Что такое стекловидность зерна
Стекловидность зерна
Дата публикации: 13 декабря 2021 г.
Дата обновления и проверки статьи: 15 декабря 2021 г.
Корректор статьи: Колдова Светлана
Редактор статьи: Свитов Сергей
Зерно имеет разную структуру, по консистенции эндосперма зерно значительно различается. Эти различия хорошо видны на поперечном срезе зерна по стекловидности.
Структура может быть стекловидной, мучнистой и частично стекловидной.
От чего зависит стекловидность зерна?
Особенности образования стекловидности изменяются по сортам и видам пшеницы. Мучнистый эндосперм имеет рыхлую структуру, содержит мельчайшие воздушные пустоты в отличие от стекловидности.
В зерне с мучнистой структурой белок сосредоточен больше всего в наружных слоях эндосперма и меньше в центральной его части. С повышением стекловидности возрастает количество содержащихся в зерне белков, идущих на формирование клейковины.
Структура зерна зависит от характера обмена при наливе и созревании. К числу основных факторов, определяющих стекловидность, относятся погодно-климатические условия, состав удобрений, сортовые особенности.
Высокая температура, недостаток влаги, сжатый период налива и созревания зерна увеличивают стекловидность. Избыток фосфора уменьшает, а избыток азота, наоборот, увеличивает стекловидность.
Сокращение вегетационного периода в многих исследованиях на малой выборке способствовало к увеличению стекловидности зерна.
Хотя стекловидность зерна является сортовым признаком хлебного растения, но она может изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий.
Одни исследователи утверждают, что между ними существует высокая корреляционная зависимость, позволяющая заменить простым и быстрым определением стекловидности длительное и недостаточно точное определение количества и качества клейковины для оценки хлебопекарного достоинства зерна при государственных закупках зерна пшеницы. Имеется в виду, что по стекловидности можно судить о содержании белка и клейковины и по этим показателям – о хлебопекарной ценности зерна пшеницы.
Другие исследователи приводят данные, не подтверждающие такой тесной связи между стекловидностью и содержанием белка.
Польза стекловидного зерна для мукомольных производств
Стекловидность наблюдается в зерне пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, риса.
Из стекловидного зерна получается более высокий выход муки, чем из мучнистого.
Из мучнистого зерна получается, как правило, мягкая, мажущаяся при растирании между пальцами мука.
Для получения качественной крупы большое значение имеет стекловидность зерна, так как наибольший выход крупы получают при переработке стекловидного зерна ячменя. Стекловидность зерна имеет важное значение и для получения муки. В промышленности ячменную муку используют для обогащения хлебобулочных и кондитерских изделий.
Стекловидный эндосперм обладает большей механической прочностью, чем мучнистый. В процессе размола стекловидный эндосперм образует большое количество крупок, что очень важно для получения муки высокого качества. Такая мука выше ценится как добавка при выпечке хлеба. Мучнистый эндосперм измельчается в порошок. Поэтому стекловидное зерно обладает более высокими мукомольными качествами.
Мука из стекловидного зерна более крупитчатая, что очень ценится в хлебопечении.
Приборы для определения стекловидности.
Методы определения основных показателей качества
Стекловидность зерна характеризует консистенцию его эндосперма. Стекловидность указывает на белковый или крахмалистый характер зерна. Пшеница с преобладанием стекловидных зерен обычно отличается сравнительно высоким содержанием белка, клейковины и хорошими хлебопекарными качествами. Пшеница, состоящая в основном из крахмалистых зерен, бедна белком, и ее лучше использовать для хлебопечения в подсортировке к другой более богатой белками пшенице.
Однако следует учесть, что прямая связь между стекловидностью зерна и белком наблюдается только в зерне примерно одной и той же крупности. Мелкие зерна менее стекловидны, чем крупные, а содержание белка в них выше. Это объясняется отсутствием в мелком зерне полностью стекловидных зерен и высоким содержанием белка в алейроновом слое, которого в мелком зерне больше.
В зависимости от стекловидности зерна применяют различные приемы подготовки пшеницы к сортовому помолу и устанавливают режим мукомольного процесса. Стекловидная пшеница в отличие от мучнистых легче вымалывается, дает тонкие и тощие отруби, больше крупок в драном процессе, из которых затем вырабатывается больше муки первых сортов.
Стекловидность пшеницы характеризуется так называемой общей стекловидностью. В зависимости от степени стекловидности зерно делят на следующие группы: стекловидное; частично стекловидное и мучнистое (рис. 32).
