Лабораторная работа 1
СТРОЕНИЕ,
СОСТАВ и ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА
Цель:
сформировать представление о строении, составе и физической характеристике
зерна
План
1
Строение зерна
2
Химический состав и пищевая ценность
3
Физическая характеристика зерна
4
Структурно-механические свойства
1
Строение зерна
Основным сырьем для производства муки является пшеница и рожь. Зерно пшеницы и ржи имеет достаточно схожее строение и состоит из трех основных частей: эндосперма, оболочек и зародыша
.
Эндосперм
-
внутренняя часть зерновки представляет собой мучнистое ядро, в котором
сосредоточены основные питательные вещества. Крупные клетки эндосперма
заполнены крахмальными зернами, между которыми находятся белковые вещества.
В
эндосперме относительно мало минеральных веществ, жира и витаминов.
Исключение составляет наружный слой эндосперма, состоящий из одного ряда
резко очерченных крупных клеток, называемый алейроновым.
В отличие от основной массы эндосперма в нем высокая концентрация белка и
минер.веществ.
К
алейроновому слою снаружи примыкают два вида оболочек: наружный - плодовая и
внутренний - семенная оболочка. Оболочки защищают семя от воздействия
внешней среды. Каждая оболочка состоит из трех рядов клеток. Оболочки содержат
большое количество клетчатки и других неусвояемых организмом человека веществ, а
также минеральных веществ.
Хотя
алейроновый слой относится к эндосперму, он при размоле черна в муку в основном
отделяется вместе с оболочками, и при анализе его рассматривают как часть
оболочек.
Зародыш,
состоит из корешка, стебелька и почечки, дающих жизнь новому растению. Зародыш
плотно прилегает к эндосперму, от которого отделен видоизмененной семядолей -
щитком. Через щиток, богатый ферментами, питательные вещества при прорастании из
эндосперма поступают в зародыш.
Зародыш
у зерна пшеницы и ржи небольшой, в нем очень высока концентрация белка, жира,
витаминов и минеральных веществ.
Содержание
составных частей зерна пшеницы и ржи приведено в табл. 4.1.
2
Химический состав и пищевая ценность зерна
В зерне
пшеницы содержатся белки, углеводы, жиры, пигменты, витамины, ферменты и
различные минеральные вещества.
Белки
пшеницы содержат около 20% альбумина и глобулина и 80% проламина и глютелина от
веса всех белков зерна. При добавлении к муке воды проламин (глиадин) и глютелин
(глютенин) образуют клейковину.
Белков в
зерне ржи значительно меныне, чем в пшенице, и они не образуют
клейковину.
Говоря о
пищевой ценности отдельных частей зерна пшеницы и ржи, необходимо отметить
исключительно важную роль белков в питании человека. Белки содержат незаменимые
для человеческого орга- низма аминокислоты.
Оболочки,
алейроновый слой и зародыш содержат максимальное количество минеральных веществ:
калий, магний, кальций, фосфор. Зерно пшеницы и ржи
содержит витамины Ві, В2 и РР.
Стандартом
пшеница подразделяется на типы. В основу того или иного типа положены три
признака:
-
период
посева (весной или осенью) - соответственно, яровая или озимая;
-
ботанический
вид - твердая или мягкая;
-
цвет
зерна - краснозерная или белозерная.
Таким
образом, зерно делится на шесть типов:
I
-
мягкая яровая краснозерная;
II
-
твердая яровая;
III
-
мягкая яровая белозерная;
IV
-
мягкая озимая краснозерная;
V
-
мягкая озимая белозерная;
VI
-
твердая озимая.
Пшеница
V и VI типов промышленного значения не имеет, так как ее производят в небольших
количествах.
Для
производства хлебопекарной муки используют мягкую пшеницу I,
III
и IV типов, из пшеницы II типа вырабатывают муку для макаронных
изделий.
Трудно
однозначно оценить сравнительные достоинства мягкой пшеницы разных типов, но в
большинстве случаев лучшей для производства муки является пшеница IV
типа.
Заготовляемая
и поставляемая пшеница в соответствии с ее качеством делится на 6 классов:
высший, I, 2, 3, 4 и 5-й.
В
основу классификации положены количество и качество клейковины, так
называемое «число падения», стекловидность, натура, содержание
трудноотделимых примесей и проросших зерен.
