будущих растений: корешок, стебель, листок, богат жиром, сахаром,
витаминами и минеральными веществами; щиток; бороздка.
1.2. Физические свойства зерна
Физические свойства зерна и семян имеют большое значение
для их хранения и переработки. Эти свойства лежат в основе методов
определения качества, приемов перемещения, очистки и переработки
зерна и семян. К физическим свойствам зерна и семян относятся:
форма зерна, линейные размеры и крупность, объем, выполненность
и щуплость, выравненность, масса 1000 зерен, стекловидность,
плотность, пленчатость и лузжистость, объемная масса, механические
повреждения зерна, трещиноватость, механические свойства,
аэродинамические свойства, зараженность вредителями,
засоренность.
Форма зерна
Форма зерна и семян весьма разнообразна. Зерно и семена разных культур и их сортов отличаются по форме. В пределах каждой культуры и отдельной партии зерна по форме зерна наблюдаются различия вследствие неодинаковой степени физиологической зрелости и других причин. Существуют следующие формы зерна: шарообразная, чечевицеобразная, эллипсоид вращения; форма с разными размерами в трех направлениях (длина, ширина, толщина). Шарообразная форма зерна характерна примерным совпадением измерений в трех направлениях. Такую форму имеют семена гороха, проса, сорго, некоторых сортов кукурузы. При чечевицеобразной форме (форма двояковыпуклой линзы) длина семени равна ширине при значительно меньшей толщине. Семена . чечевицы и некоторых
сорных растений из семейства бобовых по форме относятся к этому типу. Форма эллипсоида вращения отличается одинаковой шириной и толщиной, длина же значительно больше. Такую форму имеют семена многих бобовых культур. Для зерна злаковых наиболее характерна форма, при которой все три размера различны. Форма зерна злаковых даже приближенно не совпадает ни с одной правильной геометрической фигурой. Им дают названия форм, характерные для определенной культуры: округло-овальная
(пшеница), веретенообразная (рожь), почковидная (некоторые сорта
бобов и фасоли) и т. д. Семена растений из семейства гречишных
10
имеют форму трехгранной пирамиды. Форма зерна и семян имеет
существенное значение при очистке от примесей и сортировании.
Зерно, более приближающееся по форме к шару, дает больший выход
муки, поскольку при такой форме на оболочечные частицы
приходится относительно меньшая доля, чем при любой другой
форме. Зерно шарообразной формы имеет более высокую объемную
массу, так как плотнее укладывается в мерке. Форма зерна твердой
пшеницы менее изменчива, чем мягкой.
Линейные размеры и крупность зерна и семян
Под линейными размерами понимается длина, ширина и
толщина зерна и семени. Длиной считается расстояние между
основанием и верхушкой зерна, шириной – наибольшее расстояние
между боковыми сторонами и толщиной – между спинной и
брюшной сторонами (спинкой и брюшком). Совокупность линейных
размеров называется также крупностью. При изучении линейных
размеров и крупности зерна применяются два способа: измерение отдельных зерен навески при помощи специальных приборов (микрометра, толщиномера, часового проектора, измерительного классификатора ВНИИЗ с клиновидной мерной щелью и др.) и ситовой анализ, при котором навеску зерна просеивают через набор сит с отверстиями определенной формы и размеров. О размерах зерна судят в этом случае по величине остатков на каждом сите. При измерении отдельных зерен из навески полученные данные обрабатывают методом математической статистики. Крупное зерно дает больший выход готовой продукции. Размеры зерна учитывают при установлении режима подготовки зерна к помолу и самого помола. При хранении и в результате гидротермической обработки линейные размеры зерна и его объем могут изменяться. По данные ВНИИЗ, ширина зерен мягкой пшеницы обычно больше толщины (в
среднем 2,81 и 2,51 мм), поэтому просеивание мягкой пшеницы через сита с продолговатыми отверстиями происходит по толщине зерна, т. е. по его наименьшему линейному размеру. Ширина и толщина зерен твердой пшеницы примерно одинакова (в среднем 2,71 и 2,72 мм), и она просеивается как по толщине, так и по ширине. Длина зерен твердой пшеницы больше, чем мягкой (в среднем 6,65 и 6,23 мм), что обусловливает меньшую эффективность удаления овсюга из твердой пшеницы при одинаковых размерах ячей триера. Отношение длины к
ширине и длины к толщине в среднем для зерна твердой пшеницы
одинаковое (2,42 : 1 и 2,46 : 1), а для зерен мягкой пшеницы различно
11
(2,11 : 1 и 2,5 : 1). Отношение ширины к толщине для зерна твердой
пшеницы равно 1,01 : 1 и мягкой – 1,15 : 1. Зерно твердой пшеницы
отличается более выгодным соотношением линейных размеров, что
улучшает условия его переработки. Из трех размеров (длина, ширина
и толщина) толщина в наибольшей степени характеризует
мукомольные свойства зерна. Установлена высокая коррелятивная
связь между толщиной зерна мягкой пшеницы и содержанием в ней
эндосперма. Зерно после оплодотворения семяпочки сначала
разрастается в длину, а затем в поперечном направлении, в первую
очередь – в стороны щечек. Разрастание в толщину происходит
позже, и, следовательно, степень выполненности зерна сказывается,
прежде всего, на толщине.
Объем зерна и семян
Объем зерна и семени имеет значение для величины и расчета
скважистости зерновой массы, величины объемной массы (большему
объему зерен отвечает большая объемная масса), определения режима очистки и переработки зерна, величины выхода готовой продукции (больший объем – больший выход). Средний объем одного зерна определяется погружением навески зерна в мерную стеклянную колбу, в которой налит определенный объем жидкости, не вызывающей набухания зерна (ксилол, толуол и др.).
