ОПЫТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЭНДОСПЕРМА ПО ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ РАЗМЕРАМ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлен анализ теоретического и экспериментального изучения выхода муки в лабораторных условиях из местных сортов пшеницы, выращенных в Узбекистане. По геометрическим размерам зерна сначала определяли количество эндосперма известным методом, а затем сравнивали с результатами опыта.

ABSTRACT

This article presents an analysis of the theoretical and experimental study of the yield of flour in laboratory conditions from local varieties of wheat grown in Uzbekistan. According to the geometric dimensions of the grain, the amount of endosperm was first determined by a known method, and then compared with the results of the experiment.

Ключевые слова: зерна пшеница, эндосперм, зародыш, геометрические размер, объем зерна, выход муки.

Keywords: wheat grains, endosperm, germ, geometric dimension, grain volume, flour output.

Выход муки, манной крупы и побочных продуктов в значительной степени зависит от соотношения и относительного состава анатомических частей зерна. В таблице 1 обобщены данные разных авторов о соотношении масс анатомических частей зерновых культур, которые в основном идут на муку и манку. Все значения существенно отличаются друг от друга. В среднем для пшеницы можно принять, что крахмалистая часть эндосперма составляет 82,5 %, количество плодовых и семенных слоев - 7 %, алейроновый слой - 8 %, отруби - 2,5 % (рис. 1) .

Эндосперм составляет около 80% от массы и это весьма питательная часть зерна, которая содержит до 12% белков, до 3% сахаров, около 1% жиров, минеральные вещества и в небольшом количестве клетчатку. Основной частью эндосперма является крахмал – до 59%. Эндосперм зерна включает две составляющие: мучнистое ядро и алейроновый слой. Зародыш зерна расположен у его основания и составляет (для ржи, пшеницы и ячменя) около 1,5 - 3% от всей его массы. Это самая важная его часть, так как из зародыша формируется всё растение[1]. Зародыш не очень крупный, у пшеницы, ржи, ячменя он составляет 1,5-2% от массы зерна, у овса 2-3%, у кукурузы 10-14%.

Рисунок 1. Структура зерна пшеницы в процентах

Размер зерна существенно влияет на количество эндосперма. Если брать крупное зерно пшеницы (остаток на сите 2,8 х 20), то количество эндосперма составляет 83...85 %, а по мере перехода к мелкозернистой фракции (проход через сито 2,0 х 20, и остаток на сите  1,7 х 20) количество эндосперма падает до 79...77%. При производстве муки эндосперм зерна превращается в муку, а наружные слои отделяются в виде побочных продуктов (отрубей).

Таблица 1.

Отношение анатомических частей различных злаков к сухой массе, %

Определение массовой доли эндосперма прямым методом затруднительно и проводится только в условиях научно-исследовательских учреждений. Непрямая анатомическая сегментация зерна требует сложных приемов и много времени.

Технологический потенциал зерна в первую очередь определяется массовой долей крахмалистой части эндосперма, из которого при измельчении образуется мука высокого качества. Поэтому для достоверной оценки технологических преимуществ зерна необходимо определить этот важный показатель. Однако существующие экспериментальные методы [2,3] очень сложны и внедряются только в научно-исследовательских учреждениях. Существующие предложения по количественному определению содержания эндосперма основаны на предположениях о зольности анатомических частей зерна [4] и поэтому не имеют практического значения.

Авторы [5] разработали простой и достаточно надежный метод решения поставленной в данной работе задачи. Массовую долю крахмалистой части эндосперма находили по уравнению:

                                        (1)

где, m₀, m₁, m₂- масса зерна, оболочек с алейроновым слоем и зародыша соответственно

Анализ показывает, что вместо массовой доли анатомических частей зерна можно использовать их объемное содержание, так как их умножение на одну и ту же величину плотности не влияет на относительный результат. Объем поверхностных слоев зерна в этом случае определяется как произведение их толщины  δ  на площадь внешней поверхности зерна F₀:

V₁=δF₀                                                                 (2)

Анализ надежных экспериментальных данных разных авторов показывает, что для зерна пшеницы δ = 0,065 мм, а F₀ с высокой надежностью находится по уравнению:

F₀=a²+3,76b²+0,88l²-10                                               (3) 

где  a,b,l – ширина, толщина и длина зерна.

=0.52*abl.                                                   (4)

Количество зародыша в зерне пшеницы можно принять равным 2,5%, что соответствует его среднему значению при весовом определении. На основании этого метода рассчитано содержание крахмалистой части эндосперма для зерен пшеницы с разными характеристиками. В качестве примера приведем результаты двух проб с данными для непосредственной идентификации этой пробы. В таблице 2 и на рисунке 3 показаны экспериментальные результаты, полученные на зерне местной пшеницы различных ботанических сортов в лабораторных условиях, а схема опытно-аналитического метода расчета массовой доли эндосперма в зерне - на рис. 2[3].

Рисунок 2. Схема опытно-аналитического метода расчета массовой доли эндосперма в зерне

Как видно из таблицы (см.табл.2), абсолютные различия результатов не превышают 3%, что вполне приемлемо для практических расчетов.

Разработанный экспериментально-аналитический метод обеспечивает определение содержания крахмалистой части эндосперма пшеницы с удовлетворительной для практики точностью.

Таблица 2.

Расчетный и фактический выход зерна пшеницы по сортам

Рисунок 3. Гистограмма расчетной и фактической выход зерна пшеницы

Список литературы:

1. https://www.webpupil.ru/article.php?id=14
2. Кретович В. Методи определения соотношения различних частей пшеничного зерна/ зерно. –М.:Заготиздат, 1937.-с.91
3. Мамбиш И. Упрощенная методика определения весового соотношения составных частей зерна// Тр.ВНИИЗ.-1949. М.-Вып.19.-с.61
4. Егоров Г.А. Технолгия муки. Технология крупы. -4е изд., перераб. и доп.-М.: КолосС, 2005.-296с.
5. Петренко Т. П., Костров В. И., Егоров Г. А. Расчетно-аналитический метод определения содержания эндосперма в зерне пшеницы // Известия вузов. Пищевая технология. 1992. №5-6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/raschetno-analiticheskiy-metod-opredeleniya-soderzhaniya-endosperma-v-zerne-pshenitsy