Качество зерна и его химический состав определяют технологию производства, ее параметры и последующие продукты переработки. ГОСТом разработаны обязательные и дополнительны показатели, которые отвечают не только за вес и состав продукта, но и за активность ферментов и даже за удельный вес семени. Анализ проводится в лабораториях и состоит из нескольких этапов, результат которых учитывается при производстве муки и прочих продуктов, а также при определении экспортной цены и пригодности сырья для посева или хранения.
Показатели качества пшеничного зерна
После уборки урожая зерно поступает на хлебоприемники и перерабатывающие предприятия. Каждая партия имеет собственные показатели, зависящие от сорта, погодных условий и соблюдения агротехнической технологии выращивания. Отбор производят на визировочных пунктах, а из каждой машины берут несколько проб для анализа.
Для стандартизации разработаны общие показатели качества зерна. Они вычисляются по цвету и вкусу, форме зерна, запаху и влажности, засоренности и зараженности зерна вредителями хлебных запасов. Делятся все показатели на обязательные и дополнительные. К первой группе относят:
- Степень стекловидности,
- Качество клейковины в зерне и ее количество,
- Вес и удельный вес семени,
- Размер зерна,
- Пленчатость,
- Процент ядер.
Дополнительные это химический состав, количество и вид микроорганизмов, активность ферментов.
Для оценки качества пшеничных семян берут исходную единицу. Отбирают ее из общей партии при отгрузке или во время хранения. Называется исходная единица выемкой, а все собранные выемки составляют образец зерна.
Для определения характеристики и технологических свойств зерна используются три основных параметра:
- Выход продукта из единицы массы зерен,
- Качество продукта,
- Затраты на выход единицы продукта.
Технологические свойства пшеницы определяются и по дополнительным оценочным критериям. К ним относят показатель выхода и зольность муки высших сортов, коэффициент средневзвешенной зольности всех сортов муки.
Анализ зерна в лаборатории
Стандартная лаборатория для полного анализа поступившего пшеничного семени должна иметь:
- Технические высокоточные весы,
- Мельницу,
- Аппараты для выявления свойств клейковины,
- Чашу Петри и часовое стекло,
- Сушильную камеру,
- Ступы из фарфора и эксикатор,
- Бутыли и емкости,
- Приборы для измерения температуры,
- Сита с разным диаметром ячеек.
Из отобранного сырья составляют среднюю пробу зерна в 35-55 г. Пробу очищают от сорта, размалывают при помощи мельницы до получения необходимой по размеру фракции. Измельченное зерно поступает на дальнейший анализ.
Процедура проведения анализа
После измельчения определяется необходимая для анализа величина помола. Для этого используют два сита: из проволоки и с капроновой или шелковой сеткой. Остаток в первом сите не должен превышать 2%, а во втором быть более, чем 40%. Если эти нормы не соблюдены, повторяют помол пробы зерна.
Наличие сорняков и других примесей влияют на ценность пшеницы.
Для определения степени зараженности зерна размер навески составляет 50 г. Сорные и прочие примеси выявляются при помощи трех сит для примесей, мелких семян сорных растений и сколотых, дробленых и мелких семян пшеницы. Первым используют сито с крупной ячейкой, затем среднее и мелкое. Примеси разделяют на органические и минеральные, и определяется их общее процентное содержание. Согласно ГОСТу 52554-2006 общий объем примесей не должен превышать 2%.
Для зерновой примеси предусмотрены нормы в 5-15% в зависимости от класса и качества зерна. При превышении показателей сырье определяют как смесь видов с указанием процентного состава. Зараженность зерна вредителями хлебных запасов не допускается. Исключение составляет только инфецированность клещами не выше 2 степени. Для определения зараженности навеску пропускают через 2 сита с ячейкой 2,5 и 1,5 мм.
Процент зараженности определяется только по живым насекомым. Мертвых вредителей пшеницы относят к примесям.
Химический состав
Показатель плотности семян связан с химическим составом. Созревшее пшеничное семя имеет плотность большую, чем молочная спелость. Связано это с тем, что данный показатель зависит от содержания крахмала и минералов. Для определения состояния углеводов и амилазов высчитывают число падения. Для кормовых сортов оно не должно превышать 80, а для сильной пшеницы от 200 до 600.
Химический состав пшеницы дополнительный показатель, который рассчитывается по запросу. Самый ценный компонент белок. На долю углеводов приходится до 64% от всего состава пшеничных зерен, а главный из них крахмал. Сахар также относится к углеводам, но его доля ниже всего 3-7%. Сосредоточен сахар в зародыше и внешнем эндосперме.
Клетчатка находится в цветочной пленке и стенках клеточных оболочек, и на ее долю приходится до 3 от состава. Клетчатка не растворяется в воде и необходима для нормальной работы кишечника. Она же снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Это объясняет ценности твердых сортов пшеницы. Средний процент жиров и липидов в пшеницы 2,5.
Определение клейковины происходит при помощи специальных приборов, а ГОСТ Р52554-2006 задает следующие нормы:
- Для первых 4 классов твердых сортов 20-100 единиц по ИДК,
- Для мягких сортов 1-2 класса 45-75 единиц, 3-4 класса 20-100 единиц,
- Для 5 класса ограничений нет.
