Микрогетерогенные системы

Ячменную  муку иногда используют в качестве добавки к пшеничной муке. Различают  продовольственную и фуражную.

Белок овса наиболее полноценный из всех злаковых. Овес ухудшает стойкость продуктов при хранении. Овес используется для производства солода, муки, диетических продуктов, печенья, киселей. 

На все  злаковые культуры распространены соответствующие  стандарты, которые устанавливают требования, предъявляемые к качеству зерна. Стандарт на пшеницу предусматривает деление пшеницы на типы и под типы, по ботаническим признакам, по цвету и стекловидности. Дает технические требования, в которых указаны базисные и ограничительные нормы для пшеницы. А также требования пшеницы используемой для производства муки, на кормовые цели или в выработки комбикормов.

При оценке качества зерна определяют органолептические (цвет, запах, вкус) и физико-химические (влажность, засоренность, количество поврежденных зерен, зараженных вредителями хлебных запасов, стекловидность, натура, типовой состав, количество и качество клейковины).

Характеристика  зерна злаковых культур

Строение  и состав зерна злаковых типичен  для всех злаковых культур. Зерно состоит из оболочки, алейронового слоя, зародыша, и эндосперма. На долю оболочек приходится 7-8% массы зерна. Оболочки охраняют зерно от повреждений и состоят в основном, из клетчатки и минеральных веществ. При размоле из оболочек получают отруби. Алейроновый слой (оболочка эндосперма) представляет собой один ряд толстостенных клеток. Масса алейронового слоя составляет до 5% от массы зерна. Он состоит из клетчатки, белков, жиров и небольшого количества минеральных веществ. В этом слое нет витаминов, ферментов и сахаров.

Эндосперм состоит из клеток, заполненных крахмальными зернами. Масса эндосперма – 85% массы  зерна. Распределение крахмала в  эндосперме равномерно. Распределение белков – не равномерно, наибольшее количество их находит в частях, прилегающих к оболочке. Жир и минеральные вещества, клетчатка также расположены в окраинных частях эндосперма. Чем больше эндосперма в зерне, тем больше выход муки. Выход муки – это количество муки, полученное из 100 частей зерна, выражается в %. Находится в пределах от 40 до 70%. Эндосперм может быть стекловидным, полу стекловидным и мучнистым. Стекловидная пшеница отличается повышенным содержанием белка, дает больший выход муки всех сортов, имеет большую плотность и твердость.

Зародыш содержит первичные органы размножения зерна. Масса его 2-3%. Он имеет высокую пищевую ценность. Содержит белки, жиры, витамины и ферменты. Однако при помоле стараются как можно лучше отделить его от муки, т к он богат жиром. Непредельные жирные кислоты при контакте с воздухом прогаркают, поэтому мука, не освобожденная от зародыша, нестойка при хранении.

По химическому  составу в состав зерна входит:

1. Около 14% воды.
2. 10÷13% белков.
3. 2÷3% жиров.
4. 60% крахмала.
5. 2÷3% клетчатки.
6. Минеральных веществ 2÷3%.
7. Витамины и ферменты.
8. Присутствуют сахароза, фруктоза, мальтоза. Содержание сахаров 0,5÷1,5%.
9. Витамины представлены витаминами группы B. B1- тиамин, B2, B6, BP. А также витамин E. они локализуются в зародыше и алейроновом слое. Поэтому чем выше сорт муки, тем меньше витаминов.

Созревание.

Сущность  процесса созревания зерна состоит в том, что растворимые в виде низкомолекулярные вещества продвигаются в зерно и подвергаются преобразованию.

По мере созревания зерна пшеницы происходит накопление крахмала, формирование и  укрепление клейковинных белков, накопление жиры, и снижение активности ферментов. Зерно полной (технической) спелости имеет пониженные семенные качества. В процессе хранения убранного зерна происходит послеуборочное дозревание. Повышению скорости дозревания способствуют: низкая влажность, температура 15 ÷ 30℃  и наличие кислорода. При обычных условиях процесс послеуборочного дозревания требует 30 ÷ 50 дней. Искусственная сушка позволяет сократить его до 2 ÷ 3 недель. Зерно может храниться в течение нескольких лет при влажности менее 14% и обеспечении воздухообмена. Основным процессом жизнедеятельности зерна при хранении является дыхание. При этом происходит распад сахаров, образовавшихся за счет гидролиза крахмала, при этом выделяется энергия. Часть энергии расходуется для внутриклеточной работы, другая – выбрасывается в окружающую среду. При повышенной температуре и влажности увеличиваются потери сухого вещества, в зерне накапливается свободная влага, и происходит самосогревание зерна и развитие микроорганизмов. При хранении зерно может также прорастать, при повышенной влажности. Возрастает активность ферментов и происходит гидролиз белков, жиров и крахмалов. Потери сухих веществ составляют до 50%. Единственный фактор, тормозящий прорастание – низкая влажность. Ухудшение качества зерна может происходить за счет заражения его вредителями хлебных запасов (клещи, личинки бабочек). Все вредители загрязняют зерно продуктами своей жизнедеятельности, обычно токсичными. Для предотвращения необходимы оптимальные условия хранения зерна.

