Изменение качества зерна пшеницы при хранении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изменение качества зерна пшеницы при хранении

Виктория Викторовна Алифанова1, Антон Андреевич Дубровскийш,

Светлана Николаевна Котлярова3

Аннотация

Режим хранения зерна является основным факторам, влияющим на технологическое качество зерна. Основными параметрами режима являются относительная влажность воздуха, температура и продолжительность хранения. Качество зерна зависит от множества факторов. В статье изучено качество зерна озимой пшеницы сортов Алексеич, Снигурка, Юка непосредственно после уборки, а также в процессе хранения в течение трех месяцев. Качество зерна определяли по основным технологическим показателям: массовая доля клейковины, ее качество, число падения. Было установлено, что качество зерна всех изучаемых сортов улучшается в процессе хранения. Основные изменения качества зерна по массовой доле клейковины, ее качеству, числу падения происходят в первые 1,5 месяца хранения зерна за счет завершения процессов синтеза.

Ключевые слова: зерно, качество, режим хранения, массовая доля клейковины

CHANGING THE QUALITY OF WHEAT GRAIN DURING STORAGE Viktoriya V. Alifanova1, Anton A. DubrovskySvetlana N. Kotlyarova3

Grain quality depends on many factors. The main factors affecting the technological quality of grain are relative humidity, temperature and storage duration. The article examines the quality of winter wheat grain varieties Alekseich, Snegurka, Yuka immediately after harvesting, as well as during storage for three months. Grain quality was determined by the main technological indicators: the mass fraction ofgluten, its quality, the number of drops. It was found that the grain quality of all studied varieties improves during storage. The main changes in grain quality in terms of the mass fraction of gluten, its quality, and the number of drops occur in the first 1.5 months of grain storage due to the completion of synthesis processes.

Keywords: grain, quality, storage mode, mass fraction of gluten

Введение

Во время длительного хранения зерна сельскохозяйственных культур на него отрицательное влияние оказывают такие основные факторы, как высокое содержание влаги, повышенная температура, наличие патогенной микрофлоры и сельскохозяйственных вредителей. Эти факторы как в совокупности, так и по отдельности оказывают негативное влияние на сохранение массы зерна и его качества.

В процессе хранения зерна в нем могут происходить и положительные процессы, такие как послеуборочное дозревание. В результате процесса послеуборочного дозревания улучшаются технологические показатели качества зерна, а также посевные качества хранящегося зерна. Процесс послеуборочного дозревания имеет различную продолжительность. В зависимости от культуры продолжительность послеуборочного дозревания составляет 2-3 месяца. Положительный эффект послеуборочного дозревания проявляется при наличии ряда условий: низкая влажность хранящегося зерна (для пшеницы 14,5-15,5%), а также температура окружающего воздуха, которая должна быть 20-30°С. Доступ воздуха к зерну должен быть свободным.

Однако, вопрос неизбежных потерь при хранении любого вида продукции растениеводства возникает весьма остро. Потери в качестве и количестве зерна и продуктов его переработки постоянно растут. Для оптимизации и возможного снижения этих потерь необходимо тщательное изучение параметров хранения, изменения качества зерна в процессе хранения [1,2].

Исследования проведены в 2021 г. на предприятиях Белгородской области различных форм собственности.

Целью исследований являлось изучение технологического качества зерна нескольких сортов озимой пшеницы, особенности изменения основных показателей качества в течение хранения. Были изучены сорта озимой пшеницы, допущенные к использованию в Белгородской области - Алексеич, Снигурка, Юка.

В результате исследований определяли:

- температура воздуха и количества выпавших осадков;

- отбор проб и выделение навесок зерна для определения качества по ГОСТ 13586.3-2015;

- определение влажности зерна согласно ГОСТ 13586.5-2015;

- определение свежести и зрелости зерна согласно ГОСТ 10967-92019;

- определение зараженности вредителями по ГОСТ 13586.4-93;

- определение засоренности зерна по ГОСТ 30483-97;

- определение массы 1000 зерен на фактическую влажность и на абсолютно сухое вещество по ГОСТ 10842-89;

- определение количества и качества клейковины по ГОСТ Р 54478-2011;

- определение числа падения по ГОСТ 27676-88;

- определение стекловидности по ГОСТ 10987-76;

- определение натуры по ГОСТ 10840-2017.

