на что влияет стекловидность зерна пшеницы

Стекловидность как показатель качества зерна пшеницы

Введение. К основным показателям качества зерна можно отнести стекловидность, содержание белка и клейковины. Но для разных потребителей эти показатели не равноценны. Так, крупяные предприятия заинтересованы в стекловидном ячмене. Наибольший выход перловой крупы получается при переработке именно стекловидного ячменя. Муку из стекловидного зерна предпочитают и производители макаронных изделий. Для хлебопекарной промышленности более важным показателем является содержание клейковины. И всех бы устроило повышенное содержание белка.

Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая связь крахмальных зёрен с белком. В стекловидном эндосперме эта связь очень прочная.

Общая стекловидность выражается в процентах и равна числу процентов полностью стекловидных зёрен плюс половина числа процентов частично стекловидных зёрен. Она может быть определена при помощи диафаноскопа или разрезанием 100 зёрен (ГОСТ 10987-76. «Зерно. Методы определения стекловидности»). Показатель общей стекловидности не даёт полного представления о том, какая фракция по стекловидности зерна преобладает в партии – стекловидная, частично стекловидная или мучнистая. Таким образом, можем оценивать качество партии зерна, но не можем им управлять.

В последние годы для очистки зерна широко применяются фотосепараторы, в которых определяется спектрофотометрическая характеристика отдельных частиц, в том числе и зерен, и реализовано их удаление по тем или иным критериям.

Учитывая возможности данной техники, был проведен спектральный анализ стекловидных и мучнистых зерен и выявлен диагностический признак на основе различия уровней сигнала в красной области спектра. Апробация на промышленном оборудовании дала положительные результаты при отсортировке мучнистых зерен [1].

Ранее был предложен «способ разделения зерна по содержанию белка, характеризующийся тем, что осуществляется пропускание зерна через цветосепаратор, оснащенный видеокамерами с высоким цветовым разрешением, и сепарация отдельных зерен по цветовому оттенку, характерному для содержания белка в каждом зерне, при этом разделение зерен по цветовому оттенку проводят в зависимости от порога разделения по интенсивности отраженного света» [2]. Анализ «интенсивности отраженного света» также проводится по уровню сигнала в красной области спектра. Однако именно стекловидность, отражая структуру внутренних тканей зерна, является внешним оптическим признаком качества зерна.

Целью исследований является выявление связи между стекловидностью и содержанием белка для одной партии зерна пшеницы. Ранее проводимые исследования не дают однозначного ответа на этот вопрос. Корреляция между общей стекловидностью и содержанием белка при широком варьировании партиями зерна различных сортов и из различных районов произрастания слаба или вообще отсутствует. В то же время, в пределах одной партии, выращенной в одних и тех же условиях, такая корреляция намечается. В табл. 1 приведены результаты анализа зерна тритикале и трех образцов зерна пшеницы.

Таблица 1. Влияние стекловидности на содержание белка в зерне

Как видно, в пределах одного образца зерна в последовательности «мучнистое – частично стекловидное – стекловидное» наблюдается повышение содержания белка. Таким образом при сортировке по белку, скорее всего, происходила сортировка по стекловидности, а повышение белка является уже вторичным фактором.

Выводы. Предлагаемая технология разделения зерна пшеницы на стекловидные и мучнистые, несмотря на простоту диагностического признака (различие уровней сигнала спектра отражения в красной области), позволяет в условиях реального производства, на отечественном оборудовании достаточно эффективно и с высокой производительностью подсортировывать зерно, повышая его ценность, что в ряде случаев может оказаться экономически целесообразным.

Пока не понятно, насколько указанный диагностический признак устойчив для различных партий зерна. Возможно, в каждом конкретном случае для настройки фотосепаратора необходимо будет иметь обучающую выборку, которую необходимо будет отбирать традиционным методом.

Дальнейшее исследование спектральных характеристик зерна позволит выявить более информативные отличительные признаки стекловидных и мучнистых зёрен и усовершенствовать методику сепарирования.