Наиболее
ценным зерном считают пшеницу высшего, 1 и 2 классов.
Рожь
классифицируется по времени высевания - весной или осенью, т. е. озимая и
яровая, кроме того, озимая различается по районам произрастания. Таким образом,
существует три типа ржи:
I
-
озимая северная,
II
-
озимая южная,
III
-
яровая.
В
Казахстане высевают в основном озимую рожь. Считается, что она имеет лучшие
технологические свойства по сравнению с яровой.
Из
зерна пшеницы и ржи вырабатывают муку двух видов: обойную и сортовую. Обойную
муку получают из целого зерна, включая оболочки, путем измельчения до
определенной крупности; сортовую муку - в основном из эндосперма, хотя какое-то
количество измельченных оболочек в нее попадает. Чем меньше оболочек в
муке, тем выше белизна муки и ее сорт.
Пшеничную
муку вырабатывают, главным образом, для производства хлебобулочных изделий,
в меньших количествах - для макаронных и кондитерских изделий.
Ржаную
муку вырабатывают практически только для производства хлеба, причем как обойную,
так и сортовую. Сортовую муку с наименьшим содержанием оболочек называют
сеяной,
с несколько большим - обдирной.
В
настоящее время ряд предприятий, имеющих цеха по формированию сортов муки,
выпускают различные многокомпонентные мучные смеси.
3 Физическая характеристика зерна
Для
оценки качества зерна важное значение имеют его физические признаки: форма,
линейные размеры, выравненность, масса 1000 зерен и натура, удельная масса.
Каждый из этих признаков в той или иной степени предопределяет выбор
соответствующих технологических приемов, а также режимов подготовки и размола
зерна.
Форма. Зерно твердой пшеницы имеет удлиненно-овальную форму,
мягкой пшеницы - бочкообразную форму. Зерно ржи по форме и длине разделяют на 4
группы: узкие длинные, узкие короткие, широкие длинные и широкие
короткие.
Линейные размеры.
К ним относят длину, ширину и толщину
зерна. В табл. 4.2 приведены размеры зерен пшеницы и ржи.
Размеры зерен пшеницы и ржи
(мм)
Культура |
Толщина |
Ширина |
Длина |
Пшеница |
1,5-3,3 |
1,6-4,0 |
4,8-8,0 |
Рожь |
1,2-3,5 |
1,4-3,6 |
5,0-10,0 |
При
переработке выполненного зерна округлой формы получают больше муки, чем при
переработке зерна, имеющего удлиненную форму и заостренные
края.
Определение содержания отдельных фракций зерна в партии
по крупности - необходимое условие для подбора размеров отверстий сит и размера
ячеек в триерах.
Зерно пшеницы делят на фракции:
Крупная
|
сход с
сита с отверстиями размером* |
2,8x20 |
средняя |
проход
через сито с отверстиями размером |
2,8x20 |
сход с
сита с отверстиями размером |
2,2x20 | |
мелкая |
проход
через сито с отверстиями размером |
2,2x20 |
сход с
сита с отверстиями размером |
1,7x20 |
*Размер отверстий сит дан в
миллиметрах
Выравненность характеризует однородность массы зерна. Поэтому
показателю оценивают мукомольные свойства зерна, которые определяют на наборе
сит с круглыми или продолговатыми отверстиями. Чем больше в массе крупных и
средних фракций (сход с сит 3,0x20 мм и 2,5x20 мм), зерно которых обладает более
шаровидной формой по срав- нению с мелкими фракциями, тем больше в нем
эндосперма и меньше оболочек и тем больше будет предполагаемый выход
муки.
Если относительное содержание зерен крупной и средней
фракций в зерновой партии составляет 85%, то зерно считают однородным или
выравненным по крупности. Проход через сито с отверстиями размером 1,7x20 мм
относят к неполноценным зернам.
Выравненное зерно лучше очищается от примесей, так как
можно более точно подобрать соответствующий размер отверстий сит для се-
парирующих машин, размер и форму ячеек в триерах, скорость воздушного потока в
аспирационных машинах, выбрать рабочие зазоры в из- мельчающих
машинах.