Основные  свойства зерновой массы

Зерновая  масса состоит из зерна основной культуры, примесей, вредителей, воздуха. Зерновую массу рассматривают как  физическое тело, обладающее:

1. Сыпучесть. Зерновая масса легко перемещается, заполняет емкости любой формы и свободно выгружается. Сыпучесть связана с неоднородностью зерна. Она снижается при увеличении влажности и засоренности. Сыпучесть проявляется при самосортировании зерна.
2. Скважистость характеризуется наличием в зерновой массе меж зерновых скважин. 
   ,где A – общий объем массы. Изменяется от 30% у проса, 40-50% - у ржи и пшеницы, самая высокая – у зерновых подсолнечника. Благодаря скважистости зерновую массу можно продувать воздухом, обрабатывать зерно различными парами (дезинфекция).
3. Аэродинамические свойства. Каждая частица имеет свою скорость витания. Способность частицы сопротивляться воздушному потоку называется парусностью. Разность в скоростях витания и парусности, позволяет использовать воздушный поток для очистки зерна от примесей.
4. Адсорбционные свойства. Зерно обладает способность поглощать пары различных веществ и газов из окружающей среды. Свойство играет важную роль в процессах влагообмена и воздухообмена.
5. Теплофизические свойства. Теплопроводность, теплоемкость низкие, за счет большого количества воздуха.

Основы производства муки

Муку классифицируют по виду, типу и сорту. Вид муки определяется зерновой культурой, из которой она получена (пшеничная, кукурузная, овсяная, соевая, гречневая, ячменная и т д). Возможно производство муки из смеси зерна (ржано-пшеничная). В зависимости от целевого назначения, различают типы муки:

• Макаронная (помол твердых пшениц, или стекловидных мягких) – особенность высокое количество клейковины и низкая влагоемкость;
• Хлебопекарная (из мягких сортов пшеницы) – хорошая водопоглатительная способность  и сахарообразовательная способность;
• Мука общего назначения.

Водопоглатительность  – см рис 1. 

Сорт –  основной качественный показатель муки всех видов и типов. Сорт муки связан с ее выходом. Чем больше выход  муки, тем ниже ее сорт. Различают 5 сортов пшеничной хлебопекарной муки. Ржаная мука – 3-х сортов (сеяная, обдирная, обойная). 8 сортов муки общего назначения: М75-23 (мягкая, 75- содержание золи, 23 - содержание клейковины).

Химический  состав муки зависит от исходного  зерна и сорта муки. При сортовом помоле стремятся максимально удалить оболочки и зародыш, поэтому в муке содержится меньше клетчатки, минеральных веществ, жира и белка, и большее количество крахмала, чем в зерне. Наибольшее количество белка содержится в муке 1-ого сорта, высшего, 2-ого, обойной.

Средний химический состав пшеничной  муки

• Крахмал 65 – 80%
• Клетчатка 0,1 – 2%
• Сахара 1,5 – 3%
• Белки 10 – 12%
• Жиры 1 – 2%
• Зола 0,5 – 1,5%

В стандарте  предусматривают оценку качества муки по органолептическим (цвет, запах, вкус, содержание минеральных примесей) и физико-химическим показателям (влажность, зольность, крупность помола – из-за размеров частиц муки, количество клейковины).

Содержание  метало магнитных примесей не должно превышать 3 мг на 1 кг муки, зараженность вредителями хлебных запасов не допускается. Для оценки пригодности муки для получения качественного хлеба определяют ее хлебопекарные свойства (газообразующая способность, «сила» муки, цвет муки, кислотность муки – свежесть муки и сохранность ее при хранении, зависит от сорта муки, увеличивается с понижением сорта).

«Сила» муки – способность муки образовывать тесто, обладающего определенными структурно-механическими свойствами, зависит от количества и качества клейковины.

Газообразующая способность – способность муки к газообразованию, зависит от содержания собственных сахаров, и сахаробразующей способности муки.

Цвет муки – определяется цветом эндосперма и количеством отрубистых частей. Способность муки к потемнению связана с деятельность ферментов. В муке нормального качества ферменты не активны.

