Характеристика зернових мас

КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ  І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

на  тему:

”ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНОВИХ МАС ” 
 
 

Виконала:

студентка 2 курсу 6 групи

факультету  аграрного менеджменту

Наконечна З.О. 
 
 
 
 
 
 

Київ  - 2010   
 

План 

1. Склад  зернової маси і характеристика  її компонентів 
     1.1. Хімічний склад основного компонента зернової маси 
     1.2. Характеристика інших компонентів зернової маси 
2. Фізичні властивості зернових мас 
3. Фізіологічні властивості зернових мас 
     3.1. Дихання 
     3.2. Післязбиральне дозрівання і проростання зерна 
4. Самозігрівання зернових мас 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Склад зернової  маси і характеристика  її компонентів

Зернова маса — це сукупність взаємозв'язаних компонентів зерна основної культури, домішок, мікроорганізмів, комах та повітря міжзернових проміжків. Іншими словами, це штучно створена людиною екологічна система, в якій тісно взаємодіють живі організми й навколишнє середовище. Найбільший вміст у зерновій масі зерна основної культури — від 60 до 95 %. Зернову масу слід розглядати насамперед як комплекс живих організмів. Кожна група цих організмів або її окремі представники за певних умов так чи інакше виявляють свою життєдіяльність і тим самим впливають на стан та якість зернової маси, що зберігається. Зерно і насіння, маючи невеликі розміри та малу масу 1000 зерен, навіть у малій за масою партії містяться у великій кількості. Наприклад, в 1 т зернової маси пшениці міститься 30 — 40, а в 1 т проса — 150 — 190 млн шт. зерен.

Основою будь-якої зернової маси є зeрно (насіння) певного ботанічного роду. За прийнятою класифікацією ці зерна (за умови їх доброякісності) належать до категорії основного зерна або до зерен головної культури. Переважна більшість зернової маси, як правило, неоднорідна за своїм станом — зерна різняться за розмірами, виповненістю, масою 1000 зерен, щільністю, вологістю та ін.

 
1.1. Хімічний склад  основного компонента  зернової маси

На зберігання закладають партії зерна продовольчого  та насіннєвого призначення понад 100 різних видів зернових злакових, бобових, кормових, технічних культур. Плоди їх різняться формою, будовою, складом. У зернівці злакових, що складається із зародка, ендосперму та оболонок (рис. 1), запасні поживні речовини містяться переважно в ендоспермі, в якому можна виділити багатий на жир і білок алейроновий шар. Насіннєва оболонка малоцінна у продовольчому значенні, проте відіграє важливу роль під час зберігання зерна. Зародок, багатий на вуглеводи, білки, жири, ферменти, є визначальним при проростанні зерна. Він важко піддається обробці, а після відокремлення від зерна швидко псується. Під час переробки зерна зародок зазвичай відокремлюється від ендосперму й надалі зберігається чи переробляється за іншими технологіями і режимами.

У насінні  бобових культур запасні речовини зосереджуються в зародку — в сім'ядолях. Насіння різних олійних культур неоднакове за будовою: зовнішня частина одних є насінною, а інших — плодовою оболонкою. Більшу частину насінини соняшнику, сої, льону становить зародок, а рицини — ендосперм.

Незважаючи  на різну будову зерна (насіння), його для зручності викладу матеріалу називатимемо зерновою масою.

Рис. 1. Поздовжній розріз зерна пшениці:

1, 2, 3 —  плодові й насіннєві оболонки; 4 — алейроновий шар; 5 — ендосперм; 6 — щиток;         7— зародок; 8 — борідка 
 
 
 

Головне значення для переробки має стан ендосперму зерна і насіння. Водночас зернівка є цілісним організмом, і зміни в якості однієї її частини неминуче зумовлюють зміни в інших. Тому зернові маси оцінюють за їх основним компонентом — зерном як комплексом хімічних і фізичних властивостей. Хімічний склад і фізичні властивості зерна залежать від кліматичних, метеорологічних умов, технології вирощування, проте в межах одного роду культур вони характеризуються певними середніми значеннями.

