Товароведение и экспертиза зерна пшеницы

Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ

Департамент научно-технической политики и образования

ФГУ ВПО « Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»

Кафедра «Хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов»

Курсовая работа на тему:

«Товароведение и экспертиза зерна пшеницы»

Работу выполнила

студентка ПТиТ группы Тов-25

Баширова К.Р.

Проверил: доцент Латунов М.Г.

Волгоград 2010

Содержание

1. Введение

2. Глава 1. Роль зерна в развитии человеческого общества

3. Глава 2. Обзор литературы по теме работы.

4. Глава 3. Технологический процесс производства и выход готовой продукции.

5. Глава 4. Товароведение и экспертиза зерна.

6. Глава 5. Экономическая эффективность

7. Список используемой литературы

1.     Введение

С давних пор зерно является мерилом богатства той или иной страны.

Зерно – это в первую очередь продукт питания, продукт уникальный по своему химическому составу и пищевым достоинствам. Это продукт ежедневного потребления. Во-вторых, зерно – это фураж для скармливания домашним животным, как в чистом виде, так и в составе комбикормов. В-третьих, зерно – это сырье для ряда производств. В-четвертых, зерно – это семена для будущего урожая.

Зерно – дорогостоящее сырье. В общих затратах на производство муки и крупы доля зерна составляет 90…95%. Поэтому важно использовать его с наивысшей эффективностью, т.е. обеспечить максимальный выход готовой продукции, наилучшее ее качество при минимальных удельных эксплуатационных затратах.

Решение этой важной инженерной задачи возможно только на основе управления свойствами зерна в процессе его переработки. Технолог должен уметь правильно оценить технологические свойства зерна, поступающего на предприятие, и выбрать оптимальные режимы технологических операций с учетом индивидуальных особенностей партий зерна. Для этого от технолога требуется наличие твердых знаний о разнообразных свойствах зерна.

С учетом современных научных представлений при оценке свойств зерна необходимо учитывать следующие положения:

зерно представляет собой сложное тело, состоящее из резко отличающихся по структуре и свойствам эндосперма, зародыша и оболочек;

зерно является анизотропным телом, так как химический состав, микроструктура и свойства каждой анатомической части последнего также отличаются друг от друга;

зерно – полимерное тело, ткани которого построены из биополимеров;

зерно – живой организм, поэтому все протекающие в нем процессы независимо от их природы подчиняются управляющему воздействию биологической системы зерна;

как живой организм зерно активно обменивается с окружающей средой энергией и массой, поэтому с термодинамической точки зрения оно представляет собой открытую систему.

2.     Глава 1. Роль зерна в развитии человеческого общества

Зерно играло чрезвычайно важную роль на всех этапах развития человеческого общества. Введение в культуру зерновых в доисторические времена и питание хлебом, эволюция человека от охотника к крестьянину – вот наиболее значительные достижения в истории человечества.

Благодаря зерну и хлебу человек создал себе продукт питания, который быстро не портится и который можно долго сохранять. Разнообразные приемы приготовления делают его очень аппетитным и вкусным.

Он богат питательными и полезными человеку веществами, они находятся в нем в прекрасном сочетании, которое вряд ли можно встретить в другом продукте. Хлеб как прежде, так и теперь является самым дешевым продуктом питания.

Во все исторические времена хлеб считался божественным. Мудрый человек обращался со своим святым насущным хлебом с должным уважением и благоговением.

Впервые земледелием человек начал заниматься на северном побережье африканского континента. Жизнь первобытного человека зависела от природы. Засуха, миграция диких животных приводили к голоду. Человек не мог создать значительных запасов пищи и обеспечить себе гарантированное существование.

Охотничьи трофеи и собранные сочные плоды быстро портились при хранении. Только злаковые можно было хранить продолжительное время. Хлеб и зерно в древние времена не играли такой большой роли как сейчас.

Основой для развития сельского хозяйства послужили те культуры, которые давали достаточно высокие урожаи продукции, обладающей высокой питательной ценностью и пригодной для хранения в течение нескольких лет, т.е. зерновые. Это были главным образом семена злаковых растений, из которых первыми были введены в культуру ячмень и просо, по энергетической ценности в 10…20 раз превосходящие свежую сочную растительную пищу и, в отличие от нее, хранящиеся в течение нескольких лет. Необходимо было только обеспечить защиту зерна от непогоды и вредителей.

Возделывание зерновых создало земледелие, крестьянские дворы, деревни и города и вызвало культурный и хозяйственный подъем человечества. Без питания зерном нигде в мире не было высокоразвитой культуры. Но площадей пригодных для посевов, не хватало. Необходимо было осушать болотистые места, сооружать дамбы, осушительные каналы. К работе привлекались общинники и рабы, захваченные при междоусобных войнах.

