Зерновые культуры

Введение Зерно является основн ым продуктом сельского хозяйства . Из зерна вырабатывают важные продукты питания : муку , крупу , хлебные и макаронные изделия . Зерно необходимо для успешного развития животново д ства и птицеводства , что связано с увеличением производства мяса , молока , масла и других продуктов . Зерновые культуры служат сырьем для получения кра х мала , патоки , спирта и других продуктов. Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства . Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна , и прежде всего на расширение производства твердых и сильных пшениц, а также важнейших крупяных и фуражных культур. Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники , шире внедрять высокоурожайные со рта и гибриды , совершенствовать структуру посевных площадей . Большое значение пр и дается также эффективному использованию удобрений , расширению посевов на мелиорированных землях и в зонах достаточного увлажнения. Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам - злаковых , гречишных и бобовых , Семейство злаковых Основные хлебные культуры - пшеницу , рожь , овес , кукурузу , рис , просо , сорго относят к семейству злаковых ( Graminial ), классу однодольных растений . Различают две формы злак овых - - яровые и озимые . Яровые растения высевают весной , за летние м е сяцы они проходят полный цикл развития и осенью дают урожай . Озимые растения сеют осенью , до наступления зимы они прорастают , а весной продолжают свой жизненный цикл и созревают несколь ко раньше , чем яровые . Озимую и яровую формы имеют пшеница , рожь , ячмень и тритикале . Все остальные злаки бывают только яр о выми . Озимые сорта , как правило , дают более высокий урожай , однако их можно выращивать в районах с в ы соким снежным покровом и достато чно мягкими зимами . К биологическим признакам , характеризующим злаковые культуры , относят строение корня , стебля , листьев , цветков и др . Корень злаков - мочковатый , хорошо развитый (длина корешков достигает 3 м и более , а кукурузы и сорго - 8 - 10 м ), но у пшеницы , ржи , ячменя и овса основная часть корневой системы расположена на глубине до 20 - 30 см , поэтому эти злаки особенно чувствительны к засухе . Корневая система остальных злаковых культур уходит в землю глубже , поэтому они более засухоустойчивы . С тебель злаков - соломинка , состоящая из трех - пяти междоузлий , соединенных стеблевыми узлами . У ячменя , ржи , овса и мягкой пшеницы соломина внутри пустая , что при неблагоприятных погодных условиях приводит к полеганию растений и большим потерям урожая , о с обенно у высокорослых растений . Поэтому при выведении новых сортов злаков стремятся к получению средне - и короткостебельных растений . Стебель твердой пшеницы и остальных злаков заполнен паренхимной тканью . Листья злаков ланцетовидные , с параллельным жилко ванием . У основания они свернуты в трубочки , прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля . Листья являются основными фотосинтез и рующими органами ; поэтому их число , размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность . Цветок зл аков (за исключением кукурузы ) называется колоском , который состоит из стержня , завязи с двумя перистыми пестиками и тремя тычинками . Снаружи завязь прикрывают колосковые чешуи (пленки ), в ы полняющие роль околоцветника . В зависимости от длины тычиночных нит ей и строения пестика цветки могут быть самоопыляющимися и перекрестноопыляемыми (рожь , кукуруза ). Урожайность перекрестноопыляемых злаков менее устойчива и зависит от погоды в период цветения . Колоски большинства злаков одноцветковые , а у овса в одном ко лоске иногда могут быть собраны две-три завязи . Зерна , развивающиеся в многоцветковых колосках , более мелкие и неоднородные по крупности . Они снижают товарные качества , затрудняют переработку зерна . Цветки злаков собраны в соцветия . У колосковых злаков (п шеницы , ржи , ячменя ) соцветием является сложный колос . У пшеницы и ржи на каждом уступе стержня сложного колоса развивается по одному зерну , а всего их в колосе содержится от 30 до 60. У разных сортов ячменя на каждом уступе стержня может развиваться как п о одному зерну (двурядный ), так и по два-три (многорядный ). Многорядный ячмень дает неоднородное по крупности зерно. Метельчатые злаки - овес , просо , рис , сорго имеют соцветия в виде метелки , у которой колоски расп о лагаются на удлиненных ветвящихся цветоно сах . Количество зерен в метелке бывает от 50 - 60 (овес ) до н е скольких сотен (чумиза ). Обычно верхушечные колоски зацветают несколько позже , чем нижние , поэтому в зерновой массе метельчатых злаков часто встречаются недозревшие зерновки . Особое место среди злаков занимает кукуруза - однодомное раздельнополое растение , женские цветки которого собраны в початки , расположенные в пазухах листьев по 3 - 5 на одном стебле , а мужские - в метелки , растущие по одной на верхушке стебля . Початок состоит из стержня , н а котором вертикальными рядами расп о лагаются от 300 до 1000 зерновок . Снаружи початок покрыт видоизмененными листьями-обертками . Зерна с о ставляют около 60 % массы початка . Плод злаков - зерновка - развивается из оплодотворенной завязи цветка . При обмолоте пшеницы , ржи и тритикале зерновки легко отделяются от цветковых пленок . Не имеет их кукуруза . Эти злаки называются гол о зерными . У остальных злаков цветковые пленки плотно облегают зерновку и при обмолоте не отделяются . Эти культуры называют пленчатыми (ячм ень , овес , рис , просо , сорго ).. Чем больше масса цветковых пленок на п о верхности зерновки - ядра и чем труднее они удаляются , тем соответственно меньше выход крупы или муки при переработке такого зерна . По внешнему виду (морфологическим признакам ) зерновк и злаковых культур подразделяют на наст о ящие ( пшеница , рожь , ячмень , овес ) и просовидные (остальные культуры ). На рис . 1 показан внешний вид зерновки пшеницы и риса . Форма зерновки (рис .1а ) продолговатая или продолговато-овальная , со стороны спинки четк о различим зародыш , который выглядит небольшой овальной вмятинкой . С противоположного конца зерна видна бородка (хохолок ), образованная выростами клеток нару ж ного слоя оболочек . Длина волосков и густота бородки являются родовым и видовым признаками настоящ их злаков . Со стороны брюшка вдоль всей зерновки проходит бороздка (желобок ), углубляющаяся внутрь зерновки на 1/2-1/3 ее толщины и иногда образующая там петлю , осложняя отделение оболочек при выработке сортовой муки . Просовидные злаки (рис . 1б ) могут име ть форму продолговатую (рис ), округлую (просо , сорго ) или клиновидно-овальную (кукуруза ). Характерной особенностью этих злаков является отсутствие у зерновок б о роздки и бородки . Зерновка любого злака состоит из трех основных частей зародыша , эндосперма и оболочек . На рис . 