строение и химический состав зерна

СТРОЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕРНА, МАСЛИЧНЫХ
КУЛЬТУР, ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР И СЕМЯН
Качество зерна как объекта хранения и переработки зависит от его
видовых и сортовых особенностей, а также от условий развития растения в
поле.
Зерно и его потенциальные технологические свойства формируются в
процессе развития под влиянием многочисленных факторов. Формирование
технологических свойств зерна можно представить в виде схемы (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема формирования потенциальных технологических свойств
зерна
Сформировавшиеся свойства зерна оказывают определяющее влияние
на многие процессы его послеуборочной обработки, хранения и переработки,
но зачастую и сами изменяются в результате этих процессов. Поэтому
знакомство с внешним (морфологией) и внутренним (анатомией) строением
является началом глубокого познания процессов, происходящих в зерне.
Морфология и анатомия плодов и семян составляют важную сторону
технологической характеристики зерна.
Морфологическое и анатомическое строение зерна злаковых
практически одинаково, за исключением некоторых особенностей. Ниже
приводится морфологическое строение наиболее распространенной культуры
- зерновки пшеницы (рис. 2).
Для описания морфологических особенностей зерна любой культуры
приводят характеристику его формы, размеров, характера поверхности,
окраски и других отличительных признаков.
1
Рисунок 2 – Продольный разрез пшеницы
1 – эндосперм; 2 – зародыш; 3 – корешок; 4 – зачаточный лист; 5 – щиток; 6 –
цилиндрический эпителий; 7, 8 – плодовые оболочки; 9 – семенная оболочка;
10 – алейроновый слой
Форма зерновок других культур может быть шарообразной (просо,
сорго), удлиненной (рожь, ячмень, овес, рис), округлой или гранистой
(кукуруза).
Поверхность
зерновки
бывает
гладкая
(пшеница),
слабоморщинистая (рожь), опушенная (овес). Окраска - белая, желтая, серая,
зеленая, коричневая, черная. У некоторых злаков есть бороздка - место
спайки стенок завязи. Злаки, имеющие плоды, похожие на зерновку
пшеницы, относятся к так называемым настоящим злакам (первая группа).
Это пшеница, рожь, ячмень, овес. Вторая группа, или просовидные злаки:
просо, рис, кукуруза, сорго. Данная группа не имеет ни бороздки, ни хохолка
и прорастает одним корешком. Зерновка злаковых имеет характерное для
всех культур этого семейства анатомическое строение: зародыш, эндосперм и
оболочки.
Группа зернобобовых представлена довольно большим числом
разнообразных культур. Зернобобовые включают: горох, фасоль, нут, чину,
чечевицу, кормовые бобы, люпин, сою, арахис. Относятся они к классу
двудольных растений, семейству бобовых.
При большом ботаническом различии все зерновые бобовые имеют
много общих особенностей. В отличие от злаковых у них нет эндосперма.
2
Запасные питательные вёщества содержатся в семядолях зародыша.
Схематичное строение бобовых представлено на рис. 3.
Рисунок 3 – Строение фасоли
А - вид сбоку; Б – вид со стороны рубчика; В – семя, разделенное на две
семядоли; 1 – семявход; 2 – рубчик; 3 – семядоля; 4 – корень; 5 – стебель; 6 почка
Таблица 2 – Содержание белка, углеводов, жира и минеральных веществ в зрелых семенах
разных видов зернобобовых, % в спелых семенах, средние данные.
Содержание, %
Вид культуры
Белок
Углеводы
Жир
Минеральные
вещества
Горох
22,9
41,2
1,4
2,7
Фасоль
21,3
40,1
1,6
4,0
Соя
33,7
6,3
18,1
4,7
Кормовые бобы
23,0
55,0
2,0
3,1
Чечевица
23,5
52,0
1,4
3,2
3
Люпин белый
37,6
35,9
8,8
4,1
Люпин жёлтый
43,9
28,9
5,4
5,1
Люпин узколистный
34,9
39,9
5,5
3,8
Вика посевная
26,0
49,8
1,7
3,2
Нут
19,8
41,2
3,4
2,7
Чина
23,0
55,0
1,5
3,2
Семена зернобобовых в значительной мере удовлетворяют потребности человека и
животных в углеводах, витаминах, особенно группы В и Е, отчасти и в жире (особенно соя) и в
белке. Из минеральных веществ отмечено высокое содержание фосфора и калия, в то время как
содержание кальция – низкое. Семена зернобобовых относят, благодаря выше названным
свойствам, к ценнейшим пищевым продуктам. Но следует учесть, что биологическая ценность
белка зернобобовых по сравнению с животным белком относительно низкая. Это обусловлено
прежде всего тем, что белок зернобобовых содержит меньше незаменимых аминокислот в т.ч.