Стекловидными считают зерна: стекловидные полностью, стекловидные с легким помутнением и стекловидные зерна с мучнистой частью не больше 1/4 плоскости поперечного разреза зерна.
Мучнистыми считают зерна: мучнистые полностью и мучнистые, у которых стекловидная часть занимает не более 1/4 плоскости поперечного разреза зерна.
Стекловидность зерна определяют по разрезу зерна с наружным осмотром срезов и при помощи диафаноскопа.
Для определения стекловидности из чистого зерна, оставшегося после определения засоренности, выделяют без выбора 100 целых зерен. Каждое из них разрезают лезвием бритвы поперек (посередине) и в зависимости от консистенции среза относят к одной из трех групп: стекловидной, частично стекловидной или мучнистой.
Стекловидное зерно в разрезе имеет блеск и кажется более или менее прозрачным. При разрезании оно оказывает большое сопротивление.
Из выделенных групп подсчитывают зерна в двух группах с наименьшим количеством зерен, а в третьей группе количество их устанавливают по разнице.
Общую стекловидность выражают в процентах по отношению к 100 зернам. При вычислении процента общей стекловидности к количеству полностью стекловидных зерен прибавляют половину количества частично стекловидных и в сумме получают общую стекловидность образца зерна.
При определении стекловидности на диафаноскопе помещают 50 зерен (из предварительно выделенных 100 целых зерен) бороздкой вниз на решетку с овальными отверстиями так, чтобы между ними и отверстиями не было зазоров. Решетку с зернами вставляют в прорезь корпуса прибора. Источником света служит электрическая лампа 55 Вт, устанавливаемая на дне прибора, под решеткой. Между источником света и решеткой расположено матовое стекло, рассеивающее свет.
Для лучшего распознавания зерен в приборе (над решеткой) имеется лупа. Предусмотрено устройство для фокусировки изображения.
Сомнительные зерна следует разрезать лезвием бритвы поперек (посередине), после чего определить, к какой группе они относятся.
В таком же порядке ведут определение в другой порции зерна (тоже 50 зерен). Результаты подсчета в каждой порции суммируют. Результаты определения стекловидности проставляют с точностью до 1,0%.
Расхождения между двумя параллельными определениями общей стекловидности пшеницы, а также и при арбитраже допускаются не более 5%.
В настоящее время для определения стекловидности можно использовать диафаноскопы ДСЗ-2 и ДСЗ-2с со счетчиком.
Общая стекловидность при большом количестве частично стекловидных зерен может быть довольно высокой.
Между тем количество наиболее ценных, полностью стекловидных зерен в смеси дает более правильное представление о стекловидности анализируемой партии зерна.
Поэтому в дополнение к общей стекловидности целесообразно указывать «показатель формирования стекловидности». Его получают путем деления количества полностью стекловидных зерен в процентах на общую стек-ловидность и умножением на 100. Например, количество полностью стекловидных зерен составляет 42 %, общая стекловидность 60%. Показатель формирования стекловидности будет
Мягкую пшеницу I и IV типов при размещении на мукомольных заводах сортового помола принято разделять на следующие три группы по стекловидности: высокостекловидная с общей стекловидностью свыше 60%, средняя по стекловидности от 40 до 60%, низкостекловидная менее 40%.
Подтипы пшеницы определяют сравнением испытуемого образца с эталонными, изготовленными по подтипам в соответствии с характеристикой, изложенной в стандартах на пшеницу (см. табл. 11). Порядок составления и утверждения эталонных образцов устанавливает Министерство заготовок. Работники лаборатории, имея образцы пшеницы, произрастающей в данном районе (области, крае, республике), и учитывая данные по стекловидности испытуемого образца, легко могут определить подтипы органолептически.
Несмотря на разнообразие подтипов пшеницы, определение их обычно затруднений не вызывает, так как практически приходится иметь дело с двумя-тремя подтипами, наиболее часто встречающимися в районе, обслуживаемом лабораторией.
Зерно любой партии пшеницы может быть отнесено к одному из подтипов, за исключением пшеницы, потерявшей свой естественный цвет вследствие неблагоприятных условий созревания зерна (суховейное, морозобойное), уборки или хранения. Такая пшеница номера подтипа не получает и определяется как «обесцвеченная» при наличии светлых оттенков и «потемневшая» при наличии темных оттенков. Смесь подтипов в пшенице не определяют.
Стекловидность как показатель качества Зерна пшеницы
Введение.