2 показано строение зерновки пшеницы . Зародыш , состоит из корешка , стебелька и почечки , дающих жизнь новому растению . Зарод ыш плотно прилегает к эндосперму , от которого отделен видоизмененной семядолей - щитком . Через щиток , богатый фе р ментами , питательные вещества при прорастании из эндосперма поступают в зародыш . Эндосперм - основная часть зерновки . Представляет собой мучни стое ядро , в котором сосредоточены запасные питательные вещества . В центре эндосперма клетки крупные , тонкостенные , часто неправильной формы . При удалении от центра размер клеток постепенно уменьшается , форма их становится близкой к пр я моугольной призме . В нутри клеток белки образуют как бы сплошную матрицу , в которую вкраплены кра х мальные гранулы разных размеров . В центральной части эндосперма наряду с мелкими и средними находится много крупных гранул крахмала . По мере удаления от центра к оболочкам количес тво и размеры крахмальных гранул уменьшаются , а доля белка увеличивается . Краевой слой эндосперма - алейроновый , прилегающий к оболочкам , по виду резко отличается как от внутренней его части , так и от оболочек . Он образован толстостенными клетками и прави льной , почти кубической формы . Алейроновый слой пшеницы , ржи , овса состоит из одного ряда клеток , ячменя - из трех - пяти рядов . Эта особенность строения зерновки ячменя может быть использована для обнаружения под ми к роскопом примеси ячменной муки к пшенич ной или ржаной . Клетки алейронового слоя заполнены мелкими тельцами (у некоторых видов и сортов пшеницы в виде кристалликов ) с вкрапленными между ними мельчайшими капельками жира. Оболочки защищают семя от воздействия внешней среды . Голозерные злаки имеют две оболочки . Снаружи зерновка покрыта плодовой оболочкой (перикарпием ), которая образуется из стенок завязи и состоит из трех слоев крупных толстостенных одревесневших клеток , пустых внутри . Расположение слоев клеток в пер и карпии напоминает - кирпичную кладку , что придает оболочке большую прочность. Семенная оболочка образуется из стенок семяпочки и также состоит из трех слоев клеток , но мелких и неправильной формы . В среднем - пигментном слое семенной оболочки содержатся красящие вещества , пр и дающие окр аску зерновке . При современной технологии переработки зерна оболочки м алейроновый слой стремятся удалить . При этом толщина оболочек и алейронового слоя , образующих отруби , оказывает влияние на качество вырабатыв а емого продукта . Очень тонкие оболочки легк о измельчаются и переходят в муку , а чрезмерно толстые затрудняют отделение эндосперма , уменьшая выход муки . У пшеницы толщина плодовой и семенной оболочек колеблется от 0,03 до 0,97 мм , а алейронового слоя - от 0,03 до 0,06 мм . Интересно отметить , что ал е йроновый слой пшеницы , состоящий всего из одного ряда клеток , по толщине приближается к оболочкам . Как правило , мелкое зерно имеет более толстые оболочки . Соотношение анатомических частей зерновки злаков имеет важное технологическое значение . Чем больше о болочек , тем меньше питательных веществ содержит зерно и меньше соответственно выход продуктов при переработке . У голозерных злаков содержание колеблется (в %) : эндосперма - от 70 до 85, алейронового слоя - от 4 до 12, плодовой и семенной оболочки - от 5 до 9, зародыша - 1,5 - 7 (у кукурузы до 15) массы зерновки . Цветковая оболочка пленчатых культур составляет (в %): у ячменя - 9 - 13, проса - 16 - 18, риса - 18 - 22, овса - 25 - 30 массы зерновки . Семейство гречишных Семейство гречишных (класс двудоль ных растений ) в зерновом хозяйстве представлено единственной культурой - гречихой ( Fagorpyrum Mill ). Это яровое однолетнее растение , имеющее стержневой корень , трав я нистый ветвистый стебель , стреловидные листья . Цветки правильные , с пятилепестковым венчико м от бле д но-розовой до красной окраски . Цветки собраны в соцветия - кисти . Гречиха является перекрестноопыляемым растением , хорошим медоносом . Однако цветки раскрываются лишь на один день и не одновременно на всей кисти , поэтому урожай сильно колеблется в зависимости от погодных условий в период цветения и количества насекомых-опылителей на полях . Созревание плодов также происходит не одновременно . Плод гречихи - орешек , как и у злаков , состоит из трех частей - зародыша , эндосперма и оболочек . З а родыш очен ь крупный в виде ленты , похожей на латинскую букву S , пронизывает весь эндосперм , частично проходя у поверхности ядра . Эндосперм рыхлый , мучнистый , легко дробящийся при переработке . Ядро (энд о сперм с зародышем ) покрыто тонкой нежной семенной оболочкой розо вого или кремового цвета , у недозрелых ядер она может быть зеленоватой . Снаружи орешек покрыт жесткой кожистой плодовой оболочкой , срастающейся с ядром лишь в одной точке - месте прикрепления к растению . Окраска плодовой оболочки от серебристосерой до тем но-коричневой и зависит как от сорта , так и от степени зрелости плода . Соотношение частей плода гречихи (в % ): эндосперма - 55 - 65, алейронового слоя - 4 - 5, зародыша - 10 - 15, семенной оболочки - 1,5 - 2,0, плодовой оболочки (пленчатость ) - 17 - 25. Бобовые культуры Бобовые культуры принадлежат к семейству мотыльковых ( Leguminosae ), классу двудольных растений . В нашей стране пищевое использование имеют однолетние травянистые растения - горох , фасоль , соя , чечевица , чина , нут , бобы , вигна . Корни б обовых культур стержневые , хорошо развитые , с характерной особенностью : на них поселяются два вида бактерий - азотобактер и клубеньковые , фиксирующие азот из воздуха и обогащающие почву азот и стыми веществами . Стебель травянистый , вьющийся или прямостоящий, но легко полегающий , что затрудняет механизацию выращивания и уборки . Цветки с несимметричным , напоминающим летящего мотылька , окол о цветником , яркой окраски - от белой до темно-фиолетовой . Они собраны в соцветия - кисти . Цветение и созр е вание довольно сил ьно растянуты во . времени , что снижает урожайность и делает зерно неоднородным по крупности и степени созревания . Плод - боб различной формы , состоящий из двух створок - мощно развитых плодовых оболочек , между которыми находятся до десяти семян округлой п очковидной , иногда сплюснутой формы . Семя бобовых является сильно разросшимся зародышем , состоящим из двух первых видоизмененных листиков-семядолей , в которых находится запас питательных веществ для будущего растения , и ростка - зародышевого корешка , стеб е лька и почерки . Окраска семядолей является видовым и сортовым признаками семян бобовых культур и может быть белой , зеленой , желтой разных оттенков и др . Снаружи семя покрыто плотной кожурой - семенной оболочкой . Место , которым семя прикреплялось к створке боба , имеет утолщение на оболочке - рубчик . Оболочка бобовых может быть полупрозрачной , и тогда цвет семени зависит от окраски семядолей (горох , чина , нут ), непрозрачной - белой , однотонно или пестро окрашенной . Как правило , темноокрашенные семена (за иск л ючением фасоли ) имеют кормовое назначение . Соотношение частей семени (в %): семядоли - 87 - 93, росток - 1 - 2,5, семенная оболочка - 6 - 11. Пищевая ценность зерна Пищевая ценность зерна и продуктов его переработки определяется химическим составом , ус вояемостью веществ , образующих их , и колеблется в зависимости от многих факторов . Зерновые культуры , относящиеся к разным семействам , отличаются не только соотношением питательных веществ , но и их составом и свойствами . Зерно злаков , как видно из табл . 