Як визначають якість пшениці у лабораторних умовах

Якість зерна — ключовий показник, від якого залежить його ринкова вартість. Залежно від характеристик урожай може використовуватися як корм для тварин або, після відповідної обробки, стати частиною раціону людини. Оцінка якості проводиться як візуально (шляхом фізичного сортування), так і з використанням спеціальних приладів. В результаті аналізу визначається сорт зерна та його придатність для того чи іншого виду використання — ці параметри безпосередньо впливають на ціну. Про те, які лабораторні методи дозволяють точно оцінити зерно і які етапи має пройти пшениця, перш ніж потрапити на стіл до споживача, ми сьогодні і поговоримо.

Відбір проб зерна

Оцінка якості зерна починається з пробного відбору, який проводиться одразу після збирання врожаю, на етапі візирування, з використанням полотняних жаток. Лаборанти беруть зразки з техніки відповідно до вимог ДСТУ. Хоча стандартом передбачений ручний спосіб відбору, на деяких підприємствах цей процес уже автоматизований.

Кожен метод має свої переваги. Ручний відбір забезпечує точне дотримання норм ДСТУ, тоді як автоматизація прискорює процедуру і знижує потребу у великій кількості працівників, дозволяючи економити ресурси.

Після того, як проба потрапляє до лабораторії, автоматичний подільник виділяє з неї середню фракцію вагою близько 2 кг. Далі проводиться органолептичний аналіз: спеціалісти оцінюють колір та запах зерна — обидва параметри мають строго відповідати встановленим стандартам.

Наступний етап — просіювання середньої проби через сита з отворами діаметром 1,5 та 2,5 мм. Це дозволяє виявити можливе зараження шкідниками. Якщо, наприклад, у зразку виявлено довгоносиків, оформлюється висновок з вказанням ступеня зараженості на кожен кілограм зерна.

Визначення якості пшениці: натура, домішки та стан

Один із найважливіших параметрів при оцінці зерна — це натура пшениці, тобто маса одного літра зерна, що вимірюється в г/л. Для її визначення використовується спеціальний прилад — пурка об’ємом 1 літр. Перед зважуванням зерно очищують від сторонніх домішок за допомогою сита діаметром 5 мм.

Сорна домішка поділяється на чотири основні типи:

• Мінеральна — включає неорганічні включення, такі як пісок, каміння, пил, галька та інші сторонні тверді частинки.
• Органічна — складається з залишків рослин: шматочків стебел, листя, колосків та іншої рослинної маси.
• Сорна — представлена насінням інших, небажаних сільськогосподарських культур.
• Шкідлива — включає насіння та плоди, що містять токсичні для людини речовини.

Маса відібраних домішок окремо фіксується і враховується при загальній оцінці якості партії.

Очищене від домішок зерно проходить аналіз на натуру. Дослідження проводиться паралельно з двома пробами, за результатами яких обчислюється середнє значення. Якщо воно відповідає нормативам, партія визнається придатною. В іншому випадку зерно повертається відправнику.

Наступний етап — аналіз на спеціальному лабораторному аналізаторі, де вимірюються такі параметри, як вологість та вміст білка. Для визначення відповідності вимогам ДСТУ проводиться більш детальна перевірка. Оцінюються наступні показники:

• вологість зерна як харчової сировини;
• число падіння (показник ферментативної активності);
• кількість та властивості клейковини;
• вміст сорних та зернових домішок;
• частка пошкоджених зерен;
• наявність грибкових захворювань, наприклад, сажки.

Для оцінки вмісту домішок використовується ситовий аналіз: зерно просіюють через сита з отворами 1,2–2 мм. Залишки, що залишилися на ситах, відносять до мінеральних домішок, які суттєво впливають на клас зерна.

Під час сортування також виділяються:

• сорні домішки (рослинного походження та зіпсоване зерно);
• зернові домішки (проросле, битве, щупле зерно).

Особливу увагу приділяють зерну, пошкодженому шкідником — клопом-черепашкою. Аналіз проводиться таким чином:

1. З партії відбирають 10 кг зерна, яке проколюється спеціальним апаратом.
2. На поверхні зерен з’являються темні точки. Якщо у цих місцях утворюються мучнисті та пухкі плями — явна ознака пошкодження клопом.

Хоча в ДСТУ цей дефект не регламентується безпосередньо, він значно погіршує якість зерна і клейковини, знижуючи клас пшениці.

Заключний етап — виявлення у зерні грибкових хвороб, таких як фузаріоз або сажка. Для аналізу достатньо всього 30 грамів зерна. Якщо на борідках пшениці виявляються темні спори — партія визнається зараженою.

Рівень вологості

Для кожної сільськогосподарської культури існують свої норми вмісту вологи, розроблені з урахуванням хімічного складу насіння. Однак часто використовують таку загальну класифікацію вологості:

• Сухі — менше 14%.
• Середньої сухості — 14–15,5%.
• Вологі — 15,5–17%.
• Сирі — більше 17%.

Перед тим, як приступити до визначення рівня вологості зерна, пшеницю спочатку подрібнюють у спеціальній лабораторній млині. Це обладнання обов’язково ретельно очищується перед кожним новим аналізом, щоб уникнути перехресного забруднення і отримання неточних даних. Якщо спеціалізованої млини немає, використовують метод розлому зерна на млині ЛЗМ. Проте при такому способі відбувається нагрів пшениці, що призводить до випаровування частини вологи і, відповідно, спотворює кінцеві показники.

