Последние годы в России снижается качество зерна пшеницы, что отрицательно сказывается на возможности расширения экспорта и мешает повысить конкурентоспособность продукции, ведь легче реализуется на внутренних и международных рынках продукция высокого качества. Пшеницы первого и второго класса практически нет, третьего мало, уже качественным считается пшеница четвертого класса. Причин здесь несколько, но основные – это переход на нулевую и минимальную обработку почвы, недостаточное применение удобрений, в первую очередь, азотных, не качественная сортировка и хранение зерна и посевного материала, посев не адаптированных сортов.
В среднем, в зерне пшеницы содержится 13,3% белка, 68,7% углеводов, 2% жира (липидов), 2,3% клетчатки, 1,7% минеральных веществ, 12% воды (Рейтц Л. П, 1970 г.). Оно служит основным поставщиком энергии питания. Употребляя в сутки 500 граммов пшеничного хлеба, человек пополняет примерно половину своего дневного энергетического баланса. Однако пшеничное зерно необходимо рассматривать не только как высококалорийный продукт, но и как один из главных источников белка, витаминов группы, В – тиамина, рибофлавина, пантетеоната, РР-никотиновой кислоты, а также соединений фосфора и железа.
Химический состав зерна зависит от почвенно-климатических условий производства, факторов агротехники, сортовых характеристик. Качество зерновой массы может значительно меняться от условий сортировки и хранения.
По своим совокупным характеристикам зерно делится на типы, подтипы по ботаническим признакам, районам выращивания и др. Показатели качества зерна подразделяются на пять групп: ботанико-физиологические, сенсорные (органолептические), физические, химические и технологические (засоренность зерна примесями, ядовитыми семенами). Рассмотрим их подробнее:
1) Ботанико-физиологические показатели включают культуру (род), ее вид, форму, сорт, цвет, всхожесть, энергию прорастания.
2) Органолептические показатели – цвет, вкус, запах. Цвет является сортовым признаком, измененный цвет свидетельствует о порче зерна. Запах характерен для каждой культуры. Существуют понятия «амбарного запаха» – возникающего при хранении зерна в невентилируемых складах, также «солодовый запах», который свойствен проросшему зерну, «плесенный запах» в результате развития плесени, «затхлый и гнилостный».
3) Физические свойства – форма и линейные размеры, крупность, плотность, выравненность, стекловидность, абсолютная масса, натуральная масса и др. Форма зерна – сортовой признак, линейные размеры определяют крупность зерна (длина, ширина и толщина), необходима при просеивании зерна на ситах. Влияет на выход муки.
Выравненность зерна по крупности легче перерабатывается в крупу, ее определяют просеиванием на ситах и выражают в % по наибольшему остатку на одном или двух смежных ситах. Абсолютной массой называют массу 1000 зерен. В крупном зерне содержится меньше оболочки и ниже зольность, чем в щуплом. При более округлой форме и с неглубокой бороздкой выход муки будет большим, выше будет и ее качество.
Стекловидность характеризует консистенцию, структуру эндосперма, взаиморасположение его тканей, и выражается в процентах стекловидных зерен к их общему количеству. Структура может быть стекловидной и мучнистой. Стекловидное зерно в поперечном разрезе напоминает поверхность скола стекла. При просвечивании оно кажется прозрачным. Мучнистое зерно имеет рыхломучнистую структуру, белый цвет подобно мелу. Структура эндосперма зависит от количества, состава, свойств размера и расположения крахмальных гранул и белковых веществ, а также прочностью связей между белками и крахмалом.
Пленчатость зерна – это содержание цветковых пленок у пленчатых злаков и плодовых оболочек у гречихи, выраженное в % к массе зерна.
4) Химические свойства – cодержание белков, жиров, углеводов и др. веществ, а также кислотность. Основной признак количество и качество клейковины, именно она определяет хлебопекарные свойства. Качество зерна характеризуется и титруемой кислотностью. Она измеряется градусами кислотности. По увеличению кислотности (с учетом других показателей) можно судить о степени свежести зерна и муки. В результате самосогревания или прокисания зерна, муки и крупы увеличивается содержание уксусной и молочной кислот, а при порче жиров в результате гидролиза накапливаются свободные жирные кислоты, которые переходят в спиртовые и эфирные вытяжки, что позволяет их анализировать. Для определения кислотности зерна применяют водную болтушку размолотого зерна или в некоторых случаях водную, спиртовую и эфирную вытяжки.
5) Технологические свойства. Зерно, обычно содержит сорную (семена сорных растений, остатки соломы, комочки грунта) и зерновую примеси (дефектные зерна основной культуры – зеленые, недоразвитые, битые, изъеденные, а также зерна других культур). Сорная примесь снижает товарную ценность зерна, создает очаги повышенной влажности, что повышает риск самосогревания и порчи зерна.
В зерно и продукты из него могут попасть вредные вещества:
– остаточные количества пестицидов, применяемых при выращивании зерновых культур;
– остаточные количества ядохимикатов, используемых в хранилищах зерна;
– ядовитые вещества, образующиеся в зерне в результате развития микроорганизмов.