Выравненность зерна значительно влияет на выход и
качество продуктов измельчения пшеницы и ржи. Поэтому на мукомольных заводах
зерно сортируют по крупности и выделяют фракцию мелкого зерна. Мелкое зерно
имеет очень низкие мукомольные свойства, его присутствие существенно снижает
выход и качество муки. Поэтому его отбирают проходом через сита с отверстиями
размером 2,0x20 или 2,2x20 и используют для производства
кормов.
Масса 1000 зерен (в пересчете на абсолютно сухое
вещество - СВ) служит дополнительным показателем к линейным размерам,
характеризующим крупность и выравненность зерна.
Эти
признаки крайне изменчивы и зависят от сорта, почвенно- климатических условий,
уровня агротехники, года урожая и др.
Натура. Это масса 1 л зерна, выраженная в граммах. На
величину натуры в состоянии свободного уплотнения влияют форма, характер
поверхности и влажность зерна, его выравненность, характер и количество
примесей.
Зерна округлой формы или с гладкой поверхностью
укладываются плотнее, чем удлиненные или с шероховатой (морщинистой)
поверхностью. При повышении влажности натура зерна уменьшается. При наличии
крупных органических примесей натура уменьшается; при наличии минеральных -
увеличивается. В однородном по форме и качеству зерне чем выше натура, тем
меньше содержится оболочек и больше эндосперма, следовательно, тем выше
мукомольные свойства зерна.
В
табл. приведена масса 1000 зерен и
натура зерна пшеницы и ржи
Масса 1000 зерен и натура зерна пшеницы и
ржи
Наименование |
Масса 1000 зерен, г |
Натура зерна, г/л |
Пшеница |
20-60 |
740-812 |
Рожь |
18-32 |
740-760 |
Удельная масса зерна. Она зависит от химического состава
и анатомического строения зерна и служит критерием оценки его
качества.
Удельная масса зерна пшеницы колеблется в пределах 1,33-
1,48 г/см3, ржи - 1,26-1,42 г/см3.
4
Структурно-механические свойства зерна
Структурно-механические
свойства зерна характеризуются состоя- нием его составных частей, а также
степенью их сопротивляемости в процессе подготовки его к помолу и при
измельчении.
Прочность
обусловлена
способностью зерна сопротивляться раз- рушению в процессе действия
напряжений.
Прочность
зерна пшеницы и ржи зависит от влажности зерна, его стекловидности, района
произрастания. Чем зерно крупнее и стекло- виднее, тем в большей мере
проявляются его хрупкие свойства, чем оно мельче и менее стекловидное, тем в
большей степени усиливаются пла- стические свойства.
Микротвердость.
Различные участки
эндосперма характеризуют- ся неодинаковой микротвердостью, что обусловлено
сортом, стекло- видностью, влажностью, районом произрастания зерна и
др.
С
увеличением влажности микротвердость оболочек и эндосперма независимо от их
структуры снижается.
Контрольные
вопросы
1
Из чего состоит зерно?
2
Что такое эндосперм и из чего он состоит?
3
Какие бывают оболочки и из чего они состоят?
4
Запишите процентное содержание составных частей зерна
5
Признаки по которым классифицируют пшеницу
6
Классификация пшеницы по типам
7
Классификация пшеницы по классам
8
Классификация ржи
9
Какую пшеницу используют для производства хлебобулочных
изделий?
10
Какую пшеница подходит для производства макаронных изделий
11
Какая мука называется сортовой, а какая обойной?
12
Перечислите сорта пшеничной и ржаной муки?
13 Что относится к физическим свойствам зерна и от чего
они зависят?
14 Каким бывает по форме зерно и на что она
влияет?
15 Что относят к линейным размерам
зерна?
16 Фракции зерна?
17 Что называют выравненностью? Что оценивают по этому
показателю?
18 В каком случае зерно считается
однородным?
19 Почему выравненное зерно лучше очищается от
примесей?
20 Почему зерно сортируют по крупности и выделяют
фракции мелкого зерна?
21 Где используют мелкое зерно?
22 Что такое натурный вес? От чего зависит этот
показатель?
23 В каком случае натура увеличивается в каком
уменьшается?
24 Как натура влияет на мукомольные свойства
зерна?
25 Масса 1000 зерен у пшеницы и
ржи?
26 Натурный вес у пшеницы и ржи
27 Плотность зерна пшеницы и
ржи?