серосодержащих (метионин и цистин), а также триптофана.
Масличные культуры (подсолнечник, клещевина, кунжут,
горчица, рыжик, лен, мак, ране, и др.) в отличие от злаковых и бобовых
состоят из представителей различных семейств. Поэтому затруднительно
дать общую характеристику всей группы масличных.
Анатомические строение у масличных культур различно. Семена
одних покрыты плодовой, других - семенной оболочкой. Под семенной
оболочкой находится тонкий слой эндосперма, который покрывает зародыш.
Зародыш состоит из двух семядолей. Между семядолями, в одном их конце
находятся стебелек и корень. У семян подсолнечника (рис. 4) зародыш
сильно развит и занимает основной объем семени; эндосперм состоит из
одного ряда клеток. Строение ядра и плодовой оболочки подсолнечника
показано на рис. 4.
Ценность и технологические достоинства плодов и семян определяются
их химическим составом. Поэтому химический состав контролируют на всех
этапах работы с зерном: при выведении новых сортов, разработке приемов
агротехники, послеуборочной обработке, хранении и переработке.
Химический состав колеблется в широких пределах и зависит от
генетической особенности сорта, от внешних и внутренних факторов.
4
Большое влияние оказывают почвенно-климатические условия, агротехника,
количество осадков, выпадающих в период формирования плодов и семян.
Рисунок 4 – Семянка подсолнечника
А – поперечный срез семянки; Б – продольный срез семянки; В –
тангентельный срез семянки (воздухоносная полость окружает всё семя); 1 –
воздуховодные полости; 2 – прокамбий; 3 – геммула; 4 – плодовая оболочка;
5 – семенная оболочка
Все вещества, входящие в состав зерна, делят на органические
(углеводы, белки, липиды, пигменты, ферменты, витамины) и
неорганические (вода, минеральные элементы). По химическому составу
зерновки всех злаков относятся к группе крахмалистого растительного сырья,
так как в них количественно преобладает крахмал, зернобобовые - к группе
белковых, так как в них преобладают белки, масличные в основном содержат
липиды. Химический состав различных злаков представлен в табл. 1.
Таблица 1 – Химический состав зерна злаков, %
Культура
Пшеница озимая
Рожь
Овёс
Рис
Кукуруза
Белки
10
7,2
13
7,4
9,0
Углеводы
70
73,2
61,6
75,6
69,2
Клетчатка
1,6
1,6
1,4
0,8
2,2
Липиды
1,7
1,5
7,0
0,4
4,4
Зола
1,7
1,5
2,0
0,8
1,3
5
Наиболее биологически ценной составляющей частью плодов и семян
является белок. Именно белковые фракции определяют их пищевую
товарную ценность. Из злаковых белками наиболее богато зерно пшеницы,
наименее - зерно риса. Полноценные белки содержат все незаменимые
аминокислоты аргинин, валин (норвалин), гистидин, лейцин (изолейцин),
лизин, метионин, триптофан, треонии, фенилаланин. Наибольшую
биологическую ценность с учетом аминокислотного состава их белков
представляет зерно риса, овса, гречихи. Неполноценными считаются белки
проса и кукурузы. В состав зерна входят и небелковые азотистые вещества
(аминокислоты, амины, алкалоиды). Их повышенное содержание
свидетельствует или о незаконченных процессах дозревания, или о порче
зерна.
Бобовые отличаются высоким содержанием белка - 25-29%. В
отдельных культурах его содержится больше, так, в сое - до 50%, горохе и
чечевице - до 35%.
В семенах масличных культур содержат белков меньше – 12 - 30%.
