Аналіз зерна в лабораторії
Опубликованно 10.09.2018 03:48
Як і будь сільськогосподарський продукт, зерно має свої характеристики якості, які визначають, наскільки воно придатне для використання людиною. Ці параметри затверджено ГОСТом і оцінюються в спеціальних лабораторях. Аналіз зерна дозволяє визначити якість, харчову цінність, вартість, безпека і сферу використання конкретної партії чи сорту.
Результати перевірки залежать від трьох складових: генетичних особливостей культури, з якої був зібраний урожай; умов вирощування і технології транспортування; зберігання.
Затвердженою державною одиницею оцінки якості є партія, з якої і відбирають проби на аналіз. Основні параметри аналізу
Параметри, що визначаються за допомогою лабораторного аналізу зерна, підрозділяють на 3 великі групи: показники якості — сукупність фізико-хімічних і біологічних властивостей, які характеризують ступінь корисності та придатності зерна для технічного та аграрного використання; показники безпеки — оцінюють наявність шкідливих для здоров\'я хімічних домішок, що характеризують екологічність зерна; вміст ГМО (генно-модифікованих зразків).
Перша група сама велика і є обов\'язковою складовою перевірки зернових партій. В оцінку якості входять 2 типу показників аналізу зерна: органолептичні — оцінюються за допомогою органів почуттів людини; лабораторні або фізико-хімічні — визначаються з використанням специфічних методик та технічного обладнання.
Серед лабораторних параметрів присутні основні (обов\'язкові для конкретної культури) і додаткові. Кожна характеристика якості зерна має особливу назву і методики визначення.
Розшифровка аналізу зерна Параметр Характеристика Вологість Відсоток вмісту води в зерні. Температура Вимірюється в різних точках на глибині зернової маси. В нормі не повинна бути занадто високою або швидко рости. Натура Характеризує масу одного літра зерна, виражається в г/л. Крупність Визначає розмірні параметри зерна. До цієї групи показників входять маса 1000 зерен, питома вага, а також довжина, ширина і товщина насіння. Склоподібність Характеризує ступінь прозорості зерен. Плівчастість Визначається для круп\'яних культур (овес, ячмінь, рис, гречка тощо). Характеризує процентну частку плівок або оболонок в зерновій масі. Чим вище плівчастість, тим нижче вихід готової крупи. Забур\'яненість Показує процентне відношення домішок до загальної маси зерна. Схожість Здатність давати нормальні паростки в природних для конкретної культури умовах. Енергія проростання Відсоток зерен, дали паростки протягом певного проміжку часу. Число падіння Характеризує ступінь проростання зерна (чим вище показник, тим нижче хлібопекарське якість борошна). Зольність Кількість мінеральних (неорганічних) речовин у зерні. Визначається зважуванням маси, що залишилася після повного згоряння меленого зерна при температурі 750-850 °С. Вирівняність Характеризує однорідність зерен за розміром. Зараженість Кількість шкідників в культурі (клопів-черепашок, комірних довгоносиків і т. д.), виражається в числі живих особин на 1 кг зерна.
Для пшениці додатково проводять аналіз зерна на клейковину і на вміст білка.
Оцінка якості зерна є невід\'ємною частиною контролю агропромислових товарів і складає основу наукових досліджень врожаю, які супроводжують виведення нових сортів або вивчення впливу різних екологічних факторів на зернові рослини (добрив, грунту, шкідників, фітогормонів і т. д).
До додаткових параметрів аналізу якості зерна відносять хімічний склад, активність ферментів, вміст мікроорганізмів і т. д. Особливості аналізу посівного зерна
Велика кількість врожаю значною мірою залежить від якості посівного зерна. При цьому ключовими характеристиками є розмір (чим більша сім\'я, тим краще піде зростання), чистота (відсутність бур\'янистих домішок і паразитів культури) і результати аналізу схожості.
Для аналізу зерна на посівні якості з партії методом квартования виділяють 3 середніх проби, які використовують для визначення різних показників: проба 1 — чистота, схожість, маса 1000 насінин; проба 2 — вологість, зараженість шкідниками; проба 3 — ступінь ураження насіння хворобами.
На підставі результатів аналізу робиться висновок про посівні якості насіння, яке включається у відповідний інспекційний документ.
Схожість визначають шляхом приміщення 100 зерен в підходящі умови для проростання на 3 дні. При цьому оцінюють кількість і рівномірність сходів. Для швидкого виявлення мертвих зерен ефективний метод Лекона, який дає результат вже через кілька годин. Живі зерна визначаються по зміні кольору, що відбувається при поглинанні кисню з розчину тетразолиевой солі. У мертвих ж насінні дихання відсутнє. Органолептична оцінка
Головними органолептичними показниками є колір, блиск, смак і запах, на підставі яких роблять висновок про доброякісність та свіжості партії зерна. Колір повинен бути однорідним, поверхня насіння — гладкою і блискучою. Присутність сторонніх запахів (не властивих культурі) говорить про зіпсованості або порушення технології зберігання.
На око оцінюються також: форма і розмір; однорідність партії; засміченість; стан оболонки.