К основным показателям качества зерна можно отнести стекловидность, содержание белка и клейковины. Но для разных потребителей эти показатели не равноценны. Так, крупяные предприятия заинтересованы в стекловидном ячмене. Наибольший выход перловой крупы получается при переработке именно стекловидного ячменя. Муку из стекловидного зерна предпочитают и производители макаронных изделий. Для хлебопекарной промышленности более важным показателем является содержание клейковины. И всех бы устроило повышенное содержание белка.
Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая связь крахмальных зёрен с белком. В стекловидном эндосперме эта связь очень прочная.
В последние годы для очистки зерна широко применяются фотосепараторы, в которых определяется спектрофотометрическая характеристика отдельных частиц, в том числе и зерен, и реализовано их удаление по тем или иным критериям.
Учитывая возможности данной техники, был проведен спектральный анализ стекловидных и мучнистых зерен и выявлен диагностический признак на основе различия уровней сигнала в красной области спектра. Апробация на промышленном оборудовании дала положительные результаты при отсортировке мучнистых зерен [1].
Ранее был предложен «способ разделения зерна по содержанию белка, характеризующийся тем, что осуществляется пропускание зерна через цветосепаратор, оснащенный видеокамерами с высоким цветовым разрешением, и сепарация отдельных зерен по цветовому оттенку, характерному для содержания белка в каждом зерне, при этом разделение зерен по цветовому оттенку проводят в зависимости от порога разделения по интенсивности отраженного света» [2]. Анализ «интенсивности отраженного света» также проводится по уровню сигнала в красной области спектра. Однако именно стекловидность, отражая структуру внутренних тканей зерна, является внешним оптическим признаком качества зерна.
Целью исследований является выявление связи между стекловидностью и содержанием белка для одной партии зерна пшеницы. Ранее проводимые исследования не дают однозначного ответа на этот вопрос. Корреляция между общей стекловидностью и содержанием белка при широком варьировании партиями зерна различных сортов и из различных районов произрастания слаба или вообще отсутствует. В то же время, в пределах одной партии, выращенной в одних и тех же условиях, такая корреляция намечается. В табл. 1 приведены результаты анализа зерна тритикале и трех образцов зерна пшеницы.
Выводы.
Предлагаемая технология разделения зерна пшеницы на стекловидные и мучнистые, несмотря на простоту диагностического признака (различие уровней сигнала спектра отражения в красной области), позволяет в условиях реального производства, на отечественном оборудовании достаточно эффективно и с высокой производительностью подсортировывать зерно, повышая его ценность, что в ряде случаев может оказаться экономически целесообразным.
Пока не понятно, насколько указанный диагностический признак устойчив для различных партий зерна. Возможно, в каждом конкретном случае для настройки фотосепаратора необходимо будет иметь обучающую выборку, которую необходимо будет отбирать традиционным методом.
Дальнейшее исследование спектральных характеристик зерна позволит выявить более информативные отличительные признаки стекловидных и мучнистых зёрен и усовершенствовать методику сепарирования.
Литература:
1. Зверев С.В., Политуха О.В., Панкратьева И.А., Капустин Д.А., Корнев А.С. Фотосепарирование зерна тритикале по признаку стекловидности // Хранение и переработка зерна. – 2017. – №3. – С.24-26.
2. Способ разделения зерна по содержанию белков. Патент РФ 2400313, класс МНК B07C5I342. Опубл. 27.09.2010.
Зверев С.В., доктор технических наук,
Панкратьева И.А., кандидат сельскохозяйственных наук,
Политуха О.В., Игорянова Н.А., кандидат технических наук,
ФГБНУ «ФНЦ Пищевых Систем им. В.М. Горбатова» РАН,
Зайцев В.Б., кандидат физико-математических наук, МГУ им. М.ВЛомоносова
Стекловидность зерна
Зерновки различных злаков имеют разную консистенцию эндосперма. Если пропустить через зерновки свет, то одни из них покажутся нам прозрачными, другие — мутными. Эти различия хорошо видны на поперечном срезе зерновки. Зерно, имеющее прозрачную консистенцию эндосперма и напоминающее на разломе скол стекла, называется стекловидным. Зерно непрозрачной консистенции эндосперма, похожее в разломе на мел, называется мучнистым. Существуют также частично стекловидные зерна, в которых стекловидные и мучнистые участки чередуются друг с другом.
Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая связь крахмальных зерен с белком. В стекловидном же эндосперме эта связь (крахмал-белок) очень прочная.