По основным культурам содержание азотистых веществ таково:
подсолнечник - 13-19%, рапс - до 30, клещевина - 20%.
По содержанию в зерне углеводы, представляющие основные
энергетические ресурсы, стоят на первом месте.
В состав плодов и семян входят разнообразные углеводы: крахмал,
сахар, клетчатка, гемицеллюлоза, слизи. Каждая группа имеет сложную
классификацию, строение и играет большую роль, являясь источником
энергии или строительным материалов клеток. Количество и соотношение
различных групп углеводов влияют на технологические свойства зерна.
Содержание углеводов в некоторых культура приведено в табл. 1.4.
В состав плодов и семян наряду с белками и углеводами входят
липиды. Наибольшее их содержание в группе масличных культур:
подсолнечник и клещевина - до 55%, рапс - 45, кунжут - 50-61%.
Из зернобобовых наиболее масличной считается соя - 13-27%, другие
культуры содержат значительно меньше жиров; горох - 0,6-2,5%; фасоль 0,7-3,7; чечевица - 0,6-2,1%. Из злаковых наиболее богаты липидами зерно
овса, кукурузы и проса, менее - рис.
Все плоды и семена содержат ферменты, которые выполняют функции
регуляторов биохимических процессов, происходящих в период их
формирования и послеуборочной обработки. Из большого числа ферментов
наибольшую важность имеют протеазы, расщепляющие белковые вещества,
амилазы, расщепляющие крахмал, и липазы, расщепляющие липиды.
Функцию регуляторов биохимических процессов выполняет другая группа
6
веществ - витамины. В рассматриваемых культурах присутствуют многие
важные витамины: ретинол, токоферол, биотин, витамины группы B тиамин, рибофлавин, пиридоксин. Кроме перечисленных химических
веществ важную роль играют пигменты, окрашивающие плоды, семена и
продукты, получаемые из зерна. К ним относятся: каротиноиды, хлорофилл,
антоцианы, флавоны.
Все плоды и семена зерновых, бобовых и масличных культур богаты
минеральными или золообразующими веществами. Зольность - один из
важнейших показателей качества муки. Кроме оценки качества муки
зольность учитывают при расчете выходов готовой продукции.
Химические вещества неравномерно распределяются по отдельным
анатомическим частям зерна.
Белковые вещества эндосперма пшеницы представлены в основном
глиадином и глютенином и значительно отличаются от белков других частей
зерна, тем самым определяя ценные технологические свойства муки.
Эндосперм состоит в основном из крахмала. Содержание клетчатки,
пентозанов и зольных элементов незначительно. В зародыше много белков,
сахаров, липидов, витаминов, а пентозанов и зольных веществ больше, чем в
эндосперме. Оболочки состоят в основном из клетчатки и гемицеллюлоз веществ, не усваиваемых человеком. Алейроновый слой богат белками и
жиром.
При сортовых помолах стремятся получить муку, состоящую почти из
одного эндосперма, поэтому алейроновый слой вместе с оболочками
отделяют в отруби. Присутствие в муке зародыша нежелательно (хотя он и
богат питательными веществами и витаминами), так как содержащиеся в нем
липиды, легко прогоркая, ускоряют порчу муки при хранении.
Химический состав зерна постоянно изменяется. Изменения проявляют
себя с момента высева семян в поле, в период роста и развития растения, при
созревании, уборке, хранении и переработке зерна на предприятиях
(мукомольных, крупяных, крахмалопаточных и др.).
Состояние, качество и технологические особенности зерна
определяются тремя факторами: генетическим, внешними условиями и
совокупностью воздействий, оказываемых на зерно на всех этапах работы с
ним. Интенсивная технология, применяемая в сельском хозяйстве,
приближает к оптимальным условия развития и созревания зерна и в итоге
улучшает его качество.
Биохимические процессы, происходящие в зерновой массе
7
Зерно - живой организм, находящийся в покое и, следовательно, как и
в любом живом организме, в нем совершается постоянный, хотя и
медленный, обмен веществ, поддерживающий жизнь зародышевой клетки.
Характер и интенсивность физиологических процессов, протекающих в
зерновой массе при хранении, зависят не только от активности
ферментативного комплекса зерна, но и от условий окружающей среды.