Литература

Зверев С.В., доктор технических наук, Панкратьева И.А., кандидат сельскохозяйственных наук, Политуха О.В., Игорянова Н.А., кандидат технических наук, ФГБНУ «ФНЦ Пищевых Систем им. В.М. Горбатова» РАН,

Зайцев В.Б., кандидат физико-математических наук, МГУ им. М.В.Ломоносова

Источник

Методы определения основных показателей качества

Стекловидность зерна характеризует консистенцию его эндосперма. Стекловидность указывает на белковый или крахмалистый характер зерна. Пшеница с преобладанием стекловидных зерен обычно отличается сравнительно высоким содержанием белка, клейковины и хорошими хлебопекарными качествами. Пшеница, состоящая в основном из крахмалистых зерен, бедна белком, и ее лучше использовать для хлебопечения в подсортировке к другой более богатой белками пшенице.

Однако следует учесть, что прямая связь между стекловидностью зерна и белком наблюдается только в зерне примерно одной и той же крупности. Мелкие зерна менее стекловидны, чем крупные, а содержание белка в них выше. Это объясняется отсутствием в мелком зерне полностью стекловидных зерен и высоким содержанием белка в алейроновом слое, которого в мелком зерне больше.

В зависимости от стекловидности зерна применяют различные приемы подготовки пшеницы к сортовому помолу и устанавливают режим мукомольного процесса. Стекловидная пшеница в отличие от мучнистых легче вымалывается, дает тонкие и тощие отруби, больше крупок в драном процессе, из которых затем вырабатывается больше муки первых сортов.

Стекловидность пшеницы характеризуется так называемой общей стекловидностью. В зависимости от степени стекловидности зерно делят на следующие группы: стекловидное; частично стекловидное и мучнистое (рис. 32).

Стекловидными считают зерна: стекловидные полностью, стекловидные с легким помутнением и стекловидные зерна с мучнистой частью не больше 1/4 плоскости поперечного разреза зерна.

Мучнистыми считают зерна: мучнистые полностью и мучнистые, у которых стекловидная часть занимает не более 1/4 плоскости поперечного разреза зерна.

Стекловидность зерна определяют по разрезу зерна с наружным осмотром срезов и при помощи диафаноскопа.

Для определения стекловидности из чистого зерна, оставшегося после определения засоренности, выделяют без выбора 100 целых зерен. Каждое из них разрезают лезвием бритвы поперек (посередине) и в зависимости от консистенции среза относят к одной из трех групп: стекловидной, частично стекловидной или мучнистой.

Стекловидное зерно в разрезе имеет блеск и кажется более или менее прозрачным. При разрезании оно оказывает большое сопротивление.

Из выделенных групп подсчитывают зерна в двух группах с наименьшим количеством зерен, а в третьей группе количество их устанавливают по разнице.

Общую стекловидность выражают в процентах по отношению к 100 зернам. При вычислении процента общей стекловидности к количеству полностью стекловидных зерен прибавляют половину количества частично стекловидных и в сумме получают общую стекловидность образца зерна.

При определении стекловидности на диафаноскопе помещают 50 зерен (из предварительно выделенных 100 целых зерен) бороздкой вниз на решетку с овальными отверстиями так, чтобы между ними и отверстиями не было зазоров. Решетку с зернами вставляют в прорезь корпуса прибора. Источником света служит электрическая лампа 55 Вт, устанавливаемая на дне прибора, под решеткой. Между источником света и решеткой расположено матовое стекло, рассеивающее свет.

Для лучшего распознавания зерен в приборе (над решеткой) имеется лупа. Предусмотрено устройство для фокусировки изображения.

Сомнительные зерна следует разрезать лезвием бритвы поперек (посередине), после чего определить, к какой группе они относятся.

В таком же порядке ведут определение в другой порции зерна (тоже 50 зерен). Результаты подсчета в каждой порции суммируют. Результаты определения стекловидности проставляют с точностью до 1,0%.

Расхождения между двумя параллельными определениями общей стекловидности пшеницы, а также и при арбитраже допускаются не более 5%.

В настоящее время для определения стекловидности можно использовать диафаноскопы ДСЗ-2 и ДСЗ-2с со счетчиком.

Общая стекловидность при большом количестве частично стекловидных зерен может быть довольно высокой.

Между тем количество наиболее ценных, полностью стекловидных зерен в смеси дает более правильное представление о стекловидности анализируемой партии зерна.