Стекловидность обычно связана с химическим составом зерна пшеницы. Стекловидный эндосперм содержит больше белка по сравнению с мучнистым. Однако иногда высокая стекловидность зерна может сочетаться с невысоким содержанием белка. Это связано с тем, что показатель стекловидности зависит от гораздо большего числа внешних факторов, чем содержание белка в зерне. Стекловидность риса не связана с содержанием белка.
Консистенция эндосперма (стекловидность) имеет еще большее значение для оценки технологических (мукомольных) свойств зерна пшеницы. Так, стекловидный эндосперм обладает большей механической прочностью, чем мучнистый. В процессе размола в муку стекловидный эндосперм образует большое количество крупок — промежуточных продуктов помола, что очень важно для получения муки высокого качества. Такая мука ценится в хлебопечении. Мучнистый же эндосперм быстро измельчается в тонкий порошок. Поэтому стекловидное зерно обладает более высокими мукомольными достоинствами. Однако для измельчения стекловидного зерна требуется больше энергии.
Наибольшее технологическое значение имеет стекловидность у пшеницы, риса и ячменя. Так крупяные предприятия предпочитают стекловидный ячмень. Мука и крупа, вырабатываемые из стекловидного зерна ячменя и пшеницы, более качественные и содержат большее количество питательных веществ. Наоборот, для выращивания пивоваренного солода лучшим считается мучнистый ячмень. Стекловидность наблюдается также в зерне кукурузы и ржи.
Показатель стекловидности зерна подвержен существенным колебаниям в зависимости от вида и сорта растения, а также от почвенно-климатических условий выращивания.
Наряду с природной стекловидностью существует так называемая, ложная стекловидность. При несоблюдении условий хранения зерна, неправильной его сушке эндосперм может стать «стекловидным» (остеклевшим). Остеклевшая часть обычно находится под алейроновым слоем, как правило, она имеет более темный цвет. Зерно с ложной стекловидностью плохо размалывается, из него получается темная мука. Оболочки такого зерна легко крошатся при переработке и, попадая в муку, снижают ее качество. Остеклевший слой зерна при переработке в муку загрязняет оборудование мукомольных предприятий. Необходимо не допускать появления зерна с ложной стекловидностью.
Для зерна пшеницы характерно наличие желтобоких зерен. Они являются нормальными, здоровыми зернами пшеницы. Их количество иногда достигает 50%. По консистенции эндосперма желтобокие зерна относят к частично стекловидным. По своему качеству они приближаются к мучнистым зернам пшеницы. Желтобокость зерна приводит к снижению массы 1000 зерен. Чем желтобокость выше у пшеницы, тем ниже ее стекловидность. Следует также отличать желтобокие зерна пшеницы от зерна пшеницы, поврежденной клопом-черепашкой.
Методы определения. Методы определения стекловидности согласно ГОСТ 10987-76 распространяются на зерно пшеницы и риса. Они сводятся к определению стекловидности либо по результатам осмотра среза зерна, либо при помощи диафаноскопа ДЗС-2 с кассетой и счетчиком марки ДЗС-2с.
При проведении анализа очищают ее от сорной и зерновой примесей. Зерно риса обрушивают на шелушителе или вручную. Далее при определении по результатам осмотра среза зерна из навески берут без отбора 100 целых зерен и разрезают лезвием бритвы поперек по их середине. Выделяют по результатам осмотра стекловидные, мучнистые и частично стекловидные зерна. Желтобокие зерна не разрезают и сразу относят к частично стекловидным. Общую стекловидность определяют как сумму полностью стекловидных и половины частично стекловидных зерен.
При использовании диафаноскопа заполняют все 100 ячеек кассеты целыми зернами, по одному в каждой ячейке кассеты. Кассету помещают в прибор и включают свет. В поле зрения размещают первый ряд зерен. Настраивают счетчик. Подсчитывают стекловидные и мучнистые зерна. Стекловидные — полностью просвечиваемые; мучнистые — полностью не просвечиваемые. Частично стекловидные зерна не подсчитывают. Результаты откладывают на счетчике. Так просматривают все десять рядов кассеты. В результате на нижнем табло счетчика указывается процент общей стекловидности, а на верхнем табло — процент полностью стекловидных зерен.
Расхождение между результатами первоначального и повторного определений не должно превышать 5%.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Что такое стекловидность зерна
Методы определения стекловидности
Grain.