Самосогревание зерна является результатом дыхания зерна — аэробного окисления глюкозы и анаэробного спиртового и молочнокислого брожения, происходящего с выделением теплоты. Интенсивность дыхания усиливается с повышением влажности и температуры зерна. В начале согревания, когда температура поднимается до 30°С, зерно приобретает солодовый запах и сладковатый вкус. Поверхность зерна обесцвечивается, затем становится красноватой, а эндосперм приобретает сероватый оттенок. В нем повышаются титруемая кислотность и кислотное число жиров, а также доля моносахаридов. В результате повышения активности ферментов интенсивность дыхания возрастает. При повышении температуры до 40-50°С, поверхность зерна темнеет и может почернеть. Усиливается гнилостный запах, растет содержание аммиака. Снижается содержание и качество клейковины из-за распада углеводов, белков и липидов.
Зерно может поражаться спорами головни, вызванной грибами вида Tilletia tritici и Tilletia levis. Споры имеют вид мажущейся темной массы с запахом триметиламина (испорченной рыбы) и заполняют внутреннюю часть зерна. Мука приобретает темный цвет, хлеб плохо пропекается, имеет неприятный запах и сладкий вкус, ухудшается качество клейковины.
Зерно, перезимовавшее в поле или влажное, может поражаться грибами рода Fusarium. Рост грибов ведет к изменению химического состава зерна и нaкоплению токсичных веществ. Особенно опасен стерин (липотоксол), вызывающий тяжелые заболевания сердца, кожи и крови у человека. В ядовитом зерне повышено содержание азота, меньше крахмала, повышена активность α-амилазы, резко снижена активность пероксидазы. Определение токсичных свойств зерна проводится с помощью тонкослойной хроматографии и люминесцентного анализа. Для предотвращения развития фузариоза нельзя допускать влажность зерна выше 13-14%, а также смешивать влажное или пораженное грибом зерно с сухим, здоровым.
Хранение зерна при повышенной влажности способствует развитию плесневых грибов, что ведет к снижению пищевой и товарной ценности зерна. Часто при этом образуются токсины. Наиболее опасными, оказывающими канцерогенное воздействие, являются производные кумаринов – афлатоксины. Наличие плесневых грибов определяется в специальных лабораториях экспресс-методом по присутствию зелено-флуоресцирующих соединений (ЗФС).
Зерно может портиться и при неправильной сушке, например неравномерном нагреве. При этом, окисляется и темнеет эндосперм, денатурируются белки, инактивируются ферменты и снижается качество зерна.
Базисные (расчетные) кондиции – нормы качества, которым должно отвечать созревшее зерно. Основные показатели – влажность, зерновая и сорная примесь, натура.
Натурой называют массу одного литра зерна, выраженную в граммах. Натуру определяют на литровой пурке с падающим грузом.
Высоконатурная пшеница – с натурой 785 г/л и выше, средненатурная – с натурой от 745 до 785 г/л, низконатурная – с натурой ниже 745 г/л. При понижении натуры пшеницы на 1 г количество получаемой из нее муки уменьшается на 0,11%, соответственно, увеличивается количество отрубей.
Ограничительными кондициями установлено, что зерновые, бобовые и семена масличных культур должны быть в здоровом, не греющемся состоянии, с нормальным, свойственным зерну запахом (без затхлого, солодового, плесневого и других посторонних запахов), не заражены хлебными вредителями, насекомыми (кроме клещей), с влажностью, сорной, зерновой и масличной примесями, не превышающими определенных, указанных в стандартах, пределов. Стандартизация лежит в основе государственной системы управления качеством зерна. Зерно стало одним из первых объектов стандартизации, так как создание однородных партий зерна, обеспечение его сохранности требовали строгого нормирования качества. Качество зерна –важный и обязательный объект государственного планирования и контроля.
Рациональное использование ресурсов зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса и других культур предполагает применение научно обоснованных стандартов, которые учитывают технологические достоинства зерна, его сортовые и другие особенности. Стандарты являются средством повышения качества и сохранности зерновых ресурсов, резкого сокращения потерь на всех этапах производства, хранения и переработки.
Стандартизация обеспечивает:
• стабильность качества партий зерна;
• наличие определенных групп по качеству, позволяющих осуществлять целевое использование зерна в перерабатывающих отраслях промышленности;
• лучшую сохранность зерна благодаря хранению партий одинакового качества;
• градацию цен в соответствии с важнейшими показателями качества, а также другие задачи.
Стандарты на зерно предусматривают требования к качеству зерна, классификацию каждой культуры, требования к методам ведения технологических процессов, а также к методам, применяемым при определении качества зерна. В настоящее время в Российской Федерации действует следующий стандарт на технологические качества зерна мягкой пшеницы (Таблица №1).
В стандартах принятых в Евросоюзе, по сравнению с нашими несколько выше натурный вес, для первого класса пшеницы. Но зато требования по белку значительно уступают российским. Большое внимание уделяется выходу муки и особенно остаточным количествам пестицидов и микотоксинов. Поэтому есть полная возможность организовать поставки пшеницы в пережившую сильнейшую засуху, но вполне платежеспособную Европу. Конечно, для этого надо его качественно подготовить и сохранить.