Влажность зерна влияет на количество и качество питательных веществ: чем воды больше, тем ниже питательность и хуже химический состав. В лабораториях используют следующий метод определения влажности: навеску зерна подсушивают в сушильных камерах. Если сырье имеет влажность выше 18%, то ускоренный метод завершают. Допустимый остаток влаги от 12 до 18%. Если влажность менее 18%, то процесс продолжают. Семена пшеницы охлаждают в аппарате, создающем искусственную тягу, и измеряют остаточное состояние влажности:
- Для сухого зерна до 14%,
- Для средней сухости от 14,1 до 15,5%,
- Для влажного от 15,6 до 17%.
К сырому относится сырье, имеющее влажность от 17,1%.
Витамины и минералы
Химический состав зерна пшеницы также включает в себя аминокислоты, витамины, азотистые компоненты, минералы и пигменты.
К азотистым веществам относят кислород, углерод, фосфор, азот, которые образуют из аминокислот необходимые для любого организма белки. В состав входят: валин, метионин, лизин, изолейцин и треонин, триптофан и фенилаланин.
Из пигментов пшеничное семя богато хлорофиллом, каротином, акеантином, меланином и ксантофиллом. Витамины представлены аневрином, рибофлавином, аскорбиновой и никотиновой кислотой, витамном D и E.
Норма содержания белка
Содержание белка в пшенице зависит от вида и может колебаться в диапазоне от 8 до 22%. Меньше всего белка содержится в мягких озимых сортах, твердые сорта могут содержать до 28% белка. Пищевую ценность определяет протеин или пшеничный белок.ГОСТ 9353-2016 определяет норму количества белка в зависимости от класса:
- Для 1 касса содержание белка должно быть более 14,5%,
- Для 2 от 13,5 до 14,5%,
- Для 3 класса от 12 до 13,5%,
- Для 4 от 10 до 12%,
- Все, что ниже 10% относится к 5 классу зерна.
Если содержание протеина менее 11% говорит о недостаточном количестве клейковины. Она представляет собой не растворяемый в воде упругий и эластичный гель. От уровня сырой клейковины зависят пекарские свойства муки и вкусовые качества хлеба. Минимальный уровень должен быть не менее 25%.
Гидролизат клейковины получают из цельных и неочищенных пшеничных семян. Для выделения гидролизованных протеинов пшеницы используют метод ферментации гидролиза, включая клейковину, пептиды и растворимые аминокислоты. Гидролизованные протеины пшеницы содержат много глутатиона, который защищает клетки организма от губительных окислительных процессов. Глутаминовая кислота необходима для питания кожи и поддержания ее молодости. Гидролизованные протеины пшеницы входят также в антиоксидантный комплекс, являются источником энергии для клеток. Используются гидролизованные протеины пшеницы и в косметологии: они являются неотъемлемой частью средств по уходу за поврежденными волосами. Они держатся дольше, чем коллаген или эластин, а также придают объем и легкость. Применяют их и в линиях для возрастной и проблемной кожи, в средствах против растяжек и пигментных пятен.
Определение стекловидности
Стекловидность отражает состояние поверхности зерен и устройство внутренних тканей. Мучнистый эндосперм это связь в зернах между белками и крахмалами. Для определения стекловидности берут навеску в 50 г. Пробу очищают от примесей, а ее влажность не превышает 17%. Сырье отправляют на просушку, а после отбирают 10 г, которые освобождают от семенных оболочек.
ГОСТ 10987-76 предусматривает два способа определения стекловидности. Первый осмотр среза зерна. Второй использование диафаноскопа ИДК-110 или любой другой модели. Для осмотра отбирают 100 семян, которые разрезают на две части. При использовании прибора каждое зерно кладут в ячейку кассеты.
По результатам осмотра подсчитывают количество семян с полной стекловидностью, и прибавляют количество зерен с частичной стекловидностью. Мучнистые зерна не принимают в расчет. Результат подтверждают повторной проверкой процент расхождения должен быть не более 5. При большем показателе проверку повторяют с новой пробой.
Технология оценки плотности
Плотность зерна зависит от химического состава и анатомического строения. Для ее определения берут очищенную от примесей пробу. Семена пшеницы перед анализом нагревают до комнатной температуры, иначе показатели будут иметь большую погрешность.
Семена насыпают через воронку в пурку, соблюдая все правила загрузки. Точность прибора до 1 г. В период работы аппарат нельзя двигать или создавать рядом вибрации. Определить плотность можно и методом набухания зерен. Для этого используют стеклянный мерный цилиндр и жидкость, которая не впитывается пшеницей. Наиболее точным является пинкометрический метод с использованием пинкометра. Суть метода взвешивание сухих и набухших зерен. В полученном результате необходимо учитывать массу и плотность жидкости для определения точного результата.
Условия хранения, использования, методы предпосевной обработки и даже рыночная стоимость зависят от класса зерна.
Результаты анализов помогают определить состав, состояние по влажности и стекловидности, качество клейковины и пищевую ценность. Оценка качества зерна необходима также и для фуражного сырья: для выявления сорных примесей, вредных и опасных спор и грибков, определения пищевой ценности. Все нормы и способы проведения анализов определяются едиными стандартами, а отбор зерен на пробу происходит из каждой партии. Необходимо это и для контроля качества продукта, и для выявления зараженного и непригодного для употребления зерна.