Зерно — пищевая ценность и оценка зерновой массы

Повышение влажности приводит к появлению определенного количества свободной воды, характеризующейся  невысокой 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; влажное — 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 включения, оказывающие резко отрицательное влияние на качество продуктов переработки основной культуры.

Зерновая примесь включает неполноценное зерно основной культуры: сильно недоразвитое, морозобойное, проросшее, битое (вдоль и поперек, если осталось более половины зерна), поврежденное вредителями (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 (освобожденные  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  зерен примеси. Если примесь резко  отличается 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 использования  примеси 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 примеси. 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, кусочки шлака и т. п. крайне нежелательны, так как они придают хруст муке, делая ее непригодной к потреблению; органическая 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: легко отделимые, трудно отделимые, с неприятным запахом и ядовитые. Легко отделяются от большинства культур семена василька полевого, костра ржаного, пырея, гречишки развесистой и вьюнковой и др.; трудно отделяются (близкие по размеру и форме к определенным культурным 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 чеснок, 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, обладающий — горьким вкусом и наркотическим действием. Горчак (софора лисохвостная) имеет не только ядовитые и горькие семена, ядовито все растение. Ядовитыми являются семена вязеля, дурмана, триходесмы седой, гелиотропа опущенного, плевела опьяняющего и некоторых других сорных растений. Все ядовитые 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. Головня поражает большинство злаков. В зерновой массе она встречается 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 другие 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 сильным сосудосуживающим действием. Это свойство спорыньи используют в медицине для получения препаратов, останавливающих кровотечение. 

Угрица — животный паразит, относящийся к классу червей, группе нематод. В зерновой массе встречается в виде галл, имеющих неправильную форму, короче и шире зерна, бороздки нет, оболочка толстая, поверхность 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. Значительная примесь галл ухудшает хлебопекарные 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 его 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 большую 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 зерновой массе, искажают ее натуру. Тяжелые (минеральные) 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. Зерно 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 насекомые 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, развитие микроорганизмов. Амбарные вредители охотно питаются не только зерном, но и продуктами его переработки — мукой, крупой, пищевыми концентратами, сухарями, некоторые из них могут питаться макаронными изделиями, сушеными овощами, фруктами и др. Беспозвоночных амбарных вредителей относят к классу насекомых (жуки и бабочки) и паукообразных (клещи).

Показатели, характеризующие  количество зерна основной культуры:

На практике о крупности судят  по результатам просеивания навески  зерна на ситах с установленными 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. Выравненное 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 наибольшему 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 корм скоту.

Стекловидность зерна  характеризует консистенцию, 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 разрезе 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, состава, свойств, размеров, формы и расположения крахмальных  гранул; от количества, свойств и  распределения белковых веществ; 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 различной  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 крахмальными 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 раскалывается 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 стекловидность. Аналогично 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  определение 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 муки. 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 значение. 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 плотность 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/см³): 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 среднем 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, выраженное в процентах 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 восковой 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 неэластичным, с липким заминающимся мякишем, с малой пористостью, 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 мякишем, со сладковатым, солодовым привкусом.