Использование подневольного труда способствовало социальному расслоению общины, выделению родовой знати. Между общинами велась борьба за землю, скот и рабов.

Развитие земледелия позволяло создавать значительные запасы зерна. Уже в 17 в. до н. э. в Египте в урожайные годы удавалось создавать запасы зерна, не только покрывавшие потребность в последующие неурожайные годы, но и частично вывозившиеся за пределы страны.

Перед потреблением зерно подвергали кулинарной обработке. Использование зерна в виде каши или дополнения к вареному мясу связано с развитием гончарного производства и применением горшков для варки. В качестве гарнира к мясу зерно могли использовать в поджаренном виде и в виде солода. Кулинарные преимущества солода могли быть обнаружены случайно при хранении подмоченного зерна. Прорастание хранящегося зерна наблюдалось в доисторические времена и фактически использовалось в виде соложения и сбраживания для производства пива, которое было весьма развито в Месопотамии в 3 тыс. до н.э.

Совершенствование способа приготовления хлеба привело к размолу зерна в муку и использованию дрожжей в форме предварительно сброженного теста. Потребление хлеба возрастало по мере развития цивилизации, в частности, роста городов.

Шли годы, менялись общественные формации, но роль зерна не изменялась. Хлеб создавал богатство и благополучие государства. Если не хватало хлеба, не было социальной справедливости, возникал голод, революции и распадались могущественные государства. Кризисы, беспорядки и войны, как показала история, часто происходят именно в голодающих регионах.

В наши дни, как и в библейские времена, зерно и зерновые продукты являются главными составляющими питания. Они дают человеку полезных питательных веществ больше, чем любой другой продукт.

3. Глава 2. Обзор литературы по теме работы.

Роль и значение зерна в питании человека, производстве различных пищевых продуктов, развитии животноводства и других отраслей сельского хозяйства определяются его исключительными свойствами. Зерно хлебных злаков содержит много крахмала (50-70%), белка (10-30%), ряд полезных минеральных соединений (железа, кальция, фосфора), водорастворимых витаминов (В1, В2, РР). ( Иванова Т.Н. «Товароведение и экспертиза зерномучных товаров).

Из всех растительных продуктов зерно отличается наиболее благоприятным соотношением белковых и небелковых веществ, которые близко к оптимальному соотношению их в пище человека (1:6).

Благодаря характерным физико-химическим особенностям белков и углеводов пшеницы, ржи, ячменя муку, полученную при переработке зерна этих культур, успешно используют для производства печеного хлеба. Его пористая структура в сочетании с составом, вкусовыми и ароматическими свойствами обеспечивает высокую и постоянную пищевую ценность и усвояемость хлеба. Особенности химического состава пшеницы позволяют получать из пшеничной муки высококачественные макаронные изделия и разнообразные крупяные товары.

Очень важными являются также особенности анатомического строения зерна. Основная часть зерна хлебных злаков и гречихи приходится на долю полноценного в пищевом отношении мучнистого ядра (эндосперма). В зерне пшеницы эндосперм составляет 80-85% массы зерна. В связи с этим при переработке зерна в муку и крупу обеспечивается высокий выход полноценных пищевых продуктов.

Необходимо также отметить, что зерновые культуры (в пересчете на сухое вещество зерна) являются высокоурожайными: пшеница и рожь дают в среднем 15-30 ц с 1 га. В отличие от других продуктов растениеводства нормально вызревшее зерно характеризуется малым содержанием влаги (10-16%). Благодаря этому зерно и продукты его переработки можно долгое время хранить на складах и в элеваторах и перевозить на значительные расстояния. Совокупность перечисленных свойств и особенностей обусловливает отмеченную выше исключительную ценность зерна и его огромное значение для национальной экономики. (Егоров Г.А. «Технология муки. Технология крупы»).

Зерновая масса и показатели ее качества

Зерновая масса, образующаяся при уборке урожая, неоднородна. Кроме полноценного зерна, в ее составе находится определенное количество неполноценных и испорченных зерен основной культуры, семян других культурных и дикорастущих растений, минеральная и органическая примеси, микроорганизмы, а иногда и амбарные вредители. В то же время при любых операциях с зерном (заготовках, переработке, хранении) необходимо знать качество данного зерна, чтобы обеспечить объективный расчет с поставщиками и оптимальное использование. На хлебоприемные пункты зерно поступает партиями.