Methods for determination of vitreousness
Дата введения 1977-06-01
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 15 ноября 1976 г. N 2563
Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
ПЕРЕИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в декабре 1988 г., декабре 1991 г. (ИУС 4-89, 4-92).
Настоящий стандарт распространяется на зерно пшеницы и риса и устанавливает методы определения стекловидности:
с использованием диафаноскопа просвечиванием исследуемого зерна направленным световым потоком;
по результатам осмотра среза зерна.
1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2. АППАРАТУРА
2.1. Для проведения испытания применяют:
при определении стекловидности с использованием диафаноскопа:
диафаноскоп марки ДСЗ-2 с кассетой и счетчиком марки ДСЗ-2с,
весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 1 г;
при определении стекловидности по результатам осмотра среза зерна:
весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 1 г.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2. Для шелушения зерна риса применяют шелушитель марки ГДФ или другие устройства, обеспечивающие снятие пленок без нарушения целостности зерновки.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Из средней пробы зерна пшеницы или риса выделяют навеску массой (50±1) г и очищают ее от сорной и зерновой примесей.
При влажности зерна более 17,0% его подсушивают на воздухе или в сушильном шкафу, термостате или лабораторном сушильном аппарате ЛСА при температуре воздуха в них не более 50 °С.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.2. Из очищенного зерна риса выделяют навеску целых зерен массой 10 г и обрушивают на шелушителе или вручную.
3.3. При полном анализе средней пробы стекловидность зерна пшеницы определяют после анализа на засоренность в соответствии с порядком, установленным ГОСТ 13586.3-83; стекловидность зерна риса определяют после анализа на пленчатость в навеске массой около 10 г, отобранной после ручного или механизированного обрушивания риса.
При использовании анализатора VI-ЕАЗ для определения засоренности пшеницы при полном анализе средней пробы стекловидность пшеницы определяют в навеске массой 50 г, отобранной от фракции 1 очищенного на анализаторе зерна.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
При проведении испытания определяют общую стекловидность.
Под показателем общей стекловидности понимают сумму полностью стекловидных и половины количества частично стекловидных зерен.
4.1. Определение стекловидности с использованием диафаноскопа
4.1.1. На кассету диафаноскопа высыпают навеску зерна пшеницы или обрушенного риса и, совершая круговые движения кассеты в горизонтальной плоскости, достигают заполнения всех 100 ячеек решетки целыми зернами, по одному в каждой ячейке. Излишки зерен осторожно ссыпают, слегка наклоняя кассету, после чего ее вставляют в прорезь корпуса прибора и включают источник света. С помощью рукоятки управления кассету устанавливают в корпусе так, чтобы в поле зрения был виден первый ряд ячеек с зерном.
Характеристика полностью стекловидных и мучнистых зерен пшеницы разных типов приведена в приложении.
4.2. Определение стекловидности по результатам осмотра среза зерна
4.2.1. Из подготовленной для анализа навески зерна пшеницы или обрушенного риса выделяют без выбора 100 целых зерен и разрезают поперек по их середине.
Срез каждого зерна просматривают и зерно в соответствии с характером среза относят к одной из трех групп: стекловидной, мучнистой, частично стекловидной, согласно следующей характеристике:
4.2.2. Общую стекловидность зерна ( ) в процентах вычисляют по формуле
,
— количество частично стекловидных зерен, шт.
4.2.3. Общую стекловидность вычисляют до первого десятичного знака с последующим округлением результата до целого числа.
Округление результата вычисления проводят следующим образом: если первая из отбрасываемых цифр равна или более 5, то последнюю сохраняемую цифру увеличивают на единицу, если менее 5, то ее оставляют без изменения.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.3. (Исключен, Изм. N 1).
4.4. Расхождение между результатами первоначального и повторного или контрольного определения должно быть не более 5%.
Повторное или контрольное определение проводят тем же методом, что и первоначальное определение (на диафаноскопе или по срезу зерна).
В документе о качестве зерна указывают, каким методом проведено определение его стекловидности.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ РАЗНЫХ ТИПОВ ПРИ ИХ ПРОСВЕЧИВАНИИ НА ДИАФАНОСКОПЕ
полностью стекловидных зерен
Зерна светлые, прозрачные, просвечиваются полностью
Зерна темно-коричневые или черные, не просвечиваются
Зерна янтарного или желтого цвета, прозрачные, просвечиваются полностью
Зерна темные, не просвечиваются
Зерна просвечиваются полностью, более темные, чем I типа
Зерна очень темные или черные не просвечиваются
Текст документа сверен по: