ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЗЕРНА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЗЕРНА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться оценивать качество зерна различных зерновых культур по органолептическим и физико-химическим показателям.
Под качеством зерна понимают совокупность биологических, физико-химических, технологических и потребительских (товароведческих) свойств и признаков зерна, определяющих его пригодность к использованию по назначению: на семенные, продовольственные, фуражные и технические цели.
Необходимыми условиями для точной оценке качества зерна являются правильное взятие проб и подготовка их к анализу, поэтому ГОСТ 13586.3-83 устанавливает правила приемки и методы отбора проб. Для этого в каждой партии зерна анализу подвергается заранее подготовленная средняя проба. Зерно принимают партиями. Под партией понимают любое количество зерна, однородного по качеству, предназначенного для одновременной приемки, сдачи, отгрузки и одновременного хранения, например, зерно, хранящиеся в силосе, эшелон зерна и т.д. Однородность партии устанавливается органолептически по внешнему осмотру партии зерна и по сличению точечных проб, отобранных с доступной глубины.
Предназначенные для переработки партии зерна анализируют, определяя следующие исходные показатели: влажность, натуру, зольность, содержание сырой клейковины и ее качество на ИДК-1, содержание сорной зерновой примесей, выравненность зерна, массу 1000 зерен, содержание мелкого зерна, общую стекловидность, содержание полностью стекловидных зерен, содержание крахмала.

Определение влажности.

Содержание влаги является одним из важнейшим показателей, влияющих на сохранность, энергетическую ценность зерна, выход получаемой из него муки. Нормальным процессом жизнедеятельности зерна при хранении является дыхание, которое сопровождается потерей сухих веществ, выделением теплоты, диоксида углерода и воды. С увеличением массовой доли влаги в зерновой массе появляется свободная вода, что в свою очередь, создает предпосылки для развития микроорганизмов - вредителей зерна, усиливает гидролитические процессы в результате увеличения активности ферментов.
Зерно пшеницы по содержанию влаги делят на 4 состояния: сухое - до 14% включительно, средней сухости - от 14,0 до 15,5 включительно, влажное - от 15,5 до 17,0 включительно, сырое - свыше 17%.
В зерне сухом и средней сухости почти нет свободной влаги, процессы дыхания протекают незначительно, поэтому такое зерно пригодно для длительного хранения. Влажное зерно требует наблюдения и ухода, так как в нем возможно дальнейшее увлажнение в процессе дыхания и, как следствие, постепенное развитие процесса самосогревания. В сыром зерне все физиологические процессы могут быстро привести к порче массы зерна за счет создания благоприятных условий для развития микроорганизмов (прежде всего плесеней и процессов самосогревания). Такое зерно слеживается при хранении и может прорастать. Снижение содержания влаги является единственным условием, ограничивающим возможность прорастания зерна при его хранении. По содержанию воды судят о наличии в зерне сухого вещества и, следовательно, о питательных веществах, определяющих его энергетическую ценность.
Массовая доля влаги влияет на технологические свойства зерна, повышение ее содержания в зерне затрудняет его размол и просеивание продуктов размола, снижает производительность оборудования, увеличивает расход энергии.
Основным методом определения массовой доли влаги в зерне в соответствии с ГОСТ 3043-55 является высушивание навесок размолотого зерна в электрическом сушильном шкафу СЭШ-1 или СЭШ-3М при температуре 1300С в течение 40 мин при общей продолжительности процесса высушивания 50-55 мин.
Приборы и материалы.
Лабораторная мельница;
Сито с размером ячеек 0,8 мм;
Банка с притертой пробкой;
Металлические бюксы;
Электрический сушильный шкаф;
Весы технические.

ТЕХНИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Зерно, предназначенное для определения массовой доли влаги, в количестве около 30 г размалывают вместе с примесями на лабораторной мельнице.
Размол за один раз должен соответствовать по крупности следующим условиям: проход через проволочное сито с размером ячеек 0,8 мм для пшеницы должен быть не менее 60%. Во избежание потерь влаги размолотое зерно помещают в банку с притертой пробкой. Перед взятием навесок размолотое зерно тщательно перемешивают. В две предварительно взвешенные металлические бюксы диаметром 48 мм и высотой 20 мм берут навески размолотого зерна по 5 г с погрешностью 0,01 г. Высушивание проводят ускоренным методом. Массовую долю влаги рассчитывают по разности между массой навески до и после высушивания, относя ее к массе взятой навески, и выражают в %. Из двух определений влажности выводят среднюю, которая и является влажностью пробы. Если влажность зерна превышает 18%, его перед определением влажности стандартным методом предварительно подсушивают при температуре 105С. Длительность подсушивания зависит от вида зерновой культуры и влажности зерна.
Влажность продукта рассчитывают по формуле:

где W - влажность зерна, %;
m0 - масса пустого бюкса с крышкой, г;
m1 - масса бюксы с крышкой и навеской размолотого зерна до высушивания, г;
m2 - масса бюксы с крышкой и навеской размолотого зерна после вы-сушивания, г.

Определение стекловидности зерна.

Стекловидность зерна является признаком, характеризующим строение эндосперма и его консистенции. В зависимости от степени стекловидности зерно делят на стекловидное, частично стекловидное и мучнистое. Стекловидные зерна имеют прозрачную консистенцию с роговидной структурой в разрезе, а мучнистые - непрозрачную консистенцию, рыхлые, белые в разрезе. К стекловидным относят зерна полностью стекловидные или с легким помутнением, они не должны иметь мучнистой части больше 1/4 своего размера. К мучнистым относят зерна как полностью мучнистые, так и частично стекловидные при условии, если у последних стекловидные участки в совокупности составляют не более 1/4 плоскости поперечного разреза зерна. Частично стекловидными считаются зерна пшеницы, не отнесенные к указанным двум группам.
Стекловидное зерно пшеницы содержит больше белковых веществ, чем мучнистое. Стекловидное зерно крупнее и тяжелее мучнистого, оно отличается большей механической прочностью.
Консистенция зерна в очень большой степени зависит от почвенно-климатических условий произрастания злака и количества осадков. Формированию стекловидной структуры эндосперма способствует недостаток влаги при выращивании и созревании зерна, большое содержание азота в почве, а также континентальный климат с жарким летом и знойными ветрами.
Стекловидность - важный показатель качества зерна, так как она характеризует определенные технологические свойства зерна, его целевое назначение. Стекловидность наблюдается в зерне пшеницы, ржи, ячменя, риса, кукурузы. Стекловидная пшеница особенно ценится для производства макаронной муки. Мука из мучнистых пшениц используется для производства мучных кондитерских изделий.
Стекловидному рису, ячменю отдают предпочтение при производстве круп, так как такие крупы меньше развариваются, не теряют при варке свою форму. Пивоваренная промышленность, наоборот, выше ценит мучнистые сорта ячменя. Мучнистая кукуруза является лучшим сырьем для крахмало-паточной промышленности.
Мукомольная промышленность учитывает стекловидность зерна при выборе режимов и схем помола. Стекловидные зерна легче вымалываются, чем мучнистые, т.е. полнее отделяется эндосперм от отрубистых частиц, это позволяет получать большие выходы лучших сортов муки (крупчатки, высшего и первого сортов), состоящих практически из чистого эндосперма.
Стекловидность является основным показателем при делении пшеницы на подтипы. Как правило, темно-окрашенное зерно обладает и большей стекловидностью. Например, пшеница первого типа - яровая мягкая краснозерная в зависимости от оттенка цвета и стекловидности подразделяется на следующие подтипы:
1 подтип - темно-красная стекловидная - общ. стеклов-ть не менее 75% ;
2 - \ - \ - \ - \ - \ - - красная - - \ - \ - \ - \ - \ - - 60% ;
3 - \ - \ - \ - \ - \ - - светло-красная - - \ - \ - \ - \ - \ - 40% ;
4 - \ - \ - \ - \ - \ - - желто-красная - - \ - \ - \ - \ - \ - 40% ;
5 - \ - \ - \ - \ - \ - - желтая - - \ - \ - \ - \ - \ - 40% .
Приборы и материалы.
1. Бритвенное лезвие;
2. Растительное и минеральное масло.

ТЕХНИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Из очищенного зерна выделяют без выбора 100 целых зерен. Каждое зерно разрезают бритвенным лезвием поперек и в зависимости от консистенции среза относят к одной из трех групп по стекловидности. На поверхность сомнительных по стекловидности зерен наносят тонкий слой растительного или минерального масла. Через 10-15 с четко проявляются различия между стекловидной и мучнистой частями эндосперма.
Стекловидность пшеницы характеризуется общей стекловидностью и выражается в процентах. При вычислении процента общей стекловидности к количеству (проценту) полностью стекловидных зерен прибавляют половину количества (процентов) частично стекловидных.
Запись в лабораторном журнале:
Количество стекловидных зерен (а) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . шт.
Количество частично стекловидных зерен (в) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . шт.
Общая стекловидность (а+в/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %
Заключение.
Возможно определение стекловидности с помощью диафаноскопа ДСЗ-2 с кассетой и счетчиком. Кассету вынимают из прибора и на нее насыпают некоторое количество очищенного зерна пшеницы. При круговом вращении кассеты в горизонтальной плоскости 100 ячеек решетки заполняются зернами, по одному в каждой ячейке. Слегка наклоняя кассету, излишнее зерно ссыпают. Проверяют заполнение кассеты зерном. Если окажутся незаполненные ячейки кассеты, в них вносят зерна, если в ячейках по два зерна - одно удаляют. Кассету вставляют в прорезь корпуса прибора и включают лампу. С помощью рукоятки управления кассету перемещают в корпусе так, чтобы в поле зрения был первый ряд ячеек с зернами. Счетчик подготавливают при помощи ручки сброса отсчета таким образом, чтобы на верхнем табло было 00, на нижнем - 50. Наклоняются к маске, защищающей от попадания постороннего света и просматривают через линзу первый ряд зерна. Подсчитывают количество стекловидных зерен и отдельно - мучнистых. На счетчике откладывают число полностью стекловидных зерен поворотом ручки управления по часовой стрелке, а поворотом ручки против часовой стрелки - число мучнистых зерен. Число частично стекловидных зерен не учитывают. Затем кассету перемещают так, чтобы в поле зрения передвинулся второй ряд зерен. Его просматривают анало-гично. Так поступают со всеми десятью рядами зерен. О последнем ряде пре-дупреждает красная полоса на кассете. На нижнем табло счетчика будет указан процент общей стекловидности, а на верхнем - содержание полностью стекловидных зерен в процентах.

Определение зольности

Проводят по методу ГОСТ-10847-64 озолением размолотого зерна или муки в муфельной печи с применением ускорителя (спиртового раствора уксуснокислого магния).
Приборы и материалы.
Лабораторная мельница;
Сито № 08;
Весы технические;
Фарфоровые тигли;
Эксикатор;
Пипетка на 5 мл;
Спиртовой раствор уксуснокислого магния;
Муфельная печь.
Подготовка образца к анализу.
Образец зерна 30-50 г, предварительно очищенный от сорной примеси размалывают на лабораторной мельнице так, чтобы измельченный продукт прошел через сито 08. Из полученного шрота отбирают две порции (по 2,0-2,5 г каждая), в заранее прокаленные до постоянного веса, охлажденные в эксикаторе и взвешенные фарфоровые тигли.
Озоление с ускорителем.
В каждый взвешенный с навеской тигель пипеткой добавляют по 3 мл ускорителя - спиртового раствора уксуснокислого магния. Содержимое тиглей поджигают под тягой. По мере выгорания спирта тигли переносят на откидную дверцу муфеля, нагретого до ярко-красного каления и постепенно задвигают тигли в печь. Прокаливание ведут в течение 2-х часов.
После окончания прокаливания тигли охлаждают в эксикаторе, взвешивают, находят массу золы, за минусом массы ускорителя и рассчитывают зольность, в % на абсолютно сухое вещество, по формуле:

где m - масса золы, г;
m1 - масса тигля с навеской до озоления, г;
m2 - масса тигля с золой, г;
m0 - масса навески озоляемого продукта, г;
m3 - масса тигля, г;
W - влажность озоляемого продукта, %.