  Партия - любое количество однородного по качеству зерна (зерновой массы), удостоверенного одним документом и предназначенного к одновременной приемке, сдаче, отгрузке или хранящегося в одной емкости. Размер партии может быть различным - от одного или нескольких мешков до эшелона, однако однородность партии по органолептическим признакам зерна основной культуры (форме, окраске) обязательна.

При оценке определяют ряд показателей, характеризующих партию зерна в целом, - органолептические свойства, влажность, содержание примесей, натуру, отсутствие или наличие амбарных вредителей. Кроме того, обязательно исследуют качество зерна основной культуры: крупность и выравненность, у пленчатых культур - пленчатость, стекловидность и другие свойства зерна, учитываемые при переработке. (Семин О.А. “Стандартизация и управление качеством продовольственных товаров”).

Органолептическая оценка имеет важное значение, поскольку окончательное суждение о достоинстве продукта питания можно иметь только при потреблении его в пищу. Нормальное зерно любой культуры имеет характерные для нее естественную окраску, блеск, запах и вкус. Эти показатели легко изменяются при неблагоприятных условиях созревания, уборки, перевозки, нарушении режимов сушки и хранения.

Цвет и характерный блеск, придаваемый хорошо созревшему зерну восковым налетом на поверхности, легко теряются, если влажное зерно долго не сушат, оно начинает самосогреваться и на его поверхности развиваются микроорганизмы. Зеленоватые оттенки имеет недозревшее и морозобойное зерно.

Запах и вкус здорового зерна специфический у каждой культуры и слабо выраженный, почти пресный. Однако зерно является хорошим сорбентом и легко поглощает любые посторонние запахи. В процессе уборки в зерновую массу могут попасть семена или вегетативные части пахучих сорняков - полыни, дикого чеснока, донника и др. Особенно неприятными являются запахи полыни и головни, которые не удаляются при всех видах переработки. Солодовый привкус и запах имеет зерно самосогреваюшееся, если при этом на нем развивались плесени, то появляется плесневый запах. Глубоко зашедшие процессы плесневения приводят к образованию затхлого и гнилостного запаха. Нарушение режимов сундуки вызывает образование подгоревшего или дымного запаха. (Шепелев А.Ф., Печенежская И.А., «Товароведение и экспертиза продовольственных товаров»).

Развитие в хранящемся зерне амбарных вредителей, особенно клещей, влияет на вкус и запах зерна. При небольшом их количестве зерновая масса приобретает приятный медовый запах, дальнейшее размножение и жизнедеятельность клещей приводят к образованию запах тухлых яиц (сероводорода).

При чрезмерно длительном хранении зерна постепенно могут появляться привкусы и запахи, свойственные прогоркающему жиру.

Зерно, имеющее посторонние привкусы и запахи, не удаляющиеся при проветривании, переработке и пищевому использованию не подлежит.

Влажность зерновой массы является одним из главных факторов, определяющих его сохранность. В счетом зерне влага находится в связанном состоянии, имеет низкую активность и не может участвовать в биологических и физико-химических процессах.

Повышение влажности приводит к появлению определенного количества свободной воды, характеризующейся невысокой энергией ее связи с тканями зерна. Она может принимать активное участие в протекающих в зерне физико-химических ферментативных процессах.

Стандарты предусматривают четыре состояния по влажности (в %): сухое - 13 - 14, средне - сухое - 14,1 - 15,5; влажное - 15,6 - 17 и сырое - свыше 17. На длительное хранение пригодно только сухое зерно. («Технология хранения зерна». Под ред. Е.М. Вобликовой, - Издательство «Лань»).

Засоренность зерна отрицательно влияет на качество продуктов переработки. Однако степень снижения их качества для разных фракций примесей различна, поэтому их принято подразделять на две группы - зерновую и сорную. К зерновой примеси относят такие компоненты зерновой массы, которые позволяют получить из них некоторое количество продуктов, хотя при меньшем выходе и более низкого качества. К сорной примеси относят включения, оказывающие резко отрицательное влияние на качество продуктов переработки основной культуры.

Зерновая примесь включает неполноценное зерно основной культуры: сильно недоразвитое - щуплое, морозобойное, проросшее, битое (вдоль и поперек, если осталось более половины зерна), поврежденное вредителями (с незатронутым эндоспермом), потемневшее при самосогревании или сушке; у пшеницы сюда же относят зерна, поврежденные клопом-черепашкой. У пленчатых культур к зерновой примеси относят обрушенные (освобожденные от цветковой пленки) зерна, так как они сильно дробятся при переработке основного зерна. (Казаков Е.Д. Кретович В.Л. Биохимия дефектного зерна и пути его      использования.).