Сучасне обладнання дозволяє уникнути цієї проблеми: після подрібнення шрот (подрібнене зерно) одразу поміщається в герметично закриваючийся стакан, що запобігає випаровуванню вологи. Такий підхід забезпечує високу точність результатів.

Якість помолу перевіряється регулярно — приблизно раз на тиждень. Для цього подрібнений продукт просівають через сита з отворами 1 мм і 0,8 мм. Допустима норма якості помолу — якщо не більше 5% продукту залишається на ситі 1 мм і більше 50% — на ситі 0,8 мм.

Потім підготовлену пробу (рівно 5 г) поміщають у металеву ємність, яка відправляється в сушильну шафу. Тут зразок нагрівають до 130 °C протягом 30 хвилин. Після сушіння проводять контрольне зважування — за різницею між масою до і після нагріву розраховується рівень вологості зерна.

Число падіння

Для аналізу числа падіння відбирають 500 г очищеної від домішок пшениці. Зерно подрібнюють на лабораторній млині, після чого просіюють через сито з отворами діаметром 0,8 мм. Зазвичай для цих цілей використовується спеціальне обладнання, здатне за один цикл обробити весь обсяг і одразу направити його в герметичний контейнер, щоб уникнути втрати вологи.

Щоб отримати максимально точні результати, з отриманого помолу беруть дві проби. Окремо визначається їх вологість. Показники мають відповідати нормативам — в межах 6,4–7,3 г.

Процедура аналізу включає наступні етапи:

• Подрібнена пшениця поміщається у пробірки.
• Кожна пробірка заповнюється 25 см³ дистильованої води.
• Ємності герметично закриваються гумовими пробками.
• Проводиться інтенсивне струшування пробірок.
• Спеціальний шток-мішалка рівномірно розподіляє частинки, що осіли на стінках.
• Пробірки відправляються у водяну баню.
• Через 5 секунд суспензію перемішують повторно.
• Через хвилину мішалка зупиняється у верхньому положенні.
• Починається вільне осідання суміші на дно пробірки.

Після цього спеціальний прилад автоматично фіксує так зване «число падіння» — час у секундах від початку нагрівання до повного осідання суспензії. Чим швидше суміш осідає, тим нижча якість зерна. На основі цього показника визначається клас пшениці та оцінюється активність ферменту альфа-амілази — речовини, що руйнує молекули крохмалю та глікогену. Це значення також використовується при оцінці якості борошна. Якщо в партії зерна багато пророслих зерен, число падіння буде знижено.

Діапазон значень може варіюватися від 62 до 400 секунд:

• До 150 секунд — вказує на високу активність альфа-амілази, пошкодження крохмалю. З такого борошна тісто буде розтікатися, і працювати з ним буде вкрай незручно.
• 150–180 секунд — тісто вийде надто в’язким і щільним, хліб буде темним і з непривабливою скоринкою.
• 230–330 секунд — оптимальні значення для виробництва хлібобулочних виробів. Такий хліб буде легким, з рівномірною структурою і нормальним терміном зберігання.

Отже, число падіння — ключовий показник, що безпосередньо впливає на технологічні властивості зерна і кінцеву якість продуктів із пшениці.

Визначення якості клейковини у пшениці

Клейковина — це еластична та щільна маса, що утворюється після видалення з подрібненого зерна розчинних речовин, крохмалю та клітковини. У сирому вигляді її вміст у пшениці може коливатися від 7 до 50%. Показники понад 28% вважаються високими. Низький рівень клейковини негативно впливає на здатність тіста утримувати форму під час підйому — це може спричиняти розриви та тріщини на скоринці хліба. При надто високому вмісті тісто стає надто розтікаючимся. Саме тому для випікання хліба та інших мучних виробів переважно використовують зерно зі середнім рівнем клейковини.

Аналіз вмісту та властивостей клейковини у пшениці проводиться за наступною схемою:

• Подрібнене зерно (шрот) зважують до маси не менше 25 г, щоб на виході отримати близько 5 г сирої клейковини.
• До шроту додають 15 мл води і ретельно перемішують у спеціальній тістомісильній установці.
• Отримане тісто скачують у кулю і поміщають у герметично закриту ємність на 30 хвилин.
• Після настоювання починається етап промивання клейковини.

Промивання проводять при температурі близько 19 °C, використовуючи капронове або шовкове сито. Мета — повністю видалити крохмаль та оболонку зерна. Процедура триває доти, доки вода у посудині не стане прозорою, без каламуті та залишкових часток. Після цього клейковину акуратно віджимають вручну (обережно між долонями) і проводять контрольне зважування.

Для визначення пружності застосовують апарат ІДК — прилад для вимірювання деформації клейковини. Приблизно 5 г отриманої маси розминають у кульку, яку потім витримують у воді 15 хвилин. Після цього її поміщають у приймач пристрою ІДК, який автоматично фіксує рівень пружності.

• При низькому ІДК (1-а група) тісто з такого борошна буде рватися, а готовий хліб — покриватися тріщинами.
• При високому ІДК (3-я група) тісто буде надмірно розтікатися, втрачаючи форму.
• Оптимальний результат — 2-а група, при якій зберігається баланс між еластичністю та стійкістю тіста.

По завершенню всіх лабораторних процедур видається офіційний висновок, де вказані клас, якість і склад досліджуваної пшениці. Окремі етапи аналізу можуть варіюватися залежно від технічного оснащення лабораторії, масштабу виробництва та застосовуваних методик.