Результаты исследований и их обсуждение

качество зерно пшеница хранение

Непосредственно после уборки было проведено определение качества зерна пшеницы исследуемых сортов по обязательным показателям - влажность, содержание сорной и зерновой примесей, а также по специфическим показателям качества - массовая доля клейковины, качество клейковины, число падения, натура стекловидность. Через 3 месяца хранения проводилось повторное определение качества зерна.

Во время хранения зерна в складе контролировали: температуру и относительную влажность воздуха.

Самый первый показатель, определяемый на основании визуального осмотра средней пробы зерна, - цвет и запах зерновой массы. По цвету, запаху и блеску зерна можно судить о степени зрелости зерна, а также о дефектах зерна и природе их возникновения и возможных способах их устранения.

По ГОСТ 9353-2016 зерно пшеницы не должно иметь посторонних запахов. Запах и цвет зерна пшеницы должны быть нормальными, не имеющими посторонних запахов и привкуса, не имеющими посторонних запахов и привкуса [3, 4].

Таблица 1

Обязательные показатели качества зерна озимой пшеницы

В партии зерна определяли обязательные показатели качества. К обязательным показателям качества относятся те показатели, которые определяются для всех культур независимо от целевого назначения. Качество зерна пшеницы по обязательным показателям приведено в таблице 1.

Содержание влаги в свежеубранном зерне зависит от степени его зрелости, гигроскопических свойств зерна и характера погоды во время уборки. При транспортировке и хранении зерновой массы влажность ее может меняться, так как происходит влагообмен между зерновой массой и соприкасающимся с ней воздухом.

В среднем по сортам влажность зерна пшеницы составила 11,7%, что соответствует требованиям ГОСТа и характеризует зерно как сухое (до 14,0%).

Засоренность представляет собой количество примесей в зерновой массе, выраженное в процентах. Все примеси делят на сорную примесь и зерновую. Каждая фракция примесей оказывает различное влияние на качество перерабатываемых из зерна продуктов - муки и хлеба [5, 6].

В наших исследованиях содержание примесей определялось сразу после уборки. Зерно пшеницы прошло очистку на аспирационной колонке.

Среднее содержание сорной примеси за годы исследований составило 1,6%. Зерно пшеницы с таким содержанием сорной примеси можно охарактеризовать как зерно средней чистоты, что учитывается при размещении, транспортировании и хранении данной партии зерна.

По сортам этот показатель изменялся в пределах 1,5-1,8%. У всех изучаемых сортов содержание зерновой примеси находилось в пределах 5,5-6,8%. В среднем содержание зерновой примеси составило 6,3%, что соответствует требованиям ГОСТ 9353-2016 для заготовляемого зерна пшеницы. Зерно пшеницы с содержанием зерновой примеси 6,3% характеризуется как зерно средней чистоты и требует определенных условий для размещения, транспортирования и дальнейшего хранения.

От массы 1000 зерен зависят технологические свойства пшеницы. К примеру, было установлено, что уменьшение массы 1000 зерен сопровождалось снижением стекловидности.

Масса 1000 зерен в среднем составила 47,4 г. Наибольшее значение массы 1000 зерен обеспечил сорт Юка. Меньшая масса обнаружена у сорта Алексеич - 45,5 г.

Специфические показатели качества положены в основу товарной классификации зерна пшеницы. Именно эти показатели (количество и качество клейковины, стекловидность, натура, число падения) оказывают существенное влияние на технологические свойства зерна пшеницы, возможность переработки зерна в соответствии с целевым назначением. От значения специфических показателей качества зерна зависит выход продуктов переработки зерна (мука, крупа) и их качество.

Средняя стекловидность зерна составила 44,5%. Наибольшее значение получено по сорту Снигурка. В соответствии с требованиями ГОСТ 9353-2016 зерно пшеницы может быть отнесено к третьему товарному классу по стек- ловидности.

