Определение свежести зерна

Цель работы: определить показатели свежести зерна в предложенных образцах.

Общие сведения. Первое представление о качестве зерна складывается уже в результате визуального осмотра средней пробы. По цвету и блеску, запаху, а иногда и по вкусу можно судить о добротности или природе дефектов, имеющихся в партии. Методы определения запаха, цвета и вкуса основаны на органолептической оценке, поэтому и показатели качества называют органолептическими или сенсорными.

Состояние партий зерна по цвету, запаху, блеску и вкусу получило общее название свежести.

Зерно каждой культуры (рода), вида, разновидности, а часто и сорта имеет свойственный ему цвет, а иногда и блеск, являющиеся устойчивыми ботаническими признаками. Так, например, семена фасоли могут быть белыми и окрашенными; пшеницы − краснозерными и белозерными. Зерно проса может быть желтым, красным, серым и т.п. Поэтому цвет зерна наряду с другими признаками положен в основу типового состава, принятого в стандартах.

Зерну каждой культуры присущ свой особый запах. Иногда это слабый, едва заметный (в зерне злаков), а иногда специфический сильный (например, у семян эфиромасличных культур).

Вкус нормального зерна выражен слабо. Чаще всего он бывает пресным, а у семян эфиромасличных культур − пряным.

Материалы, реактивы, оборудование: стеклянные емкости (банки, колбы, чашки) различного объема (500, 200-250 и 100 см³) с крышками или шлифами, лабораторная мельница. Лабораторные и технические весы, разборная доска, металлический шпатель, проволочная сетка, чашка Петри и источник тепла для нагрева зерна до 40°С.

Определение цвета зерна

Важнейший показатель качества, характеризующий не только природные свойства зерна, но и его свежесть. Свежим считается зерно, в котором не произошло никаких изменений под влиянием неблагоприятных условий созревания, уборки и хранения. Свежее зерно должно иметь гладкую поверхность, естественный блеск и цвет, свойственный зерну данной культуры.

Основные причины изменения цвета и внешнего вида зерна следующие: неблагоприятные погодные условия в период формирования и созревания зерна − ранние заморозки, захват суховеем, прорастание зерна в колосе, стекание зерна, действие на зерно насекомых-вредителей в поле и хранилищах, активное развитие фитопатогенных или сапрофитных микроорганизмов, неправильная обработка партий зерна (сушка, очистка, обеззараживание и т.д.). Так, многократное увлажнение зерна атмосферными осадками с последующим высыханием приводит к потере блеска. Зерно становится белесоватым (обесцвеченным) или потемневшим. Зерно, захваченное на корню морозом, приобретает белесоватый оттенок и сетчатую поверхность, а захваченное суховеем − не имеет блеска, матовое, с морщинистой поверхностью.

Внешний вид и цвет зерна меняются при его прорастании. В проросшем зерне часто видны вышедшие из оболочек росток и корешок. Оболочки проросшего зерна обычно более темные.

Темная окраска (вплоть до черной) может быть у перезимовавшего в поле зерна.

Отклонения во внешнем виде зерна возможны в результате воздействия на него насекомых – вредителей в период созревания или при хранении. Зерно злаковых еще в колосе может быть изъедено гусеницами зерновой совки, скрыто заражено зерновой молью и рисовым долгоносиком, а семена бобовых культур − различными зерновками (гороховой, фасолевой, чечевичной и т.д.). Повреждения зерна теми или иными вредителями хлебных запасов возможны и при хранении. Цвет зерна может изменяться в поле из-за повреждения его клопами-черепашками. На зерне появляются желтые пятна с черной точкой или без нее, но со следами вдавленности и морщинистости или желтые пятна у зародыша без следов вдавленности и морщинистости и без черной точки.

Наиболее сильно на изменение внешнего вида зерна, его цвет и блеск влияют микроорганизмы. Активное развитие фитопатогенных микроорганизмов в полевых условиях вызывает различные заболевания растений, что резко снижает урожайность и качество зерна. Так, в результате развития некоторых бактериозов и микозов (фузариозы, гельминтоспорозы и др.) зерно становится щуплым, сморщенным, с недостаточно развитым эндоспермом. Часто при этом изменяется и его цвет: появляются черные пятна (черный бактериоз), чернеет зародыш, возможна розовая окраска (образование конидий фузариума). Иногда розовую окраску оболочек зерна пшеницы и ржи в области зародыша вызывает гриб (стерильный мицелий Ордина), в гифах которого образуются красные пигменты. Такое зерно называют розовоокрашенным.

Иногда зерно может быть запачкано спорами грибов, если в партии присутствуют мешочки твердой головни. При разрушении мешочков споры прилипают к зерну и придают ему грязный вид. В зависимости от расположения спор головни на поверхности зерна головневые зерна подразделяют на синегузочные и маранные. Синегузочными называют зерна, у которых споры загрязнили бородку зерна, а маранными − зерна, у которых масса спор загрязнила не только бородку, но и бороздку и прилипла к какой-либо части поверхности зерна.

