Зерноведение и основы растениеводства

Вариант 5.

1. При заготовках партия проса имела следующие показатели: влажность – 24%, сорная примесь – 5,2%, в том числе испорченных зерен – 1,8%; зерновой примеси – 4,1% (в том числе поврежденных – 0,5%). Остальные показатели не определяли. Определить класс данной партии проса.

Решение:

По ГОСТ 22983-88 «Просо. Требования при заготовках и поставках», требования по классам  следующие:

Таблица 1 – Ограничительные нормы для заготовляемого проса

При заготовках данная партия проса не подлежит приемке  по показателю «влажность»,  и такой  рапс нельзя отнести ни к одному из классов.  Но по ГОСТ 22983-88 «Просо. Требования при заготовках и поставках», по согласованию заготовительной организации и поставщика допускаются влажность и содержание сорной примеси более ограничительных норм при наличии возможности доведения такого зерна до кондиций, обеспечивающих его сохранность. В этом случае данную партию проса можно отнести к 3-му классу.

2. На предприятии имеется емкость объемом 100 м³. Какую натуру должна иметь зерновая масса пшеницы, чтобы в данную емкость вошло 80 тонн зерна?

Натура  зерна = Количество зерна / Объем емкости;

Х = 80*10⁶ / 1*10⁵ = 800 г/л

Ответ: чтобы поместиться в емкости, объемом 100 м³, пшеница должна иметь натуру 800 г/л.

3. Ячмень – использование и производство в Республике Беларусь. Привести ботаническую, морфологическую и анатомическую характеристики, строение зерновки, химический состав, сорта белорусской селекции и стандартизацию.

Ячмень используют для разнообразных целей: как  концентрированный корм для скота, для производства крупы (ячневой и перловой), для пивоварения, хлебопечения, в спиртовом производстве. Ячмень используют для производства солодового экстракта, ячменного кофе, входит в рецептуру большинства комбикормов.

Ячмень –  одна из древнейших культур, возделываемых человеком. Его используют для разнообразных целей: как концентрированный корм для скота, для производства крупы (ячневой и перловой), хлопьев, для пивоварения, хлебопечения, в спиртовом производстве.

Ячмень относится  к роду Hordeum семейства злаковых (мятликовых). Растение многолетнее и однолетнее, имеет озимые и яровые формы. На долю яровой формы приходится свыше 90%, озимой – около 8%.

Род ячменя имеет  около 30 видов, но в культуре распространен  лишь один – ячмень посевной Hordeum sativum Jossen. Ячмень посевной делится на три подвида: ячмень многорядный - H. Vulgare L,. ячмень двурядный - H. distichum L. и ячмень промежуточный - H. Intermedium Vavet Orl. Соцветие – колос. Стержень колоса состоит из члеников, образующих уступы, на которых сидят колоски. На каждом уступе сидят три одноцветковых колоска.

У многорядного (обыкновенного ячменя на каждом уступе колосового стержня развиваются  и плодоносят три колоска, дающие нормально развитые зерновки (различают  колос шестигранный и четырехгранный). У двурядного ячменя с каждой стороны – по одному зерну, так как из трех колосков на уступе плодоносят лишь один. Зерна более крупные, правильной формы, хорошо выравненные. У промежуточного ячменя на каждом уступе колосового стержня имеется различное количество плодоносящих колосков – от одного до трех. Многорядный и двурядный ячмень включает большое количество разновидностей, различающиеся: по пленчатости и окраске зерна, зазубренности остей, окраске колоса и остей, плотности колоса и ширине колосковых чешуй. Различают разновидности с пленчатым или голым зерном.

Рисунок 1 – Колос ячменя многорядного и двурядного

Анатомическое строение.

Плод ячменя – зерновка, снаружи  покрыта цветочной пленкой, плотно сросшейся с плодовыми оболочками. Под ними находятся тонкие семенные оболочки, покрывающие алейроновый слой, состоящий из двух-трех рядов толстостенных клеток. Эндосперм ячменя (63–68% веса зерна) состоит из крупных сравнительно тонкостенных клеток, заполненных главным образом крахмалом и белками. В зависимости от плотности заполнения клеток эндосперм бывает мучнистым или стекловидным. В нижней части зерна находится сравнительно крупный зародыш (2,5–3% веса зерна).

