Analiza ziarna w laboratorium

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 05:38

Podobnie jak każdy produkt rolny, ziarno ma swoje własne cechy jakościowe, które decydują o jego przydatności do użytku przez ludzi. Parametry te są zatwierdzone przez GOST i oceniane w specjalnych laboratoriach. Analiza ziarna pozwala określić jakość, wartość odżywczą, koszt, bezpieczeństwo i zakres danej partii lub odmiany.

Wyniki testu zależą od trzech elementów:

• genetyczne cechy rośliny, z której został zebrany plon;
• warunki wzrostu i technologia transportu;
• przechowywanie.

Zatwierdzona stanowa jednostka oceny jakości to partia, z której pobierane są próbki do analizy.

Główne parametry analizy

Parametry określone przez analizę laboratoryjną ziarna są podzielone na 3 duże grupy:

• wskaźniki jakości - zbiór właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych charakteryzujących stopień przydatności i przydatności ziarna do użytku technicznego i rolniczego;
• wskaźnikibezpieczeństwo - ocenić obecność szkodliwych zanieczyszczeń chemicznych, scharakteryzować przyjazność dla środowiska ziarna;
• zawartość GMO (próbki zmodyfikowane genetycznie).

Pierwsza grupa jest najbardziej rozbudowana i jest obowiązkowym elementem sprawdzania partii zboża. W ocenie jakości uwzględniane są 2 rodzaje wskaźników analizy ziarna:

• organoleptyczny - oceniany za pomocą ludzkich zmysłów;
• laboratorium lub fizyko-chemiczne - oznaczane przy użyciu określonych technik i sprzętu technicznego.

Wśród parametrów laboratoryjnych są podstawowe (wymagane dla danej kultury) i dodatkowe. Każda cecha jakości ziarna ma określoną nazwę i metodę oznaczania.

Rozszyfrowanie analizy ziarna

Parametr	Charakterystyka
Wilgotność	Procentowa zawartość wody w ziarnie.
Temperatura	Mierzone w różnych punktach na głębokości masy ziarna. Normalny nie powinien być zbyt wysoki ani szybko rosnąć.
Natura	Charakteryzuje masę jednego litra ziarna wyrażoną w g/l.
Rozmiar	Określa parametry wielkości ziarna. Ta grupa wskaźników obejmuje masę 1000 ziaren, ciężar właściwy, a także długość, szerokość i grubość nasion.
Szklistek	Charakteryzuje stopień przezroczystości ziarna.
Chaffiness	Przeznaczone dla upraw zbóż (owies, jęczmień, ryż, gryka itp.). Charakteryzuje procentbłony lub łupiny w masie ziarnistej. Im wyższa filmistość, tym niższy plon gotowych zbóż.
Zatykanie	Pokazuje procent zanieczyszczeń w całkowitej masie ziarna.
Kiełkowanie	Możliwość produkcji normalnych kiełków w warunkach naturalnych dla określonej kultury.
Kiełkowanie energii	Procent ziaren, które wykiełkowały w określonym czasie.
Numer upadku	Charakteryzuje stopień kiełkowania ziarna (im wyższy wskaźnik, tym niższa jakość wypiekowa mąki).
Zawartość popiołu	Ilość substancji mineralnych (nieorganicznych) w ziarnie. Określa się ją, ważąc masę pozostałą po całkowitym spaleniu zmielonego ziarna w temperaturze 750-850 ° С.
Różność	Charakteryzuje jednolitość wielkości ziarna.
Infekcja	Liczba szkodników w uprawie (żółwie, ryjkowce, itp.) wyrażona jako liczba żywych osobników na 1 kg ziarna.

W przypadku pszenicy ziarno jest dodatkowo analizowane pod kątem zawartości glutenu i białka.

Ocena jakości ziarna jest integralną częścią kontroli towarów rolno-przemysłowych i stanowi podstawę badań upraw towarzyszących rozwojowi nowych odmian lub badania wpływu różnych czynników środowiskowych na rośliny zbożowe (nawozy, gleba, szkodniki, fitohormony itp.).

Dodatkowe parametry analizy jakości ziarna obejmują skład chemiczny, aktywnośćenzymy, zawartość mikroorganizmów itp.

Cechy analizy ziarna nasion

Obfitość plonów w dużej mierze zależy od jakości ziarna siewnego. W tym przypadku kluczowymi cechami są wielkość (im większe nasiona, tym lepszy wzrost), czystość (brak zanieczyszczeń chwastami i pasożytami upraw) oraz wyniki analizy kiełkowania.

