Характеристика зернових мас
КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ
І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
РЕФЕРАТ
на тему:
”ХАРАКТЕРИСТИКА
ЗЕРНОВИХ МАС ”
Виконала:
студентка 2 курсу 6 групи
факультету аграрного менеджменту
Наконечна
З.О.
Київ
- 2010
План
1. Склад
зернової маси і
1.1.
Хімічний склад основного компонента
зернової маси
1.2.
Характеристика інших компонентів зернової
маси
2. Фізичні
властивості зернових мас
3. Фізіологічні
властивості зернових мас
3.1.
Дихання
3.2.
Післязбиральне дозрівання і проростання
зерна
4. Самозігрівання
зернових мас
1. Склад зернової маси і характеристика її компонентів
Зернова маса — це сукупність взаємозв'язаних компонентів зерна основної культури, домішок, мікроорганізмів, комах та повітря міжзернових проміжків. Іншими словами, це штучно створена людиною екологічна система, в якій тісно взаємодіють живі організми й навколишнє середовище. Найбільший вміст у зерновій масі зерна основної культури — від 60 до 95 %. Зернову масу слід розглядати насамперед як комплекс живих організмів. Кожна група цих організмів або її окремі представники за певних умов так чи інакше виявляють свою життєдіяльність і тим самим впливають на стан та якість зернової маси, що зберігається. Зерно і насіння, маючи невеликі розміри та малу масу 1000 зерен, навіть у малій за масою партії містяться у великій кількості. Наприклад, в 1 т зернової маси пшениці міститься 30 — 40, а в 1 т проса — 150 — 190 млн шт. зерен.
Основою будь-якої зернової маси є зeрно (насіння) певного ботанічного роду. За прийнятою класифікацією ці зерна (за умови їх доброякісності) належать до категорії основного зерна або до зерен головної культури. Переважна більшість зернової маси, як правило, неоднорідна за своїм станом — зерна різняться за розмірами, виповненістю, масою 1000 зерен, щільністю, вологістю та ін.
1.1.
Хімічний склад
основного компонента
зернової маси
На зберігання закладають партії зерна продовольчого та насіннєвого призначення понад 100 різних видів зернових злакових, бобових, кормових, технічних культур. Плоди їх різняться формою, будовою, складом. У зернівці злакових, що складається із зародка, ендосперму та оболонок (рис. 1), запасні поживні речовини містяться переважно в ендоспермі, в якому можна виділити багатий на жир і білок алейроновий шар. Насіннєва оболонка малоцінна у продовольчому значенні, проте відіграє важливу роль під час зберігання зерна. Зародок, багатий на вуглеводи, білки, жири, ферменти, є визначальним при проростанні зерна. Він важко піддається обробці, а після відокремлення від зерна швидко псується. Під час переробки зерна зародок зазвичай відокремлюється від ендосперму й надалі зберігається чи переробляється за іншими технологіями і режимами.
У насінні
бобових культур запасні
Незважаючи на різну будову зерна (насіння), його для зручності викладу матеріалу називатимемо зерновою масою.
Рис. 1. Поздовжній розріз зерна пшениці:
1, 2, 3 —
плодові й насіннєві оболонки; 4 — алейроновий
шар; 5 — ендосперм; 6 — щиток;
7— зародок; 8 — борідка
Головне значення для переробки має стан ендосперму зерна і насіння. Водночас зернівка є цілісним організмом, і зміни в якості однієї її частини неминуче зумовлюють зміни в інших. Тому зернові маси оцінюють за їх основним компонентом — зерном як комплексом хімічних і фізичних властивостей. Хімічний склад і фізичні властивості зерна залежать від кліматичних, метеорологічних умов, технології вирощування, проте в межах одного роду культур вони характеризуються певними середніми значеннями.