Анатомическое строение ячменя показано на рисунке 2:

Рисунок 2 – Зерно ячменя (продольный разрез)

1 — цветковая пленка; 2— плодовые оболочки; 3 — семенная оболочка; 4 — алейроновый слой; 5 — эндосперм; 6 — зародыш

Покрывающие зерно  ячменя оболочки плотно соединены с эндоспермом.

Химический состав.

В ячменном зерне содержится витамин А, почти все витамины группы В, витамины D, E, PP.  К тому же, в состав ячменя входит широкий набор микроэлементов. В первую очередь, фосфор, который необходим для нормального обмена веществ в организме, а так же для полноценной деятельности мозга. А так же, биологически значимые количества:

- кремния, имеющего  особое значение для формирования  структуры кожи, волос, ногтей, костей;

- хрома, влияющего на углеводный обмен и образование инсулина, нормализующего функцию щитовидной железы, деятельность иммунной системы, способствующего рассасыванию атеросклеротических бляшек, предохраняющего белки миокарда от разрушения;

- фтора, необходимого для формирования  зубной эмали;

- бора, который способствует удержанию  кальция в организме, сохранению  ясности ума;

- цинка, необходимого для синтеза  гормонов (инсулина в том числе) белка и ненасыщенных жирных кислот.

Кроме того, из всех злаковых ячмень наиболее богат  кальцием, калием, марганцем и железом. Так же в состав зерна ячменя входят медь, никель, молибден, магний, йод, бром, кобальт, стронций и пр. Зерно ячменя на 65% состоит из медленноусвояемых углеводов. Ячмень содержит  10-12% белка, который по своей пищевой ценности превосходит пшеничный. Белковые вещества ячменя состоят в основном из представителей группы альбуминов, глобулинов, гордеина и глютенина. Гордеин и глютенин способны образовывать клейковину, выход которой колеблется от 2 до 25%. Растворимый в спирте белок ячменя – гордеин, в состав которого входят: глютаминовая кислота – 43,2%; пролин – 13,73%; лейцин – 7,0%; фенилаланин – 5,3%; цистин – 2,5%; триптофан – 1,5%; валин – 1,4%. В белке ячменя содержится около 30,56 грамм незаменимых аминокислот на 100 грамм белка. Зерно ячменя на 5-6% состоит из клетчатки, необходимой нашему желудку и кишечнику. Клетчатка нормализует пищеварение и выводит из организма все вредные продукты распада. В зернах ячменя содержатся природные антибактериальные вещества, в том числе и лизин (незаменимая аминокислота для образования белка), оказывающий противовирусное действие. Из углеводов в зерне ячменя преобладает крахмал. В значительном количестве содержатся пентозаны (9-12%). Зерно ячменя богато активными ферментами (амилазы, протеазы, пероксидазы).

Сорта ячменя белорусской  селекции: Визит, Гастинец, Сталы, Стратус, Сябра, Талер, Бровар, Прима Белоруссии, Атаман, Баронесса, Бурштын, Гонар, Дзівосны, Зазерский 85, Прима Беларуссии, , Якуб, Михайло.

Стандартизация.

На ячмень существуют следующие ТНПА:

-  ГОСТ 5060-86 «Ячмень  пивоваренный. Технические условия»;

-  ГОСТ 28672-90 «Ячмень. Требования при заготовках  и поставках»;

-  СТБ 1136-98 «Ячмень фуражный. Требования при  заготовках и поставках»;

-  ТУ РБ 600024008.083-2002  «Ячмень шелушенный кормовой».

4. Охарактеризовать ботанико-физиологические и органолептические показатели качества зерна. Привести классификацию и краткое описание методов определения запаха и вкуса. Значение этих показателей при оценке технологических свойств зерна, направляемого на производство муки, крупы и пива.

Ботанико-физиологические.

К этим показателям качества зерна относятся: культура (род растения), ее вид, форма (озимая или яровая); сорт, морфолого-анатомические особенности, цвет, всхожесть и энергия прорастания. Одни из них определяются при осмотре (культура, цвет, иногда вид), — другие по документам (форма, сорт). Для характеристики анатомического строения, всхожести и энергии прорастания необходимо провести лабораторный анализ.

Органолептические. К ним относятся показатели качества зерна (цвет, запах, вкус), определяемые при помощи органов чувств. Они являются показателями свежести зерна, полноценности потребительских веществ.

При определении качества зерна, как и всякого другого пищевого продукта, органолептическая оценка имеет решающее значение, поскольку окончательное суждение о достоинстве продукта питания можно иметь только при употреблении его в пищу.

Нормальное зерно и семена каждой культуры имеют характерную естественную окраску, блеск, запах и вкус.

Эти показатели могут значительно изменяться под влиянием неблагоприятных условий при созревании, уборке, перевозках, сушке и хранении.

Наиболее часто наблюдается комплексное изменение показателей свежести, т. е. цвета, запаха и вкуса.

Определить запах проще, чем вкус, так как это не связано с необходимостью разжевывания пробы несвежего зерна. Поэтому в большинстве случаев о свежести зерна судят по цвету и запаху, В сомнительных случаях, когда правильно определить запах трудно, приходится пробовать зерно на вкус.

Цвет. Незрелое или испорченное зерно имеет измененный цвет, по которому при навыке можно судить о степени зрелости или характере порчи. Зерно изменяет цвет при неправильной уборке (утрата блеска, присущего здоровому зерну), под влиянием мороза (морозобойное зерно), под влиянием суховея, в результате длительного нахождения в валках, перегревания в зерносушилках и т. д.

Одной из важнейших причин потери зерном признаков свежести является активное развитие микроорганизмов на зерне как в поле, так и при хранении зерновой массы.

Микроорганизмы, развиваясь на поверхности зерна, изменяют его блеск и цвет. В дальнейшем по мере размножения микроорганизмов и накопления продуктов их жизнедеятельности изменяются запах и вкус зерна.

Запах. Здоровому зерну каждой культуры свойствен специфический запах. Посторонние запахи в зерне появляются в результате сорбции зерном легко летучих и пахучих посторонних веществ и порчи (распада органических веществ) зерна.

При соприкосновении с плодами, семенами с вегетативными частями растений (полыни, чеснока, донника, кориандра) во время обмолота и хранения зерно приобретает присущий этим растениям запах.

Особенно часто таким образом качество зерна снижает примесь полыни. Такое зерно называют горько-полынным.

Чесночный запах вызывает примесь в зерне луковичек дикого чеснока. Чесночный запах нестоек. При тщательной очистке зерна, а также после сушки и мойки запах исчезает. Чесночный запах из муки удаляется при выпечке.

При перевозках в загрязненных кузовах, вагонах и судах, имеющих посторонние запахи, зерно приобретает эти запахи и может стать непригодным для продовольственных целей. Зерно, испачканное спорами головни, приобретает головневый запах. Если партия зерна сильно заражена клещами, зерно приобретает клещевой (медовый) запах. При неправильной газации ядохимикатами зерно может приобрести запахи этих ядохимикатов.

При неправильном хранении и самосогревании зерно и семена могут приобрести несвойственный им запах продуктов распада, образующихся под влиянием микроорганизмов. К таким запахам относится амбарный, плесенный, затхлый, гнилостный, солодовый и клещевой.

Амбарный запах возникает в партиях зерна и семян, хранившихся без перемещения и проветривания (запах лежалого зерна). Чаще такой запах появляется в свежеубранном зерне, имеющем повышенную биологическую активность. Этот запах при проветривании и размоле исчезает, поэтому зерно с амбарным запахом не считают испорченным.

Наиболее нежелательные запахи — солодовый, плесенный, затхлый и гнилостный.

Солодовый запах — остро ароматный запах, свойствен прорастающему зерну, является первым признаком того, что зерно грелось или греется. Вкус зерна сладковатый. Внешние покровы зерна сначала обесцвечиваются, а затем становятся красноватого цвета. Эндосперм приобретает сероватый оттенок.

