Определение показателей качества зерна

Влияние погодных факторов на качество зерна

Качество зерна пшеницы, как и другой сельскохозяйственной продукции, во многом зависит от почвенно-климатических условий района ее возделывания. Известна общая закономерность: с увеличением засушливости климата улучшаются мукомольно-хлебопекарные свойства зерна, повышается содержание в нем белка. Пшеничное зерно, выращенное в засушливых районах, всегда высоко ценится на международном рынке, оно используется как улучшатель низкобелковых пшениц.

Однако качественные показатели зерна не остаются стабильными. Даже в одной почвенно-климатической зоне они сильно изменяются по годам, а в ряде случаев и по отдельным хозяйствам. Определяется это многими факторами. Сорт, условия выращивания, в частности состояние почвенного плодородия, метеорологические условия вегетационного сезона, технология возделывания культуры, повреждения растений болезнями и вредителями и другие факторы действуют в сложном комплексе, и вычленение роли каждого из них связано со значительными трудностями

Между тем для сельскохозяйственного производства важно установить, какие именно условия определяют снижение качества получаемой продукции и что можно сделать для ослабления этого отрицательного влияния

С указанной целью были использованы материалы о качестве зерна мягких и твердых яровых пшениц в конкурсном сортоиспытании лаборатории селекции яровой пшеницы НИИСХ Юго-Востока и данные метеорологической станции при институте. Технологические показатели качества зерна определялись в лаборатории технологии под руководством А. И. Марушева.

В конкурсном сортоиспытании из года в год применяли примерно одинаковую технологию возделывания пшеницы. Посев проводили в специальном селекционном севообороте по рано вспаханной зяби после озимых, высевавшихся по чистому пару. На всех полях применяли снегозадержание, сев проводили сеялкой в первые дни после начала полевых работ. Убирали посевы раздельно. Таким образом, основным изменяющимся от года к году фактором урожая и качества зерна являлся характер погоды вегетационного сезона.

Абсолютный вес зерна

Вес 1000 зерен в граммах, или абсолютный вес, является важным показателем семенных и технологических качеств зерна. В зависимости от условий выращивания пшеницы этот показатель подвержен очень резким изменениям.

Так, яровая пшеница Саратовская 29 за 24 года наблюдений шесть раз имела абсолютный вес зерна ниже 30 г и двенадцать раз выше 35 г. Наиболее высокий вес получен в 1971 г. (43,0 г) и самый низкий в 1954 г. (17,6 г).

На абсолютном весе зерна оказываются и сортовые особенности. Твердая пшеница Мелянопус 26 за 14 лет наблюдений ни разу не имела абсолютный вес ниже 35 г; он колебался за эти годы от 35,7 до 49,4 г. В пределах одного сорта при одинаковом уровне агротехники решающее влияние на абсолютный вес зерна оказывают метеорологические условия.

Формированию повышенного абсолютного веса зерна способствуют условия погоды, которые улучшают влагообеспеченность растений во время налива зерна и снижают напряженность транспирации. Достаточная весенняя влагозарядка почвы — первый показатель возможного в данном году хорошего налива зерна. Растения яровой пшеницы потребляют влагу из глубинных слоев почвы преимущественно после колошения, то есть в период формирования и налива зерна. Глубокое весеннее промачивание почвы и наличие больших запасов продуктивной влаги создают условия спокойного хода налива даже в засушливые годы.

В зоне южных черноземов за период с 1929 по 1969 г. 17 лет было с повышенным абсолютным весом зерна. Как правило, это были годы с весенними запасами продуктивной влаги в метровом слое почвы не менее 140 мм.

Недостаточное весеннее увлажнение почвы в некоторых случаях может быть компенсировано обильными осадками после посева пшеницы и главным образом во время налива зерна. За последние 70 лет было три случая (1945, 1967, 1969), когда при очень низких весенних запасах доступной растениям воды в метровом слое почвы (меньше 100 мм) получено зерно пшеницы с высоким абсолютным весом. Эти годы отличались большим количеством осадков и прохладной погодой во время налива зерна.

