Как определяют качество пшеницы в лабораторных условиях

Качество зерна — ключевой показатель, от которого зависит его рыночная стоимость. В зависимости от характеристик урожай может использоваться как корм для животных или, после соответствующей обработки, стать частью рациона человека. Оценка качества проводится как визуально (путем физической сортировки), так и с применением специальных приборов. В результате анализа определяется сорт зерна и его пригодность для того или иного вида использования — эти параметры напрямую влияют на цену. Про то, какие лабораторные методы позволяют точно оценить зерно и какие этапы должна пройти пшеница, прежде чем попасть на стол к потребителю, мы сегодня и поговорим.

Отбор проб зерна

Оценка качества зерна начинается с пробного отбора, который проводится сразу после уборки урожая, на этапе визировки, с использованием полотняных жаток. Лаборанты берут образцы с техники в соответствии с требованиями ГОСТа. Хотя стандартом предусмотрен ручной способ отбора, на некоторых предприятиях этот процесс уже автоматизирован.

У каждого метода есть свои преимущества. Ручной отбор обеспечивает точное соответствие нормам ГОСТа, тогда как автоматизация ускоряет процедуру и снижает потребность в большом числе сотрудников, позволяя экономить ресурсы.

После того как проба поступает в лабораторию, автоматический делитель выделяет из нее среднюю фракцию весом около 2 кг. Далее проводится органолептический анализ: специалисты оценивают цвет и запах зерна — оба параметра должны строго соответствовать установленным стандартам.

Следующий этап — просеивание средней пробы через сита с отверстиями диаметром 1,5 и 2,5 мм. Это позволяет выявить возможное заражение вредителями. Если, например, в образце обнаружены долгоносики, оформляется заключение с указанием степени зараженности на каждый килограмм зерна.

Определение качества пшеницы: натура, примеси и состояние

Один из важнейших параметров при оценке зерна — это натура пшеницы, то есть масса одного литра зерна, измеряемая в г/л. Для ее определения используется специальный прибор — пурка объемом 1 литр. Перед взвешиванием зерно очищают от посторонних примесей с помощью сита диаметром 5 мм.

Сорная примесь делится на четыре основных типа:

• Минеральная — включает неорганические включения, такие как песок, камни, пыль, галька и другие посторонние твердые частицы.
• Органическая — состоит из остатков растений: кусочков стеблей, листьев, колосков и прочей растительной массы.
• Сорная — представлена семенами других, нежелательных сельскохозяйственных культур.
• Вредная — включает семена и плоды, содержащие токсичные для человека вещества.

Масса отобранных примесей отдельно фиксируется и учитывается при общей оценке качества партии.

Очищенные от примесей зерна проходят анализ на натуру. Исследование проводится параллельно с двумя пробами, по результатам которых вычисляется среднее значение. Если оно соответствует нормативам, партия признается годной. В противном случае зерно возвращается отправителю.

Следующий этап — анализ на специальном лабораторном анализаторе, где измеряются такие параметры, как влажность и содержание белка. Для определения соответствия требованиям ДСТУ проводится более детальная проверка. Оцениваются следующие показатели:

• влажность зерна как пищевого сырья;
• число падения (показатель ферментативной активности);
• количество и свойства клейковины;
• содержание сорных и зерновых примесей;
• доля поврежденных зерен;
• наличие грибковых заболеваний, например, головни.

Для оценки содержания примесей используется ситовой анализ: зерно просеивают через сита с отверстиями 1,2–2 мм. Остатки, оставшиеся на ситах, относятся к минеральным примесям, которые существенно влияют на класс зерна.

Во время сортировки также выделяются:

• сорные примеси (растительного происхождения и испорченные зерна);
• зерновые примеси (проросшие, битые, щуплые зерна).

Особое внимание уделяется зерну, поврежденному вредителем клопом-черепашкой. Анализ проводится следующим образом:

1. Из партии отбирается 10 кг зерна, прокалываемого специальным аппаратом.
2. На поверхности зерен появляются темные точки. Если в этих местах образуются мучнистые и рыхлые пятна — явный признак повреждения клопом.

Хотя в ДСТУ этот дефект не регламентируется напрямую, он значительно ухудшает качество зерна и клейковины, снижая класс пшеницы.

Завершающий этап — выявление в зерне грибковых болезней, таких как фузариоз или головня. Для анализа достаточно всего 30 граммов зерна. Если на бородках пшеницы обнаруживаются темные споры — партия признается зараженной.

Уровень влажности

Для каждой сельскохозяйственной культуры существуют свои нормы содержания влаги, разработанные с учетом химического состава семян. Однако часто используют следующую общую классификацию влажности:

• Сухие — менее 14%.
• Средней сухости — 14–15,5%.
• Влажные — 15,5–17%.
• Сырые — более 17%.

Перед тем как приступить к определению уровня влажности зерна, пшеницу сначала измельчают в специальной лабораторной мельнице. Это оборудование обязательно тщательно очищается перед каждым новым анализом, чтобы избежать перекрестного загрязнения и получения неточных данных. Если специализированной мельницы нет, используют метод разлома зерна на мельнице ЛЗМ. Однако при таком способе происходит нагрев пшеницы, что приводит к испарению части влаги и, соответственно, искажает итоговые показатели.

Современное оборудование позволяет избежать этой проблемы: после измельчения шрот (измельченное зерно) сразу помещается в герметично закрывающийся стакан, что предотвращает испарение влаги. Такой подход обеспечивает высокую точность результатов.

Качество помола проверяется регулярно — примерно раз в неделю. Для этого измельченный продукт просеивают через сита с отверстиями 1 мм и 0,8 мм. Допустимая норма качества помола, это если не более 5% продукта остается на сите 1 мм и более 50% — на сите 0,8 мм.

Затем подготовленную пробу (ровно 5 г) помещают в металлическую емкость, которая отправляется в сушильный шкаф. Здесь образец нагревают до 130 °C в течение 30 минут. После сушки проводится контрольное взвешивание — по разнице между массой до и после нагрева рассчитывается уровень влажности зерна.

Количество падения

Для анализа числа падения отбирается 500 г очищенной от примесей пшеницы. Зерно измельчается на лабораторной мельнице, после чего просеивается через сито с отверстиями диаметром 0,8 мм. Обычно для этих целей используется специальное оборудование, способное за один цикл переработать весь объем и сразу же направить его в герметичный контейнер, чтобы избежать потери влаги.

Чтобы получить максимально точные результаты, из полученного размола берутся две пробы. Отдельно определяется их влажность. Показатели должны соответствовать нормативам — в пределах 6,4–7,3 г.

Процедура анализа включает следующие этапы:

• Измельченная пшеница помещается в пробирки.
• Каждая пробирка заполняется 25 см³ дистиллированной воды.
• Емкости герметично закрываются резиновыми пробками.
• Проводится интенсивное встряхивание пробирок.
• Специальный шток-мешалка равномерно распределяет частицы, осевшие на стенках.
• Пробирки отправляются в водяную баню.
• Через 5 секунд суспензия перемешивается повторно.
• Через минуту мешалка останавливается в верхнем положении.
• Начинается свободное оседание смеси на дно пробирки.

После этого специальный прибор автоматически фиксирует так называемое «число падения» — время в секундах от начала прогрева до полного оседания суспензии. Чем быстрее смесь оседает, тем ниже качество зерна. На основании этого показателя определяется класс пшеницы и оценивается активность фермента альфа-амилазы — вещества, разрушающего молекулы крахмала и гликогена. Это значение также используется при оценке качества муки. Если в партии зерна много проросших зерен, число падения будет снижено.

Диапазон значений может варьироваться от 62 до 400 секунд:

• До 150 секунд — указывает на высокую активность альфа-амилазы, повреждение крахмала. Из такой муки тесто будет растекаться, и работать с ним будет крайне неудобно.
• 150–180 секунд — тесто получится слишком вязким и плотным, хлеб будет темным и с некрасивой коркой.
• 230–330 секунд — оптимальные значения для производства хлебобулочных изделий. Такой хлеб будет легким, с равномерной структурой и нормальным сроком хранения.

Таким образом, число падения — ключевой показатель, напрямую влияющий на технологические свойства зерна и конечное качество продуктов из пшеницы.

Определение качества клейковины в пшенице

Клейковина — это эластичная и плотная масса, образующаяся после удаления из измельченного зерна растворимых веществ, крахмала и клетчатки. В сыром виде ее содержание в пшенице может варьироваться от 7 до 50%. Показатели выше 28% считаются высокими. Низкий уровень клейковины негативно влияет на способность теста удерживать форму при подъеме — это может вызывать разрывы и трещины на корке хлеба. При чрезмерно высоком содержании тесто становится слишком растекающимся. Именно поэтому для выпечки хлеба и других мучных изделий предпочтительно использовать зерно со средним уровнем клейковины.

Анализ содержания и свойств клейковины в пшенице проводится по следующей схеме:

• Перемолотое зерно (шрот) взвешивается до массы не менее 25 г, чтобы на выходе получить около 5 г сырой клейковины.
• К шроту добавляют 15 мл воды и тщательно перемешивают в специальной тестомесильной установке.
• Полученное тесто скатывают в шар и помещают в герметично закрытую емкость на 30 минут.
• После настаивания начинается этап отмывания клейковины.

Отмывание проводят при температуре около 19 °C, используя капроновое или шелковое сито. Цель — полностью удалить крахмал и оболочку зерна. Процедура продолжается до тех пор, пока вода в сосуде не станет прозрачной, без мути и остаточных частиц. После этого клейковину аккуратно отжимают вручную (аккуратно между ладонями) и проводят контрольное взвешивание.

Для определения упругости применяют аппарат ИДК — прибор для измерения деформации клейковины. Примерно 5 г полученной массы разминается в шарик, который затем выдерживается в воде 15 минут. После этого его помещают в приемник устройства ИДК, которое автоматически фиксирует уровень упругости.

• При низком ИДК (1-я группа) тесто из такой муки будет рваться, а готовый хлеб — покрываться трещинами.
• При высоком ИДК (3-я группа) тесто будет чрезмерно растекаться, теряя форму.
• Оптимальный результат — 2-я группа, при которой сохраняется баланс между эластичностью и устойчивостью теста.

По завершении всех лабораторных процедур выдается официальное заключение, где указаны класс, качество и состав исследуемой пшеницы. Отдельные этапы анализа могут варьироваться в зависимости от технической оснащенности лаборатории, масштаба производства и используемых методик.