат из растительных масел. Недавно разработан также препарат «Липофолк» (с содержанием фосфолипидов около 30%), представляющий собой смесь липидных компонентов, извлеченных из фолликулов яичников кур.
В Московском государственном университете пищевых производств разработан синтетический фосфоглицерид - эмульгатор ФОЛС, который представляет собой смесь аммониевых солей фосфатидных кислот с триглицеридами высших жирных кислот и имеет содержание фосфоглицеридной фракции не менее 70%. Эмульгатор обладает высокой поверхностной активностью, антиоксидантными свойствами, способностью подавлять жизнедеятельность микроорганизмов, а также повышать усвояемость жиров в кишечнике.
Для достижения более высокого эффекта эмульгаторы в рецептурах майонезов обычно комбинируют в различных пропорциях. При этом необходимо учитывать термодинамическую совместимость основных классов белков, закономерности фазовых равновесий в этих системах, поведение белков при изменениях рН, температуры, ионные силы, их реологические характеристики в двухфазной системе.
Таким образом, производитель может в довольно широких пределах изменять вкусовые и функциональные характеристики, майонезов, их себестоимость.
Зарубежные фирмы предлагают производителям готовые эмульгирующие системы с оптимальным составом эмульгаторов. Так, например, фирма «НАНМ» (Германия) предлагает серии эмульгаторов с общим названием «Хамультоп»:
На основе молочных белковых продуктов - Хамультоп 031, 090, 091,160,164, и др., которые используются в дозировке 0,5-1,5%;
На основе растительных (соевых, зерновых, бобовых) белков - Хамультоп 800, 803, 804 и др.
Фирма «Штерн» предлагает для использования в салатных заправках эмульгатор Штернпур Е, представляющий собой изолированный и активный фосфолипидный комплекс, выделенный из сырого жидкого лецитина. Штернпур Е используется для эмульгирования и стабилизации эмульсий, предотвращает образование пузырьков и коа-лесценцию. Эмульгатор заменяет моно-, диглицериды и полисорбагы, намного превосходит цельное яйцо, улучшает вязкость. Предлагаемая дозировка 0,2-0,5% от массы эмульсии.
Стабилизаторы. Очень важной проблемой при производстве майонеза является стабилизация эмульсии. Для устойчивости высококалорийных майонезов в отдельных случаях достаточно только эмульгатора. А чтобы придать менее устойчивым средне- и низкокалорийным майонезным эмульсиям долговременную устойчивость и предохранить их от расслоения (при длительном хранении, при изменении температурных режимов, при транспортировке) в рецептуры вводят стабилизаторы. Они должны повышать вязкость дисперсионной среды, препятствуя агрегации и коалесценции масляных капель, т. е. должны быть по своей природе гидрофильными.
В производстве майонезов в качестве стабилизаторов используют в основном гидроколлоиды. В России применяется кукурузный фосфатный крахмал марки Б, карбоксиметиловый крахмал, альгинат натрия. За рубежом для стабилизации большинства майонезов используется ксантан, который является биополисахаридом. Горчичный порошок является вкусовой добавкой, а содержащиеся в нем белки также обеспечивают эмульгирование и структурообразование.
Стабилизаторы, отвечающие требованиям, которые к ним предъявляют производители майонеза, должны:
Быть совместимы с другими пищевыми ингредиентами, входящими в продукт;
Обеспечивать требуемую консистенцию, сохраняющуюся длительное время даже при кулинарной обработке, и другие потребительские и технологические свойства продукта;
Иметь низкую концентрацию и регулируемую скорость студне-образования;
Быть нетоксичными и неаллергенными;
Иметь невысокую стоимость и значительную сырьевую базу.
Загустители. В рецептурах низкокалорийных майонезов (а иногда и среднекалорийных, содержащих большую массовую долю воды) для увеличения стабильности эмульсии используют затустители-структуризаторы. В основном это крахмалы и их производные, которые получают из различного промышленного сырья: кукурузы, картофеля, пшеницы, риса, тапиоки. В производстве майонезов применяют как нативные (требующие приготовления), так и модифицированные (растворимые в воде) крахмалы.
Нативные крахмалы хорошо диспергируют в воде, но не растворяются. При нагревании до температуры 55-85 °С они набухают, образуя клейстер - крахмальную пасту. Поэтому в майонезных эмульсиях в качестве структурообразователей такие крахмалы используют после тепловой обработки. Образующиеся из нативных крахмалов клейсте-ры недостаточно устойчивы, склонны к синерезису, подвержены влиянию изменяющихся рН и температуры. Для уменьшения неблагоприятных воздействий крахмалы часто смешивают со стабилизаторами, которые защищают их от внешних факторов, например повышенной температуры или низких рН.