Вместе с тем за указанные годы было два случая (1938, 1948), когда при высоких весенних запасах доступной растениям воды в почве получен низкий абсолютный вес зерна. Связано это с недостаточным количеством осадков за время вегетации пшеницы при сухой, жаркой погоде во время налива или же с плохим укоренением растений.

Из метеорологических условий наиболее сильное влияние на формирование абсолютного веса зерна оказывает погода периода от колошения до созревания. Пониженная температура во время налива зерна сопутствует годам с повышенным абсолютным весом, а жаркая погода вызывает щуплость зерна и соответственно низкий абсолютный вес. Во все годы с абсолютным весом зерна яровой пшеницы более 35 г, как правило, средняя температура воздуха от колошения до созревания не превышает 21°. Учитывая, что таким годам предшествует и высокая весенняя влагозарядка почвы, по-видимому, между размерами весеннего увлажнения почвы и температурой периода налива зерна (вторая половина июня — первая половина июля) имеется некоторая коррелятивная связь.

В годы с повышенным количеством осадков в течение всего периода вегетации и особенно от колошения до созревания, когда бывает не более двух дней с суховеями и не более шести дней с максимальной температурой воздуха выше 30°, также отмечается высокий абсолютный вес зерна.

Анализ данных за отдельные годы показывает, что в годы с плохим наливом зерна количество осадков от посева до созревания яровой пшеницы обычно ,не превышает 120 мм, а в период от колошения до созревания — 50 мм. Наиболее устойчивым агрометеорологическим показателем плохого налива зерна является средняя температура воздуха во время созревания. Как правило, при средней температуре указанного периода выше 22° отмечается значительное снижение абсолютного веса зерна. В годы плохого налива от посева до созревания бывает не менее 10 суховейных дней и не менее 12 дней с максимальной температурой воздуха выше 30°.

Натура пшеницы — что это такое

Под натурой понимают массу установленного объема зерна. В России это 1 л, выраженный в граммах. У пшеницы показатель определяет мукомольные свойства: чем он выше, тем больше степень созревания и налива зерна, а также количество крахмала, сахара и белков.

Важно, сколько готового продукта получится из собранного урожая после переработки. Из партии с более высоким показателем выйдет больше муки, а отрубей — меньше

У пшеницы натура не выходит за пределы 700–840 г/л, у ржи — 660–740 г/л, у ячменя — 510–640 г/л, у овса — 420–580 г/л. В зависимости от числового эквивалента она бывает высокой, средней и низкой. К примеру, для пшеницы высоким считается показатель более 785 г/л, средним — 746–785, а совсем низким — менее 745.

Методы определения качества зерна

Определение качества зерна происходит с помощью:

• органолептического анализа — осуществляется через органы чувств человека и помогает сделать первичные выводы;
• физико-химического анализа — более глубокое исследование в лабораторных условиях.

Ниже представлен краткий обзор основных методов оценки, позволяющих точно определить характеристики зерна. 

Органолептический анализ

1. Визуальная оценка. Сначала зерно проверяют на наличие нежелательных оттенков или пятен. Цветовые изменения могут указывать на изменения в химическом составе и деформированную структуру. Поврежденные зерна снижают качество всей партии.
2. Анализ запаха. Также проверяют наличие неприятных или аномальных запахов. Аромат полевых трав или гнилостный запах может указывать на ошибки в выращивании, сборе или хранении урожая. Оптимально, если зерно имеет аромат свежей соломы.
3. Проверка вкуса. Пшеницу дополнительно оценивают на вкус, только если присутствует посторонний запах.

Физико-химический анализ

1. Определение примесей. Зерно визуально или с помощью специальных сит проверяют на наличие камней, металлических частиц, песка и других примесей. Засоренность влияет на безопасность и качество продуктов.
2. Оценка зараженности вредителями. Для определения качества зерна, его также осматривают на наличие следов вредителей, грызунов и болезней. Влияет на сохранность культуры и ее пригодность для переработки.