1, не имеет резких различий по количеству содержащихся веществ , но характеризуется определенными особенностями . Ядро пленчатых культур после удаления цветковой пленки по содержанию основных веществ приближается к химическому составу голозерных злаков . Белки - важнейшие вещества , входящие в состав любой живой клетки . Их содержание в зерне , состав и свойства определяют те х нологические и пищевые достоинства продуктов переработки зерна . Таблица 1 Содержание , % на сухое вещество белков углеводов Куль тура крахмала сахаров некрахмальных полис а харидов липидов золы целлюлоз гемице л люлоз , пектинов и др. Пшеница 10-20 60-75 2-3 2-3 6-9 2-2,5 1,5-2,2 Рожь 8-14 58-66 1,9-3,5 1,8-3,2 8-15 1,7-3,5 1,7-2,3 Тритикале 11-23 49-57 2,5-3 2-3 7-11 3-5 1,8-2,2 Кукуруза 9-11 68-76 1,5-4 2,5-3 5-8 4-6 1,4-1,8 Ячмень в пленках 9,5-14,5 58-68 2-3 4,5-7,2 10-16 1,9-2,6 2,7-3,1 Ячмень без пленок 13-15,8 76-80 2,5-3,5 1,9-3,1 6-9 1,7-3,1 1,8-2,6 Овес в пленках 10-14 40-50 1,0-1,8 11,5-14 14-22 4,5-5,5 4,0-5,7 Овес без пленок 12-25 67-72 0,8-1,5 1,8-2,5 6-11 6,0-7,5 1,8-2,5 Рис в пленках 6-10 65-75 0,5-1,0 9,5-12,5 18-28 1,5-2,5 4,5-6,8 Рис без пленок 7,5-12 78-82 0,4-1,2 0,8-1,6 3-7 1,5-2,3 0,9-1,5 Просо в пленках 10-15 58-65 0,4-0,7 10-11 12-26 1,9-2,3 3,7-4,5 Просо без пленок 14,6-19,5 67-72 0,4-1,0 1,2-2,0 4-7 3,5-4,5 1,5-1,8 Сорго в пленках 9-14 51-61 1-3 5-6,5 10-20 2,7-3,7 1,8-3,0 Сорго без пленок 10-15 70-81 1,5-3,2 1,8-2,5 5-8 3-5,5 1,6-2,5 Формирование пищевой ценности зерна при выращивании Накопление питательных веществ начинается с момента опыления завязи зерна и заканчивается при его обмолоте . Весь период созревания зерна условно подразделяют на три фазы . Первая фаза формирования пищевой ценности зерна характеризуется высок ой влажностью (85 - 65 %), преобладанием в зерновке растворимых соединений , поступающих из основных фотосинтезирующих органов - листьев , где из неорганических соединений (углекислого газа , воды , минеральных солей ) образуются сахара , аминокислоты , жирные к и слоты , амиды и др . В этой фазе формируется длина зерновки , поэтому очень важно наличие в почве достаточного количества влаги и растворимых минеральных солей . Поступающие в зерно ра с творимые органические вещества под действием ферментов постепенно полимериз уются с образованием кра х мала , белков , жиров , однако содержимое зерновки в этой фазе жидкое , похоже на “молочко” , отсюда другое ее название - молочная стадия спелости. Вторая фаза формирования пищевой ценности зерна - фаза налива . Завершает формирование ра змеров зерна - его ширины и толщины . В начале фазы в колос активно поступают питательные вещества , к концу этот процесс замедляется . Активность ферментов к середине этого периода достигает максимума , затем начинает постепенно снижаться , так же изменяется и скорость превращения растворимых веществ в нерастворимые ; влажность снижается примерно до 35 %. Оболочки теряют хлорофилл и приобретают желтоватую окраску . Э н досперм из жидкого постепенно становится вязким , плотным , воскоподобным , поэтому вторую фазу част о называют восковой стадией спелости . Третья фаза формирования пищевой ценности зерна - фаза созревания . Завершает формирование урожая . К ее началу поступление питательных веществ в зерно замедляется , а затем и прекращается . Однако синтез высокомолекулярн ых соединений с затухающей скоростью продолжается и после уборки урожая . В этот период окончательно формируется т и пичная окраска зерна , его влажность снижается до 15 - 18% и зависит от погодных условий , консистенция ст а новится твердой . Объем зерна может н есколько уменьшаться , что приводит к его осыпанию и потере части урожая при перестое . Установлено , что наилучшее качество муки получается при скашивании растений в конце восковой стадии спелости , когда нижняя часть стеблей еще зеленая , и при обмолоте валк о в через 4 - 6 дней после скашивания . За эти дни часть питательных веществ из стеблей дополнительно переходит в зерно , благоприятно сказываясь на количестве и качестве урожая . Пищевая ценность продуктов , вырабатываемых из зерна , не остается постоянной , а н а ходится в зависимости от исходного сырья . Качество урожая определяется соотношением и совокупностью действия внутренних и внешних фа к торов . К внутренним факторам относят природные особенности растений , их биологическую сущность , насле д ственные признаки . В нешними факторами являются климатические условия , состав почвы и совокупность а г ротехнических мероприятий . Селекция и ее теоретическая основа - генетика в настоящее время обеспечивают широкие возможности создания сортов интенсивного направления , урожайнос ть которых в 2 - 3 раза превышает известные сорта . Например , озимые сорта пшеницы Аврора и Кавказ при надлежащем уходе дают до 70 - 80 ц /га при средней урожайности пшеницы в мире 22,5 ц /га . Американские ученые Нельсон и Мертц впервые указали на то , как мо ж но управлять количеством и качеством белка в кукурузе , воздействуя на ее генный аппарат . Открытые ими мутации генов Опейк -2 и Флаури -2 позволили получить гибриды кукурузы , содержащие до 1,7 - 18 % белка , а лизина и триптофана в 2 -3 раза больше , чем обычн о . К настоящему времени селекционеры разных стран вывели высококолизиновые сорта сорго , риса , ячменя . Ведется работа по выведению урожайных сортов высокобелковой и высококлейковинной пшеницы ; создаются высокомасличные сорта кукурузы , из которых одновременн о с крупой можно получать большое количество пищевого масла ; есть положительные результаты по выведению высоковитаминных сортов зерна пшеницы . На пищевую ценность зерна влияет внешняя среда . Впервые влияние географического фактора на х и мический состав пшен ицы показал Лясковский в 1865 г . Он установил , что наиболее богата белком пшеница , выращенная в Среднем и Нижнем Поволжье , на Украине , Северном Казахстане , Западной Сибири . В дальнейшем было показано , что накопление большого количества белка в зерне завис и т от состава почвы , наличия в ней н е обходимого , но не избыточного количества влаги , достаточной освещенности и тепла -оптимально 20 - 30'С ). Накоплению питательных веществ мешают дожди в первый период налива зерна , когда поступающие в него питательные веще ства находятся в низкомолекулярном , растворимом состоянии . Растворимые углеводы и белки как бы вымываются из зерна , “стекают” , и оно остается щуплым , плохо налившимся . Поэтому районы , где часты дожди в это время , дают урожай с меньшим содержанием белка . О т мечено , что зерновые культуры характер и зуются различной сопротивляемостью к неблагоприятным условиям выращивания . Наиболее устойчивой явл я ется озимая рожь , затем яровой ячмень , озимая и яровая пшеница . Состав почв и применение минеральных удобрений являют ся наиболее существенными факторами , обеспечивающими получение высоких урожаев зерна . В настоящее время плодородия даже самых мощных черноземов недостаточно для обеспечения высоких урожаев по интенсивным технологиям выращивания зе р новых культур , поэтому пр именение органических и минеральных удобрений необходимо . По данным института агрохимического обслуживания сельского хозяйства , прибавка урожая зерна в результате применения макр о удобрений (солей азота , фосфора и калия ) составила ( в ц /га ): озимой ржи - 7 ,0; озимой пшеницы - 6,7; яровой пшеницы - 4,4; кукурузы - 11,6; ярового ячменя - 6,8; овса - 7,1; гречихи и проса - по 4. Дополнительное пр и менение микроудобрений (марганца и бора ) увеличивало , по данным академика П . А . Власюка , урожай озимой пшеницы еще на 3 ц /га . Однако применение минеральных удобрений должно проводиться под строгим контролем химической службы агропромышленного комплекса . Растения должны получать необходимые элементы питания с учетом их наличия в почве и прогнозируемого урожая . Избыток удобрений , так же как и их недостаток , снижает урожай , ухудшает его технологические и пищевые достоинства и может привести к образованию вредных веществ , например нитрозаминов . Защита растений от вредных факторов при выращивании позволяет повысить урожай на 10-30 % и более . Применяемые при этом пестициды (ядохимикаты ): гербициды , уничтожающие сорняки ; фунгициды , предохр а няющие растения от