В майонезных эмульсиях применяют также модифицированные крахмалы. Процесс модификации крахмалов заключается в структурировании крахмала и получении его производных с различными свойствами.
Пищевые добавки. Пищевые добавки - натуральные или искусственные компоненты, вводимые в пищу для придания ей определенных свойств.
Вкусовые добавки, используемые в майонезах и соусах, включают в себя подслащивающие, подсаливающие, подкисляющие и регулирующие кислотность, вкусовые, вкусоароматические и пряные вещества.
Основным подсластителем в майонезных рецептурах является сахар (сахароза), в диетических сортах используют глюкозу, фруктозу, а также многоатомные спирты (сорбит и ксилит) и другие подсластители.
Поваренная соль в рецептурах майонезов служит для улучшения вкусовых качеств и выявления вкуса других компонентов. Соль обладает и консервирующим действием.
Пряности вводят в рецептуры в виде уже готовых экстрактов, эссенций, которые выпускаются промышленностью, а также в порошкообразной форме. Возможно также использование эфирных масел, полученных методом экстракции легколетучими растворителями, - олеорезинов.
Порошкообразные пряности представляют собой различные высушенные части пряных растений, отличающиеся выраженными ароматическими и вкусовыми свойствами.
Основной пряностью, присутствующей практически во всех рецептурах, является горчица. Такие пряности, как перец, корица, гвоздика, имбирь, кардамон, мускатный орех, укроп, петрушка, майоран и т. д., служат для создания разнообразного специфического вкуса и аромата майонезов и салатных соусов.
Пищевые кислоты (уксусная или лимонная) при добавлении в майонезы являются как вкусовыми добавками, так и консервантами. Снижая рН низкокалорийных эмульсий с 6,9 до 4,0-4,7, они препятствуют размножению нежелательных микроорганизмов. Лимонная кислота более мягкая, придает майонезам изысканный вкус.
Консерванты в майонезной продукции играют очень большую роль, продлевая сроки сохранности продукта. Консерванты условно подразделяют на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием помимо других полезных свойств. Первые влияют непосредственно на микроорганизмы, вторые - изменяют условия их роста и размножения (рН среды и др.). При производстве майонезов используют в основном соли сорбиновой и бензойной кислот. Количество консерванта, вносимого в майонезную продукцию, определяют с учетом следующих правил:
Эффективность консерванта выше в кислой среде: чем выше кислотность продукта, тем меньше требуется консерванта;
Майонезы пониженной калорийности с высоким содержанием воды легче подвергаются бактериальной порче, поэтому количество вносимого консерванта увеличивается на 30-40%;
Добавление сахара, соли, уксуса и других веществ, обладающих консервирующим действием, снижает требуемое количество консерванта;
Применяемые в производстве майонеза консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот являются термостойкими соединениями, но могут частично улетучиваться с паром.
Функциональные добавки. Новым направлением в создании майонезной продукции является введение в рецептуры добавок, особенно полезных для здоровья человека. В соответствии с теорией здорового питания, идеи которой в настоящее время широко внедряются в практику во всем мире; пищевые продукты, потребляемые человеком, должны содержать функциональные ингредиенты, помогающие организму человека противостоять болезням современной цивилизации или облегчить их течение, замедлять процессы старения, снижать влияние неблагоприятной экологической обстановки.
Некоторые из этих компонентов входят в рецептуры майонезной продукции, другие изучаются. В настоящее время эффективно используются 7 основных видов функциональных ингредиентов: пищевые волокна, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жиры, антиоксиданты (которые в значительной степени можно отнести к пищевым добавкам), олигосахариды, а также группа, включающая микроэлементы, бифидобактерии и др.
При производстве пищевых эмульсий типа майонеза используют два способа приготовления - холодный и горячий (иногда его называют полугорячим, что с точки зрения технологии является более правильным). Существует также разновидность полугорячей обработки - так называемый метод кули.
При холодном способе все компоненты смешиваются при комнатной температуре. В основном такой метод используется для производства высококалорийных майонезов (с содержанием жира 70-80%).
При производстве холодным способом средне- и низкокалорийных майонезов необходимо строго выдерживать достаточно низкую кислотность продукта, соблюдать дозировку сахара и соли для получения оптимального содержания сухих веществ и дополнительно добавлять консервант для увеличения сроков хранения производимой продукции.
К недостаткам данного способа относятся высокая кислотность продукта, присутствие в продукте консерванта и необходимость использования только водорастворимых гидроколлоидов и модифицированных крахмалов.