1. Измерение влажности. Зерно подвергается сушке при определенных условиях, затем измеряется изменение массы для определения влажности. Влажность влияет на хранение и обработку зерна.
2. Измерение массовой доли белка. Уровень белка определяют методом Кьельдаля. Показатель влияет на качество муки и других продуктов из пшеницы. Чем выше содержание белка, тем выше пищевая и технологическая ценность зерна.
3. Оценка клейковины. Этот анализ делают для прогнозирования хлебопекарных свойств зерна. Тесты растяжения и растекания глютена позволяют оценить его эластичность и сцепляемость. Глютен важен для структуры и объема выпечки.
4. Измерение стекловидности. Ее определяют с помощью диафаноскопа или путем разрезания зерен. Структура внутренних тканей зерна важна для переработки. Стекловидная пшеница легче перемалывается, поэтому из нее производят муку высшего сорта.
5. Определение влагоотдачи. Зерно погружают в воду и сравнивают вес до и после погружения для исследования способности зерна впитывать и удерживать влагу. Эта характеристика влияет на процессы уваривания и готовки продуктов.
6. Анализ натуры. Анализ заключается в измерении массы 1 литра зерна, выраженной в граммах. Этот показатель, называемый также объемной массой, позволяет оценить плотность и состояние зерна. Высокая натура обеспечивает лучшую сохранность и лучшие технологические характеристики для переработки. 
7. Определение числа падения. Оценивают способность семян успешно внедряться в почву и прорастать. Этот показатель важен для оптимизации техники посева.
8. Оценка всхожести. С помощью физико-химического исследования также выявляют процент семян, которые способны дать здоровые ростки. Этот важный агротехнический фактор влияет на уровень урожайности и качество севооборота.

Чтобы определить качество зерна озимой пшеницы, анализ осуществляют непосредственно после сбора и очистки урожая, в середине августа. Яровую пшеницу проверяют уже в июле. При необходимости, на некоторых этапах хлебооборота проверяют дополнительные показатели качества. 

Агрострахование в Украине: особенности страхования урожая

Физико-химическая проверка

Внешняя оценка — это быстрый способ определения качества зерна. Но для более детального анализа необходимо применение специальных методов и лабораторного оборудования: анализаторов (белка, ИК для измерения диффузного отражения, БИК, экспресс-анализ для определения соотношения крахмала, белка, клетчатки, клейковины, золы), измерителей деформации клейковины и белизномеров.

Какие характеристики можно выявить с помощью физико-химической проверки:

Химический состав зерна. Количество углеводов, белков, жиров, клетчатки, воды, липидов, микроэлементов, витаминов, пестицидов и радиоактивных веществ.

Массу 1000 зерен. Средняя масса зерна, учитывается район возделывания, сорт, уровень влажности.

Всхожесть. Потенциал зерен, которые могут дать здоровые ростки.

Температура. Этот показатель должен быть стабильным. Определяется термоштангами.

Натура. Влажность, форма, температура, наличие примесей

Измеряется взвешиванием контейнера с содержимым.

Стекловидность (особенно важно для пшеницы). Структура внутренних тканей зерна

Для анализа изучается поперечный разрез с применением фаринотома.

Энергия прорастания. Соотношение семян, проросших за определенное количество дней. Один из главных показателей качества.

Контроль качества зерна — сложный процесс, который состоит из совокупности различных факторов. Тем не менее, это очень важный этап, поскольку он позволяет сделать украинское зерно конкурентоспособным на мировом рынке. Предприятие, которое придерживается международных стандартов качества, открывает для себя немало новых возможностей для экспорта.

Требования к качеству зерна

Качественные зерна должны быть крупными, однородными по цвету, одинаковой формы и иметь нейтральный запах. Первоклассная пшеница содержит оптимальное количество белка и глютена, чиста от посторонних примесей и вредителей, не слишком влажная на ощупь. Эти критерии гарантируют, что зерно подходит для высококачественной мукомольной и хлебопекарной промышленности.

Показатели по ГОСТу для твердой пшеницы:

• натура — 710-750 г/л;
• влажность — до 14,5%;
• белковая доля — 11-14%;
• число падения — 100-220 сек;
• сорные примеси — 2-5%;
• стекловидность — 70%.

Показатели по ГОСТу для мягкой пшеницы:

• натура — 690-760 г/л;
• влажность — 14%;
• белковая доля — 10,5-14%;
• содержание клейковины — 18-28%
• число падения — 130-220 сек;
• сорные примеси — 1-2%;
• стекловидность — 50%.

К кормовой пшенице только два требования — влажность до 14,5% и примеси до 5%.

Требования для экспорта зерна указываются индивидуально в контрактах, а результаты анализа должны быть только от лабораторий, имеющих международный сертификат, например ICUMSA, GAFTA или FOSFA.

Если вам нужны средства на покупку земли, сельхозтехники или спецоборудования, переходите на сайт AgroApp. Здесь собраны банки и партнерские программы, которые предлагают фермерам различные финансовые услуги на выгодных условиях. Подайте заявку и получите предварительное решение о кредитовании уже за 24 часа.

По запаху

Запах в зерне появляется в результате неблагоприятных воздействий на него. Запахи делятся на две группы сорбционного происхождения (запахи эфирных масел, приобретаемые во время обработки и хранения зерновых масс, при нарушении правил обращения) и разложения, возникающие в результате протекающих в зерне биологических процессов, образования продуктов распада органических веществ (типичные запахи этой группы — амбарный, солодовый, затхлый и гнилостный). Посторонние запахи в продовольственном зерне не допускаются, так как они сохраняются в продуктах его переработки (муке, крупе). Возможность использования зерна с посторонними запахами на выработку комбикормов решается ветеринарными органами.

Другие признаки качества зерна

Чтобы узнать ценность зерна, недостаточно только рассчитать его натуру. Общий вывод зависит от внешнего вида продукта, запаха и зараженности насекомыми. Для понимания качества обязательно определяют стекловидность пшеницы, количество клейковины в ней и белка.

Не тронутое насекомыми дозревшее зерно должно иметь определенные форму, размер и окраску. Если пшеница деформирована или странного цвета, ее относят к черновому типу или сорным примесям. Продать ее сложно, если вообще возможно.

Особенно важна консистенция эндосперма, которая влияет на стекловидность. При дроблении на мельнице из высокостекловидного продукта получается больше крупок, а значит, и муки высшего и первого сортов, которые особенно ценятся. Такой муке свойственен белый или кремовый оттенок. Приготовленный из нее хлеб будет таким же. Из мучнистого эндосперма выходит гораздо меньше муки ценных сортов, она получается белого цвета с синеватым оттенком.

В качественной пшенице содержится много клейковины (от 10% до 60%). Основную массу ее белков составляют глиадин и глютенин. Показатель больше 28% считается высоким и весьма ценится.

Чтобы определить качество самой клейковины, смотрят на ее цвет, упругость, растяжимость и способность к набуханию. К примеру, светлая более упругая и растяжимая, а темной она становится из-за неправильного хранения или обработки, ошибок при созревании.

Клейковина формируется еще на стадии производства, но при необходимости во время послеуборочной обработки ее немного улучшают. Так, при очистке общей массы от примесей из нее убирают не самые лучшие зерна, в результате количество глютена растет. При сушке влажного зерна ослабленная клейковина становится крепче.

Химический состав пшеницы важен на каждом этапе: как в самом начале, при выведении новых сортов и формировании агростратегии при их выращивании, так и в самом конце, при хранении партии, ее обработке и последующей переработке.

По засоренности

Засоренность — количество примесей в зерне, выраженное в процентах к его массе. В основу классификации примесей в товарном зерне положен принцип: степень влияния данного вида примесей на выход и качество вырабатываемых продуктов, а в фуражном зерне — на кормовую ценность.