болезней ; инсектициды , уничтожающие вредителей ; ретарданты , регулирующие рост и тем предохраняющие растения от полеган ия и потери урожая ; десиканты , вызывающие подсыхание растений перед уборкой , при неумелом использовании могут накапливаться в зерне и оказывать неблагоприятное действие на его качество . Проникая в растения , пестициды могут изменять физикохимические свойст в а протоплазмы клеток , следствием чего являются нарушения физиолого-биохимических процессов , протекающих в растениях . В р е зультате возможны перераспределение веществ между органами растений , стимуляция либо угнетение синтеза отдельных питательных веществ , р азрушение особо пенных ингредиентов продукта . а также образование то к сических соединений при взаимодействии химикалия с естественными веществами растительных тканей 1 . Отмечено , что накопление некоторых пестицидов в зерне может быть причиной их попадания в продукты переработки , так как они накапливаются не только в оболочках , но и в эндосперме . Поэтому в большинстве стран мира установлены предельные нормы содержания пестицидов в пищевых продуктах - их количество не должно превышать 0,01 - 5,0 мг на 1 кг пр о дукта в зависимости от токсичности и скорости распада пестицида . 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 а м барные вредители . В то же время при любых операциях с зерном (заготовках , переработке , хранении ) необход имо знать качество данного зерна , чтобы обеспечить объективный расчет с поставщиками и оптимальное использ о вание . На хлебоприемные пункты зерно поступает партиями. 1 Казаков Е.Д . Кретович В.Л . Биохимия дефектного зерна и пути его использования . М .: Наука , 1979 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 , в лажность , 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 , уч и тываемые при переработке . 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 неблаг о приятных условиях созревания , уборки , перевозки , нарушении режимов сушки и хранения . Цвет и характерный блеск , придаваемый хорошо созревшему зерну восковым налетом на поверхности , л егко теряются , если влажное зерно долго не сушат , оно начинает самосогреваться и на его поверхности разв и ваются микроорганизмы . Зеленоватые оттенки имеет недозревшее и морозобойное зерно . Запах и вкус здорового зерна специфический у каждой культуры и слаб о 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 . Особен н о 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 пл е сневения приводят к образованию затхлого и гнилостного запаха . Нарушение режимов сундуки вызывает образование подгоревшего или дымного запаха . 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, сво й ственные 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 би о логических и физико-химических процессах . Повышение влажности приводит к появлению определенного количества свободной воды , характер и зующейся невысо кой 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; вла жное - 15,6 - 17 и сырое - свыше 17. На длительное хранение пригодно только сухое зерно . 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 включ е ния , 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 вред и телями (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 (освобожденны е от цветковой пленки ) зерна , так как они сильно дробятся при переработке основного зерна . Зерна других культурных растений при оценке могут попадать как в зерновую примесь , так и в сорную . Руководствуются при этом двумя критериями . Во-первых , размерами з ерен примеси . Если примесь резко отл и чается 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 испол ь зования приме си 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 п р имеси . 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 . Особо следует обратить внимание на оценку ржи . Присутствие во ржи зерен пшеницы и ячменя не ухудшает качество ржаной муки , поэтому эти культуры будут отнесены к основному зерну . Сорную примесь подразделяют на несколько фракций , различных по составу . Минеральная примесь - пыль , песок , галька , кусо ч ки шлака и т . п . крайне нежелательны , так как они придают хруст муке , делая ее непригодной к потреблению ; о р ганическая 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 : лег ко отделимые . трудно о т делимые , с неприятным запахом и ядовитые . Легко отделяются от большинства культур семена василька пол е вого , костра ржаного , пырея , гречишки развесистой и вьюнковой и др .; трудно отделяются (близкие по размеру и форме к определенным к ультурным 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 чесно к , 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 , обл а дающий - горьким вкусом и наркотически м действием . Горчак (софора лисохвостная ) имеет не только ядовитые и горькие семена , ядовито все растение . Ядовитыми являются семена вязеля , дурмана , триходесмы седой , гели о тропа опущенного , плевела опьяняющего и некоторых других сорных растений . Все ядови тые 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 . Г о л о в н я поражает большинство злаков . В зерновой массе она в стречается 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 други е 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 с ильным сосудосуживающим действием . Это свойство спорыньи используют в медицине для п о лучения препаратов , останавливающих кровотечение. Угрица - животный паразит , относящийся к классу червей , группе нематод . В зерновой массе встреч а ется в виде галл , имеющи х неправильную форму , короче и шире зерна , бороздки нет , оболочка толстая , п о верхность 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 . Зна чительная примесь галл ухудшает хл е бопекарные качества зерна , придает хлебу неприятные вкус и запах . Натура - масса единицы объема зерна . В нашей стране единицей объема зерна является литр . Натура зависит от формы , крупности и плотности зерна , состояния е го 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 больш у ю 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 зе р новой массе , искажают ее натуру . Тяжелые (ми неральные ) 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 . Зерн о с большей натурой , как правило , хорошо развито , выполнено , 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. Зараженность зерна амбарными вредителями наблюдается при неблагоприятных условиях хранения , в неподготовленных и необеззараженных хранилищах . В зерновой насыпи развиваются н асекомые и клеши . Они не только поедают зерно , но и сильно загрязняют его своими трупами , линочными шкурками и экскрементами , снижают пищевые достоинства , способствуют повышению влажности , что может вызвать самосогревание , ра з витие микроорганизмов . Амбарны е вредители охотно питаются не только зерном , но и продуктами его перер а ботки - мукой , крупой , пищевыми концентратами , сухарями , некоторые из них могут питаться макаронными изделиями , сушеными овощами , фруктами и др . Беспозвоночных амбарных вредителей отно сят к классу нас е комых (жуки и бабочки ) и паукообразных (клещи ). Показатели , характеризующие количество зерна основной культуры Длина Ширина Толщина Пшеница 4,2- -8,6 1,6 -4,0 1,5- -3,8 Рожь 5,0 - 10,0 1,4 - 3,6 1,2 - 3,5 Кукуруза 5,5 - 13,5 5,0 - 11,5 2,5 - 8,0 Ячмень 7,0 - 14,б 2,0-5,0 1,4 - 4,5 Овес 8,0 - 16,6 1,4 - 4,0 1,2 - 3,6 Рис 5,0 - 12,0 2,5 - 4,3 1,2 - 2,8 Просо 1,8- - 3,2 1,2 - 3,0 1,0 - 2,2 На практике о крупности судят по результатам просеивания навески зерна на ситах с уста новленными стандартами размерами продолговатых отверстий . Обычно длина отверстий делается значительно больше длины зерна и сортировка при просеивании проводится по ширине (толщине ). Установлено , что у пшеницы , например , между толщиной зерна и содержанием в нем эндосперма существует высокая корреляционная зависимость ( V =0,99 + 0,61). Для других культур с толщиной также связано более высокое содержание эндосперма . Выравненность (однородность ) зерна по крупности связана с его технологическими свойствами . В ы рав ненное зерно крупное или средней крупности легче перерабатывать (особенно в крупу ), при этом получается более высокий выход и лучшее качество продукции . Выравненность определяют одновременно с крупностью просеиванием на ситах и выражают в процентах по наи б ольшему остатку на одном или на двух смежных ситах . Одновременно определяют содержание мелких зерен , снижающих выход крупы и муки . Их доля в зерновой массе большинства культур не должна превышать 5%. При переработке мелкие зерна отделяют и используют на к о рм скоту . Масса 1000 зерен , рассчитанная на сухое вещество , характеризует крупность зерна . У разных культур масса 1000 зерен колеблется в широких пределах . Масса 1000 зерен , в г на сухое вещество : Пределы колебаний Крупное Среднее Мелкое Пшеница 12--75 Более 35 25 - 35 Менее 25 Рожь 10 - 45 Более 25 20 - 25 Менее 20 Ячмень 20 - 55 Более 40 30 - 40 Менее 30 Гречиха 15 - 40 Более 23 20 - 23 Менее 20 Просо 3 - 8 Более 6 4,5 - 6,0 Менее 4,5 Стекловидность зерна характеризует консистенци ю , структуру эндосперма , взаиморасположение его тканей . Стекловидное зерно в поперечном разрезе напоминает поверхность скола стекла , отсюда и его название . При просвечивании оно кажется прозрачным . Мучнистое зерно имеет рыхло-мучнистую структуру , в разрез е белый цвет и вид мела . В частично стекловидном (полустекловидном ) зерне в поперечном срезе видны как стекловидные , так и мучнистые участки , просвечивает оно не полностью. Структура эндосперма , его стекловидность или мучнистость , зависит от количества , сос тава , свойств , размеров , формы и расположения крахмальных гранул ; от количества , свойств и распределения белковых в е ществ ; характера и прочности связи между . белками и крахмалом . В стекловидном зерне питательные вещества уложены очень плотно , между ними не остается микропромежутков . В мучнистом эти промежутки есть , они рассеивают свет , обусловливая непрозрачность , рыхлость эндосперма. Белки , образующие в клетках эндосперма сплошную среду , в которую вкраплены крахмальные гранулы , образуют с ними связь различ ной прочности . Часть белка очень прочно связана с крахмалом и при дроблении клеток от него не отделяется , образуя вокруг гранул своеобразную белковую оболочку . Этот белок носит название прикрепленный . Остальной белок как бы заполняет промежутки между крах м альными гранулами , при дроблении клеток освобождается , его называют промежуточным белком . По данным Н . П . Козьминой , в стекловидном зерне прикрепленного белка содержится несколько больше , а промежуточного меньше , поэтому такое зерно при дроблении раскалыв а ется на более крупные частицы - крупку и почти не дает муки . Стекловидность обычно связана с характером обмена , веществ , при наливе и созревании зерна . Высокая температура , недостаток влаги , сжатый период налива и созревания зерна увеличивают стекловидно сть . Анал о гично влияет избыток азота , а повышенное содержание фосфора уменьшает стекловидность . Стекловидное зерно пшеницы , ржи , ячменя обычно содержит больше белка , чем мучнистое . У риса эта связь отсутствует. Стандарты на зерно предусматривают определени е стекловидности у пшеницы и риса . При производстве крупы и муки из ячменя и кукурузы желательно иметь стекловидное зерно , дающее продукты лучшего товарного вида . В пивоварении целесообразно использовать мучнистый ячмень , в котором несколько меньше белка, поэтому пиво более устойчиво к помутнению . У ржи этот показатель не определяют ; стекловидность у зерна ржи , как правило , бывает ниже , чем у зерна пшеницы . Однако известно , что стекловидное и полустекловидное зерно ржи лает более высокий выход сортовой мук и . При определении общей стекловидности к числу стекловидных зерен прибавляют половину полустекловидных и сумму выражают в процентах к общему количеству исследованных зерен . Плотность зерна в целом и его анатомических частей имеет важное технологическое зн ачение . Как правило , хорошо налившееся зерно имеет более высокую плотность , чем недозревшее . Плотность зерна и его частей зависит от их химического состава . Наибольшую плотность имеют крахмал и минеральные вещества , поэтому с увеличением их доли растет пл о тность зерновки , и , наоборот , увеличение количества белка (1,34 - 1,37) и липидов (0,89 - 0,99) снижают плотность зерна . Существенные различия химического состава обусловливают большие колебания плотности зерна (г /см 3 ): пшеницы - 1,33 - 1,53; ржи - 1,26 - 1,42; кукурузы - 1,23 - 1,27; ячменя - 1,23 - 1,28; овса - 1,11 - 1,15. Анатомические части зерновок сильно различаются не только по химическому составу и структуре , но и по плотности . Так , плотность целого зерна яровой мягкой пшеницы составляет в средне м 1,336, ее эндосперма - 1,471, зародыша - 1,290, оболочек - 1,066. На этих различиях основана в настоящее время вся технология переработки . зерна . Пленчатость - содержание цветковых пленок у пленчатых злаков и плодовых оболочек у гречихи , в ы раженное в про центах к массе зерна . Пленчатость сильно колеблется в зависимости от культуры , ее сорта , района и года выращивания . Крупное зерно , как правило , имеет меньше пленок и дает больший выход продуктов . Пленчатость колеблется (в %): у овса - 18 - 46, ячменя - 7, 5 - 15, риса - 16 - 24, проса - 12 - 25, гречихи - 18 - 28. Дефектные партии зерна иногда поступают в заготовительную сеть и могут попасть в переработку . Если на почве наблюдаются ранние заморозки и зерно в это время находилось в молочной или начале восков ой фазы спелости , то в нем нарушается синтез высокомолекулярных соединений и изменяются технологические свойства . Клейковина морозобойного зерна пшеницы отмывается в небольшом количестве , становится темной , малоэластичной , крошащейся . Хлеб получается неэл а стичным , с липким заминающимся мякишем , с малой п о ристостью , солодовым или травянистым вкусом . Проросшее на корню или в валках зерно образуется при дождливой погоде во время уборки ; чаще прорастает рожь . В нем повышена активность ферментов , особенно амилаз . Хлеб получается малого объема с неэластичным , глинистой консистенции , плохо разрыхленным мяк и шем , со сладковатым , солодовым привкусом . Зерно , поврежденное клопом-черепашкой , полевым вредителем , нападающим чаще всего на озимую пшеницу , но питающимся и др угими злаками . На месте прокола остается темная точка , окруженная резко очерченным пятном сморщившейся беловатой оболочки , эндосперм в месте укуса при надавливании крошится . Клоп-черепашка оставляет в зерне очень активные протеолитические ферменты . Сильна я пшеница при содержании 3 - 4 % п о врежденных зерен переходит в группу слабой . Клейковина из зерна , поврежденного клопом-черепашкой , под действием этих ферментов быстро разжижается . Выпеченный хлеб получается малых объема и пористости , плотным , с поверхност ью , покрытой мелкими трещинами , невкусным . Микотоксикозы - поражение различными грибными заболеваниями при выращивании , уборке , нар у шении режимов хранения зерна . Уже упоминавшиеся