Материал: Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. - Биохимия зерна и хлебопродуктов

ГЛАВА 12

Разработан производственный метод определения содержа- ния проросшего зерна, названный методом числа падения. Ме- тод заключается в определении вязкости клейстеризованной бол- тушки в вискозиметре простой конструкции. Вычисляют качественное число (QH) ржи с учетом степени ее прорастания, измеренной числом падения, QH = (число падения х 0,8) + (всхо- жесть х 04) — (содержание свободных жирных кислот х 0,5).

Технологическое достоинство ржи дифференцируется по величине QH: I сорт >= 150, II сорт 50—149 и III сорт <= 50.

На научной и практической основе разработаны многочис- ленные приемы повышения качества проросшего зерна и по- лучаемого из него хлеба, применяемые в сельском хозяйстве, на мукомольных заводах, хлебозаводах.

Основной метод борьбы с прорастанием зерна ржи на кор- ню — выведение раннеспелых сортов, уборку которых можно провести в конце лета, до наступления влажного периода, или сортов, устойчивых к прорастанию зерна в колосе до и во время уборки урожая. Здесь многое зависит от селекции, так как при-

знак устойчивости ржи к прорастанию на корню передается по наследству при гибридизации. Проросшее зерно рекомендует- ся хранить в сухом помещении. Партии зерна с различной сте- пенью прорастания следует хранить отдельно. Для снижения ферментативной активности применяют сушку проросшего зер- на при более высокой температуре, чем нормального. Важно при этом не допускать ухудшения качества клейковины.

При переработке проросшего зерна в муку изменяют режим подготовки его к размолу и режим размола. Наиболее эффек-

тивное средство улучшения качества хлеба при использовании муки из проросшего зерна пшеницы на хлебозаводе — повы- шение кислотности теста на 1 —2°, чего можно достигнуть при- менением жидких дрожжей. При этом активность а-амилазы снижается, состояние мякиша существенно улучшается.

Для улучшения качества ржаной муки из проросшего зер- на применяют сушку при повышенной температуре (нагрев до 65—70 °С) или гидротермическую обработку — увлажне- ние перед размолом до 23—25% и прогрев при 75—78 °С при- мерно 2 мин. Продолжительность хранения муки из ржи, со- держащей проросшие зерна, не должна превышать 2—3

_______________ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СОЗРЕВАНИЯ ЗЕРНА

недель. Оправдало себя добавление к такой муке 5—10% пше- ничной муки.

Распространено ошибочное убеждение, что разжижение клейстеризованной водно-мучной суспензии на кипящей во- дяной бане, измеряемого методом числа падения для оценки

степени прорастания зерна является результатом действия фермента а-амилазы. Такое расширенное понимание всеоб- щности действия а-амилазы сложного комплексного процес- са прорастания, разносторонне регулируемого многими фак- торами, противоречит биологической логике. Установлено и многократно доказано, что ведущее значение для физичес-

кого состояния и реологических свойств пшеничного теста имеет клейковина, а ее главной составной частью являются так называемые клейковинообразующие белки — глиадин и глютенин. Так же общепризнанно, что биологическую основу

прорастания зерна составляет повышение активности всех его ферментативных систем, причем фермента а-амилазы в зерне пшеницы нет, и он образуется лишь при прорастании. Все ферменты действуют избирательно, каждый из них спо- собен разорвать строго определенную связь. Это значит, что а-амилаза не может оказать никакого влияния на состояние белков и клейковины, как и на протеолитические ферменты гидролизующие, т. е. разжижающие клейковину. Биологиче-

ское назначение гидролитических ферментов заключается в том, что они под влиянием соответствующих биологических механизмов из зародыша через щиток перемещаются в эндо- сперм, гидролизуют в нем соответствующие высокомолеку- лярные органические вещества. Продукты гидролиза пере-

двигаются в зону тронувшегося в рост зародыша и здесь используются на синтез необходимых органических соеди- нений, идут на построение клеток и тканей нового растения. Таким образом, разжижение клейстеризованной водно-муч- ной суспензии представляет собой суммарный результат дей- ствия всех ферментов зерна, и каждый из них вносит свою долю в конечную степень разжижения. Ошибочное припи- сывание ферменту а-амилазе единоличной способности из-

менять состояние и признаки проросшего зерна и в результате ухудшать его технологические достоинство, видимо, порож-

ГЛАВА 12

дено тем фактом, что на фоне увеличения активности других

ферментов активность этого фермента значительно выше по сравнению с остальными ферментами зерна. Увеличенная активность а-амилазы при прорастании зерна биологически оправдана тем, что этот фермент предназначен гидролизо- вать крахмал, на который в составе зерна приходится наи- большая часть. Иная картина наблюдается в изменении фи- зических свойств ржаного теста при прорастании зерна, в котором, в отличие от пшеницы, решающую роль при фор- мировании технологических свойств играет углеводно-ами- лазный комплекс. Но и здесь было бы неправильно считать,

что физические свойства ржаного теста регулируются одним ферментом — а-амилазой.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чем заключается сущность созревания зерна? Какие основные процессы протекают при созревании?