Определение содержания сырой клейковины.

Определение содержания сырой клейковины проводят по ГОСТ 13586-1-68.
Приборы и материалы.
Весы технические;
Лабораторная мельница;
Сита № 38, №43;
Фарфоровая чашка;
Шпатель;
Часовое стекло;
Раствор Люголя.
Выделенную навеску массой 30-50 г размалывают на лабораторной мельнице так, чтобы сход сита N38 был не менее 40%. Из полученного шрота отбирают навеску 25 г, приливают 14 мл воды, замешивают в фарфоровой чашке шпателем тесто и оставляют на 20 мин под крышкой (часовое стекло). Отмывание ведут под слабой струей воды (180С+2) над ситом N38 и 43. Оторвавшиеся кусочки клейковины собирают и присоединяют к общей массе. Отмывание ведут до полного отделения оболочек и пока вода, стекающая при отжиме, не будет почти прозрачной. Полноту отмывания клейковины можно оценить йодной пробой на промывную воду - отсутствие появления синей окраски указывает на удаление всего крахмала из клейковины. Отмытую клейковину сушат ладонями до тех пор, пока она не станет слегка прилипать к рукам и взвешивают, затем еще раз промывают 2-3 мин и вновь отжимают. Разница между взвешиваниями не должна превышать 0,1 г. Количество сырой клейковины выражают в процентах к массе навески шрота (25 г).

Определение качества сырой клейковины на приборе ИДК-1.

Для определения качества из окончательно отмытой клейковины выделяют навеску 4 г, формируют шарик и помещают его на 15 мин в чашку с водой комнатной температуры. Затем помещают шарик в центр столбика прибора, подвергают воздействию нагрузки в течение 30 секунд.
В зависимости от показаний прибора клейковину относят к группе качества, в соответствии с классификацией, приведенной в табл.2.
Таблица 2
Качество сырой клейковины по показаниям прибора ИДК-1

Показания прибора в Условных единицах	Группа качества	Характеристика клейковины
от 0 до 15 от 20 до 40 от 45 до 75 от 80 до 100 от 105 до 120	III II I II III	Неудовлетворительная крепкая Удовлетворительная крепкая Хорошая Удовлетворительная слабая Неудовлетворительная слабая

Расчет содержания сухой клейковины.

Расчет содержания сухой клейковины в зерне и продуктов его переработки на установленной профессором Аузерманом Л.Я. взаимосвязи между показателем ИДК-1 и водопоглотительной способности клейковины. Коэффициент пересчета (КП) помещены в табл.3.
Из таблицы 3, зная значение НИДК-1, определяют величину КП.
Содержание сухой клейковины в зерне и пшенице и продуктов его переработки рассчитывают по формуле:
, % на сухую массу КП
где mс - содержание сухой клейковины в зерне пшеницы и продуктов его переработки, % на сухую массу.
mкл - содержание сухой клейковины в соответствующих продуктах, % на сухую массу.
КП - коэффициент пересчета.
Таблица 3
Коэффициенты пересчета КП для определения содержания сухой клейковины по показателям НДК-1

Методика определения содержания крахмала по методу Эверсе.