Aby przeanalizować ziarno pod kątem jakości siewnej, z partii izoluje się 3 średnie próbki przez ćwiartowanie, które są wykorzystywane do określenia różnych wskaźników:

• próbka 1 - czystość, kiełkowanie, masa 1000 nasion;
• próbka 2 - wilgotność i inwazja szkodników;
• próbka 3 - stopień uszkodzenia nasion przez choroby.

Na podstawie wyników analizy wyciąga się wnioski dotyczące jakości siewu nasion, które są zawarte w odpowiednim dokumencie kontrolnym.

Kiełkowanie określa się umieszczając 100 nasion w odpowiednich warunkach do kiełkowania na 3 dni. Jednocześnie oceniana jest liczba i jednolitość sadzonek. Do szybkiego wykrywania martwych ziaren skuteczna jest metoda Lecon, która daje wyniki w ciągu kilku godzin. Żywe ziarna są identyfikowane przez zmianę koloru, która występuje, gdy tlen jest absorbowany z roztworu soli tetrazoliowej. Martwe nasiona nie oddychają.

Ocena organoleptyczna

Głównymi wskaźnikami organoleptycznymi są kolor, połysk, smak i zapach, na podstawie których stwierdza się, że partia ziarna jest dobrej jakości i świeża. Kolor powinien być jednolity, powierzchnia nasion powinna być gładka ibłyszczący. Obecność obcych zapachów (nie charakterystycznych dla kultury) wskazuje na pogorszenie lub naruszenie technologii przechowywania.

Szacowane również:

• kształt i rozmiar;
• jednorodność partii;
• zachwaszczenie;
• stan powłoki.

Kolor, zapach i smak ziaren są sprawdzane pod kątem zgodności z konkretną odmianą biologiczną. Analiza organoleptyczna jest powierzchowna i przybliżona, ale może ujawnić poważne odchylenia od normy. Parametry badanej próbki są porównywane z normami dostępnymi w laboratorium.

Ocena zachwaszczenia i porażenia

Zanieczyszczenia dzielą się na 2 duże grupy: zboże i chwasty. Ten ostatni jest podzielony na 4 typy:

• mineralne - cząstki natury nieorganicznej (kamyki, piasek, pył, kamyki itp.);
• organic - obce cząstki pochodzenia organicznego, w większym stopniu - roślinne (kawałki kłosków, liści itp.);
• chwastów - nasiona obcych upraw;
• szkodliwe - owoce lub nasiona zawierające substancje trujące dla ludzi.

Wadliwe (inne niż normalne) nasiona w partii nazywane są zanieczyszczeniami ziarna. Można je również wykorzystać do obróbki technologicznej, chociaż dają produkt niższej jakości. W celu zmniejszenia zawartości zanieczyszczeń chwastów ziarno jest czyszczone na maszynach produkcyjnych.

Waga średnich próbek do analizy ziarna pod kątem zachwaszczenia wynosi 20-25 gramów. Proporcję zanieczyszczeń określa się w procentach.

Może być infekcjawyraźne i ukryte. W pierwszym przypadku szkodniki są oddzielane od próbki za pomocą sita, a w drugim każde ziarno jest dzielone i badane (wielkość próby - 50).

Analiza chemiczna

Ta analiza należy do kategorii dodatkowych i obejmuje badanie składu chemicznego ziarna. Jednocześnie określa się procent następujących składników:

• białka;
• lipidy;
• węglowodany (w tym skrobia i błonnik);
• witaminy;
• minerały (makro-, mikro- i ultramikroelementy).

Analiza chemiczna ziarna obejmuje również oznaczenie zawartości popiołu.

Te parametry pokazują wartość odżywczą danej odmiany, a czasem także przydatność techniczną. Na przykład duża ilość lipidów w nasionach słonecznika wskazuje na wysoką przydatność surowców do produkcji oleju.

Określenie niektórych składników kompozycji jest kluczowym elementem jakości. Tak więc, analizując ziarno pszenicy, koniecznie określa się procent białka. Wskaźnik ten charakteryzuje nie tylko wartość odżywczą, ale również właściwości wypiekowe, ponieważ koreluje ze szklistością i jakością glutenu.