Наибольшие изменения в качестве зерна при хранении, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов, происходят в процессе самосогревания зерновой массы. При этом измененение цвета наблюдается в такой нарастающей последовательности: потеря блеска, появление пятнистых и потемневших зерен, образование на отдельных зернах колоний плесневых грибов бактерий, видимых невооруженным взглядом, появление зерен темно-коричневого или черного цвета с явно испорченным эндоспермом (испорченных зерен) и, наконец, образование обуглившейся зерновой массы, потерявшей сыпучесть.

Свойственные зерну цвет и блеск могут быть утрачены из-за нарушения режимов сушки зерновой массы. Цвет может меняться от красно-бурого до черного.

Техника определения. Испытуемый образец сравнивают по цвету с имеющимися в лаборатории эталонами типов и подтипов зерна, распространенных в данном районе. Для удобства сравнения рекомендуется применять рамку (рис. 34).

Испытуемый образец зерна помещают в середине рамки в квадратном отверстии, закрытом задвижкой, которая находится на задней стенке рамки.

В отдельные секции, расположенные вокруг отверстия и закрытые наглухо деревянной дощечкой, насыпают заранее подготовленные образцы, которые служат рабочими эталонами.

Чтобы сохранить эталонные образцы от повреждения вредителями, на дно каждой секции рамки помещают кусочки нафталина или марлевые мешочки с нафталином. Рамки с эталоном зерна надо хранить в темном месте.

Рис. 34. Рамка для сравнения образцов зерна по цвету

Цвет зерна лучше определять при рассеянном дневном свете. В крайнем случае (за исключением спорных) можно определять цвет и в других условиях.

Определение степени обесцвеченности зерна

Данный показатель определяют при заготовках и реализации товарных партий зерна пшеницы. Основным фактором, вызывающим обесцвечивание зерна на корню, в валках и на токах, являются переменное увлажнение его атмосферными осадками с последующим подсушиванием солнечными лучами.

Различают три стадии обесцвеченности зерновки. К первой относят зерновки с обесцвеченной спинкой, ко второй – с обесцвеченной спинкой и бочками, к третьей – полностью обесцвеченные зерновки. Зерновки всех стадий обесцвеченности не имеют блеска.

Техника определения. Анализ показателя проводят в навеске зерна массой 20 г. Просматривают каждую зерновку, оценивая стадию ее обесцвеченности. Всю навеску делят на четыре фракции: нормальное зерно, зерно первой, второй и третьей стадии обесцвеченности. Каждую фракцию взвешивают и выражают в процентах к массе исходной навески.

К нормальным относят партии зерна, в которых отсутствуют зерновки третьей стадии обесцвеченности, а зерновки первой и второй стадии занимают соответственно не более 10 и 5%. В партиях зерна первой степени обесцвеченности суммарное содержание зерновок второй и третьей стадий не должно превышать 25%, в том числе третьей стадии – не более 2%. Вторая степень присваивается партиям, содержащим до 15% зерновок третьей стадии обесцвеченности. При превышении этого показателя партии присваивается третья степень обесцвеченности. Инструментальную оценку показателя можно заменить визуальным сравнением испытуемого образца со специально составленным эталоном.

Определение запаха зерна

Здоровое зерно не должно иметь никаких не свойственных ему запахов, но в практической деятельности избежать этого не всегда удается.

Резкое отклонение запаха в зерне от свойственного ему может возникнуть по двум причинам: вследствие его сорбционных свойств; в результате процессов, приводящих к разложению химических веществ, входящих в состав зерна, и других компонентов зерновой массы.

В связи с разной природой происхождения запахов они делятся на сорбционные и запахи, связанные с жизнедеятельностью зерна.

Сорбционные свойства − это способность поглощать из окружающей среды пары различных веществ или газы и выделять их. Сорбционные пары и газы при определенных условиях могут улетучиваться из зерновой массы, что называют десорбцией. Значительная сорбционная емкость зерновой массы объясняется капиллярно-пористой, коллоидной структурой каждого зерна и скважистостью всей массы.

Каждое зерно, как многоклеточный организм, представляет собой пористое тело с сильно развитой поверхностью. Между отдельными клетками и тканями зерна имеются макро- и микрокапилляры и поры. Диаметр макропор составляет 10^-3…10^-4 см, а микропор – 10^-7 см. Крупные поры в основном сосредоточены в оболочках, мелкие – в эндосперме зерна. Стенки макро- и микропор участвуют в процессах сорбции молекул и паров газов. В результате активная поверхность зерна находится в пределах 200...250 м²/ г, что в 200 тыс. раз больше видимой истинной поверхности зерна. Таким образом, величина активной поверхности характеризует зерно как активный сорбент, а сорбционные явления наблюдаются не только на поверхности зерна, но и в еще большей степени - во внутренних участках.

Зерно, находясь в среде различных газов и паров, интенсивно сорбирует их, и обратно удалить их очень трудно. Зерно способно поглощать пары и газы различных нефтепродуктов, фенола, эфирных масел семян, сорняков, почти все фумиганты. Последние вступают в химические взаимодействия с веществами зерна, т.е. хемосорбируются.