За хімічним складом зернові, круп'яні, олійні та ефіроолійні культури поділяють  на чотири групи:

  1) багаті  на крохмаль (55 — 80 %) — хлібні  злаки (жито, пшениця, 
овес, ячмінь, рис, кукурудза), круп'яні (гречка, просо);

  2) багаті  на білок (понад 20 %) — бобові (горох, квасоля, люпин, 
соя);

  3) багаті  на олію (понад 35 %) — соняшник, льон, гірчиця, ріпак, 
мак, кунжут, рицина;

4) багаті водночас  на рослинну та ефірну олії  — коріандр, кмин, фенхель (табл. 1).

Таблиця 1. Середній хімічний склад зерна  і насіння

(з розрахунку  на 100 г маси), г

Вплив географічного фактора на хімічний склад зерна очевидний. Так, вміст білка більший у зерні культур, вирощених на південному сході та півдні країни; в насінні соняшнику, вирощеного в північних районах, більший вміст ненасичених жирних кислот; в умовах жаркого клімату в насінні бобових збільшується вміст соле-розчинних білків і зменшується вміст водорозчинних. Водночас фактор збільшення вмісту білка діє лише за температури не вище 30 °С.                                     Різноякісність хімічного складу спостерігається навіть у зерні з різних частин колоса (зерно середньої частини колоса багатше на білок, зерно кукурудзи з нижньої частини качана найкраще за хімічним складом).

Хімічний  склад зернових, зернобобових та круп'яних культур. Білки зерна злакових культур переважно розчинні в 70 %-му спирті. Це — проламіни. В зерні пшениці вони представлені гліадином, кукурудзи — зеїном, вівса — авеніном. Білки, розчинні в розчинах лугів, називаються глютелінами, у розчинах солей — глобулінами, у воді — альбумінами.

Білкові речовини нерівномірно розподіляються по тканинах зерна; найбільше їх у периферійній частині ендосперму. Багатше на білок зерно м'яких пшениць, вирощених у посушливе літо. Вміст білка завжди більший у крупних зернівках твердих пшениць.

Велике  значення для оцінки харчового зерна  різних культур має амінокислотний склад білків. У зерні пшениці найбільше глютамінової кислоти, а в її зародках багато незамінних амінокислот, зокрема лізину. В периферійних частинах ендосперму пшениці міститься 3 — 4 % від загальної кількості аргініну, валіну; 1 — 2 % — лізину, цистину, метіоніну; до 1 % — триптофану; в його центральній частині — 6 — 8 % ізолейцину та лейцину і 3 — 4 % фенілаланіну; в алейроновому шарі багато триптофану. Однак алейроновий шар, що складається з товстостінних клітин, засвоюється шлунком людини погано. Низькобілкові пшениці багаті на лізин. Висо-кобілкові та висококлейковинні м'які пшениці мають добрі хлібопека-рькі властивості.

Білки зерна жита порівняно з білками  пшениці більш цінні, оскільки містять  більше лізину, треоніну, фенілаланіну. Кількість білка більша в зерні, вирощеному в регіонах з теплим і сухим кліматом. Білки ярого та озимого, ди- і тетраплоїдного жита мають ідентичний амінокислотний склад. Алейроновий шар зерна жита багатий на лізин, гістидин, тирозин, серин. У його складі є гліадин і глютенін, але іншого амінокислотного складу, ніж у пшениці.

Вміст білка в зерні тритикале більший, ніж у зерні жита і пшениці, але якість його клейковини набагато нижча.

Білок зерна ячменю за сумою незамінних амінокислот трохи цінніший за білок  пшениці, містить більше лізину й  треоніну, особливо багатий на ці амінокислоти білок зерна плівчастого ячменю. Клейковина зерна ячменю сірого кольору, короткорозривна, з низькою гідратаційною здатністю. Ячмінне борошно використовують для виготовлення хліба та перепічок (у Прибалтиці та азіатських країнах). Вміст білка в пивоварному ячмені не повинен перевищувати 12 % (погіршується якість та знижується вихід пива).

У зерні  вівса вміст білка може коливатись у межах 9 — 19 %. Порівняно із зерном пшениці в ньому більше аргініну та лізину, але втричі менше глютамінової кислоти.

Зерно кукурудзи містить від 8 до 14 % білка  залежно від типу, особливо багато його в зародку. Скловидне зерно  багатше на білок, ніж борошнисте. Вміст незамінних амінокислот у  зерні кукурудзи незначний.

В зерні  проса різних типів білка міститься  від 9 до 16 %, в його ядрі — в середньому 16 %. Вирізняється підвищеним вмістом  аланіну та низьким — аспарагінової кислоти, лізину, аргініну.

Зерно гречки містить 8 — 14 % білка, причому  близько половини — в його зародку. Високий вміст у ньому водорозчинних глобулінів та незамінних амінокислот. Лізину й треоніну у зерні гречки більше, ніж у зерні проса, пшениці, жита, рису.

Рис містить 7 — 9 % білка. Найбільша кількість  його у зародку та зовнішніх шарах  зернівки. У складі білків рису є  всі незамінні амінокислоти.

У насінні  бобових вміст білків пропорційний його розмірам і в середньому становить: у квасолі — 25 %, гороху — 28, кормових бобів — 29, сочевиці — 30, сої — 39 %. Основна фракція білків представлена глобулінами. Насіння бобових багате на аспарагінову та глютамінову кислоти, лейцин, ізолейцин, валін, треонін, фенілаланін. Високий вміст білків характерний і для насіння олійних культур. Наприклад, у ядрі соняшнику його понад 25 %, льону 20 — 30 %. У складі білка його багато незамінних амінокислот — глютамінової, аспарагінової, а також лізину. З білків соняшнику та бавовнику одержують ізоляти, які добавляють у борошно для випікання хліба.

Вуглеводи становлять до 2/3 маси зерна злакових і містяться переважно в ендоспермі. Представлені здебільшого полісахаридами, які складаються з глюкозних залишків.

Моносахариди  й сахароза беруть участь у процесах бродіння, забезпечуючи якісне тісто для випікання хліба. За вмісту моно- і дисахаридів у зерні пшениці понад 2,5 %, а жита — 3,5 технологія виготовлення хліба з такого борошна змінюється, а вихід його — зменшується.

Полісахариди. Середній вміст крохмалю в зерні  становить: злакових 65 - 70 %, рису — 80, зернобобових — 40 %. Кількість, форма, розмір, щільність, розміщення крохмальних зерен у зерні злакових різні.

За високої  температури сушіння зерна крохмальні зерна бубнявіють, а структура їх стає розпушеною. На швидкість бубнявіння крохмалю впливає багато факторів. Із старінням зерна та борошна температура бубнявіння підвищується — тісто теплішає. У великих зернівках крохмаль має більшу молекулярну масу, підвищений вміст амілози, більшу здатність до бубнявіння при нагріванні з водою, а в дрібних — більші гігроскопічність і здатність легко розщеплюватися амілазами. Крохмальні зерна пшениці і жита при температурі води вище 50 °С утворюють клейстер.

До складу зерна кукурудзи входить полісахарид  глікоген. Слизи (гумі, пентозани) — це розчинні у воді полісахариди. Містяться в зерні жита (до 7 %) та пивовареного ячменю (беруть участь в утворенні піностійкості). При гідролізі легко розщеплюються до арабіно-зи та ксилози. Легко набухають у воді, утворюючи в'язкі (липкі) маси, сприяють формуванню житнього тіста. Тільки в зерні жита виявлено левулезани — полісахариди, що складаються із залишків фруктози.

Клітковина (целюлоза). У голозерному зерні чи плівчастому вміст клітковини різний: у жита — 2 %, рису, ячменю — 9, соняшнику — 15 %.

Ліпіди. В зерні ліпіди містяться у  вигляді простих жирів (65 % ліпідів): у пшениці їх 2 %, просі — 4, вівсі 5 — 6, кукурудзі — 5, соняшнику — 45, сої — 20, горосі — 2 %. У складі рослинних жирів близько 75 — 80 % жирних кислот — пальмітинової, олеїнової, ліноленової. При слабкій дії ферменту ліпоксигенази невелика кількість жирних кислот прискорює дозрівання пшеничного борошна, тому його треба зберігати на холоді або нетривалий час. Для прискорення випічки до тіста додають трохи олії. Складні жири, або фосфоліпіди, разом з білками входять до складу клітинних мембран та зародка, є поверхнево-активними речовинами і найкращим засобом для поліпшення властивостей пшеничного борошна.