Зерна других культурных растений при оценке могут попадать как в зерновую примесь, так и в сорную. Руководствуются при этом двумя критериями. Во-первых, размерами зерен примеси. Если примесь резко отличается от основной культуры по крупности и форме, то она будет удалена при очистке зерна, поэтому такую культуру относят к сорной примеси. Например, просо или горох в пшенице. Во-вторых, возможностью использования примеси по назначению основной культуры. Если примесь дает продукт, хотя и несколько худший по качеству, чем основная культура, то ее следует отнести к фракции зерновых примесей. Если же она резко снижает качество продукта переработки, то ее относят к сорной примеси. Например, содержащиеся в зерновой массе пшеницы рожь и ячмень будут отнесены к зерновой примеси, все остальные культуры - к сорной; у проса - зерна всех культурных растений будут отнесены к сорной примеси.

Сорную примесь подразделяют на несколько фракций, различных по составу. Минеральная примесь - пыль, песок, галька, кусочки шлака и т. п. крайне нежелательны, так как они придают хруст муке, делая ее непригодной к потреблению; органическая примесь - кусочки стеблей, листьев, колосовые чешуи и т. п.; испорченное зерно основной культуры и других культурных растений с полностью выеденным вредителями или потемневшим эндоспермом; семена культурных растений, не вошедшие в состав зерновой примеси; семена сорных трав, выросших на полях с культурными растениями.

При оценке зерна семена сорных трав подразделяют на несколько групп: легко отделимые, трудно отделимые, с неприятным запахом и ядовитые. Легко отделяются от большинства культур семена василька полевого, костра ржаного, пырея, гречишки развесистой и вьюнковой и др.; трудно отделяются (близкие по размеру и форме к определенным культурным растениям) семена овсюга полевого от овса, пшеницы и ржи, дикой редьки и татарской гречихи от гречихи и пшеницы, щетинника сизого от проса, дикого проса и курмака от риса; к сорнякам с неприятным запахом относят полынь, донник, дикие лук и чеснок, кориандр и др.

Ядовитые семена сорняков особенно нежелательны в - жерновой массе. К этой группе относятся куколь, распространенный почти по всей территории страны. В его семенах содержится - ликозид агроспермин, обладающий - горьким вкусом и наркотическим действием. Горчак (софора лисохвостная) имеет не только ядовитые и горькие семена, ядовито все растение. Ядовитыми являются семена вязеля, дурмана, триходесмы седой, гелиотропа опущенного, плевела опьяняющего и некоторых других сорных растений. Все ядовитые сорняки выделяют в особую группу сорной примеси - вредную. К ней относят также ядовитые грибковые заболевания культурных растений - головню и спорынью, а также животного паразита угрицу. Головня поражает большинство злаков. В зерновой массе она встречается в виде «мешочков» обычно несколько больших размеров и более округлых, чем нормальные зерна пшеницы. Содержимое головневых мешочков - споры гриба - черная масса с неприятным селедочным запахом, а их оболочка - плодовые и семенные оболочки зерна. Эндосперма и зародыша в этих зернах нет, так как они полностью поглощены грибом. Содержание в зерне головни строго ограничивается, если она обнаружена, то зерно хранится и перерабатывается отдельно.

Спорынья чаще всего поражает рожь, значительно реже другие злаки. В зерновой массе спорынья встречается в виде склероций (грибницы) -рожков черно-фиолетового цвета, длиной 5 - 20 мм. Токсичность спорыньи обусловлена содержанием лизергиновой кислоты и ее производных - эргозина, эрготамина и других, обладающих сильным сосудосуживающим действием. Это свойство спорыньи используют в медицине для получения препаратов, останавливающих кровотечение.

Угрица - животный паразит, относящийся к классу червей, группе нематод. В зерновой массе встречается в виде галл, имеющих неправильную форму, короче и шире зерна, бороздки нет, оболочка толстая, поверхность бугорчатая, цвет коричневый. Галла в 4 - 5 раз легче зерна пшеницы. Внутри галлы находятся до 15 тыс. личинок угрицы, способных сохранять жизнеспособность до 10 лет. Значительная примесь галл ухудшает хлебопекарные качества зерна, придает хлебу неприятные вкус и запах. (Гришко Е.С., Парфентьева Т.Р. "Товароведение продовольственных товаров").