2.Каковы особенности процессов, возникающих на отдель ных стадиях созревания зерна?

3.Что такое послеуборочное дозревание зерна? Какие про цессы протекают при этом? Какими средствами можно уско рить послеуборочное дозревание зерна?

4.Что такое состояние покоя и старение семян?

5.Каковы условия прорастания зерна и их последствия?

6.Как изменяются при прорастании зерна белки и углево

ды?

7.Как изменяются ферменты при прорастании зерна?

8.Как изменяется клейковина при прорастании зерна?

9.Как изменяется хлебопекарное достоинство зерна при прорастании?

10.Какими методами измеряют качество проросшего зерна?

11.При помощи каких способов улучшают качество хлеба из проросшего зерна?

Глава 13

ПОВРЕЖДЕННОЕ,

НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Зерно легко подвергается воздействию неблагоприятных внешних факторов, что приводит к снижению качества и ухуд- шению технологического достоинства. В полевых условиях зер- нового хозяйства предотвратить или ослабить пагубное влия- ние таких факторов не всегда удается. Ухудшившееся качество зерна усложняет его хранение и переработку, влияет на каче- ство готовой продукции (муки, хлеба, макарон и т. д.). Следует

различать повреждения зерна в поле и при уборке урожая и при неблагоприятных условиях хранения. К поврежденному зерну в поле относят зерно проросшее, морозобойное, суховейное, по- врежденное полевыми вредителями и сорными растениями, по- лучившее механические повреждения, обесцвеченное, пожел- тевшее и др. К повреждениям зерна при хранении относят самосогревание, порчу сушкой, вредителями хлебных запасов, микроорганизмами. Повышение общей культуры земледелия, улучшение технологии растениеводства, внедрение новых уро-

жайных и устойчивых против болезней и вредителей семенных материалов, обеспечение хозяйств материально-техническими средствами способствуют сокращению потерь зерна при про- изводстве и хранении, повышению рентабельности. При про- изводстве, хранении и переработке зерна возможны условия, приводящие к приобретению зерном ядовитых свойств.

Источниками вредных для человека и животных веществ в зер- не могут быть: болезни растений, поражающие их во время роста и развития; остаточные количества ядохимикатов, применяемых в поле для борьбы с сорными растениями и вредителями; оста- точные количества ядохимикатов, используемых для уничтоже- ния вредителей хлебных запасов в складах, элеваторах, на крупя- ных и мукомольных заводах; ядовитые вещества, продуцируемые

ГЛАВА 13

в зерне при его уборке или хранении в результате развития мик- роорганизмов и вредителей. При развитии некоторых грибов на злаках зерно приобретает токсичные свойства. Употребление в пищу такого зерна вызывает у людей и животных болезни, назы- ваемые микотоксикозами. Реже токсичные вещества в зерне вы- рабатываются бактериями. Хлебные злаки часто поражаются многими грибами из рода Fusarium. Особенно часто страдают рожь, пшеница, ячмень, бобовые культуры. Рост грибов приво- дит к значительным изменениям химического состава зерна. Происходит энергичный гидролиз белков и накопление продук- тов их распада: аммиака, пептидов, аминов, свободных амино- кислот и токсичных веществ для человека и животных.

В период созревания зерна преимущественно в северной полосе России, Западной и Восточной Сибири нередки ран- ние заморозки. Наиболее пагубно они влияют на зерно пше- ницы. Повреждение созревающего зерна морозом на корню понижает урожайность, ухудшает мукомольные и хлебопекар- ные качества зерна, затрудняет его хранение, ухудшает каче- ство посевного материала.

Степень повреждения зерна пшеницы морозом зависит от фазы его зрелости к моменту наступления заморозков. Зерно пол- ной спелости, даже при длительном действии заморозков сохра- няет свое качество. Зерно середины восковой или более ранних стадий спелости не повреждается при температуре до —2 °С, не- значительно повреждается от —2 до —3 °С и сильно повреждает- ся при более низкой температуре, оно становится морщинистым и приобретает серо-зеленый цвет. Повреждение не полностью созревшего зерна объясняется не столько непосредственным дей- ствием холодного воздуха, сколько образованием льда в расти- тельных клетках. Кристаллы льда быстро проникают в межкле- точное пространство и внутрь клетки, разрушая ткани зерна. Это

приводит к прекращению или замедлению процессов синтеза при одновременном усилении гидролиза.