Поэтому в дополнение к общей стекловидности целесообразно указывать «показатель формирования стекловидности». Его получают путем деления количества полностью стекловидных зерен в процентах на общую стек-ловидность и умножением на 100. Например, количество полностью стекловидных зерен составляет 42 %, общая стекловидность 60%. Показатель формирования стекловидности будет

Мягкую пшеницу I и IV типов при размещении на мукомольных заводах сортового помола принято разделять на следующие три группы по стекловидности: высокостекловидная с общей стекловидностью свыше 60%, средняя по стекловидности от 40 до 60%, низкостекловидная менее 40%.

Подтипы пшеницы определяют сравнением испытуемого образца с эталонными, изготовленными по подтипам в соответствии с характеристикой, изложенной в стандартах на пшеницу (см. табл. 11). Порядок составления и утверждения эталонных образцов устанавливает Министерство заготовок. Работники лаборатории, имея образцы пшеницы, произрастающей в данном районе (области, крае, республике), и учитывая данные по стекловидности испытуемого образца, легко могут определить подтипы органолептически.

Несмотря на разнообразие подтипов пшеницы, определение их обычно затруднений не вызывает, так как практически приходится иметь дело с двумя-тремя подтипами, наиболее часто встречающимися в районе, обслуживаемом лабораторией.

Зерно любой партии пшеницы может быть отнесено к одному из подтипов, за исключением пшеницы, потерявшей свой естественный цвет вследствие неблагоприятных условий созревания зерна (суховейное, морозобойное), уборки или хранения. Такая пшеница номера подтипа не получает и определяется как «обесцвеченная» при наличии светлых оттенков и «потемневшая» при наличии темных оттенков. Смесь подтипов в пшенице не определяют.

Источник

Стекловидность зерна

Зерновки различных злаков имеют разную консистенцию эндосперма. Если пропустить через зерновки свет, то одни из них покажутся нам прозрачными, другие — мутными. Эти различия хорошо видны на поперечном срезе зерновки. Зерно, имеющее прозрачную консистенцию эндосперма и напоминающее на разломе скол стекла, называется стекловидным. Зерно непрозрачной консистенции эндосперма, похожее в разломе на мел, называется мучнистым. Существуют также частично стекловидные зерна, в которых стекловидные и мучнистые участки чередуются друг с другом.

Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая связь крахмальных зерен с белком. В стекловидном же эндосперме эта связь (крахмал-белок) очень прочная.

Стекловидность обычно связана с химическим составом зерна пшеницы. Стекловидный эндосперм содержит больше белка по сравнению с мучнистым. Однако иногда высокая стекловидность зерна может сочетаться с невысоким содержанием белка. Это связано с тем, что показатель стекловидности зависит от гораздо большего числа внешних факторов, чем содержание белка в зерне. Стекловидность риса не связана с содержанием белка.

Консистенция эндосперма (стекловидность) имеет еще большее значение для оценки технологических (мукомольных) свойств зерна пшеницы. Так, стекловидный эндосперм обладает большей механической прочностью, чем мучнистый. В процессе размола в муку стекловидный эндосперм образует большое количество крупок — промежуточных продуктов помола, что очень важно для получения муки высокого качества. Такая мука ценится в хлебопечении. Мучнистый же эндосперм быстро измельчается в тонкий порошок. Поэтому стекловидное зерно обладает более высокими мукомольными достоинствами. Однако для измельчения стекловидного зерна требуется больше энергии.

Наибольшее технологическое значение имеет стекловидность у пшеницы, риса и ячменя. Так крупяные предприятия предпочитают стекловидный ячмень. Мука и крупа, вырабатываемые из стекловидного зерна ячменя и пшеницы, более качественные и содержат большее количество питательных веществ. Наоборот, для выращивания пивоваренного солода лучшим считается мучнистый ячмень. Стекловидность наблюдается также в зерне кукурузы и ржи.

Показатель стекловидности зерна подвержен существенным колебаниям в зависимости от вида и сорта растения, а также от почвенно-климатических условий выращивания.

Наряду с природной стекловидностью существует так называемая, ложная стекловидность. При несоблюдении условий хранения зерна, неправильной его сушке эндосперм может стать «стекловидным» (остеклевшим). Остеклевшая часть обычно находится под алейроновым слоем, как правило, она имеет более темный цвет. Зерно с ложной стекловидностью плохо размалывается, из него получается темная мука. Оболочки такого зерна легко крошатся при переработке и, попадая в муку, снижают ее качество. Остеклевший слой зерна при переработке в муку загрязняет оборудование мукомольных предприятий. Необходимо не допускать появления зерна с ложной стекловидностью.