За хімічним складом зернові, круп'яні, олійні та ефіроолійні культури поділяють на чотири групи:
1) багаті
на крохмаль (55 — 80 %) — хлібні
злаки (жито, пшениця,
овес, ячмінь, рис, кукурудза), круп'яні
(гречка, просо);
2) багаті
на білок (понад 20 %) — бобові
(горох, квасоля, люпин,
соя);
3) багаті
на олію (понад 35 %) — соняшник,
льон, гірчиця, ріпак,
мак, кунжут, рицина;
4) багаті водночас на рослинну та ефірну олії — коріандр, кмин, фенхель (табл. 1).
Таблиця 1. Середній хімічний склад зерна і насіння
(з розрахунку на 100 г маси), г
Вплив
географічного фактора на хімічний
склад зерна очевидний. Так, вміст
білка більший у зерні культур, вирощених
на південному сході та півдні країни;
в насінні соняшнику, вирощеного в північних
районах, більший вміст ненасичених жирних
кислот; в умовах жаркого клімату в насінні
бобових збільшується вміст соле-розчинних
білків і зменшується вміст водорозчинних.
Водночас фактор збільшення вмісту білка
діє лише за температури не вище 30 °С.
Хімічний склад зернових, зернобобових та круп'яних культур. Білки зерна злакових культур переважно розчинні в 70 %-му спирті. Це — проламіни. В зерні пшениці вони представлені гліадином, кукурудзи — зеїном, вівса — авеніном. Білки, розчинні в розчинах лугів, називаються глютелінами, у розчинах солей — глобулінами, у воді — альбумінами.
Білкові речовини нерівномірно розподіляються по тканинах зерна; найбільше їх у периферійній частині ендосперму. Багатше на білок зерно м'яких пшениць, вирощених у посушливе літо. Вміст білка завжди більший у крупних зернівках твердих пшениць.
Велике значення для оцінки харчового зерна різних культур має амінокислотний склад білків. У зерні пшениці найбільше глютамінової кислоти, а в її зародках багато незамінних амінокислот, зокрема лізину. В периферійних частинах ендосперму пшениці міститься 3 — 4 % від загальної кількості аргініну, валіну; 1 — 2 % — лізину, цистину, метіоніну; до 1 % — триптофану; в його центральній частині — 6 — 8 % ізолейцину та лейцину і 3 — 4 % фенілаланіну; в алейроновому шарі багато триптофану. Однак алейроновий шар, що складається з товстостінних клітин, засвоюється шлунком людини погано. Низькобілкові пшениці багаті на лізин. Висо-кобілкові та висококлейковинні м'які пшениці мають добрі хлібопека-рькі властивості.
Білки зерна жита порівняно з білками пшениці більш цінні, оскільки містять більше лізину, треоніну, фенілаланіну. Кількість білка більша в зерні, вирощеному в регіонах з теплим і сухим кліматом. Білки ярого та озимого, ди- і тетраплоїдного жита мають ідентичний амінокислотний склад. Алейроновий шар зерна жита багатий на лізин, гістидин, тирозин, серин. У його складі є гліадин і глютенін, але іншого амінокислотного складу, ніж у пшениці.
Вміст білка в зерні тритикале більший, ніж у зерні жита і пшениці, але якість його клейковини набагато нижча.
Білок зерна ячменю за сумою незамінних амінокислот трохи цінніший за білок пшениці, містить більше лізину й треоніну, особливо багатий на ці амінокислоти білок зерна плівчастого ячменю. Клейковина зерна ячменю сірого кольору, короткорозривна, з низькою гідратаційною здатністю. Ячмінне борошно використовують для виготовлення хліба та перепічок (у Прибалтиці та азіатських країнах). Вміст білка в пивоварному ячмені не повинен перевищувати 12 % (погіршується якість та знижується вихід пива).
У зерні вівса вміст білка може коливатись у межах 9 — 19 %. Порівняно із зерном пшениці в ньому більше аргініну та лізину, але втричі менше глютамінової кислоти.
Зерно кукурудзи містить від 8 до 14 % білка залежно від типу, особливо багато його в зародку. Скловидне зерно багатше на білок, ніж борошнисте. Вміст незамінних амінокислот у зерні кукурудзи незначний.