Таблица 2

Специфические показатели качества зерна озимой пшеницы

Натура (масса в гектолитрах) - обязательный показатель качества зерна. Этот показатель используется в качестве критерия при установлении цены и пригодности зерна к отправке его на продажу. Нет прямого соотношения между нормой переработки и натуральной массой зерна. Высокие показатели натуры зерна в таблице 2 свидетельствуют о полном созревании зерна, его наливе и выполненности, а также полном завершении в нем процессов синтеза.

Сорт пшеницы Юка обеспечил наибольшее значения натуры - 745 г/л. В среднем натура составила 738,3 г/л.

Согласно требованиям данного ГОСТа, к классам мягкой пшеницы все сорта по натуре могут быть отнесены к 3 -му товарному классу.

В Российские стандарты на зерно и муку, как обязательные, включены такие технологически значимые признаки как количество и качество клейковины и число падения. Это позволяет при торговых операциях сразу же выделить зерно, пригодное на продовольственные цели, так как количество и качество клейковины характеризует белковый комплекс пшеницы, а число падения отражает состояние углеводного комплекса пшеницы и выработанной из них муки. Определение этих признаков свойственно только для России.

Среди изучаемых сортов наибольшее количество клейковины было у сорта Юка.

Согласно требованиям ГОСТ 9353-2016 к классам заготовляемого зерна пшеницы по содержанию клейковины все сорта пшеницы могут быть отнесены ко 3-му товарному классу.

При анализе качества зерна пшеницы внимание должно уделяться не только количеству клейковины, но и ее качеству. Качество клейковины - совокупность ее физических свойств: упругость, растяжимость и эластичность.

Согласно проведенным исследованиям качество клейковины всех изучаемых вариантов соответствовало 107,3 ед. ИДК и относилось к III группе качества, характеризующейся как «неудовлетворительная слабая».

Согласно требованиям ГОСТ 9353-2016 к классам заготовляемого зерна мягкой пшеницы зерно по качеству клейковины можно отнести также к 5 -му товарному классу, который может быть использован на непродовольственные цели (ГОСТ 9353-2016).

Число падения - время в секундах, необходимое для свободного падения штока-мешалки прибора ПЧП-3 под действием своей массы в клейстеризованной водно-мучной суспензии. Число падения характеризует альфа-амилазную активность зерна, которая возрастает при начальных стадиях прорастания зерна. Точное и своевременное определение числа падения позволяет на ранней стадии распознать прорастание зерна и минимизировать потери от переработки такого зерна в производстве [7, 8].

В среднем за годы исследований число падения составило 218,3 с. Наибольшее значение получено у сорта пшеницы Юка. Согласно требованиям ГОСТ 9353-2016 все сорта по числу падения можно отнести к высшему товарному классу.

Хранящееся зерно «страдает» главным образом от излишней влаги, высокой температуры, болезнетворных микроорганизмов и амбарных вредителей. При хранении свежеубранного зерна в нем может происходить и улучшение его технологических свойств, что называется «послеуборочным дозреванием». Для успешного завершения послеуборочного дозревания, которое продолжается 2-3 месяца, партия зерна пшеницы должна иметь влажность ниже критической или в пределах 14,5-15,5%. К зерну следует обеспечить свободный доступ воздуха, температура которого должна быть примерно 20-30°С.

В процессе хранения зерна следили за показателями температуры и относительной влажности воздуха.

Август-ноябрь 2021 г. в целом были более прохладными. За три месяца температура воздуха в складе снизилась с 20,8°С до 10,3°С. Данные представлены в таблице 3. Относительная влажность воздуха при этом была несколько выше, чем в предыдущем году, и составила 65,0%.

Таблица 3

Условия хранения зерна

Таким образом, к ноябрю месяцу режимы хранения зерна озимой пшеницы соответствовали требованиям, которые могут обеспечить его длительную сохранность: температура зерна около 10°С, относительная влажность воздуха не более 70%.

В первые месяцы хранения свежеубранного зерна в нем в результате сезонных погодных изменений может измениться влажность. Это, в свою очередь, может повлечь порчу зерна за счет развития микроорганизмов.

