на что влияет стекловидность пшеницы

Методы определения основных показателей качества

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник

Стекловидность как показатель качества Зерна пшеницы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Литература:
1. Зверев С.В., Политуха О.В., Панкратьева И.А., Капустин Д.А., Корнев А.С. Фотосепарирование зерна тритикале по признаку стекловидности // Хранение и переработка зерна. – 2017. – №3. – С.24-26.
2. Способ разделения зерна по содержанию белков. Патент РФ 2400313, класс МНК B07C5I342. Опубл. 27.09.2010.

Зверев С.В., доктор технических наук,
Панкратьева И.А., кандидат сельскохозяйственных наук,
Политуха О.В., Игорянова Н.А., кандидат технических наук,
ФГБНУ «ФНЦ Пищевых Систем им. В.М. Горбатова» РАН,
Зайцев В.Б., кандидат физико-математических наук, МГУ им. М.ВЛомоносова

Источник

Стекловидность зерна.

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

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

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

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

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

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

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

Источник

Определение стекловидности зерна пшеницы

Цель работы – изучить методику определения стекловидности зерна и научиться определять общую стекловидность товарного зерна пшеницы.

Теоретическая часть. По стекловидности зерна судят о строении и консистенции эндосперма. В зависимости от степени стекловидности зерно делят на стекловидное, частично стекловидное и мучнистое. Стекловидные зерна имеют прозрачную консистенцию с роговидной структурой в разрезе, а мучнистые – непрозрачную консистенцию, рыхлые, белые в разрезе. К стекловидным зернам относят зерна полностью стекловидные или с легким помутнением. Стекловидные зерна могут содержать мучнистые зерна, но не выше 1/4 части. Мучнистыми считаются зерна как полностью мучнистые, так и частично стекловидные при условии, что у последних стекловидная часть занимает не более 1/4 плоскости поперечного разреза зерна. Частично стекловидными считаются зерна пшеницы, не отнесенные к указанным двум группам.

Стекловидные зерна пшеницы содержат больше белковых веществ, чем мучнистые. Стекловидные зерна крупнее и тяжелее мучнистых, они отличаются большей механической прочностью.

Консистенция зерна в очень большой степени зависит от почвенно-климатических условий произрастания злака и количества осадков.

Формированию стекловидной структуры эндосперма способствуют недостаток влаги при выращивании и созревании зерна, большое содержание азота в почве, а также континентальный климат с жарким летом и знойными ветрами. Стекловидность – важный показатель качества зерна, так как характеризует определенные технологические свойства зерна, его целевое назначение. Стекловидность, как показатель качества, оценивается в зерне пшеницы, ржи, ячменя, риса и кукурузы. Стекловидная пшеница особенно ценится для производства макаронной муки, так как в ней больше белков, образующих клейковину хорошего качества. Мука из мучнистых пшениц используется для производства мучных кондитерских изделий.

Стекловидному рису, ячменю отдают предпочтение при производстве круп, так как такие крупы меньше развариваются, не теряют при варке свою форму. И наоборот, в пивоваренной промышленности выше ценятся мучнистые сорта ячменя, а в крахмалопаточной промышленности – мучнистая кукуруза.

В мукомольной промышленности стекловидность зерна учитывается при определении режимов и схем помола. Стекловидные зерна легче вымалываются, чем мучнистые, т. е. полнее отделяется эндосперм от отрубистых частиц, что позволяет получать большие выходы лучших сортов муки (крупчатка, мука высшего и первого сортов), состоящих практически из чистого эндосперма.

Приделении пшеницы на классы учитывается ее стекловидность. Для мягкой пшеницы высшего, первого и второго классов ее стекловидность должна быть не менее 60 %; для третьего, четвертого и пятого классов – без ограничений. Для твердой пшеницы первого и второго классов стекловидность должна быть не менее 85 %; для третьего – не менее 70 %; для четвертого и пятого – без ограничений.

Задание. Определить общую стекловидность товарного зерна пшеницы.

Материалы и оборудование: зерно пшеницы, лезвия, диафаноскоп, разборные доски.

Ход выполнения.Изочищенного зерна выделяют без выбора 100 целых зерен. Каждое зерно разрезают поперек и в зависимости от консистенции среза относят его либо к той или иной группе по стекловидности. На поверхность сомнительных по стекловидности зерен наносят тонкий слой растительного или минерального масла. Через 10–15 с четко проявляются различия между стекловидной и мучнистой частями эндосперма.

Стекловидность определяют на диафаноскопе, основной частью которого является кассета со 100 ячейками, расположенными в 10 рядов.

Ячейки заполняют зерном и помещают кассету в прибор. При включенной лампе просматривают зерна каждого ряда в проходящем свете. Стекловидные зерна полностью просвечиваются, полустекловидные – просвечиваются частично, а мучнистые – не просвечиваются совсем.