Для зерна пшеницы характерно наличие желтобоких зерен. Они являются нормальными, здоровыми зернами пшеницы. Их количество иногда достигает 50%. По консистенции эндосперма желтобокие зерна относят к частично стекловидным. По своему качеству они приближаются к мучнистым зернам пшеницы. Желтобокость зерна приводит к снижению массы 1000 зерен. Чем желтобокость выше у пшеницы, тем ниже ее стекловидность. Следует также отличать желтобокие зерна пшеницы от зерна пшеницы, поврежденной клопом-черепашкой.

Методы определения. Методы определения стекловидности согласно ГОСТ 10987-76 распространяются на зерно пшеницы и риса. Они сводятся к определению стекловидности либо по результатам осмотра среза зерна, либо при помощи диафаноскопа ДЗС-2 с кассетой и счетчиком марки ДЗС-2с.

При проведении анализа очищают ее от сорной и зерновой примесей. Зерно риса обрушивают на шелушителе или вручную. Далее при определении по результатам осмотра среза зерна из навески берут без отбора 100 целых зерен и разрезают лезвием бритвы поперек по их середине. Выделяют по результатам осмотра стекловидные, мучнистые и частично стекловидные зерна. Желтобокие зерна не разрезают и сразу относят к частично стекловидным. Общую стекловидность определяют как сумму полностью стекловидных и половины частично стекловидных зерен.

При использовании диафаноскопа заполняют все 100 ячеек кассеты целыми зернами, по одному в каждой ячейке кассеты. Кассету помещают в прибор и включают свет. В поле зрения размещают первый ряд зерен. Настраивают счетчик. Подсчитывают стекловидные и мучнистые зерна. Стекловидные — полностью просвечиваемые; мучнистые — полностью не просвечиваемые. Частично стекловидные зерна не подсчитывают. Результаты откладывают на счетчике. Так просматривают все десять рядов кассеты. В результате на нижнем табло счетчика указывается процент общей стекловидности, а на верхнем табло — процент полностью стекловидных зерен.

Расхождение между результатами первоначального и повторного определений не должно превышать 5%.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

На что влияет стекловидность зерна пшеницы

К основным показателям качества зерна можно отнести стекловидность, содержание белка и клейковины. Но для разных потребителей эти показатели не равноценны. Так, крупяные предприятия заинтересованы в стекловидном ячмене. Наибольший выход перловой крупы получается при переработке именно стекловидного ячменя. Муку из стекловидного зерна предпочитают и производители макаронных изделий. Для хлебопекарной промышленности более важным показателем является содержание клейковины. И всех бы устроило повышенное содержание белка.

Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая связь крахмальных зёрен с белком. В стекловидном эндосперме эта связь очень прочная.

Общая стекловидность выражается в процентах и равна числу процентов полностью стекловидных зёрен плюс половина числа процентов частично стекловидных зёрен. Она может быть определена при помощи диафаноскопа или разрезанием 100 зёрен (ГОСТ 10987-76. «Зерно. Методы определения стекловидности»). Показатель общей стекловидности не даёт полного представления о том, какая фракция по стекловидности зерна преобладает в партии – стекловидная, частично стекловидная или мучнистая. Таким образом, можем оценивать качество партии зерна, но не можем им управлять.

В последние годы для очистки зерна широко применяются фотосепараторы, в которых определяется спектрофотометрическая характеристика отдельных частиц, в том числе и зерен, и реализовано их удаление по тем или иным критериям.

Учитывая возможности данной техники, был проведен спектральный анализ стекловидных и мучнистых зерен и выявлен диагностический признак на основе различия уровней сигнала в красной области спектра. Апробация на промышленном оборудовании дала положительные результаты при отсортировке мучнистых зерен.

Ранее был предложен «способ разделения зерна по содержанию белка, характеризующийся тем, что осуществляется пропускание зерна через цветосепаратор, оснащенный видеокамерами с высоким цветовым разрешением, и сепарация отдельных зерен по цветовому оттенку, характерному для содержания белка в каждом зерне, при этом разделение зерен по цветовому оттенку проводят в зависимости от порога разделения по интенсивности отраженного света». Анализ «интенсивности отраженного света» также проводится по уровню сигнала в красной области спектра. Однако именно стекловидность, отражая структуру внутренних тканей зерна, является внешним оптическим признаком качества зерна.

Таблица 1. Влияние стекловидности на содержание белка в зерне

Предлагаемая технология разделения зерна пшеницы на стекловидные и мучнистые, несмотря на простоту диагностического признака (различие уровней сигнала спектра отражения в красной области), позволяет в условиях реального производства, на отечественном оборудовании достаточно эффективно и с высокой производительностью подсортировывать зерно, повышая его ценность, что в ряде случаев может оказаться экономически целесообразным.

Пока не понятно, насколько указанный диагностический признак устойчив для различных партий зерна. Возможно, в каждом конкретном случае для настройки фотосепаратора необходимо будет иметь обучающую выборку, которую необходимо будет отбирать традиционным методом.

Дальнейшее исследование спектральных характеристик зерна позволит выявить более информативные отличительные признаки стекловидных и мучнистых зёрен и усовершенствовать методику сепарирования.

Источник

Стекловидность зерна.

Консистенция эндосперма обусловливается формой связи белковых веществ зерна с крахмальными зернами. В стекловидном эндосперме значительная часть белка тесно связана с крахмальными зернами и образует широкие прослойки так называемого прикрепленного белка, который не удаляется с них при интенсивной механической обработке. Другая часть белка расположена между крахмальными зернами, при размоле освобождается. Этот белок получил название промежуточного. Мучнистые зерна содержат больше промежуточного белка.

Зерно со стекловидным эндоспермом обладает высокой механической прочностью. Под прочностью зерна понимают способность его противостоять разрушению под воздействием приложенных механических усилий.

Консистенцию эндосперма учитывают при переработке риса в крупу. Зерно риса стекловидной консистенции более прочное, в результате переработки дает больший выход крупы в виде целого зерна. При варке крупы, полученной из стекловидных зерен, они сохраняются в целом виде, не распадаются.

Такие легкоусвояемые и вкусные изделия из кукурузы, как взорванные зерна, кукурузные палочки получаются наилучшими только из зерна сортов кукурузы со стекловидным (роговидным) эндоспермом. Особое значение придают консистенции зерна пшеницы. Стекловидность зерна пшеницы определяют на всех этапах работы с зерном: в процессе селекции, при поступлении зерна на хлебоприемные предприятия, при его переработке, а также в международной торговле. Широкому использованию показателя стекловидности предшествовало появление в литературе большого количества данных о его технологической значимости и в первую очередь о связи с мукомольными свойствами зерна пшеницы.

Стекловидность связывают также и с хлебопекарными свойствами. В высокостекловидной пшенице больше белков, образующих клейковину хорошего качества, а следовательно, выше и хлебопекарные свойства муки. Из низкостекловидной пшеницы трудно выработать муку с хорошими хлебопекарными свойствами. Следует, однако, отметить, что в последнее время в литературе появились данные о несущественной связи стекловидное™ с хлебопекарными свойствами.

Практика работы мукомольных предприятий также показала, что не всегда существует прямая зависимость между стекловидностью и прочностью зерна. Разные типы и сорта пшеницы с одинаковой стекловидностью могут различаться по технологическим свойствам. В процессе проведения углубленных исследований, а также с введением новых сортов и расширением ареала возделывания пшеницы была обнаружена неустойчивость признака стекловидное™, зависимость его от множества факторов. При неблагоприятных условиях уборки часто происходит обесцвечивание зерна, которое, как правило, сопровождается снижением стекловидности. Поэтому наряду с совершенствованием методов определения стекловидности проводят работу по поиску других признаков, более объективно и надежно отражающих мукомольные свойства зерна пшеницы.

В последние годы при оценке технологических свойств зерна пшеницы все большее применение за рубежом и в нашей стране находит признак твердозерио- сти, характеризующий структурно-механические свойства зерна. О прочностных свойствах зерна судят или по степени истирания зерна в голлендре, при этом определяют так называемый индекс шелушения, или по дисперсности продукта измельчения зерна в лабораторных мельничках, или по удельной поверхности муки. В настоящее время нет общепринятого метода определения твердозерности.

Источник