На основании этого зерновая масса делится на три части:

• основное зерно
• зерновая примесь
• сорная примесь.

Рассмотрим эти три части на примере зерна пшеницы.

• Основное зерно — целые и поврежденные зерна пшеницы, по характеру повреждений не относящиеся к сорной или к зерновой примесям.
• Зерновая примесь — зерна основной культуры, деформированные (проросшие, щуплые, давленые, раздутые при сушке), недозревшие, поврежденные самосогреванием, изъеденные и битые независимо от характера и размера повреждения, в количестве 50% от их массы (остальные 50% относятся к основному зерну), зерна других культурных растений, по ценности приближающиеся к зерну основной культуры и используемые по целевому назначению. Поскольку проросшие зерна резко снижают качество клейковины в пшенице, содержание их в этой культуре, в зависимости от класса, строго регламентируется (1—5%).
• Сорная примесь — органический и минеральный сор, семена всех дикорастущих растений, семена культурных растений, не отнесенные к зерновой примеси, испорченные зерна, вредная примесь. В числе минеральной примеси ограничивается одним процентом трудноотделимая примесь — галька. При переработке зерна и хлебопекарную муку, галька должна быть отделена, в случае невозможности полного отделения полученная мука будет нестандартно;! по хрусту; также регламентируется общее количество и состав вредной примеси, при общем допустимом количестве — 1%, спорыньи и головни допускается не более 0,05%. семян ядовитых сорных растений не более 0,3%, триходесма седая не допускается. В противном случае мука будет непригодной на пищевые цели.
• Натура зерна — масса зерна в определенном объеме. В России и в ряде других стран, где введена метрическая система мер, натура характеризуется массой литра зерна в граммах или гектолитра в килограммах. Техника определения натуры зерна предельно проста и непродолжительна. Применяемый в России метод определения натуры аналогичен методам, принятым в Европе, США, Канаде и ряде других стран.

Научными исследованиями и опытом работы мукомольных предприятий подтверждено, что чем выше натура, тем более выполненное зерно (при прочих одинаковых показателях качества), т. е. оно содержит больше эндосперма и меньше оболочек, что в конечном счете определяет получение большего количества муки и меньшего количества отрубей.

Снижение натуры пшеницы против нормы по мельничным кондициям (775 г/л) на каждый грамм уменьшает количество получаемой продовольственной продукции (муки) на 0,05% за счет увеличения кормовой продукции — отрубей в таком же размере. Пшеницу с натурой ниже 690 г на сортовые помолы использовать нецелесообразно.

За рубежом натуре зерна также придается большое значение и нормы ее в стандартах поддерживаются на высоком уровне. Например, канадским стандартом для высшего класса пшеницы Западная яровая белозерная № 1 установлена минимальная норма по натуре 78,0 кг/гл и № 2 76,0 кг/гл. Пользующаяся мировой известностью швейцарская фирма «Бюллер», строящая мельницы с самой совершенной технологией, гарантирует получение 75% муки типа высшего сорта лишь при условии переработки пшеницы с натурой не менее 785 г/л.

2 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРАЖЕННОСТИ ЗЕРНА БОБОВЫХ КУЛЬТУР ЗЕРНОВКАМИ

2.1 Аппаратура и реактивыДелитель.Весы лабораторные общего назначения с допускаемой погрешностью взвешивания ±1 г.Доска анализная.Скальпель или лезвие бритвы.Сетка металлическая или капроновая.Секундомер.Бумага фильтровальная или бумажные фильтры.Натр едкий технический по ГОСТ 2263 или калия гидрат окиси технический по ГОСТ 9285, раствор с массовой долей 0,5%.Калий йодистый по ГОСТ 4232.Йод технический по ГОСТ 545.Раствор с массовой долей йода 1% в йодистом калии, готовят следующим образом: растворяют 10 г йодистого калия в небольшом количестве воды в мерной колбе вместимостью 500 см; добавляют к полученному раствору 5 г кристаллического йода и доводят до полного растворения при последующем доведении объема раствора до 500 см.