Основным, важнейшим физиологическим процессом, протекающим в зерне,
является дыхание.
Дыхание обеспечивает энергией клетки семян за счет окисления
органических веществ, главным образом сахаров, под действием
окислительно-восстановительных ферментов. При достаточном доступе
кислорода в зерне преобладает аэробное дыхание.
При недостатке кислорода полного окисления органических веществ не
происходит, в зерне идет процесс анаэробного (интрамолекулярного)
дыхания (спиртового брожения). При анаэробном дыхании параллельно со
спиртовым брожением частично может идти и молочнокислое, при котором
из глюкозы образуется молочная кислота, что приводит к медленному
нарастанию титруемой кислотности продукта. Анаэробное дыхание зерновой
массы нежелательно, так как накопление этилового спирта и других
промежуточных продуктов дыхания может привести к гибели зародыша, т. е.
потере всхожести семян.
Вид дыхания зерна можно определить по его дыхательному
коэффициенту – отношению объема выделенного диоксида углерода к
объему поглощенного кислорода. При отношении, равном единице, идет
аэробное дыхание, если это отношение меньше единицы, то часть кислорода
расходуется на другие процессы в зерновой массе; дыхательный
коэффициент больше единицы бывает в том случае, когда наряду с аэробным
идет и анаэробное дыхание, и чем больше выделяется углекислого газа и
меньше поглощается кислорода, тем больше его доля. Интенсивность
дыхания зависит от влажности, температуры и качества зерна.
Сухое зерно имеет невысокую интенсивность дыхания. За год хранения
при температуре 10 - 20 °С 1 т сухого зерна (с влажностью до 14 %) теряет за
счет дыхания 100 г (0,01 %) массы. У зерна средней сухости (от 14,1 до
15,5 %) интенсивность дыхания примерно в 1,5 - 2 раза выше, чем у сухого.
Влажное зерно (влажность 15,5 - 17%) разных культур резко увеличивает
интенсивность дыхания (кратное): пшеница - в 4 - 8, овес - в 2 - 5, кукуруза в 8,5 - 17 по сравнению с зерном средней сухости.
Температура хранения оказывает существенное влияние на
интенсивность дыхания. Зерно, хранящееся при температуре, близкой к 0 °С,
8
дышит с малой интенсивностью. По мере повышения температуры
интенсивность дыхания возрастает, достигая максимума при 50 – 55 °С,
после чего начинает резко падать. Падение совпадает с началом тепловой
денатурации белков, инактивации ферментов, т. е. началом гибели зерна. При
температуре около 0 °С можно хранить определенное время даже зерно с
повышенной влажностью.
Качество зерна оказывает существенное влияние на энергию его
дыхания.
Чем хуже качество зерна, тем труднее его хранить.
Следствия дыхания зерна при хранении.
Каким бы способом ни дышало зерно, этот процесс вызывает:
1. потерю сухого вещества (убыль массы) зерна. Расходуемая при
дыхании глюкоза постоянно пополняется за счет ферментативного гидролиза
крахмала;
2. изменение состава воздуха межзерновых пространств за счет
выделения диоксида углерода и расходования кислорода, что в конечном
итоге может вызвать анаэробное дыхание;
3. увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение
относительной влажности воздуха в межзерновых пространствах.
Образующаяся при аэробном дыхании вода остается в зерновой массе и при
высокой интенсивности дыхания может существенно увлажнить ее, приводя
тем самым к еще большему увеличению интенсивности дыхания;
4. образование тепла в зерновой массе, особенно при высокой
интенсивности аэробного дыхания, может быть весьма существенным.
Известно, что зерновая масса обладает низкой теплопроводностью, поэтому
образующееся тепло вызывает повышение температуры и, следовательно,
интенсивности дыхания. Два последних названных следствия дыхания
являются причинами возникновения самосогревания зерновой массы,
приводящего ее к порче, а иногда и к полной гибели.