Колір, запах і смак зерен перевіряються на відповідність конкретного біологічного сорту. Органолептичний аналіз є поверхневим і приблизними, але може виявити серйозні відхилення від норми. Параметри досліджуваного зразка порівнюються з наявними в лабораторії еталонами. Оцінка сорності і зараженості
Домішки ділять на 2 великі групи: зернову і бур\'янисту. Остання поділяється на 4 види: мінеральну — частинки неорганічної природи (камінчики, пісок, пил, галька та ін); органічну — сторонні частинки органічного походження, більшою мірою — рослинного (шматочки колосків, листя і т. д.); бур\'янисту — насіння чужих культур; шкідливу — плоди або насіння, у складі яких є речовини, отруйні для людини.
Зерновий домішкою називають дефектні (що відрізняються від нормальних) насіння партії. Вони теж можуть бути використані для технологічної переробки, хоч і дають продукт нижчої якості. Для зниження вмісту смітної домішки зерно проходить очищення на виробничих машинах.
Маса середніх проб для аналізу зерна на засміченість становить 20-25 грам. Частка домішок визначається у відсотках.
Зараженість може бути явна і прихована. У першому випадку шкідників відокремлюють від проби за допомогою сита, а в другому — розколюють і оглядають кожне зерно (розмір вибірки — 50).
Хімічний аналіз
Даний аналіз відноситься до категорії додаткових і передбачає вивчення хімічного складу зерна. При цьому визначають процентний вміст таких компонентів: білків; ліпідів; вуглеводів (включаючи крохмаль і клітковину); вітамінів; мінералів (макро-, мікро - та ультрамікроелементів).
У хімічний аналіз зерна також входить визначення зольності.
Ці параметри показують харчову цінність конкретного сорту, а іноді і технічну корисність. Наприклад, велика кількість ліпідів в насінні соняшнику свідчить про високу придатність сировини для виробництва олії.
Визначення деяких компонентів складу є ключовим фаткором якості. Так, при аналізі зерна пшениці обов\'язково визначають процентний вміст білка. Цей показник характеризує не тільки харчову цінність, але і хлібопекарські властивості, так як корелює зі стекловидностью і якістю клейковини. Обладнання
Існує величезна кількість приладів для аналізу зерна, серед яких можна виділити спеціалізовані (розроблені для лабораторної оцінки зернової продукції) і загальні. До останніх відносяться прилади для фізичних і хімічних вимірювань, обладнання для роботи з реактивами.
У стандартний набір лабораторії для аналізу зерна входять: ваги високої точності; разновесы; прилади для визначення властивостей клейковини; годинникове скло і чашки Петрі; сита з отворами різного діаметру; порцелянові ступи; ексикатор; млин; вологоміри; прилад для вимірювання температури; лабораторний посуд (колби, пляшки тощо); сушильна камера; хімічні реактиви.
У наборі також можуть бути присутні прилади вузькопрофільні, наприклад, шелушители, за допомогою яких визначають плівчастість. Наявність металомагнітних домішок виявляють за допомогою миллитесламетров.
Деякі прилади замінюють ручні методи визначення деяких параметрів. Наприклад, склоподібність можна встановити за допомогою діафаноскопа. Автоматизація аналізу зерна значно знижує суб\'єктивний фактор та економить час.
Існують також апарати комплексного аналізу, які замінюють багатоетапний процес визначення різних параметрів, що вимагає цілий набір приладів і реактивів. Тим не менш, функціонал таких пристроїв поки що обмежений.
В даний час оцінка якості зернової продукції являє собою поєднання ручних та автоматизованих методів аналізу зерна, співвідношення яких визначається технічним забезпеченням конкретної лабораторії і набором перевірених показників. Визначення вологості
Вологість — одна з ключових параметрів якості зерна, який визначає не тільки його харчову цінність, але і умови зберігання.
Існує 2 способи аналізу вологості зерна: з використанням електричного сушильного шафи (СЭШ) - полягає у висушуванні розмолотої зерновий проби і порівняно ваги до і після процедури; з застосуванням электровлагомера — визначення ступеня вологості по електропровідності, навішування зерна поміщається в прилад під прес.
Другий спосіб економічний за часом, але він менш точний. У разі занадто високої вологості (більше 17 %) досліджуваний зразок попередньо підсушують.
В залежності від процентного вмісту води розрізняють 4 ступені вологості зерна: сухе (менше 14 %); середньої сухості (14-15,5 %); вологе — (15,5-17 %); сире — (більше 17 %).
Наведені процентні співвідношення прийнятні для основних зернових культур (жито, овес, пшениця та ін).
Вологість не більш 14 % вважається підвищеної і небажаним, оскільки призводить до зниження якості і схожості зерна. Для кожної культури існують свої нормативи вмісту води, розроблені з урахуванням особливостей хімічного складу насіння. Плівчастість
Оцінка пленчатости включає 2 етапи: підрахунок кількості оболонок або плівок; визначення масової відсоткової частки оболонок.