Зерно с солодовым запахом от нормального отличается также несколько повышенным содержанием моносахаридов, кислотностью щ болтушке и величиной кислотного числа жира. Возрастает содержание аммиака. Мукомольные свойства ухудшаются. Мука из такого зерна содержит повышенное количество оболочек и обладает увеличенной активностью ферментов. Хлеб получается более темным, чем из нормального зерна.

Солодовый запах и его последствия частично могут быть устранены при очистке и размоле зерна, а также в процессе тестоведеКия и выпечки хлеба. В большинстве случаев зерно с солодовым запахом в чистом виде не используется для переработки в муку, а только в смеси с нормальным зерном.

Плесенный запах появляется у влажного и сырого зерна в результате развития плесневых грибков. Этот запах быстро переходит сначала едва уловимый, а затем резко ощутимый затхлый запах. Вкус зерна с плесенным запахом слабокислый. Внешние покровы зерна становятся коричневыми, эндосперм — кремовым. Биохимическая характеристика зерна с плесенным запахом по сравнению с нормальным зерном существенно изменяется; протеолитическая и диагностическая активность возрастает почти в два раза, кислотность — в два с лишним раза, кислотное число жира — в три раза, содержание аммиака — в 40 с лишним раз. Клейковина приобретает серый цвет, становится слабой, сильно-растягивающейся.

Затхлый запах появляется с проникновением плесени внутрь зерна и сопровождается глубоким распадом органических веществ. Степень и устойчивость затхлости зависят от того, насколько сильно было воздействие микробов и насколько глубоко они, особенно гифы плесневых грибов, проникли в зерно. Поверхность зерна становится темно-коричневой, эндосперм — кремовым или коричневым. Крахмала становится меньше. Качество клейковины резко ухудшается, она становится темной и переходит в третью группу.

Затхлый запах сушкой и мойкой полностью удалить не удается. Из зерна с резко выраженным затхлым запахом невозможно получить доброкачественный хлеб и крупу.

Гнилостный запах характерен для зерна с глубоко зашедшим процессом распада органических веществ. Внешние покровы зерна сильно темнеют, становятся темно-коричневыми и черными, эндосперм приобретает коричневый цвет.

Вкус. Для правильного суждения о вкусе зерна (как и других пищевых продуктов) существует единственно надежный метод — орга-нолептическая оценка, или дегустация. Существует четыре основных характеристики вкуса: горький, кислый соленый и сладкий.

Нормальное здоровое зерно имеет специфический для каждой зерновой культуры, обычно нерезкий, чаще почти пресный запах. В зерне, подвергавшемся порче, вкус бывает сладковатый (в зерне морозобойном и проросшем), кислый, горький, плесенный, затхлый, и т. д. Ненормальный вкус, характерный для дефектного зерна, является результатом распада органических веществ зерна при его порче, сопровождающегося образованием аминокислот и аммиака (из белковых веществ); различных перекисей и альдегидов (из жира) и т. д.

              Цвет зерна определяют визуально при рассеянном дневном свете, а также при освещении лампами накаливания или люминесцентными лампами, сравнивая его с описанием этого признака в стандартах на исследуемую культуру или с рабочими образцами для данных района и года урожая, утверждаемыми государственными хлебными инспекциями.

   Запах определяют в целом или размолотом зерне. В свежесмолотом зерне запах ощущается лучше, чем в целом. Из предварительно перемешанного среднего объема пробы выделяют примерно 100 г, помещают в чашку и устанавливают запах зерна. Практики нередко берут в ладонь горсть зерна и, согрев дыханием, исследуют. При обнаружении полынного запаха в партии зерна в лаборатории производят дополнительный анализ. Зерно освобождают от корзиночек полыни и размалывают, после чего устанавливают запах.

  Для усиления посторонних запахов, несвойственных нормальному зерну, его прогревают. Для этого на сетку помещают небольшое количество зерна и держат 2 - 3 мин над сосудом с кипящей водой для пропаривания. Затем высыпают на лист чистой бумаги и устанавливают посторонний запах. Можно также целое или размолотое зерно поместить в чистую коническую колбу на 100 мл со шлифом, закрыть плотно пробкой и нагревать 30 мин при 35.. .40 С. Открывая колбу на короткое время, устанавливают запах.