Помол зерна

Помол зерна  состоит из 2-х этапов: подготовки зерна к помолу, и собственно помол. Подготовка зерна заключается в  составлении мукомольной партии, очистки его от примеси, удалении оболочек, зародыша и кондиционировании. Для выпуска продукции, удовлетворяющих стандарту, составляют помольные партии, для улучшения качества зерна одной партии за счет другой. Смешивают зерно полноценное и неполноценное по каким-либо показателям. Существуют нормы введения неполноценного зерна по определенным показателям. Для очистки зерна от примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами, применяют сепараторы (отделяют более легкие примеси). Зерновую массу очищают, последовательно просеивая на ситах, и продувая ее восходящим потоком воздуха. Примеси, отличающиеся по форме, отделяют на триерах, которые представляют собой вращающиеся барабаны или диски, с ячейками на поверхности. Триеры для отделения зерна от коротких примесей называют кукулеотброчные машины (ячейки сети меньше зерна). Триеры, на которых производится отделение зерна от длинных примесей, называются овсюгоотборочными машинами. Проходом является зерно, а сходом – семена овсюга. Зерно также подвергается очистке от металломагнитных примесей, при выходе из сепаратора и на каждой стадии очистки. Для дальнейшей очистки зерна применяют обоечные и щеточные машины. Это машины барабанного типа. Внутри барабана происходит очистка зерна за счет многократных ударов и интенсивного трения о бичи, укрепленные на оси барабана и рабочую поверхность барабана. В обоечных машинах из зерна удаляется пыль и частично зародыш, в щеточных машинах – оставшиеся оболочки и зародыш. Из щеточной машины выходит зерно с гладкой полированной поверхностью. При сортовом помоле зерно моют и подвергают гидротермической обработке, которое включает в себя увлажнение и отволаживание (удаление воды). При увлажнении зерна оболочки становятся эластичными, их связь с эндоспермом ослабляется, а эндосперм остается сухим и хрупким. Существует несколько способов кондиционирования. При холодном кондиционировании зерно увлажняют водой с температурой 18-20°C и оставляют на отволаживание на 12-14 часов, при этом усиливается ферментная активность – ослабляется клейковина. Холодное кондиционирование применяют для обработки зерна сильной клейковиной. Для зерна со слабой клейковиной применяют горячее кондиционирование (55-60℃) или скоростное кондиционирование (обработка паром), при этом время отволаживания сокращается. Схема подготовки зерна к помолу может быть сокращенной или развернутой. Для сортового помола пшеницы применяют развернутую схему, которая включает следующие операции:

1. Сепарирование;
2. Очистка на куколе и овсюгоотборочных машинах;
3. Первая очистка на обоечных машинах;
4. Второе сепарирование;
5. Мойка и первое кондиционирование;
6. Вторая очистка на обоечных машинах;
7. Третье сепарирование;
8. Второе кондиционирование (холодное);
9. Очистка на щеточных машинах;
10. Увлажнение.

Маслосодержащие отходы пищевых производств.

Зародышезлаковых культур. В качестве масличного сырья используются отходы производства муки и крупы. Выход зародыша при производстве муки около 2%. Для производства масел также используют отходы консервного производства: косточки абрикосов, вишни, сливы, миндаль, виноград.

Основные  свойства растительного  сырья.

Используемые плоды делятся на следующие группы: семечковые (яблоки, груши, айва), косточковые (абрикосы, персики, вишни, сливы), ягоды (виноград, земляника), орехи, тропические и субтропические плоды.

Овощи подразделяют на плодовые (томатные, бобовые, тыквенные) и вегетативные (капустные, корнеплоды, клубнеплоды, салатные, луковичные, пряные, листовые).

На переработку  поступает около 60% овощей, и около 20 видов плодов и ягод. Перед переработкой они подвергаются короткому или  длительному хранению. Для сохранения качества растительного сырья необходимо учитывать химический состав, физические свойства и физиологические особенности.

Особенностью  растительного сырья является их принадлежность к живым биологическим  объектам. Они имеют сложную вегетативную систему, характеризуется большим содержанием воды. Влажность плодов от 75% до 95%. Все плоды и овощи имеют специфическую микрофлору. На сохраняемость влияет также микрофлора складских помещений. К факторам, влияющим на хранение, относят влажность, температура, состав среды. Скорость порчи растительного сырья зависит от инфекционной нагрузки (степень зараженности микроорганизмов), способность различных тканей плодов сопротивляться развитию микроорганизмов, и условия хранения.

Хранение  сочного растительного  сырья.

Выбор режимов хранения определяется биологическими особенностями и сроками хранения. Понижение температуры снижает интенсивность биохимических процессов и подавляет развитие патогенных микроорганизмов. При подмораживании продуктов кристаллы льда вызывают нарушение структуры и виды тканей. После оттаивания происходит вытекание сока, и повышается атакуемость микроорганизмами. Ряд плодов и овощей обладают высокой чувствительностью к понижению температуры, которая выражается в появлении физиологических расстройств (разрыв кожицы, потемнение, разрыхление тканей), при этом существуют определенные сорта, сохраняющихся при температурах близких к точке замерзания.