Другий показник є найбільш важливим. Для його визначення зерна попередньо звільняють від оболонок за допомогою шелушителя або вручну, а потім зважують окремо крупу і плівкову масу. В кінці порівнюють вага очищеної і неочищеної проб. Склоподібність
Ступінь прозорості залежить від співвідношення білка і крохмалю. Чим вище зміст останнього, тим зерно борошнисте (крохмалисте) і мутна. І, навпаки, велика кількість білка збільшує прозорість насіння. Отже, значення скловидності відображає харчову цінність і хлібопекарське якість зерна. Крім того, цей показник пов\'язаний з механіко-структурними властивостями ендосперму. Чим вище склоподібність, тим зерно міцніше і вимагає більше енергетичних витрат на помел.
Існує 2 методу визначення цього параметра: ручний і автоматизований. У першому випадку прозорість оцінюють на око або з використанням діафаноскопа. Аналізу піддається вибірка з 100 зерен. Кожне насіння розрізається навпіл і визначається в одну з трьох груп скловидності: борошнисте; частково склоподібне; склоподібне.
Загальна кількість зерен з останніх двох категорій становить загальну скловидність (в суму включається тільки половина числа частково склоподібних насіння). Перевірку здійснюють 2 рази (розбіжність результатів не повинно перевищувати 5 %).
Існують також автоматизовані диафаноскопы, які одночасно визначають склоподібність насіння, поміщених в кювету. Деякі прилади навіть не вимагають попереднього розрізання зерен. Число падіння
Число падіння — непрямий показник ступеня проростання, визначається на основі рівня автолитической активності зерна. Остання є результатом дії ферменту альфа-амілази, розщеплює крохмаль ендосперму до простих цукрів, які необхідні для розвитку зародка насінини. Природно, це призводить до значного зниження хлібопекарського якості.
Автолитическая активність визначається за допомогою спеціального обладнання (Falling Number, ИЧП, ППП тощо). В основі методу лежить ферментативне розрідження (під дією альфа-амілази) борошняної суспензії, клейстерізованной у киплячій водяній бані. Гости аналізу зерна
Всі складові аналізу продукції строго регламентовані і прописані у відповідних стандартах. У ГОСТ містяться нормативи якості, вимоги до обладнання та методики для визначення кожного показника. Результати аналізу зерна визнаються вірогідними лише в тому разі, якщо отримані у відповідності з встановленими інструкціями.
Згідно ГОСТу визначаються класи зернових культур, для кожного з яких прописані відповідні значення параметрів якості (так звані обмежувальні норми). У м\'якої пшениці виділено 5 класів. обмежувальні параметри м\'якої пшениці показник 1 2 3 4 5 масова частка білка, не менше 14,5 13,5 12 10 немає обмежень число падіння 32 28 23 18 немає обмежень кількість сирої клейковини, не менше 200 200 150 80 немає обмежень натура, г/л, не менше 750 750 730 710 немає обмежень
Клас визначає характер обробки і використання, особливості зберігання та ринкову вартість зерна. Експрес-аналіз зерна за допомогою ІЧ-спектроскопії
За допомогою ІЧ-спектроскопії можна швидко і якісно визначити: вологість; вміст білка і клейковини; кількість крохмалю; натуру; щільність; олійність; зольність.
Для основних параметрів аналізу зерна похибка не перевищує 0,3 %.
Робота комплексних аналізаторів заснована на дифузійному відображенні світла з довжиною хвилі в межах ближньої області ІЧ-спектру. При цьому значно економиться час (аналіз декількох параметрів здійснюється протягом хвилини). Основним недоліком експрес-методу є дорожнеча обладнання. Аналіз на вміст і якість клейковини
Клейковина являє собою щільну і в\'язку резинообразную масу, що утворюється після вимивання з розмеленого зерна водорозчинних речовин, крохмалю і клітковини. До складу клейковини входять: білки гліадин і глютенін (від 80 до 90% сухої речовини); складні кглеводы (крохмаль і клітковина); прості вуглеводи; ліпіди; мінеральні речовини.
У пшениці міститься від 7 до 50 % сирої клейковини. Показники більше 28 % вважаються високими.
Крім процентного вмісту при аналізі зерна на клейковину оцінюють чотири параметри: пружність; розтяжність; еластичність; в\'язкість.
Найважливішим показником є еластичність, яка характеризує хлібопекарські властивості пшениці. Для визначення цього параметра використовують прилад індексу деформації клейковини (ІДК). Зразком для аналізу служить кулька, скачаний з 4 грамів досліджуваного речовини і попередньо витриманий у воді протягом 15 хвилин.
Якість клейковини є спадковим ознакою конкретного сорту і не залежить від умов вирощування.
Аналіз зерна пшениці вміст клейковини проводять строго у відповідності зі стандартом, так як найменша похибка може сильно спотворити результат. Суть методу полягає у відмиванні визначуваної речовини з тіста, замішаного з пшеничного шроту (подрібнених і просіяних зерен). Відмивання здійснюється під слабким водним струменем температурою +16-20 °С. Автор: Лідія Шерстова 7 Серпня, 2018
Категория: Новости