  Определение вкуса. Нормальное зерно имеет специфический вкус, характерный для каждой зерновой культуры, обычно нерезкий, чаще почти пресный. В зерне, подвергшемся порче, вкус бывает сладковатый, кислый, горький, царапающий горло, плесенный, затхлый и т. п.

Для определения вкуса размалывают около 100 г зерна, предварительно очищенного от сорной примеси. Выделяют 50 г размолотого зерна, приливают 100 мл питьевой воды, хорошо смешивают. В другом сосуде нагревают 100 мл воды до кипения, снимают его с нагревательного прибора, в него переносят приготовленную суспензию размолотого зерна, тщательно перемешивают и закрывают стеклянной чашкой. Охладив смесь до 30.. .40 °С, определяют вкус.

Зерно, направляемое на производство муки и крупы.

Цвет. Цвет зерна оказывает влияние на качество получаемой муки и крупы, ее цвет, особенно при обойном помоле ржи, так как при таком помоле удаляют не все оболочки, а только около 3-х %. Белозерная пшеница вследствие сравнительно слабой  пигментации оболочек дает более светлую муку и более светлый мякиш хлеба. Цвет оболочек зерна при сортовых помолах большого значения не имеет. Если цвет зерна изменился по причине порчи зерна, то соответственно и крупа из такого зерна будет нестандартная по причине наличия в ней испорченных ядер.

Запах. Посторонние запахи в зерне появляются в результате его порчи, распада органических веществ или при наличии в нем посторонних веществ. Мука и крупа из такого зерна получается нестандартная как по запаху, так и по другим показателям ее качества (количество и качество клейковины, кислотность и т.п).

Вкус. Нормальное зерно имеет специфический вкус, характерный для каждой зерновой культуры, обычно нерезкий, чаще почти пресный. В зерне, подвергшемся порче, вкус бывает сладковатый, кислый, горький, царапающий горло, плесенный, затхлый и т. п. Поэтому наличие в зерне постороннего вкуса также свидетельствует о его порче или наличии посторонних примесей, что также не желательно при производстве муки и крупы.

Зерно, направляемое пивоваренные цели.

Для производства пива используется пивоваренный ячмень. Из большого количества показателей  технологических достоинств пивоваренного  ячменя наиболее важными являются: цвет, запах, способность к прорастанию, выравненность, экстрактивность, содержание крахмала, белка, пленчатость.

Цвет. Зерно ячменя должно быть блестящим. Серо-матовый тон появляется в результате развития плесени. Правильно и в срок убранный зрелый ячмень имеет светло-желтую или желтую окраску. Темноватые оттенки этих цветов не снижают качества зерна. При плохих условиях уборки кончики зерна становятся темными. Зеленый цвет указывает на недозрелость зерна. Иногда при недозрелости поверхность зерна бывает слишком светлой. В таких случаях усложняется производство пива и снижается его качество.

Запах. Ячмень хорошего качества имеет запах свежей соломы, затхлый или плесенный запах не допускается.

5. Описать устройство и принцип действия литровой пурки. Какое влияние оказывает плотность укладки зерна в пурке на численные значения натуры зерна. Обосновать необходимость определения засоренности и натуры при приемке зерна на предприятие.

     Натуру определяют на литровой пурке ПХ-1 с падающим грузом или на 20-литровой пурке, которую обычно применяют для экспортируемых партий зерна.

      Перед определением натуры на литровой пурке среднюю пробу освобождают от крупных примесей, просеивая ее на сите с отверстиями 06 мм и тщательно перемешивают.

   Определение натуры зерна на литровой пурке ПХ-1 (рисунок 3). Вынимают части пурки из ящика, закрывают ящик крышкой. Ввинчивают штатив весов в нарезку на крышке ящика. На кронштейн колонки надевают подвеску и вставляют коромысло в обойму, чтобы стрелка прошла в отверстие у ее основании, а призма легла на подушку. Коромысло необходимо заводить осторожно, чтобы не согнуть конца стрелки и не повредить призмы. Оно должно быть обращено к работающему той стороной, на которой находится номер. При надевании серег на концевые призмы коромысла руководствуются цифровыми или буквенными обозначениями, если они нанесены на серьги и коромысло у концевых призм.