Sprzęt

Istnieje ogromna liczba przyrządów do analizy ziarna, wśród których są specjalistyczne (przeznaczone do laboratoryjnej oceny produktów zbożowych) i ogólne. Te ostatnie obejmują przyrządy do pomiarów fizycznych i chemicznych, sprzęt do pracy z odczynnikami.

Do standardowego zestawu laboratoryjnego do analizy ziarnaw zestawie:

• Wagi o wysokiej precyzji;
• wagi;
• urządzenia do określania właściwości glutenu;
• szklanki do zegarków i szalki Petriego;
• sita z komórkami o różnych średnicach;
• zaprawy porcelanowe;
• esykator;
• Młyn;
• mierniki wilgotności;
• urządzenie do pomiaru temperatury;
• szkło laboratoryjne (kolby, butelki itp.);
• komora suszarnicza;
• odczynniki chemiczne.

W zestawie mogą znajdować się również urządzenia wąskoprofilowe, na przykład obieraczki, za pomocą których określana jest filmowość. Obecność zanieczyszczeń metalomagnetycznych jest wykrywana za pomocą mililitrów.

Niektóre instrumenty zastępują ręczne metody określania niektórych parametrów. Na przykład szklistość można ustalić za pomocą diafanoskopu. Automatyzacja analizy ziarna znacznie zmniejsza czynnik subiektywny i oszczędza czas.

Istnieją również urządzenia do kompleksowej analizy, które zastępują wieloetapowy proces wyznaczania różnych parametrów, który wymaga całego zestawu instrumentów i odczynników. Jednak funkcjonalność takich urządzeń jest nadal ograniczona.

Obecnie ocena jakości produktów zbożowych to połączenie ręcznych i zautomatyzowanych metod analizy ziarna, których stosunek jest określany przez wsparcie techniczne danego laboratorium oraz zestaw wskaźników do weryfikacji.

Oznaczanie wilgotności

Wilgotność to jeden z kluczowych parametrów jakości ziarna, który determinuje nie tylko jego wartość odżywczą, ale także warunkimiejsce do przechowywania.

Istnieją 2 sposoby analizy wilgotności ziarna:

• korzystanie z suszarki elektrycznej (ESH) - polega na wysuszeniu próbki zmielonego ziarna i porównaniu masy przed i po zabiegu;
• za pomocą wilgotnościomierza elektrycznego - określając stopień nawilżenia przewodnością elektryczną, próbkę ziarna umieszcza się w urządzeniu pod prasą.

Druga metoda to oszczędność czasu, ale mniej dokładna. W przypadku zbyt dużej wilgotności (powyżej 17%) próbka jest wstępnie suszona.

W zależności od procentowej zawartości wody rozróżnia się 4 stopnie wilgotności ziarna:

• suchy (mniej niż 14%);
• średnio suche (14-15,5%);
• mokre - (15,5-17%);
• surowe - (ponad 17%).

Pokazane wartości procentowe są dopuszczalne dla głównych zbóż (żyto, owies, pszenica itp.).

Wilgotność powyżej 14% uważana jest za wysoką i niepożądaną, ponieważ prowadzi do obniżenia jakości i kiełkowania ziarna. Każda uprawa ma własne normy zawartości wody, opracowane z uwzględnieniem charakterystyki składu chemicznego nasion.

Chaffiness

Oszacowanie filmowości obejmuje 2 etapy:

• liczenie ilości osłonek lub folii;
• oznaczanie procentowego udziału masowego muszli.

Najważniejszy jest drugi wskaźnik. Aby to określić, najpierw usuwa się ziarna z łusek za pomocą obieraczki lub ręcznie, a następnie osobno waży się zboża i masę foliową. Na końcuporównaj wagę oczyszczonych i nieoczyszczonych próbek.

Szklistek

Stopień przezroczystości zależy od proporcji białka i skrobi. Im wyższa zawartość tych ostatnich, tym bardziej pyliste (skrobiowe) i mętne ziarno. I odwrotnie, duża ilość białka zwiększa przezroczystość nasion. Dlatego wartość szklistości odzwierciedla wartość odżywczą i jakość wypiekową ziarna. Ponadto wskaźnik ten jest związany z właściwościami mechanicznymi i strukturalnymi bielma. Im wyższa szklistość, tym mocniejsze ziarno i tym więcej energii potrzebnej do rozdrabniania.