ранее спорынья и головня являются примерами таких з а болеваний . Грибы рода фузариум повреждают зерно всех культур , чаще настоящих злаков . Заражение происходит в поле , но развитие грибов в хранилище прекращается только при снижении влажности зерна до 14 %. В зерне , перезимовавшем в поле , часто накапливается много токсинов этого г р иба . Грибы этого рода продуцируют ряд токсинов , в том числе трихотецены и зеараленон , вызывающие тяжелые отравления человека и животных . У человека потребление хлеба , полученного из муки , содержащей мицелий фузариума , вызывает отравление ; п о хожее на опьяне ние : появляются дурнота , головокружение , рвота , сонливость и т . д . При этом ослабляется функция костного мозга , поэтому резко падает доля лейкоцитов в крови . Затем развивается никротическая ангина . Зерно , пораженное фузариумом , хранят отдельно от продоволь ственного и фуражного и используют для техн и ческих целей . Микотоксины образуют и другие плесневые грибы , которые могут развиваться на поверхности зерна и продуктов его переработки при неблагоприятных условиях хранения . Афлатоксины , поражающие печень и об ладающие выраженным канцерогенным действием , продуц и руются грибами рода аспергиллов ( Asp.flavus и Asp. parasiticus ). Охратоксины вырабатывают грибы рода пен и циллов . Охратоксины также поражают печень и обладают коканцерогенным действием . Многие другие пле с невые грибы также могут продуцировать токсины . К настоящему времени выделено и изучено свыше 100 м и котоксинов ; они устойчивы к применяемым при переработке зерна температурам , кислотам или восстановителям . Поэтому наиболее надежным способом предохранения от них пищевых продуктов является исключение пле с невения зерна . Дефектным считается также зерно , поврежденное самосогреванием и нарушениями режимов сушки . Стандартизация и оценка качества зерна Качество зерна - важный и обязательный объект государственного планирования и контроля . В основе государственной системы управления качеством зерна лежит его стандартизация . Она позволяет систематиз и ровать зерно по определенным качественным группам , создать крупные партии одного качества , выявить н е доброкачественное зерно . Качество зерна и продуктов . его переработки регулируется ГОСТами. На пути движения от поля до потребителя оценка качества зерна проводится по нескольким стандартам . Государственные закупки проводятся по стандартам на зерно заготовляемое ; хлебохранил ища передают его на переработку по стандартам на зерно поставляемое целевое (распределяемое , мукомольное , крупяное , пивов а ренное и др .); при использовании на посев оценка производится по стандарту на зерно семенное ; при продаже другим странам пользуются ст андартом на зерно , направляемое на экспорт ; оценка зерна производится по стандарту на правила отбора проб и методы испытаний . В стандартах на зерно заготовляемое для всех культур установлена классификация - деление на типы , подтипы по ботаническим признак ам , окраске , районам выращивания и т . п . Кроме того , установлены базисные (расчетные ) и ограничительные кондиции . Указано также , что у данной культуры считают основным зерном , сорной и зерновой примесями . Базисные кондиции - нормы качества , которым должно отвечать созревшее зерно . Они установлены по основным показателям качества зерновой массы и для большинства культур находятся в следующих пределах (в %): влажность - 14 - 15, зерновая и сорная примеси - 1 - 3, натура - в зависимости от культуры и района в ыр а щивания . Закупочные цены устанавливаются на зерно базисных кондиций . Ограничительные кондиции отражают предельно допустимые пониженные (по сравнению с базисными ) требования , при которых зерно еще может быть принято с соответствующей корректировкой цены . При откл о нении качества зерна в сторону ухудшения от базисных кондиций применяют натуральные и денежные скидки (рефакции ), а в сторону улучшения - надбавки (бонификации ); за зерно твердой пшеницы и лучших сортов других культур установлены сортовые надбав ки , размер которых колеблется от 10 до 100 % закупочной цены . Стандарты на зерно распределяемое (отпускаемое ) и целевые устанавливают нормы , которым должно соответствовать качество зерна , передаваемого элеватором на переработку . Поскольку каждое зернохран илище перед закладкой на хранение обязано очистить зерно от большей части содержащихся в нем примесей и подсушить его до сухого состояния , то эти требования бывают более строгими , чем при заготовках . Кроме того , в целевых стандартах предусмотрены дополни тельные показатели , учитывающие требования соответствующей отрасли переработки . Так , у крупяного зерна нормируются содержание мелких зерен до 5 % и чистого ядра , которое должно быть не менее (в %): у гречихи - 71, проса - 74, овса - 63. Для ячменя , направ л яемого на пив о варение , нормируются всхожесть и энергия прорастания и т . д . Изменения качества зерна при хранении Зерновые хлеба относятся к устойчивому в хранении при надлежащих условиях сырью . Основное к о личество зерна хранят на элеваторах - крупных п олностью механизированных зернохранилищах . Емкости для хранения зерна представляют собой вертикально поставленные цилиндры-силосы из железобетона диаметром 6 - 10 м и высотой 15 - 30 м . Верхняя часть оборудована отверстием для загрузки зерна , нижняя закан ч ивается к о нусом с отверстием для его выгрузки . Внутри силосов на расстоянии 1 м друг от друга по высоте смонтированы термопары для определения температуры хранящейся насыпи зерна . Провода термопар выведены на единый пульт , и оператор , наблюдающий за сохран ностью продукта , в любой момент может узнать температуру зерновой массы практически в любой точке силоса . Кроме того , каждый силос оборудован установкой для проведения активного вентилирования - устройством для продувания воздуха через толщу хранящегося з е рна . Элеватор снабжен лабораторией , которой проводится оценка качества зерна ; рабочей башней , где с о средоточено зерноочистительное и сушильное оборудование , а также установкой для приема и отпуска зерна . Поступающее на элеватор зерно после лабораторного анализа объединяют по массе в крупные партии , соответствующие емкости силоса (от 300 т до 15 тыс . т ). При этом не допускается смешивания зерна , относ я щегося к разным типам и подтипам , так как они обладают разными хлебопекарными свойствами . Нельзя см е шивать зерно , имеющее разную влажность и засоренность . Отдельно от здорового хранят и обрабатывают зерно , зараженное амбарными вредителями , и дефектное - морозобойное , проросшее , головневое , полынное и др . Очистка зерновой массы от посторонних примесей производ ится сразу после поступления его в зерн о хранилища . Семена сорняков , вегетативные органы растений имеют более высокую влажность , запах пахучих сорняков частично адсорбируется зерном , и чем дольше они будут находиться в соприкосновении , тем больше зерна може т испортиться . Кроме того , экономически нецелесообразно расходовать дополнительную энергию на сушку примесей и занимать объемы хранилищ их хранением . Однако полной очистки зерновой массы от примесей на элеваторах не производят , это осуществляют перерабаты вающие предприятия . Сушка зерна - ответственная технологическая операция перед закладкой на хранение . Оптимальные результаты дает сушка зерна теплым сухим воздухом . Однако более экономичной является сушка воздухом в смеси с топочными газами . В этом случае качество зерна во многом будет зависеть от вида топлива . Не рек о мендуется