     К правой стороне коромысла подвешивают мерку с опущенным в нее падающим грузом, к левой — чашку для гирь. Проверяют, уравновешивают ли друг друга мерка с грузом н чашка. При отсутствии равновесия пурка считается непригодной для работы.

      Среднюю пробу, после того как из нее выделены навески для установления влажности, крупные примеси и определены орга-нолептические показатели, зараженность вредителями и содержание металломагнитных примесей, тщательно перемешивают и определяют натуру в ней.

      Груз из мерки вынимают. Мерку устанавливают в предназначенное для нее гнездо на крышке ящика. В щель мерки вставляют нож вверх стороной, имеющей номер (на рукоятке). На нож кладут падающий груз. Надевают на мерку наполнитель. В цилиндр с воронкой насыпают зерно из ковша ровной струей, избегая сотрясения и толчков. Если воронка съемьая, ее предварительно снимают. Зерно насыпают до черты на внутренней стенке цилиндра. В том случае, когда черты нет, цилиндр не досыпают зерном на 1 см от верхнего края.

           Если воронка съемная, ею закрывают цилиндр и, перевернув, ставят на наполнитель воронкой вниз. Цилиндр с воронкой укрепляют на наполнителе воронкой вниз и осторожным нажимом пальца на рычажок замка открывают задвижку воронки. После высыпания зерна в наполнитель вспомогательный цилиндр с воронкой снимают.

      Быстро (без сотрясений и перемещений прибора) вынимают нож из щели мерки. Груз, а за ним и зерно падают в мерку. Нож снова с теми же предосторожностями вставляют в щель, отделяя таким образом ровно 1 л зерна. Мерку вместе с наполнителем вынимают из гнезда ящика, придерживая пальцами правой руки наполнитель и нож. Переворачивают их, высыпая излишек зерна, оставшегося в наполнителе. Снимают наполните^ Сбрасывают с ножа оставшиеся отдельные зерна. Вынимают нож из щели мерки.

    Мерку с зерном взвешивают с точностью до 0,5 г, а в документах о качестве зерна (сертификатах и удостоверениях) проставляют с точностью до 1 г.

Для каждой пробы зерна натуру необходимо определять не менее двух раз, причем из разных порций зерна. Разница в результатах двух параллельных определений или при арбитраже не должна превышать для овса 10, для остальных культур — 5 г.

Рисунок 3 – Литровая пурка ПХ-1 с падающим грузом:

1 – разновес; 2 – ящик-футляр  для хранения частей груза; 3 –  нарезка для ввинчивания стойки  весов; 4 – весы; 5 – щель в мерке; 6 – мерка; 7 – металлическое гнездо; 8 – цилиндр с воронкой; 9 – цилиндр-накопитель; 10 – падающий груз; 11 – воронка; 12 – нож.

    Чем выше натура, т. е. объемная масса зерна, тем больше в нем содержится полезных веществ. Высоконатурное зерно хорошо развито, выполнено; в нем относительно больше содержится эндосперма и меньше — оболочек. При прочих равных условиях из высоконатурного зерна получают больший выход муки. Поэтому натура зерна, очищенного от примесей, служит одним из ориентировочных показателей мукомольных качеств зерна. Примеси могут резко исказить величину натуры и связь ее с мукомольными качествами зерна.

     Повышение влажности в большинстве случаев вызывает уменьшение плотности зерна и, следовательно, уменьшение его натуры. Но могут быть и другие соотношения между этими ве личинами, так как изменение влажности существенно влияет на физические свойства зерна (изменение объема, характера поверхности, коэффициента трения).

 При определении натуры существенное значение имеет плотность укладки зерна. В стандартной литровой пурке независимая от субъективного влияния исполнителя плотность укладки зерна достигается при помощи цилиндра-наполнителя, цилиндра с воронкой и падающего груза.

Показатель натуры при поступлении зерна важно определять для рационального размещения поступающего на предприятие зерна. Перед началом заготовительного периода (периода уборки урожая) на хлебоприемном предприятии разрабатывается план размещения зерна с учетом коэффициента размещения, который зависит от натуры поступающего зерна и от наличия складских и элеваторных емкостей.