Самосогревание – результат высокой интенсивности дыхания
зерновой массы, развития в ней плесеней, а иногда и амбарных вредителей. В
начальной стадии самосогревания (повышение температуры до 30 °С) зерно
приобретает солодовый запах и сладковатый вкус, свойственные
прорастающему зерну. Поверхность зерна сначала обесцвечивается, затем
приобретает красноватый оттенок, а эндосперм – сероватый. В нем
повышаются доля моносахаридов, титруемая кислотность и кислотное число
жира. Активность ферментов существенно возрастает. Объемный выход
хлеба снижается, мякиш получается более темным, чем из нормального
9
зерна. При переработке пшеницы с солодовым запахом ее смешивают с
нормальным зерном.
При развитии самосогревания и повышении температуры до 40 - 50 °С
и выше поверхность зерна темнеет вплоть до полного почернения, иногда
полностью покрывается мицелием плесеней. Темнеет, а затем чернеет
эндосперм. Запах становится плесневым, а потом гнилостно-затхлым,
изменяется соответственно и вкус, увеличиваются титруемая кислотность (в
болтушке), кислотное число жира, растет содержание аммиака.
Интенсивность дыхания достигает максимума и начинает падать, снижается
всхожесть зерна вплоть до полной ее утраты. Содержание клейковины в
пшенице резко снижается, а ее качество ухудшается. Эти изменения говорят
о распаде в греющемся зерне углеводов, белков и липидов под действием
собственных и плесневых ферментов, а также длительным воздействием
повышенных температур. Если самосогревание возникает в поверхностном
слое насыпи (до 0,7 м от поверхности), то главной причиной порчи зерна
является его плесневение.
При возникновении самосогревания в глубинных слоях бурное
развитие плесеней задерживается недостатком там кислорода, поэтому
основной причиной порчи являются деятельность собственных ферментов и
высокая температура. Мука из зерна поверхностных очагов самосогревания
дает хлеб плоский, почти без пор, с очень темным заминающимся мякишем,
а из глубинных очагов самосогревания – высокий, с рваными корками. Зерно,
подвергшееся самосогреванию больше, чем в первой стадии, на пищевые
(иногда и кормовые) цели не используется.
В период хранения постоянно проводят наблюдения за зерном.
Температура хранящейся зерновой массы должна находиться под
повседневным контролем. При небольшом повышении температуры (на 1 –
3 °С) проводят активное вентилирование сухим холодным воздухом. Если
зерно после этого продолжает греться, то его приходится перемещать в
резервный силос, пропуская при этом через зерносушилку и
зерноочистительную машину (для охлаждения).
Поверхностный слой зерна не реже одного раза в неделю
осматривается для определения присутствия (или отсутствия) признаков
появления амбарных вредителей. При их обнаружении принимаются
срочные меры по обеззараживанию зерновой массы и предупреждению их
перехода в другие силосы.
Изменение пищевой ценности зерна при хранении связано с
постепенным, хотя и очень медленно протекающим, старением коллоидов.
Начало процесса старения коллоидов практически совпадает с завершением
10
послеуборочного дозревания зерна. Известно, что уборка зерна производится
в стадии технической спелости, когда влажность его может достигать 18 –
25 % и синтез питательных веществ еще не завершен. Оно обычно имеет
пониженные всхожесть и технологические достоинства. Полная
физиологическая зрелость зерна, при которой наиболее полно выявляются
технологические и семенные качества, наступает для ржи и овса через 15 - 20
дней, пшеницы - 1 - 1,5 мес., ячменя - 6 - 8 мес. после уборки.
Послеуборочное дозревание - комплекс биохимических процессов
синтеза
высокомолекулярных
органических
соединений
из
низкомолекулярных, накопленных в зерне в ходе фотосинтеза растения и
налива зерна. При дозревании заканчиваются процессы образования
полисахаридов, белков и жиров. Уменьшается доля растворимых углеводов и
небелкового азота. Белки клейковины уплотняются, качество ее улучшается.
Снижается доля свободных жирных кислот и несколько возрастает
содержание триглицеридов и других липидов. Всхожесть зерна достигает
максимума. Активность ферментов снижается до уровня, характерного для
хорошо созревшего зерна.
Послеуборочное дозревание наиболее быстро завершается в сухом
зерне (до 14 %) при положительной температуре в хранилище (15 - 20 °С),
достаточном доступе кислорода. Более низкая температура или недостаток
кислорода растягивают время дозревания, а повышенная влажность зерна
может привести к его плесневению. Необходимо подчеркнуть, что процессы
синтеза протекают с выделением влаги, связанной низкомолекулярными
соединениями. Поэтому наблюдение за изменением влажности зерна в
первый период хранения имеет особенно большое значение.