Стекловидность пшеницы характеризуется общей стекловидностью и выражается в процентах по отношению к 100 зернам. При вычислении процента общей стекловидности к количеству (проценту) полностью стекловидных зерен прибавляют половину количества (процентов) частично стекловидных.

где О_с – общая стекловидность;

П_с – полностью стекловидные зерна;

Ч_с – частично стекловидные зерна.

Результаты работы и выводы. Полученные результаты занести в табл. 6 и установить их соответствие требованиям ТНПА на качество товарного зерна пшеницы.

Т а б л и ц а 6. Стекловидность зерна пшеницы, %

Источник

Оценка стекловидности зерна тритикале и пшеницы по спектральным характеристикам

Есть мнение, что с повышением стекловидности возрастает и содер­жание белка в зерне. Однако анализ более 20 сортов зерна тритикале уро­жая различных годов не выявил зна­чимой корреляции между стекловид­ностью и содержанием белка. В то же время, такая связь прослеживается для зерна из одной партии.

Из данных табл. 1 видно, как меня­ется общее содержание белка в зави­симости от стекловидности зерна тритикале сорта Тимирязевская-150 и пшеницы сорта Оазис.

В лабораторных условиях для определения стекловидности зерна используются различия его оптиче­ских характеристик. Так, стекловид­ные зёрна, по сравнению с мучни­стыми, имеют повышенный коэффи­циент пропускания в видимой обла­сти спектра. На этом свойстве зерна основана методика их лаборатор­ного разделения на диафаноскопе (ГОСТ 10987-76 «Зерно. Методы определения стекловидности»).

Для оценки возможности исполь­зования спектральных методов анализа в технологии выделения стекловидного зерна из исходной партии в целях определения его каче­ства в ФГБНУ «ВНИИЗ» были опре­делены некоторые цветовые харак­теристики зерна тритикале (сорт Тимирязевская-150, урожай 2015 г., общая стекловидность 66%). Были отобраны стекловидные, частично стекловидные и мучнистые зёрна.
Цветовые характеристики зерна тритикале различной стекловидно­сти (из одной и той же партии) опре­деляли на специальном приборе в видимом участке спектра (в цве­товом пространстве RGB) при доми­нантных длинах волн Х=617 нм (крас­ный спектр), Х = 540 нм (зелёный) и А, = 457 нм (синий).

Наибольшее изменение отража­тельной способности (при сопоста­вимом среднеквадратическом откло­нении) по мере повышения стекло­видности зерна тритикале наблюда­ется в области длин волн красного участка спектра при доминантной длине волны Я=617 нм [1].

Как видно из рисунка, разница в показаниях прибора между муч­нистыми и стекловидными зёрнами позволяет их идентифицировать (с некоторой вероятностью) и по спек­тру отражённого света проводить подсортировку зерна в процессе обо­гащения зерновой массы тритикале (и других культур) стекловидными зёрнами путём удаления мучни­стых.

Промышленное разделение зерна тритикале сорта Тимирязевская-150 и пшеницы сорта Оазис было прове­дено сотрудниками ООО «СиСорт» на фотоэлектронном сепараторе ZОRKIY

В процессе эксперимента на данной промышленной установке из навески зерна тритикале мас­сой 3912 г была выделена фракция условно стекловидных зёрен массой 722 г (18,4%) и фракция условно муч­нистых зёрен массой 3190 г (81,6%).
Аналогично из навески зерна пше­ницы сорта Оазис массой 13 кг была выделена фракция условно стекло­видных зёрен массой 11,5 кг (88,5%) и фракция условно мучнистых зёрен массой 1,5 кг (11,5%).

Как видно из данных табл. 2 и 3, апробированная технология разде­ления исходной зерновой массы три­тикале и пшеницы на фотосепара­торе не только экономически целесо­образна, но и позволяет достаточно эффективно (с производительностью около 0,8 т/ч на один лоток) выде­лять стекловидные (или мучнистые) зёрна. В результате повышается класс зерна и расширяются возможности его использования по целевому назначе­нию. Однако вопрос настройки уровня отсечки сигнала остаётся открытым. Пока это выполняют методом проб и ошибок, что требует много времени для оценки полученных результатов с помощью стандартного, во многом субъективного и довольно трудоёмкого метода определения стекловидное™ с помощью диафаноскопа. В связи с этим представляется целесообраз­ным разработка доступного по цене автоматизированного прибора.

СВ. Зверев, доктор техн. наук, О. В. Политуха, И.А. Панкратьева, канд. с.-х. наук, ФГБНУ «ВНИИ зерна и продуктов его переработки»;
Е.В. Галкин, Д.А. Капустин, ООО «СиСорт»

Источник