В зерні проса різних типів білка міститься від 9 до 16 %, в його ядрі — в середньому 16 %. Вирізняється підвищеним вмістом аланіну та низьким — аспарагінової кислоти, лізину, аргініну.
Зерно гречки містить 8 — 14 % білка, причому близько половини — в його зародку. Високий вміст у ньому водорозчинних глобулінів та незамінних амінокислот. Лізину й треоніну у зерні гречки більше, ніж у зерні проса, пшениці, жита, рису.
Рис містить 7 — 9 % білка. Найбільша кількість його у зародку та зовнішніх шарах зернівки. У складі білків рису є всі незамінні амінокислоти.
У насінні бобових вміст білків пропорційний його розмірам і в середньому становить: у квасолі — 25 %, гороху — 28, кормових бобів — 29, сочевиці — 30, сої — 39 %. Основна фракція білків представлена глобулінами. Насіння бобових багате на аспарагінову та глютамінову кислоти, лейцин, ізолейцин, валін, треонін, фенілаланін. Високий вміст білків характерний і для насіння олійних культур. Наприклад, у ядрі соняшнику його понад 25 %, льону 20 — 30 %. У складі білка його багато незамінних амінокислот — глютамінової, аспарагінової, а також лізину. З білків соняшнику та бавовнику одержують ізоляти, які добавляють у борошно для випікання хліба.
Вуглеводи становлять до 2/3 маси зерна злакових і містяться переважно в ендоспермі. Представлені здебільшого полісахаридами, які складаються з глюкозних залишків.
Моносахариди й сахароза беруть участь у процесах бродіння, забезпечуючи якісне тісто для випікання хліба. За вмісту моно- і дисахаридів у зерні пшениці понад 2,5 %, а жита — 3,5 технологія виготовлення хліба з такого борошна змінюється, а вихід його — зменшується.
Полісахариди. Середній вміст крохмалю в зерні становить: злакових 65 - 70 %, рису — 80, зернобобових — 40 %. Кількість, форма, розмір, щільність, розміщення крохмальних зерен у зерні злакових різні.
За високої
температури сушіння зерна
До складу
зерна кукурудзи входить
Клітковина (целюлоза). У голозерному зерні чи плівчастому вміст клітковини різний: у жита — 2 %, рису, ячменю — 9, соняшнику — 15 %.
Ліпіди. В зерні ліпіди містяться у вигляді простих жирів (65 % ліпідів): у пшениці їх 2 %, просі — 4, вівсі 5 — 6, кукурудзі — 5, соняшнику — 45, сої — 20, горосі — 2 %. У складі рослинних жирів близько 75 — 80 % жирних кислот — пальмітинової, олеїнової, ліноленової. При слабкій дії ферменту ліпоксигенази невелика кількість жирних кислот прискорює дозрівання пшеничного борошна, тому його треба зберігати на холоді або нетривалий час. Для прискорення випічки до тіста додають трохи олії. Складні жири, або фосфоліпіди, разом з білками входять до складу клітинних мембран та зародка, є поверхнево-активними речовинами і найкращим засобом для поліпшення властивостей пшеничного борошна.
Вітаміни. З вітамінів у зерні є 9 водо- (тіамін, рибофлавін, ніа-цин, піридоксин, пантотенова кислота, холін) та жиророзчинних (каротиноїди, D, Е) вітамінів, а також вітамін С (аскорбінова кислота, яка появляється при проростанні зерна). Особливо багато в зародках зерна вітаміну Е, а в алейроновому шарі — каротину.