использовать дрова , придающие зерну запах дыма . Каменный уголь , особенно содержащий много серы , при сгорании образует сернистый ангидрид , который частично может поглощаться зерном и ухудшать качество клейковины . Кроме того , в топочных газах , образующихся при сжигании каменного угля , содержится повышенное количество полициклических ароматических углеводородов , в частности бензпирена , обладающего канцерогенными свойствами . Оптимальным и видами топлива , не загрязняющими зерно бензпиреном , являются нефтепродукты и газ . Температура зерна при сушке не должна превышать 45 'С . Перегрев зерна приводит к ухудшению к а чества клейковины вплоть до полной ее денатурации . Снижается также активность ф ерментов . За один прием сушки из очень влажного зерна нельзя удалять более чем 3 - 3,5% влаги , поэтому зерно с влажностью более 17,5 - 18 % сушат в несколько приемов . Перерывы между этапами сушки необходимы для перераспределения влаги из внутренних частей зерновки к поверхности , в противном случае поверхностные слои зерна растрескиваются , что приводит к ухудшению сохраняемости , снижаются выход и качество готовой пр о дукции . После сушки влажность зерна не должна превышать 14 %. Физические свойства зерновой массы Сыпучесть и самосортирование относят к физическим свойствам зерна . Зерновая масса состоит из множества отдельных твердых частиц , различных по размеру и плотности , поэтому обладает большой подви ж ностью - сыпучестью . Наибольшей сыпучестью обладают окр углые зерна с гладкой поверхностью (просо , горох ), у зерна продолговатого с шероховатой поверхностью сыпучесть снижается. С сыпучестью связана способность зерновой массы к самосортированию . При любом перемещении или встр я хивании зерновая масса “расслаивае тся” . Тяжелые компоненты - минеральная примесь , крупные зерна как бы “тонут” , опускаются вниз , а легкие - органический сор , семена сорняков и щуплые зерна “всплывают” . Это может оказать отрицательное влияние на сохранность , так как обычно семена сорных тр а в и щуплое зерно имеют п о вышенную энергию дыхания , что может привести к порче зерна при хранении . Способность зерновой массы к самосортированию учитывается при отборе проб для анализов . Скважистость - заполненные воздухом промежутки между зернами в насыпи . Обычно скважистость выражают в процентах к общему объему данной насыпи . Плотность укладки зерновой массы в объеме хранилища и , следовательно , ее скважистость зависят от формы , размеров и состояния поверхности зерен , от количества и характера примесей , о т массы и влажности зерновой насыпи , формы и размеров хранилища . Однородное по крупности зерно , а также зерно с шероховатой поверхностью имеют скважистость большую , чем зерна разной крупности и округлой формы . Так , скважистость составляет (в %): ржи и пшен и цы - 35 - 45, гречихи и риса (зерна ) - 50 - 65, овса - 50 - 70. Запас воздуха в межзерновых пространствах имеет большое значение для сохранения жизнеспособности семян . Большая газопроницаемость зерновых масс позволяет проводить активное вентилирование , ре гулировать состав газовой среды в межзерновых пространствах , вводить пары ядохимикатов для борьбы с амбарными вр е дителями . Однако наличие межзерновых пространств и кислорода в них благоприятствует развитию амбарных вредителей . Сорбционные свойства зерна т акже относят к физическим . Зерно всех культур и зерновые массы в целом обладают сорбционной емкостью , т . е . способностью поглощать газы и пары различных веществ . Эта способность зерна обусловлена его капиллярно-пористой структурой , что делает активную пов е рхность зерновки в 200 - 220 раз больше истинной . Кроме того , для биополимеров (белков , слизей , крахмала ) характерно отсутствие прочной кристаллической решетки , поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться в них , взаимодействуя с активным и центрами . В белках этими центрами являются такие функциональные группы , как - N Н -, Н 2 N -, - СООН , - СО N Н 2 , - ОН ; в углеводах - ОН и - 0 -. При изменении условий окружающей среды зерно может частично отдавать поглощенные им вещества - десорбировать их . Од нако полностью десорбция не пр о исходит. Явления сорбции принято подразделять на две группы : сорбция и десорбция различных газов и паров , кроме воды ; гигроскопичность - сорбция и десорбция паров воды . Способность зерна и продуктов его переработки активно с орбировать газы и пары различных веществ обязывает руководителей заботиться о чистоте транспорта и хранилищ , иначе продукты по вкусу и запаху могут стать непригодными для пищевых целей . При борьбе с амбарными вредителями можно применять лишь такие пестици д ы , которые менее вредны для теплокровных и более полно десорбируются . Гигроскопичность зерновой массы оказывает наибольшее влияние на стойкость зерна при хранении . Хорошо сохраняет свои исходные свойства только то зерно , в котором вся влага находится в свя занном колл о идами состоянии . Между относительной влажностью (~) воздуха в хранилище и влажностью зерна через опр е деленное время устанавливается динамическое равновесие . Каждому значению относительной влажности во з духа и его температуры соответствует опреде ленная равновесная влажность продукта . Например , при те м пературе около 20 С и ~= 15 - 20 % равновесная влажность зерна устанавливается около 7 %, а при ~ = 100 % достигает 33 - 36 %. Оптимальный интервал влажности воздуха при положительной температуре (10 - 20'С ) находится в пределах от 60 до 70 %. В этих условиях равновесная влажность продуктов равна 13 - 14 %. Влажность продукта , при которой в нем появляется свободная вода , носит название критической . Для большинства культур критическая влажность лежит в интервале 14,5 - 16 %. Зерно , достигшее ее , может з а плесневеть . Гигроскопичность зерна и продуктов его переработки зависит от содержания в них белков и высок о комолекулярных пентозанов , способных поглощать влаги больше , чем другие вещества . Теплопроводность и температуропроводность зерна также относят к физическим свойствам . Тепло в зерновой массе распространяется двумя способами : от зерна к зерну при их соприкосновении - теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых пространс твах - конвекция . Зерно имеет теплопроводность , близкую к древесине , т . е . обладает низкой теплопроводностью . Воздух также характеризуется небольшой те п лопроводностью . Поэтому суммарный показатель теплопроводности зерновой массы в целом невелик и коле б летс я в пределах от 0,12 до 0 ,2 ккал Скорость нагревания зерновой массы - температуропроводность зависит от теплопроводности и также невелика . Таким об -, разом , зерновая масса характеризуется большой тепловой инерцией , изменение темпер а туры зерна в ср едних слоях насыпи происходит очень медленно . Поэтому зерно в зимние месяцы можно охл а дить , проведя активное вентилирование насыпи холодным сухим воздухом . Низкая температура его сохраняется в течение большей части лета , в результате чего замедляются биохи мические процессы , протекающие в нем , и прекращается размножение амбарных вредителей . Если же на хранение засыпано теплое зерно , то в нем долго сохраняются благоприятные условия для : активной жизнедеятельности самого зерна , амбарных вредителей и микроорга н измов . В весенне-летний период , а также в осенне-зимний наблюдается большая амплитуда колеб а ний температуры между отдельными слоями зерновой массы , что может привести к конденсации влаги на о т дельных ее участках , увлажнению зерна . Биохимические процессы , происходящие в зерновой массе 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 физ иологических процессов , протекающих в зерновой массе при хранении , зависят не только от активности ферментативного комплекса зерна , но и от условий окружающей среды . Основным , ва ж нейшим физиологическим процессом , протекающим в зерне , является дыхание . Ды хание 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 , которое можно выразит ь суммарным уравнением С 6 Н 12 О 6 +6О 2 6СО 2+6Н 2О +674 ккал (2821,9 кДж ) на 1 грамм-молекулу (180 г ) израсходованной глюкозы . 