При полугорячем способе производства основные ингредиенты добавляются в воду, нагретую до 95 °С; при этом происходит их пастеризация. Затем пастеризованная масса охлаждается до температуры не выше 65 °С, и только после этого в нее добавляются эмульгатор и масло. Этот.способ производства позволяет исключить недостатки, присущие холодному способу (хотя резко снижать кислотность при этом способе все же не рекомендуется). Однако в случае использования нативных (а иногда и модифицированных) крахмалов загущение смеси происходит слишком рано и при прохождении через гомогенизатор гель разрушается, продукт получается жидким и нестойким в хранении.
Чтобы предотвратить это явление используют метод «кули», при котором тепловой обработке подвергается только раствор загустителя - крахмала в небольшом количестве воды. Готовый загуститель охлаждают и смешивают с остальными ингредиентами. Недостатком этого метода является то, что формирование эмульсии проходит в кислой среде, в присутствии соли и сахара. Процесс приготовления майонезных эмульсий может быть как периодическим, так и непрерывным.
Периодический способ приготовления майонезных эмульсий имеет два немаловажных достоинства: относительно низкую стоимость оборудования, а также гибкость и стабильность небольшого производства.
Горячий способ приготовления майонеза дает широкие возможности для организации непрерывного производства большой мощности. Чаще всего его используют в технологиях средне- и низкокалорийных эмульсий, требующих проведения ряда подготовительных операций перед основным процессом эмульгирования.
Процесс производства майонеза периодическим способом включает в себя следующие операции:
1. Подготовку компонентов, входящих в рецептуру.
2. Подготовку майонезной пасты. Растворяют сухие компоненты в двух смесителях: в одном - сухое молоко и горчичный порошок, а в другом - яичный порошок. В первый смеситель подают воду при температуре 90-100 °С, смесь сухого молока и горчицы выдерживают 20-25 мин. при температуре 90-95 °С с последующим охлаждением до 40-45 °С. Смесь яичного порошка подогревают паром до 60-65 С С и выдерживают 20-25 мин. для пастеризации, а затем охлаждают до 30-40 °С (вода во второй смеситель подается при температуре 40-45 °С). Затем смеси из двух смесителей соединяют. Концентрация сухих веществ в майонезной пасте для высококалорийных майонезов должна быть не менее 37-38%, для остальных - 32-34%.
3. Приготовление грубой эмульсии майонеза. Проводят в больших смесителях, оснащенных мешальными устройствами с небольшой частотой вращения. В большой смеситель вначале подается паста, затем растительное масло, раствор соли и уксуса.
4. Гомогенизацию эмульсии майонеза в поршневых гомогенизаторах при определенном давлении во избежание расслоения эмульсии.
Производство майонеза непрерывным способом на автоматизированной линии с применением теплообменников типа «Вотатор» состоит из следующих операций:
1. Рецептурного дозирования всех компонентов в подготовительном блоке.
2. Смешивания компонентов и образования майонезной эмульсии (15 мин.).
Производят майонез периодическим и непрерывным способами. Эмульсию готовят холодным (при комнатной температуре) или горячим (компоненты вносят в воду нагретую до 90-100 °С) способами.
Особенности введения компонентов. Для приготовления высококачественных майонезных эмульсий необходимо знать определенные особенности введения компонентов. Для получения качественной эмульсии эмульгатор, стабилизатор и загуститель (если последние используются а рецептуре) сначала необходимо растворить в воде, а затем добавить масло.
В отличие от стабилизаторов и загустителей эмульгаторы (яичные или молочные продукты) хорошо растворимы в воде, однако необходимо помнить, что при температуре выше 65 ° С яичные белки денатурируют и не могут выполнять стабилизирующую функцию. Поэтому при горячей технологии приготовления майонезов эмульгатор вводят в охлажденную смесь стабилизатора и загустителя.
Стабилизаторы и загустители плохо диспергируются в воде и при растворении могут образовывать комки, верхний слой которых смачивается и уплотняется, не пропуская воду вовнутрь. Чтобы избежать подобного явления, используют следующий прием: стабилизатор и загуститель сначала диспергируют в некотором количестве масла, причем соотношение твердой и жидкой фазы по массе выдерживают как 1: 2. После этого дисперсную смесь легко растворяют в водной фазе, избежав комкования.
В готовый к эмульгированию водный раствор эмульгатора, стабилизатора и загустителя добавляют масло. Чтобы образовалась мелкодисперсная эмульсия, масло рекомендуется добавлять либо тонкой струйкой, либо небольшими дозами. После образования нормальной эмульсии к ней добавляют сахар и соль, перемешивают и уже после этого (в последнюю очередь) добавляют остальные компоненты: горчицу, уксус, ароматизаторы, красители, консерванты в соответствии с рецептурами. Компоненты добавляются в указанной последовательности, чтобы максимально сохранить качество полученной эмульсии: сахар и соль как сильные гидрофилы могут помешать набуханию стабилизатора; добавленный преждевременно уксус создает кислую среду, в которой может произойти гидролиз стабилизатора и загустителя.