Ферменти. Всі процеси синтезу та розщеплення здійснюються лише за умови діяльності ферментної системи. Кожен фермент має свої оптимальний і максимальний водневий показник та функцію. Так, для дихання зерна мають значення ферменти дегідрогеназа і декарбоксилаза, для зберігання борошна — ліпаза і фосфатаза, для випікання хліба — амілаза і протеаза. Вони містяться переважно в зародку та алейроновому шарі зерна. Ферменти зерна поділяються на шість класів: 1) оксиредуктази — каталізують окисно-відновні реакції; 2) трансферази — каталізують реакції перенесення окремих атомів і груп атомів від одних субстратів до інших; 3) гідрола-зи — каталізують гідролітичні реакції; 4) ліази — каталізують процеси відщеплення яких-небудь груп негідролітичним шляхом з утворенням подвійного зв'язку або, навпаки, приєднання відповідних груп атомів на місці подвійного зв'язку; 5) ізомерази — прискорюють процеси ізомеризації органічних сполук; 6) лігази (синтета-зи) — каталізують реакції синтезу, які пов'язані з використанням енергії АТФ та деяких інших трифосфатів. Усі ці ферменти є в зерні (насінні) сільськогосподарських культур. Активна дія їх виявляється при формуванні, дозріванні, проростанні, а також в усіх випадках порушення нормальної життєдіяльності зерна. Головною умовою для функціонування ферментів є наявність вологи.
Кислотність. Зерно має певну кислотність, що зумовлюється карбоксильними групами білків та жирними кислотами, які вивільняються внаслідок розщеплення жиру, а також наявністю фосфорної, оцтової, молочної та яблучної кислот у зерні. Більшість біохімічних процесів у зерні та борошні супроводжуються нагромадженням кислих продуктів. Наприклад, внаслідок самозігрівання і прокисання зерна в ньому збільшується вміст молочної та оцтової кислот (за вмістом останньої визначають свіжість зерна та борошна пшениці (4°) і жита (5°)). Наявність вільних кислот негативно впливає на властивості клейковини, забарвлення крупи та властивості борошна.
Мінеральні речовини. Висушене зерно, яке не містить вологи, складається з таких елементів, %: вуглецю — 45; кисню — 42; водню — 6,5; азоту — 1,5 (всього 95 - 98). Решту сухих речовин (2 - 5 %) становлять мінеральні елементи, що містяться в золі після озолення зерна.
За кількісним вмістом мінеральні елементи у тканинах зерна поділяють на такі підгрупи, % до маси золи:
1) макроелементи
— вміст їх коливається від десятих до
сотих
часток (10 - 1 - 10 - 2) процента (Р, К, Mg, Na, Fe,
S, Al, Si, Ca);
2) мікроелементи
— вміст їх коливається від
тисячних до стоти
сячних часток (10 — 3 — 10 — 5) процента (Mn,
B, Sr, Cu, Zn, Ba, Ti, I,
Br, Mg, Ca та ін.);
3) ультрамікроелементи
— вміст їх становить
(10 - 8) процента і менше (Cs, Se, Cd, Hg, Ag, Au, Ra).
У золі пшениці та жита переважають фосфор, калій, магній; у золі плівчастих зерен — кремній; у золі бобових фосфору вдвічі менше, а заліза вдвічі більше; в золі соняшнику багато фосфору, калію, кальцію, магнію, а в золі бавовнику, сої — калію. У зерні пшениці мінеральні речовини містяться переважно в оболонці, а в зерні кукурудзи — в зародку. Зольність ендосперму м'якої пшениці становить 0,42 %, оболонки 7 - 11 %, твердої — трохи вища.
Пігменти.
У зерні й насінні
До порфіринів належить хлорофіл. Він входить до складу зерна жита, насіння конопель і деяких сортів бобових — сочевиці, сої, квасолі, гороху. Зелений колір багатьох плодів і насіння свідчить про їх недозрілість.
Каротиноїди поширені в покривних тканинах багатьох плодів і насіння, містяться в ендоспермі злакових і сім'ядолях бобових культур.
Антоціани найчастіше мають синій або фіолетовий колір, містяться в оболонках деяких сортів бобових (квасоля) і олійних (соняшник) культур.
Флавони
надають зерну жовтуватого
1.2.