2.2 Проведение испытания

2.2.1 Из средней пробы семян бобовых, отобранной для определения зараженности в соответствии с требованиями п.1.2, выделяют вручную или с помощью делителя навески массой, грамм:

100 — для гороха, чины, нута, люпина, вики;

200 — для чечевицы, фасоли, кормовых бобов.Из навесок удаляют сорную примесь, а оставшуюся массу семян взвешивают.

2.2.2 Семена распределяют на анализной доске и тщательно осматривают.При осмотре из массы семян выделяют семена:гороха, фасоли, вики, чечевицы с наличием в зерне полости с характерными округлыми отверстиями диаметром 2-3 мм;гороха, фасоли, вики, чечевицы, кормовых бобов с круглыми «окошечками» (летные отверстия жуков) в виде темных пятен, представляющих собой оболочку семян, под которой находится личинка, куколка или жук зерновки;фасоли со слабо заметными уколами, представляющими входные отверстия личинок диаметром 0,1-0,3 мм;фасоли, настолько изъеденные, что у них остались только оболочки, разрушающиеся при надавливании, под которыми могут находиться 1-5 и более личинок, куколок или жуков фасолевой зерновки;фасоли, на поверхности которых просматривается кладка яиц фасолевой зерновки, состоящая из нескольких удлиненно-овальных, белых блестящих яиц, особенно заметных на семенах с цветной оболочкой.Обнаруженные в навеске семена с перечисленными признаками, кроме семян с кладками яиц, выделяют и вскрывают.Семена с наличием живых вредителей (личинок, куколок, жуков) и семена с кладками яиц взвешивают.

2.2.3 Семена бобовых, на которых при визуальном осмотре не выявлено признаков заражения, помещают на сетку. Сетку с семенами погружают в сосуд с раствором йода в йодистом калии и выдерживают 60-90 с. Затем переносят сетку с семенами в сосуд с раствором щелочи на 30 с. После окончания экспозиции сетку с семенами вынимают из раствора щелочи, а семена промывают водопроводной водой для освобождения от щелочи в течение 15-20 с.Вынимают семена из сетки и быстро просматривают для обнаружения входных отверстий личинок насекомых или мест проколов оболочки, которые окрашиваются в черный цвет и становятся хорошо заметными (мелкие черные пятна диаметром 1-2 мм). Семена с пятнами вскрывают и устанавливают наличие в них живых личинок, куколок или жуков.Семена с живыми вредителями подсушивают на фильтровальной бумаге, а затем взвешивают.

2.3 Обработка результатовЗараженность семян бобовых зерновками () в процентах вычисляют по формуле

, (4)

где — масса зараженных семян, обнаруженных при осмотре навески, г; — масса зараженных семян, обнаруженных после обработки семян раствором йода, г; — масса навески, взятой для анализа (после удаления сорной примеси).Зараженность зернобобовых культур зерновками вычисляют до сотых долей процента.Зараженность зернобобовых культур зерновками проставляют в документах о качестве с точностью до десятых долей процента.Округление полученных результатов анализа проводят следующим образом: если первая из отбрасываемых цифр (считая слева направо) меньше 5, то последняя сохраняемая цифра не меняется; если равна или больше 5, то увеличивается на единицу.

Как определяется

Чтобы измерить этот показатель, применяют специальное устройство — пурку. Это хлебные весы, их разновидностей и моделей выпускают много. В России и других странах СНГ принято использовать метрические приборы на 1 или 20 л, но больше распространен первый вариант.

Главная часть прибора — измерительный стакан цилиндрической формы. Сверху находится прорезь для ножа, а на дне есть отверстия для выхода воздуха. В устройстве предусмотрен груз, который свободно скользит по цилиндру. Когда он находится на дне мерки, а нож вставлен в щель, объем между верхней плоскостью груза и нижней плоскостью ножа равен 1 л.

Замеры проводят сразу после обязательной очистки пробы от примесей. Заранее определяют ее влажность, чтобы результат был точнее, а цифры — надежнее.