Если при обмолоте в зерновую массу попадают части сорных растений, например полыни, то содержащиеся в них эфирные масла легко сорбируются, и зерно приобретает полынный запах и горький вкус. Партии зерна с посторонним запахом – это дефектные партии, которые надо хранить отдельно от нормального зерна. Их дополнительно обрабатывают с целью устранения постороннего запаха, что увеличивает расходы на хранение. Чтобы избежать ухудшения качества зерновых масс в результате сорбции паров различных веществ, хранилища и транспортные средства должны быть чистыми, без посторонних запахов.

Сорбционные запахи подразделяют на три группы: легкоустранимые, трудноустранимые и неустранимые.

К группе легкоустранимых запахов относят: запахи эфиромасличных культур (чеснок, тмин, анис, кориандр и др.). Их устраняют проветриванием или активным вентилированием.

К группе трудноустранимых запахов относят: полынь, дым. Для устранения этих запахов зерно моют, а потом сушат.

К неустранимым запахам относят: запахи ГСМ, которые зерно приобретает при перевозке в грязном кузове. Зерно с таким запахом не принимается.

Запахи, связанные с жизнедеятельностью зерна, обусловлены физиологическими, микробиологическими процессами и развитием вредителей хлебных запасов. К ним относится: амбарный, солодовый, плесневый, затхлый, гнилостный и медовый запахи.

Амбарный запах возникает при длительном хранении зерна без перемещения, когда при недостатке кислорода в межзерновых пространствах интенсивно проявляется анаэробное дыхание, сопровождающееся выделением этилового спирта и других промежуточных продуктов. При проветривании запах легко удаляется и не влияет на технологические свойства зерна, однако возможно снижение посевных качеств семян.

Солодовый остроароматный запах приобретается зерном в результате физиолого-биохимических и микробиологических процессов, протекающих в зерновой массе при определенной влажности. Зерно с таким запахом обладает пониженными технологическими качествами и поэтому не считается полноценным. Устраняется в процессе сушки.

Затхлый и плесневый запах возникает в зерновой массе вследствие неправильного хранения, приводящего к развитию на зерне микроорганизмов (плесневых грибов). Зерно с таким запахом считается дефектным и непригодным на пищевые и фуражные цели. Его используют как сырье для производства спирта.

Гнилостный запах возникает в результате глубокого разложения зерна под действием гнилостных бактерий или интенсивного развития вредителей хлебных запасов, когда подвергаются разложению их экскременты и трупы. Характеризует полную порчу зерна.

Медовый запах возникает в зерновой массе при большой зараженности клещами в начальный период их развития.

Техника определения. Из тщательно перемешанного образца отбирают навеску массой примерно 100 г и помещают в банку с крышкой. Если зерно имеет комнатную температуру, то запах зерна устанавливают сразу. Если зерно имеет температуру ниже комнатной, то его выдерживают в закрытой банке до тех пор, пока оно не нагреется. Когда в зерне проявляется слабовыраженный посторонний запах, прежде чем приступить к его определению, запах следует усилить. Для этого зерно помещают на сетку и пропаривают над сосудом с кипящей водой в течение 2-3 минут. Пропаренное зерно высыпают на чистый лист бумаги и устанавливают наличие в нем посторонних запахов. Запах можно усилить, поместив зерно в колбу со шлифом и выдержав его в ней при температуре + 35-40 С в течение 30 минут. Для повышения эффективности приема зерно перед помещением его в колбу можно размолоть. Запах устанавливают после прогрева, открыв колбу на короткое время.

Определение вкуса зерна

Определяют в тех случаях, когда по запаху трудно установить свежесть зерна. Отклонением от нормального считается появление в зерне сладкого, горького и кислого вкуса. Сладкий вкус возникает в зерне при прорастании вследствие расщепления амилазами крахмала на декстрины и сахара, а также в недозревшем и морозобойном зерне, в котором процессы синтеза крахмала не завершены и наблюдается повышенное содержание сахаров. Горький вкус обусловлен или попаданием в зерновую массу частиц растений полыни, содержащих горькое вещество − глюкозид абсинтин, или обрызгиванием зерна соком сырых растений полыни в процессе обмолота. Перед переработкой горько-полынное зерно обязательно подвергают мойке. Кислый вкус ощущается при развитии на зерне плесеней. Часто он сопровождается появлением затхлого запаха.

Техника определения. Из 100 г размолотого зерна выделяют навеску массой 50 г и смешивают ее со 100 см³ питьевой воды. Полученную суспензию выливают в сосуд со 100 см³ кипящей воды, только что снятой с нагревательного прибора. Содержимое сосуда тщательно перемешивают и закрывают чашкой Петри. Определение вкуса проводят органолептически, после того как смесь остынет до 30-40^о С. В настоящее время при оценке свежести зерна вкус его не определяют, а о качестве партии судят по цвету и запаху.

Лабораторная работа № 3