Характеристика інших
компонентів зернової
маси
У зерновій масі, крім зерна основної культури, є домішки насіння інших культурних рослин і бур'янів, органічні та мінеральні домішки, зерна, пошкоджені шкідниками хлібних запасів тощо. Кількість цих домішок та їх якісний склад залежать від рівня агротехніки, способів і організації збирання врожаю. Наявність домішок не тільки знижує цінність зерна, а й посилює неоднорідність зернової маси, збільшує її об'єм. Це вимагає додаткових витрат, зокрема, на затарювання й перевезення зернових мас. Крім того, наявність домішок у свіжозібраних зернових масах різко впливає на їх збереженість. Це зумовлено тим, що насіння бур'янів, як правило, має підвищену вологість, що, в свою чергу, підвищує вологість зерна. При цьому посилюються процеси дихання насіння, створюється сприятливе середовище для розвитку мікроорганізмів.
Негативна дія мікроорганізмів є головним чинником зниження якості зерна і його псування. Вони з'являються на зерні в період вегетації рослин. У процесі збирання й обробки при контакті насіння з пиловидними часточками ґрунту кількість і видовий склад їх на зерні різко збільшуються. В 1 г зернової маси містяться десятки або сотні тисяч, інколи мільйони мікроорганізмів.
Величезні втрати зернових продуктів під час їх зберігання пов'язані з розмноженням різних комах: довгоносиків, чорнушок, хрущаків, зерноїдів, молі, вогнівок, частково кліщів та ін. Ці шкідники заражають зерно на токах, у сховищах, під час перевезення, при застосуванні зерноочисних машин, обладнання і тари. При своєчасному знезаражуванні токів, знищенні минулорічних органічних решток, дезінфекції зерносховищ, тари, мішків і транспортних засобів перед збиранням нового врожаю значно зменшується можливість зараження свіжозібраного зерна.
Неоднорідність зерен та домішок за формою і розмірами зумовлює наявність у зерновій масі міжзернових проміжків, так званих шпарин. Повітря, яке заповнює ці проміжки, істотно впливає на компоненти зернової маси, одночасно змінюючись за своїм складом, температурою і навіть тиском.
Мікроорганізми та їх роль при зберіганні зерна і насіння. На поверхні зерна і насіння будь-якої культури, незалежно від віку та якісного стану, знаходяться мікроорганізми, оскільки ріст і розвиток рослин та формування плодів відбуваються в умовах, де є значна їх кількість.
Факторів, які впливають на стан і розвиток сапрофітних мікроорганізмів у зерновій масі, дуже багато. Вирішальне значення серед них мають: середня вологість зернової маси і вологість окремих її компонентів, температура і ступінь аерації, цілісність і стан покривних тканин та життєві функції зернини, кількість і видовий склад домішок.
Мікрофлора
зерна складається з
За способом життя і впливом на зерно розрізняють три групи мікрофлори зернової маси: сапрофітну, фітопатогенну і патогенну. Сапрофітні мікроорганізми — бактерії, дріжджі, плісеневі гриби й актиноміцети.
Бактерії більше поширені у свіжозібраному зерні та в партіях доброякісного зерна. Основні представники бактерій належать до родів Ervinea і Pseudomonas.
E. herbicola aureum — рухлива дрібна бактерія, яка не утворює спор, має форму палички завдовжки 1-3 мкм. На твердих живильних середовищах вона утворює колонії золотистого кольору. Другий вид бактерій цього роду E. Herbicola rubrum на щільних середовищах утворює колонії червоного кольору. В партіях свіжозібраного зерна E. Herbicola становить 92 - 95 % усієї кількості бактерій, що свідчить про добру якість зерна та його свіжість, оскільки ці бактерії зерно не псують.
Бактерії, що утворюють спор и, в зерновій масі представлені переважно картопляною (B. mesentericus) і сінною (B. subtilis) паличками. Будучи типовими сапрофітами з дуже стійкими спорами, вони можуть зберігатися у зерновій масі досить тривалий час. Спори їх високотермостійкі, не гинуть при випіканні хліба, тому його м'якуш втрачає пружність, стає липким, легко розтягується, тобто такий хліб непридатний для вживання.
У зернових
масах трапляються також
Дріжджі — це одноклітинні організми різної форми, крупніші за бактерії. На якість зерна під час зберігання вони істотно не впливають, однак за певних умов можуть надавати йому комірного запаху.