Натура - масса единицы объема зерна. В нашей стране единицей объема зерна является литр. Натура зависит от формы, крупности и плотности зерна, состояния его поверхности, выравненности и степени налива зерновок, их влажности и содержания примесей. Зерно округлое укладывается в мерку плотнее, чем удлиненное. У крупного, хорошо налившегося зерна натура бывает более высокой, чем у мелкого; зерно, имеющее большую плотность, имеет и более высокую натуру. При гладкой поверхности в мерку укладывается больше зерен, чем при шероховатой. При повышении влажности зерна натура, как правило, снижается. Примеси, содержащиеся в зерновой массе, искажают ее натуру. Тяжелые (минеральные) примеси и мелкие семена сорняков увеличивают, а легкие (цветковые пленки и др.) уменьшают ее. Температура, при которой измеряется натура, также оказывает определенное влияние на натуру - у холодного зерна она несколько выше, чем у теплого. Зерно с большей натурой, как правило, содержит больше эндосперма и меньше оболочек, поэтому дает больший выход муки и крупы.

У разных культур показатель натуры имеет разное значение. Так, он колеблется в среднем ( в г/л): у пшеницы - от 740 до 790, ржи - от 670 до 715, ячменя - от 540 до 610, овса - от 460 до 510. (Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки).

Зараженность зерна амбарными вредителями наблюдается при неблагоприятных условиях хранения, в неподготовленных и необеззараженных хранилищах. В зерновой насыпи развиваются насекомые и клеши. Они не только поедают зерно, но и сильно загрязняют его своими трупами, личиночными шкурками и экскрементами, снижают пищевые достоинства, способствуют повышению влажности, что может вызвать самосогревание, развитие микроорганизмов. Амбарные вредители охотно питаются не только зерном, но и продуктами его переработки - мукой, крупой, пищевыми концентратами, сухарями, некоторые из них могут питаться макаронными изделиями, сушеными овощами, фруктами и др. Беспозвоночных амбарных вредителей относят к классу насекомых (жуки и бабочки) и паукообразных (клещи). (Справочник товароведа продовольственных товаров).

4. Глава 3. Технологический процесс производства и выход готовой продукции.

  Технологические свойства любого материала определяю три показателя:

- удельный выход готовой продукции;

- качество готовой продукции;

Удельный расход энергии на единицу массы готовой продукции.

Выход и качество готовой продукции

Выход и качество готовой продукции (муки и крупы) зависят от особенностей анатомического строения зерна, относительного содержания эндосперма (ядра), формы и крупности зерна, особенностей организации и ведения технологического процесса.

На выход и качество муки и крупы непосредственное влияние оказывают влажность зерна и способ подготовки его к окончательной переработке. Наиболее высокие результаты получены при влажности 15…17%. Именно при этих ее значениях ядро имеет наивысшую прочность; поэтому при шелушении зерна и шлифовании крупы ядро меньше дробится, сохраняет целостность, что и обеспечивает повышенный выход целой крупы. Оптимальная влажность для риса 13…14%, для ржи 14…15%.

В мукомольном производстве технологические свойства зерна оценивают посредством расчета отношения выхода муки к её зольности (технологический показатель К). В указанном диапазоне влажности он имеет максимальное значение. Анализ его изменения под влиянием других факторов позволяет найти их рациональную величину и на этой основе оптимизировать технологические операции на мельнице и крупозаводе.

Однако анализ показывает, что технологический показатель К не отличается необходимой объективностью, так как не учитывает исходную зольность зерна, а только конечный результат помола. Например, если при помоле двух партий зерна зольностью 1,85 и 1,65 % в обоих случаях получен одинаковый выход (75%) и одинаковая зольность муки (0,55%), то значение К будут также равнозначны – 136,4. Но обеспечить указанный результат по выходу и качеству муки при белее высокой зольность зерна сложнее, что при расчете показателя К не учитывается.

Объективный результат получается при использовании комплексного критерия эффективности

Е=ИΔ=И(Z0-Z1)/Z0 ,

где И – выход муки, %; Z0 и Z1 – зольность зерна и муки соответственно, %.

Для партии пшеницы зольностью 1,85 % Е=52,7 %, а для зерна зольностью 1,65 % Е=50,0 %, т.е. заметно ниже. Для достижения значения Е=52,7 % в этом случае требуется повысить выход муки до 79 % при неизменной зольности, что нереально, или же снизить зольность муки до 0,5% при неизменном выходе.

Удельный расход энергии

Удельный расход энергии – один из основных показателей, определяющих технологические свойства зерна. Его величина определяется структурно-механическими свойствами сырья, а также зависит от организации процесса измельчения, конструктивных особенностей измельчающих машин и воздействия их рабочих органов на частицы материала.

Особенно велик расход электроэнергии на мельницах сортового помола пшеницы и ржи. Если принять весь расход электроэнергии на заводах за 100%, то на процесс измельчения приходится не менее 70%.

Нормы удельного расхода электроэнергии для мельниц,

кВт*ч на 1т муки