Завершение послеуборочного дозревания и вступление зерна в
состояние покоя фактически являются началом процесса старения. По
данным
В. Л. Кретовича,
покой
представляет
собой
важное
приспособительное свойство растений, предохраняющее семена от
преждевременного прорастания и позволяющее им длительное время
сохранять жизнеспособность и пищевую ценность.
Старение также идет под действием ферментативного комплекса зерна
и при участии кислорода воздуха. Однако основная направленность его
противоположна дозреванию. Все процессы старения коллоидов в зерне
протекают значительно медленнее, чем в продуктах его переработки.
Поэтому резервное хранение хлебных продуктов во всех странах
производится именно в виде сырья, а не муки и крупы. Следует отметить, что
даже при самых благоприятных условиях хранения жизненные процессы в
зерне продолжаются (хотя и с малой интенсивностью) и коллоиды,
11
образующие зерно, постепенно изменяются, стареют, снижают свою
пищевую ценность.
Изменение белков наблюдается при хранении зерна. Общее
содержание азотистых веществ остается постоянным или незначительно
возрастает за счет уменьшения доли углеводов, расходуемых на дыхание.
Однако
снижаются
растворимость
белков
и
атакуемость
их
пищеварительными ферментами. Одновременно наблюдаются повышение
доли аминного азота и уменьшение содержания белков. Так, за два года
хранения при температуре 24 °С пшеницы с влажностью 11 % атакуемость
белков снизилась на 8 %, а кукурузы - на 3,6 %. Постепенно изменяется
аминокислотный состав белков, снижается доля доступного лизина.
Особенно существенны эти изменения в первые месяцы хранения и при
сушке, даже очень осторожной. Изменяется также доля гистидина и
аргинина.
Изменение углеводов в сторону уменьшения идет за счет
расходования их на дыхание, но соотношение растворимых углеводов и
крахмала длительное время остается достаточно постоянным в результате
деятельности амилаз. В дальнейшем наблюдается постепенный рост
содержания растворимых углеводов за счет ослабления дыхания.
Изменение липидов также происходит при хранении зерна.
Протекают ферментативные процессы в липидном комплексе –
расщепляются фосфо- и гликолипиды, глицериды; при этом накапливаются
свободные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты, особенно
свободные, под действием кислорода воздуха и фермента липоксигеназы
окисляются. Накапливаются перекиси, гидроперекиси и другие продукты
окисления, которые могут образовывать комплексы с белками и, углеводами.
Изменение витаминов происходит крайне медленно. Так, убыль
тиамина в сухой пшенице составила за 5 мес. хранения около 12 % его
исходного количества. Высокая температура и влажность ускоряют распад
тиамина. Другие витамины группы В также устойчивы при хранении.
Наиболее быстро окисляются каротиноиды, потери которых за год хранения
достигают 50 - 70 % исходного количества в зерне. Снижение доли
токоферолов тесно коррелирует с уменьшением содержания ненасыщенных
жирных кислот в липидах зерновых культур.
Биохимические изменения веществ, входящих в состав зерна,
постепенно приводят к снижению активности ферментов, всхожести, потере
присущего живому организму активного иммунитета и существенному
снижению технологических свойств и пищевых достоинств. Зерно
становится более хрупким, легко дробится при - переработке с образованием
12
повышенного количества отходов, снижаются выход продукции и ее
качество. Полученные продукты значительно легче обсеменяются
микроорганизмами и быстрее портятся.
Прорастание. При хранении зерна и семян следует исключить их
прорастание, которое совершенно недопустимо, так как сопровождается
полной утратой семенных качеств и резким ухудшением технологических
достоинств вследствие активного гидролиза запасных питательных веществ.
Прорастание (появление зародышевых корешков и зародышевого стебелька)
сопровождается усиленным дыханием, выделением тепла, потерей массы
сухого вещества (в течение 5 суток после начала прорастания зерно хлебных
злаков теряет 4-5 % сухого вещества). Зерно при этом приобретает
солодовый запах и сладкий вкус, то есть утрачивает свою свежесть.