Плісеневі
гриби — друга за чисельністю
група мікроорганізмів у
Актиноміцети — це променеві гриби, які потрапляють у зернову масу з грудочками ґрунту під час збирання врожаю. Чисельність їх у масі свіжозібраного зерна невелика, проте за сприятливих умов вони швидко розвиваються, спричинюючи самозігрівання зерна.
Мікробіологічні процеси в зерні протікають з великою швидкістю. Свіжозібране зерно вже через кілька днів може втратити схожість, у ньому утворюються токсини, виникає стійкий затхлий запах.
Основний спосіб боротьби з мікрофлорою зерна — якнайшвидше післязбиральне очищення його від домішок та просушування до сухого стану. Зниження температури також пригнічує активність мікроорганізмів у зерновій масі, проте при температурі 5 - 10 °С плісеневі гриби здатні повільно розвиватися на зерні з підвищеною вологістю. Тому сире, охолоджене зерно, особливо насіннєвого призначення, можна задовільно зберігати недовго, оскільки добре зберігання його можливе тільки в сухому стані.
До фітопатогенних мікроорганізмів у зерновій масі належать бактерії, гриби і віруси. Вони викликають різні захворювання рослин — бактеріози (збудники — бактерії) та мікози (збудники — гриби).
Збудники хвороб потрапляють на рослини переважно за допомогою комах, вітру, з краплинами дощу. На поверхні рослини вони розвиваються й утворюють міцелій та спори. Всередину рослин мікроорганізми проникають через отвори (продихи) або покривні частини рослини після руйнування їх ферментами.
Пошкоджені
фітопатогенними
при загальній його оцінці та при використанні на продовольчі, фуражні та насінні цілі. Мікроорганізми, патогенні для людини і тварин, потрапляють у зернову масу здебільшого випадково. Вони можуть бути безпосереднім джерелом поширення деяких інфекцій тільки для людини або тільки для тварин.
Патогенні мікроорганізми розповсюджуються хворими людьми і тваринами або їх бацилоносіями. Деякі мікроби проникають у ґрунт, де не лише живуть, а й розмножуються протягом тривалого часу, тому ґрунт може бути джерелом небезпечних захворювань.
Переносниками інфекцій, зокрема, є гризуни і свійські тварини. Як правило, в партіях зерна важко виявити збудників захворювань людини і тварин. Тому зерно, яке надходить на заготівельні пункти з районів, де є інфекційні захворювання, приймають з дотриманням заходів, передбачених спеціальними інструкціями.
Характер зміни кількості і видового складу мікроорганізмів залежить від умов зберігання зернової маси. За несприятливих умов розмноження чисельність мікроорганізмів зменшується. Тривале зберігання зерна в цьому разі не сприяє повному знищенню їх, відбувається тільки зміна їх якісного складу.
Якщо у зерновій масі створюються сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів, то насамперед у ній розвиваються плісеневі гриби. Вони менш вибагливі до умов життя, ніж бактерії, і можуть активно розвиватися з самого початку зберігання зерна, викликаючи значні зміни його якості. Однак після припинення розвитку грибів ліквідувати наслідки їх розвитку не вдається, і партія зерна стає непридатною для тривалого зберігання.
Під дією
життєдіяльності

- Характеристика знаков
- Характеристика, значение и составление финансовой отчетности
- Характеристика и анализ демографической ситуации в Калининградской области
- Характеристика и анализ современного рынка труда
- Характеристика и анализ функционирования службы гостиничного предприятия
- Характеристика и ассортимент соков и сокосодержащих напитков
- Характеристика и виды кредитов предоставляемые юридическим лицам.
- Характеристика закусочной "Русская пельменная"
- Характеристика ЗАО «Кредит Европа Банк»
- Характеристика Западно-Сибирского экономического района
- Характеристика Запорожской области
- Характеристика захисних елементів
- Характеристика звёзд
- Характеристика звеньев финансовой системы