2 Казаков Е.Д ., Кретович В.Л . Биохимия зерна и продуктов его переработки М .: Колос ,1980. При недостатке кислорода полного окисления органических веществ не происходит , в зерне идет процесс анаэробного (интрамолекулярного ) дыхания (спиртового брожения ), выражаемого суммарным уравнением : С 6 Н 12 О 6 2С 2H5OH+2 СО 2 + 28,2 ккал (118 кДж ) на 1 грамм-молекулу израсходованной глюкозы . При ана э р обном дыхании параллельно со спиртовым брожением частично может идти и молочно-кислое , при котором из глюкозы образуется молочная кислота 2 : С 6 Н 12 О 6 2СН 3 СН (ОН ) СООН + 22,5 ккал (83,5 кДж ), что приводит к медленному нарастанию титруемой кислотности проду кта . 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 коэф фициенту - отношению объема выд е ленного 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 ; дыхатель ный коэффициент больше единицы бывает в том случае , когда наряду с аэробным идет и ана э робное дыхание , и чем больше выделяется углекислого газа и меньше поглощается кислорода , тем больше его доля . Интенсивность дыхания зависит от влажности , температуры и к ачества 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 дых ания 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 . На ри с . 3 показана зависимость интенсивности дыхания от влажности зерна проса . Температура хранения оказывает существенное влияние на интенсивность дыхания . Зерно , хранящееся при температуре , близкой к 0 'С , дышит с исчезающе малой интенсивностью , как это видно на рис . 3 . 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 . На р ис . 4 видно , что 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 зе рна при хранении . Каким бы способом ни дышало зерно , этот процесс вызывает : потерю сухого вещества (убыль массы ) зерна . Расходуемая , при дыхании глюкоза постоянно пополн я ется за счет ферментативного гидролиза крахмала ; изменение состава воздуха межзернов ых пространств за счет выделения диоксида углерода и расход о вания кислорода , что в конечном итоге может вызвать анаэробное дыхание ; увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха в межзерновых пространства х . Образующаяся при аэробном дыхании вода остается в зерновой массе и при в ы сокой интенсивности дыхания может существенно увлажнить ее , приводя тем самым к еще большему увеличению интенсивности дыхания ; образование тепла в зерновой массе особенно при высокой интенсивности аэробного дыхания мотает быть весьма существенным . Известно , что зерновая масса обладает низкой теплопроводностью , поэтому обр а зующееся тепло вызывае т повышение температуры и , следовательно , интенсивности дыхания . Два последних названных следствия дыхания являются причинами возникновения самосогревания зерновой массы , привод я щего ее к порче , а иногда и к полной гибели . Самосогревание - результат высок ой 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 . По в ерхность зерна сначала обесцвечивается , затем приобретает красноватый оттенок , а эндосперм - сероватый . В нем повышаются доля моносахаридов , титруемая кислотность и кислотное число жира . Активность ферментов существенно во з растает . Объемный выход хлеба сни жается , мякиш получается более темным , чем из нормального 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 пол ного почернения , иногда полностью покрывается мицелием плесеней . Темнеет , а затем чернеет эндосперм . Запах становится плесневым , а потом гнилостно-затхлым , изменяется соответственно и вкус , ув е личиваются титруемая кислотность (в болтушке ), кислотное число жира , растет содержание аммиака . Инте н сивность 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 п о рчи зерна является его плесневение . При возникновении самосогревания в глубинных слоях бурное развитие плесеней задерживается нед о статком там кислорода , поэтому основной причиной порчи являются деятельность собственных ферментов и высокая температура . Мук а из зерна поверхностных очагов самосогревания дает хлеб плоский , почти без пор , с очень темным заминающимся мякишем , а из глубинных очагов самосогревания - высоким , с рваными корками . Зерно , подвергшееся самосогреванию больше , чем в первой стадии , на пищ е вые (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 пр и ходится 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 пищево й ценности зерна при хранении связано с постепенным , хотя и очень медленно протекающим , старением коллоидов . Начало процесса старения коллоидов практически совпадает с завершением 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 орг а нических сое динений из низкомолекулярных , накопленных в зерне в ходе фотосинтеза растения и налива зерна . При дозревании заканчиваются процессы образования полисахаридов , белков и жиров . Уменьшается доля ра с творимых углеводов и небелкового азота . Белки клейковины упло тняются , 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 зер н а . 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 повыш енная 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 о с обенно 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 , предохраняющ ее 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 ег о 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 . Следуе т отметить , что даже при самых благоприятных условиях хранения жизненные процессы в зерне продолжаются (хотя и с малой инте н сивностью ) и коллоиды , 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 . Одновре м енно наблюд а ются повышение доли аминного азота и уменьшение содержания белков . Так , за два года хранения при темп е ратуре 24 'С пшеницы с влажностью 11 % атакуемость белков снизилась на 8 %, а кукурузы - на 3,6 %. Пост е пенно изменяется аминокислотный сост ав 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 действ ием 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 ти а мина . 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 при водят к снижению акти в ности 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 повышенного количества отходов , снижаются выход продукции и ее качество . Полученные продукты значительно легче обсеменяются микроорганизмами и быстрее портятся . Долговечность зерна зависит от его исходного качества и условий хранения . По данным Л . А . Трис вя т ского , 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 д ольше . Однако столь длительное хранение запасов нецелесообразно , их следует обновлять через 3 - 5 лет . Список литературы 1. Казаков Е.Д . Кретович В.Л . Биохимия дефектного зерна и пути его использования . М .: Наука , 1979. 2. Казаков Е.Д ., Кретович В.Л . Биохимия зерна и продуктов его переработки М .: Колос ,1980. 3. Справочник товароведа продовольственных товаров , М ., Экономика , 1988. 4. Гришко Е.С ., Парфентьева Т.Р . "Товароведение продовольственных товаров ", М ., Экономика 1978. 5. Семин О.А . “Стандартизация и управление качеством продовольственных товаров” , М ., Экономика , 1979.