Для зерна морозобойного характерна незавершенность (прерванность) процессов биосинтеза белков и полисахари- дов. Хлебопекарные достоинства зерна морозобойного резко ухудшаются: хлеб получается с заминающимся мякишем, тем- ный, с плохой пористостью и солодовым привкусом.

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

Таблица 76

Биохимические особенности морозобойного зерна пшеницы

Биохимические особенности морозобойного зерна пшени- цы приведены в таблице 76. С повышением степени морозо- бойности уменьшаются масса 1000 зерен, всхожесть зерна, уве- личиваются его титруемая кислотность, амилолитическая активность, особенно активность а-амилазы, содержание са- харов, клетчатки, повышается зольность (рис. 53, 54).

При уменьшении общего количества белков и содержания клейковины ее качество значительно ухудшается. Клейковина становится крепкой, крошащейся. Общее количество углево-

дов в зерне по мере увеличения степени его морозобойности снижается в результате незавершенности процесса формирова- ния крахмала. Относительное содержание Сахаров и клетчатки возрастает. Для зерна морозобойного характерны повышенная интенсивность дыхания, легкая подверженность самосо- греванию, развитие микроорганизмов, особенно плесеней, что

ГЛАВА 13

усложняет его хранение. При уменьшении численности мик- рофлоры характерных для доб-

рокачественного зерна бактерий видов Pseudomonas herbicola и Pseudomonas fluerescens и появле- ния видов Aspergillus и Penicillium,

снижается стойкость зерна моро- зобойного при хранении и сокра- щаются сроки безопасного хране- ния. Морозобойная пшеница с влажностью 19% хранится без ухуд- шения качества в течение 1—4 сут. при температуре 25 °С. При той же

температуре продолжительность безопасного хранения зерна с влаж- ностью 16%, поврежденного моро- зом в стадии молочной, восковой и полной спелости, составляет соот-

ветственно 7, 10 и 13 сут. При температуре 10 °С сроки стойкого хранения зерна пшеницы с влажностью 19% увеличиваются до 13—25 сут. в зависимости от фазы созревания, при которой про- изошло повреждение, при влажности 16% такое зерно хранится до 30—49 сут., при влажности 14% — до 57—87 сут.

При температуре 0°С морозобойное зерно влажностью 14— 16% сохраняется без ухудшения качества в течение 2—4 меся- цев, а при влажности 19% — от 50 до 63 сут. в зависимости от степени спелости зерна при наступлении заморозков. При пе- реработке морозобойного зерна пшеницы применяют ряд ме- тодов, в частности его добавляют к зерну нормального качества.

Соотношение того и другого зерна устанавливают опытным путем в каждом отдельном случае. Хороший результат дает от- бор щуплых зерен в зерноочистительных отделениях мукомоль- ных заводов, поскольку примесь именно такого зерна особенно заметно ухудшает качество муки. Качество зерна морозобойно- го и его физиолого-биохимические особенности можно улуч- шить тепловой обработкой: при влажности до 16% зерно нагре- вают до 50 °С, при влажности 19% и выше — до 40 °С.

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

Разработана технологическая схема приемки и послеубо- рочной обработки морозобойного зерна пшеницы. Особен- ность этой схемы заключается в том, что зерно разделяют на

четыре категории качества ситовым способом в сочетании с сепарированием и затем применяют определенную последо-

вательность операций по обработке зерна в зависимости от целевого назначения зерна каждой категории. Морозобойное зерно пшеницы сушат с учетом его влажности при понижен- ных дифференцированных режимах, рекомендуемых ВНИИЗ для пшеницы с крепкой клейковиной. После сушки проводят ситовой анализ зерна для уточнения схемы его очистки.

При поступлении зерна морозобойного на хлебоприемном предприятии устанавливают систематическое наблюдение за температурой, влажностью зерна и наружного воздуха, запахом и цветом зерна, зараженностью его вредителями. В ожидании суш- ки зерно размещают в складах или на площадках, оборудованных установками для активного вентилирования. Зерно, прошедшее обработку, размещают и хранят отдельно по категориям качества и в пределах каждой категории — раздельно по влажности.

При работе с мукой из зерна морозобойного на хлебозаводе также применяют смешивание муки разного качества. Основ- ным мероприятием служит повышение кислотности для сни- жения декстринируюшего действия а-амилазы. Для этого тесто готовят на жидких дрожжах, добавляют часть спелого теста, оставленного от предыдущего приготовления, или на специ- альных молочнокислых заквасках.