Кроме того, относительно высокая активность физиологических процессов в самом зерне может сказываться и на изменении его технологических свойств, которые, в первую очередь, определяются такими показателями качества, как массовая доля клейковины, ее качество и число падения. Особенно интенсивно эти процессы происходят в зерне пшеницы в первые месяцы хранения в результате завершения процессов вторичного синтеза. Данные об изменении обязательных показателей качества в течении 3-х месяцев хранения приведены в таблице 4.

Таблица 4

Обязательные показатели качества зерна озимой пшеницы

В результате 3 месяцев хранения влажность зерна пшеницы снизилась с 11,7% до 9,9%. Это произошло в силу естественных причин - биологических и физиологических процессов, происходящих в зерновой массе.

Содержание сорной примеси также незначительно снизилось в результате хранения и составило 1,1 % в среднем по сортам, вместо 1,6% в начале хранения, после уборки зерна.

Снижение влажности и содержания сорной примеси повлекло за собой естественное и логическое снижение других обязательных показателей качества, таких как содержание зерновой примеси и массы 1000 зерен. Содержание зерновой примеси снизилось с 6,3% в начале хранения до 5,8% в конце хранения.

В прямой зависимости от содержания влаги в зерне находится такой показатель, как масса 1000 зерен. Снижение этого показателя зафиксировано с 47,4 до 39,5 г.

Специфические показатели зерна также изменились в процессе хранения в сторону уменьшения. Данные о снижении специфических показателей приведены в таблице 5.

Таблица 5

Специфические показатели качества зерна озимой пшеницы

Стекловидность зерна пшеницы всех сортов снизилась незначительно с 44,5% до 42,8% в среднем.

Повышение влажности зерна ведет к понижению плотности, что приводит к снижению натуры. Однако влияние влажности на величину натуры носит более сложный характер, ибо с увеличением ее изменяются физические свойства зерна, вследствие набухания становится больше объем, оболочки более гладкие, повышается коэффициент трения между зернами. Все перечисленные факторы по-разному влияют на натуру, поэтому однозначно решить вопрос о значении влажности нельзя.

В ряде случаев, особенно для пленчатых культур, с увеличением влажности натура сначала уменьшается, а затем увеличивается. Это связано с вытеснением водой воздуха из межоболочечных пространств.

При подсушивании зерна натура увеличивается. Натура зерна пшеницы всех сортов имела тенденцию к незначительному увеличению. Натура в течение 3-месячного хранения увеличилась с 738,3 г/л до 744,3 г/л.

Количество клейковины в зерне пшеницы также увеличилось в обратной зависимости от снижения влажности. Увеличение было незначительным, на товарный класс зерна пшеницы данное увеличение повлиять не могло. Количество клейковины в зерне пшеницы всех изучаемых сортов увеличилось с 25,1% до 25,9%.

Таким образом, в процессе хранения свежеубранного зерна исследованных сортов пшеницы, массовая доля клейковины изменялась незначительно и имела тенденцию к повышению.

Это, видимо, связано с процессом перехода небелковых азотистых соединений в белковые формы, которые и образуют в зерне пшеницы клейковину.

Технологические свойства зерна мягкой пшеницы зависят не только от массовой доли клейковины, но и от ее качества по показаниям ИДК-6, что сказывается на реологических свойствах теста и качестве готового хлеба.

В результате хранения зерна пшеницы всех сортов показания ИДК уменьшились с 107,3 до 101,6 ед. пр., что также свидетельствует об улучшении качества клейковины. При этом наблюдается резкое улучшение этого показателя в первые 7 дней хранения. Следует отметить, что качество клейковины стабилизировалось во всех пробах уже через три недели хранения.

Таким образом, в результате хранения свежеубранного зерна различных сортов наблюдалось улучшение качества клейковины, которое способствовало переходу зерна пшеницы в более высокий товарный класс. По качеству клейковины зерно пшеницы после 3 месяцев хранения было отнесено ко II группе качества, которая характеризуется как «удовлетворительно слабая». Зерно пшеницы с клейковиной такого качества может быть отнесено к 4-му товарному классу и становится пригодным для использования в продовольственных целях, то есть может быть направлено на получение муки, а затем и хлеба.