Принцип метода основан на проведении кислотного гидролиза крахмала и определении его концентрации по степени вращения плоскости поляризации поляризованного света.
Реактивы:
1. 1,124% раствор соляной кислоты;
2. 2,5% р-р молибденовокислого аммония или 4% раствор фосфорновольфрамовой кислоты.
Приборы и материалы: 1. Сахариметр универсальный АСУ (или поляриметр);
2. Колба Кольрауша емкостью 100 мл (или обыкновенные мерные колбы емкостью 100 мл);
3. Водяная баня;
4. Фильтровальная бумага.
Техника определения.
Производят предварительное измельчение зерна и манной крупы на лабораторной мельничной установке ЛМЗ в течение 2,0-2,5 мин, чтобы проход составил: для зерна через сито N23 - не менее 30%; для манной крупы через сито N38 - не менее 45%.
Отвешивают на технических весах 1 класса точности навеску 5,0 г каждого продукта и количественно переносят в сухие мерные колбы на 100 мл. Затем в каждую колбу приливают 25 мл 1.124% раствора соляной кислоты и тщательно перемешивают смесь, добиваясь обязательного полного смачивания вещества и разрушения образовавшихся комочков. Следующей порцией кислоты (25 мл) смывают со стенок колбы и с горлышка прилипшие частицы продукта.
Смесь помещают на 30 мин в кипящую водяную баню. В течение первых трез минут содержимое непрерывно размешивают плавными круговыми движениями колб. По истечении 30 мин колбы вынимают из водяной бани, добавляют по 40 мл холодной (200 0С) дистиллированной воды, тщательно взбалтывают и охлаждают до 200 0С (для ускорения процесса охлаждения колбы помещают в сосуд с холодной водой).
Для осветления раствора и осаждения белков в каждую колбу добавляют 6 мл 2.5% раствора молибденовокислого аммония или 10 мл 4% фосфорновольфрамовой кислоты.
Содержимое колбы перемешивают и доводят до метки (100 мл) холодной дистиллированной водой и дважды фильтруют через складчатый фильтр в сухую чистую колбу. При этом первую порцию фильтрата (5 мл) отбрасывают.
Полученный прозрачный фильтрат поляризуют в поляриметре АСУ при температуре 200 0С. Для этого чистую промытую предварительно дистиллированной водой поляризованную трубку накрывают с одного конца чистым промытым в дистиллированной воде покровным стеклышком, ополаскивают фильтратом и заполняют им так, чтоб под покровным стеклышком не осталось пузырьков воздуха. Раствор поляризуют немедленно после заполнения трубки, так как со временем раствор мутнеет и точность анализа снижается.
Показания поляриметра регистрируют и рассчитывают содержание крахмала в исследуемом продукте. Если поляриметрирование проводили в трубке длиной 200 мм, содержание крахмала рассчитывают по формуле:
С= α К ,
где С - содержание крахмала в исследуемом веществе, %;
α - показания поляриметра, единиц шкалы прибора;
К - пересчетный коэффициент, установленный для зерновых культур
(для пшеницы – 1,898).
В полученном фильтрате определение содержания крахмала проводят трижды и рассчитывают среднее арифметическое.

Определение содержания сорной и зерновой примесей мелкого зерна и его выравненности.

Анализ проводят по ГОСТ 10939-64.
Приборы и материалы.
Весы технические;
Набор сит 2.5*20, 2.2*20, 2.0*20, 1.7*20 и 1.0.
ТЕХНИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Взвешенная на технических весах навеска зерна массой 50 г просеивается на наборе сит 2.5*20, 2.2*20, 2.0*20, 1.7*20 и 1.0. Просеивание проводят на рассевке-анализаторе в течение 3 мин. Сход с каждого сита взвешивают, данные заносят в таблицу. Затем приступают к определению засоренности. Проход сита 1.0 относят к сорной примеси. Проход сита 1.7*20 разбирают на сорную, зерновую примеси и выделяют мелкое зерно. Мелкое зерно взвешивают и его содержание выражают в процентах к массе взятой навеки зерна (50 г). Из сходов сит 2.5*20, 2.2*20, 2.0*20, 1.7*20 выделяют вручную сорную и зерновую примеси. Затем объединенные со всех сит отдельные фракции примесей взвешивают на технических весах и выражают в процентах по отношению ко всей навеске.
Крупность зерна оценивают двумя способами:
а) посредством указания процентного содержания мелкого зерна (проход через сито 1.7*20).
б) посредством отнесения зерна к той или другой группе по крупности на основе классификации приведенной в табл. 4.
Таблица 5
Классификация зерна пшеницы по крупности

первая	вторая	третья	четвертая
Зерно крупное	Зерно выше средней крупности	Зерно средней крупности	Зерно мелкое
Остаток на сите 2.5*20 менее 60%	Остаток на сите2.5*20 не менее30% и вместе с тем сумма остатков на сите 2.5*20 и 2.2*20 не менее 70%	Сумма остатков на ситах2.5*20 и 2.2*20 не менее 70%	Сумма остатков на ситах2.5*20 и 2.2*20 менее 70%