Прорастание становится возможным в результате накопления зерном
капельно-жидкой влаги (не менее 50 % от массы зерна), которая поступает в
зерновую массу при нарушении правил перевозки и хранения (негерметичное
хранилище: попадание в него атмосферных осадков через неисправную
крышу, доступ грунтовых и талых вод через пол). Также капельно-жидкая
влага образуется как конденсат при перепадах температур в различных
участках зерновой массы вследствие явления термовлагопроводности –
переноса влаги с потоками тепла (из теплых участков в холодные). Все эти
процессы нельзя допускать при хранении зерна.
Долговечность зерна зависит от его исходного качества и условий
хранения. По данным Л.А. Трисвятского, хлебные злаки сохраняют
жизнеспособность (всхожесть) от 5 до 15 лет. Наиболее долговечными
являются овес, пшеница и ячмень, быстрее всех теряет всхожесть просо.
Мукомольно-крупяные и пищевые достоинства сохраняются 10 - 12 лет, а
кормовые - еще дольше. Однако столь длительное хранение запасов
нецелесообразно, их следует обновлять через 3 - 5 лет.
Характеристика технологических свойств твердой пшеницы
Твердая пшеница очень сильно отличается от мягкой по своим
технологическим свойствам. В зерне твердой пшеницы на достаточно
высоком агрофоне синтезируется больше белка и клейковины, чем в зерне
мягкой пшеницы. Например, в твердой пшенице 1-го класса должно
содержаться не менее 15 % белка, тогда как в мягкой – 14 % (требования
стандарта).
Зерно твердой пшеницы имеет, как правило, стекловидную
консистенцию эндосперма, обусловленную тесной связью белковых веществ
с крахмальными зернами. Стекловидное зерно имеет плотную структуру,
13
отличается высокой механической прочностью, на срезе оно гладкое,
блестящее и просвечивается на специальном приборе – диафаноскопе. Если
же зерно по консистенции мучнистое, то оно имеет рыхлую структуру, на
срезе белое, мучнистое и не просвечивается на приборе. Стекловидное зерно
формируется в условиях солнечной, сухой, умеренно жаркой погоды в
период созревания, а дождливая, пасмурная погода может привести к
повышению доли мучнистого зерна.
Стандарт нормирует общую стекловидность зерна твердой пшеницы,
для определения которой подсчитывают и выражают в процентах количество
стекловидных и половину частично стекловидных зерен (мучнистые зерна не
учитываются). Зерно твердой пшеницы 1-го и 2-го классов должно быть
высокостекловидным: общая стекловидность составляет соответственно не
менее 70 и 60 %. Необходимость нормирования этого показателя связана с
тем, что стекловидное зерно имеет высокие технологические качества при
переработке. И в целом стекловидность определяет макаронные и крупяные
достоинства твердой пшеницы.
При специальных сортовых помолах стекловидное зерно твердой
пшеницы превращается в макаронную муку высшего сорта, или крупку, и
первого сорта, или полукрупку. Мучнистое зерно при помоле плохо
вымалывается, давится, поэтому получить из него крупку не представляется
возможным. Крупка имеет белый цвет с кремовым оттенком и крупитчатую
структуру. Для хлебопечения она не пригодна, но из нее получают
макаронные изделия отличного качества, которые характеризуются большой
прочностью (не крошатся), желтым или кремовым цветом без серого оттенка
(снаружи и на изломе), большой развариваемостью (значительным
увеличением объема без потери частиц и ослизнения), хорошим сохранением
формы. Макаронное тесто характеризуется повышенной упругостью и
пониженной пластичностью, поэтому оно проходит пластификацию под
высоким давлением (свыше 100 атм.) в специальных макаронных прессах,
которые снабжены насадками-матрицами, придающими изделиям любую
форму. Макароны высушивают до влажности 11-13 %.
Стекловидное зерно твердой пшеницы при переработке дает большой
выход крупы, которая при варке сохраняет свою форму, не разваривается и
не ослизняется. По внешнему виду такая крупа полупрозрачная, блестящая,
красивого желтого или кремового цвета. Из зерна же с мучнистой
консистенцией частицы крупы получаются более хрупкие и ломкие, в каше
они развариваются и распадаются.
14