Отмеченные улучшения качества клейковины в исследованных пробах, видимо, связаны с укреплением клейковины в результате взаимодействия ее белков при хранении с некоторыми компонентами липидного комплекса зерна.

На технологические свойства зерна мягкой пшеницы, помимо белково-протеазного комплекса, влияет его углеводно-амилазный комплекс, который также может меняться при послеуборочном дозревании, однако в научной литературе эти данные отсутствуют.

О состоянии углеводно-амилазного комплекса судят по такому важному показателю качества зерна, как число падения.

При определении качества свежеубранного зерна пшеницы всех сортов число падения в среднем составило 218,3 с. Через три месяца также произошло увеличение этого показателя до 229,0 с.

Заключение

Таким образом, можно отметить, что число падения в процессе хранения улучшилось у всех изучаемых сортов пшеницы. Динамика изменения данного показателя в зависимости от срока хранения была одинаково положительной независимо от сорта. Проведенные исследования показали, что технологическое качество зерна озимой пшеницы по основным показателям хлебопекарного достоинства: массовая доля клейковины, ее качество, число падения, улучшается за счет активного завершения процессов синтеза. Основное улучшение качества зерна происходит в первый период хранения в течение 1 -1,5 месяцев после уборки. Такая тенденция характерна для всех изучаемых сортов.

Список источников

1. Смирнова В.В. Формирование качества зерна озимой пшеницы в Белгородской области. Белгород: Изд-во ООО ИПЦ «Политерра», 2017. 184 с.

2. Сидельникова Н.А., Смирнова В.В. Качество зерна озимой пшеницы в Белгородской области // Международные научные исследования. 2017. № 3 (32). С. 113-120.

3. Сидельникова Н.А. Технологические свойства ячменя // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 162-165

4. Сидельникова Н.А. Технологические свойства зерна озимой пшеницы селекции БелГСХА // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6. С. 38-45

5. Балашова А.В., Дубровский А.А. Современная технология производства хлеба с добавлением морской капусты // Горинские чтения. Инновационные решения для АПК: материалы Международной студенческой научной конференции. Майский. 2021. С. 182-185.

6. Дубровский А.А. Способы улучшения хлебопекарных свойств пшеницы // Роль науки в удвоении валового регионального продукта: материалы XXV Международной научно-производственной конференции. Майский 2021. С. 75-76.

7. Исследование влияния температурных режимов хранения на показатели сохранности и технологические показатели пшеницы / К.Б. Гурьева [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2020. № 2. С. 8-21.

8. Парахин Н.В., Мельник А.Ф. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от целевого использования предшественника // Аграрный научный журнал. 2016. № 4. С. 36-39.

References

1. Smirnova, V.V. Formation of the quality of winter wheat grain in the Belgorod region. Belgorod: Publishing house of LLC CPI "Polyterra", 2017. 184 p.

2. Sidelnikova, N.A. and V.V. Smirnova. The quality of winter wheat grain in the Belgorod region. International scientific research, 2017, no. 3 (32), pp. 113-120.

3. Sidelnikova, N.A. Technological properties of barley. Modern problems of science and education, 2014, no. 6, pp. 162-165.

4. Sidelnikova, N.A. Technological properties of winter wheat grain of BelGSHA selection. Modern problems of science and education, 2013, no. 6, pp. 38-45.

5. Balashova, A.V. and A.A. Dubrovsky. Modern technology of bread production with the addition of seaweed. Gorin readings. Innovative solutions for agriculture: materials of the International Student Scientific Conference. May, 2021 , pp. 182-185.

6. Dubrovsky, A.A. Ways to improve the baking properties of wheat. The role of science in doubling the gross regional product: materials of the XXV International Scientific and Production Conference. May 2021, pp. 75-76.

7. Guryeva, K.B. et al. Investigation of the influence of temperature storage conditions on the safety and technological indicators of wheat. Storage and processing of agricultural raw materials, 2020, no. 2, pp. 8-21.

8. Parakhin, N.V. and A.F. Melnik. Yield and quality of winter wheat grain depending on the intended use of the predecessor. Agrarian Scientific Journal, 2016, no. 4, pp. 36-39.

Размещено на Allbest.ru