Выполненность и щуплость зерна
Выполненностью зерна называется степень его налива и созревания. Для выполненного зерна характерна законченность процесса накопления сухого вещества. Выполненное зерно, как правило, наиболее крупное, с гладкой блестящей поверхностью, полновесное. Выполненным может быть также не крупное, а мелкое нормально-развитое зерно. Такое зерно, хотя и уступает несколько по
качеству зерну крупному, но способно дать доброкачественные продукты переработки, правда, в значительно меньшем количестве вследствие менее благоприятного соотношения составных частей (например, суховейное зерно). Щуплым называется зерно мелкое, часто морщинистое, с ограниченным запасом питательных веществ, иногда состоящее почти из. одной оболочечной ткани. Между выполненными и щуплыми зернами находится ряд промежуточных форм зерна различных размеров с неодинаковой степенью
выполненности. Морщинистость щуплой зерновки является
результатом несоответствия в развитии и созревании внешних
12
оболочек и эндосперма. В то время как эндосперм засыхает в ранней
стадии своего развития, плодовая оболочка продолжает некоторое
время развиваться дальше. Микроструктурные изменения щуплого
зерна очень разнообразны, как разнообразны причины, вызывающие
щуплость. Особенно большое значение имеет количество мелкого
ограненного крахмала, который либо накапливается в очень большом
количестве, либо почти полностью исчезает. Наблюдаются
значительные расхождения в микроструктуре щуплой зерновки
мягкой и твердой пшеницы. Твердая пшеница имеет меньший предел
налива, зерновка скорее приобретает признаки щуплости. Для нее
характерно состояние скрытой (криптогенной) щуплости. При
скрытой щуплости зерновка твердой пшеницы имеет внешний вид
нормально выполненного зерна и нормальную структуру покровной
ткани. Вместе с тем налицо некоторая незаконченность
дифференцировки и созревания эндосперма: в нем недостаточное
количество хондросомного крахмала. Для зерновки твердой пшеницы
достаточно небольших изменений в микроструктуре, чтобы она приобрела качества, свойственные щуплому зерну. По-другому ведет себя зерновка мягкой пшеницы. Даже при очень больших колебаниях в количестве хондросомного крахмала она сохраняет признаки нормально выполненного зерна. Разница заключается в том, что при уменьшенном отложении хондросомного крахмала в зерновке усиливается степень стекловидности, а обильное его накопление сопровождается образованием мучнистой структуры. Разная степень выполненности и щуплость зерна могут появиться в результате воздействия многих причин, вызывающих сокращение притока влаги или питательных веществ, ограничение и прекращение процессов накопления сухого вещества и созревания. Независимо от причин в отклонении от сроков и темпов накопления сухого вещества в появлении мелких или щуплых зерен решающее значение имеет
нарушение нормального обмена веществ. Причинами щуплости могут быть: действие засухи, суховея и мороза, подгар, грибные болезни (пыльная головня, фузариоз, нигроспориоз, ржавчина и др.), бактериозы (базальный бактериоз и др.), вирусные болезни (закукливаиие, хлороз и др.), цветковые паразиты (повилика, заразихи и др.), полевые вредители (клопы-черепашки, пшеничный трипе, хлебные пилильщики, злаковые мухи и др.) и другие неблагоприятные условия развития и созревания. Степень щуплости
зависит от стадии налива зерна, в которую стали проявляться
неблагоприятные условия созревания. Если к этому времени зерно
13
закончило свой рост в длину, то щуплость сказывается главным
образом в сокращении его поперечного сечения. Прекращение или
резкое ухудшение притока питательных веществ к созревающему
зерну в молочной стадии приводит к тому, что зерно уменьшается в
размерах не только в поперечном сечении, но и в длину, становясь
более тонким и коротким. В щуплом зерне на зародыш приходится
относительно большая доля, чем в выполненном. Измельчать щуплые
зерна трудно, мука получается темная, с синеватым оттенком. В связи
с тем, что крупное зерно отличается высокими физическими,
биохимическими и технологическими свойствами, а мелкое
значительно уступает ему по этим показателям, целесообразно для
повышения количества и качества муки проводить раздельный помол
крупного и мелкого зерна. По стандартам мелкое зерно определяется
количеством прохода через сито с отверстиями определенных
размеров: для пшеницы – 1,7х20 мм, ржи – 1,4х20 мм, ячменя – 2,2х20
мм и т. д. Коэффициент щуплости всегда больше единицы и с
увеличением степени щуплости растет. Нормально выполненное зерно пшеницы имеет коэффициент 1,11, щуплое – от 1,20 до 1,96. Коэффициент щуплости вследствие сложности его определения целесообразно применять только в исследовательской работе.
Выравненность
Выравненностью называется степень однородности отдельных зерен, составляющих зерновую массу, по влажности, размерам, химическому составу, цвету и по другим показателям. Наибольшее значение имеют выравненность по влажности вследствие особой роли влаги при хранении и переработке и по крупности. В практической работе обычно имеют дело с выравненностью по размерам. Выравненность нельзя путать с крупностью. Это разные понятия. Зерно может быть выравненным и одновременно мелким, крупным и
вместе с тем невыравненным. При переработке однородного зерна по размерам (выравненного) снижаются потери и повышается качество вырабатываемых продуктов. Выравненность имеет особенно большое значение при переработке зерна в крупу. Выравненное зерно облегчает регулирование режима его переработки. Выравненные по размерам семена дают дружные всходы, растения развиваются равномерно и, следовательно, зерно созревает одновременно, что облегчает и ускоряет уборку урожая, а также повышает качество
зерна нового урожая. В исследовательской работе выравненность
определяют непосредственным измерением линейных размеров
14