Istnieją 2 metody określania tego parametru: ręczna i automatyczna. W pierwszym przypadku przezroczystość ocenia się okiem lub za pomocą diafanoskopu. Analizie poddawana jest próbka 100 ziaren. Każde ziarno jest cięte na pół i przypisywane do jednej z trzech grup szklistych:

• mączne;
• częściowo szklisty;
• szkło.

Całkowita liczba ziaren z dwóch ostatnich kategorii to całkowita szklistość (tylko połowa liczby częściowo szklistych nasion jest uwzględniona w sumie). Kontrolę przeprowadza się 2 razy (rozbieżność wyników nie powinna przekraczać 5%).

Istnieją również automatyczne diafanoskopy, które jednocześnie określają szklistość nasion umieszczonych w kuwecie. Niektóre urządzenia nie wymagają nawet wstępnego cięcia ziarna.

Numer upadku

Liczba opadania jest pośrednim wskaźnikiem stopnia kiełkowania, określanym na podstawie poziomu aktywności autolitycznej ziarna. Ten ostatni jest wynikiem działaniaEnzym alfa-amylaza, który rozkłada skrobię bielma na cukry proste, które są niezbędne do rozwoju zarodka nasiennego. Naturalnie prowadzi to do znacznego obniżenia jakości wypieków.

Aktywność autolityczną określa się przy użyciu specjalnego sprzętu (liczba opadania, ICHP, PChP itp.). Metoda opiera się na upłynnianiu enzymatycznym (pod wpływem alfa-amylazy) zawiesiny mąki żelowanej we wrzącej łaźni wodnej.

Analiza ziarna GOST

Wszystkie elementy analizy produktu są ściśle regulowane i określone w odpowiednich normach. GOST zawiera standardy jakości, wymagania sprzętowe i metody określania każdego wskaźnika. Wyniki analizy ziarna są uznawane za wiarygodne tylko wtedy, gdy są uzyskane zgodnie z ustalonymi instrukcjami.

Według GOST określa się klasy upraw zbożowych, dla których określa się odpowiednie wartości parametrów jakościowych (tzw. normy restrykcyjne). Pszenica miękka ma 5 klas.

Ograniczające parametry pszenicy miękkiej

Wskaźnik	1	2	3	4	5
Ułamek masowy białka, nie mniej niż	14, 5	13, 5	12	10	bez limitu
Ilość surowego glutenu, nie mniej niż	32	28	23	18	bez limitu
Liczba upadków	200	200	150	80	bez limitu
Natura, g/l, nie mniej niż	750	750	730	710	bez limitu

Klasa określa charakter przetwarzania i wykorzystania, cechy przechowywania oraz wartość rynkową ziarna.

Szybka analiza ziarna za pomocą spektroskopii w podczerwieni

Za pomocą spektroskopii IR możesz szybko i dokładnie określić:

• wilgotność;
• zawartość białka i glutenu;
• ilość skrobi;
• rodzaj;
• gęstość;
• zawartość oleju;
• zawartość popiołu.

Dla głównych parametrów analizy ziarna błąd nie przekracza 0,3%.

Działanie złożonych analizatorów opiera się na rozproszonym odbiciu światła o długości fali w obszarze bliskiej podczerwieni. Jednocześnie znacznie oszczędza się czas (analiza kilku parametrów odbywa się w ciągu minuty). Główną wadą metody ekspresowej jest wysoki koszt sprzętu.

Analiza zawartości i jakości glutenu

Gluten to gęsta i lepka gumowata masa powstająca po wypłukaniu z mielonego ziarna substancji rozpuszczalnych w wodzie, skrobi i błonnika. Gluten zawiera:

• białka gliadyna i glutenina (od 80 do 90% suchej masy);
• węglowodany złożone (skrobia i błonnik);
• węglowodany proste;
• lipidy;
• minerały.

Pszenica zawiera od 7 do 50%surowy gluten. Odczyty powyżej 28% są uważane za wysokie.

Oprócz wartości procentowej, podczas analizy ziarna pod kątem glutenu, oceniane są cztery parametry:

• elastyczność;
• rozszerzalność;
• elastyczność;
• lepkość.

Najważniejszym wskaźnikiem jest elastyczność, która charakteryzuje właściwości wypiekowe pszenicy. Aby określić ten parametr, stosuje się przyrząd do pomiaru wskaźnika odkształcenia glutenu (DIC). Próbka do analizy to kulka toczona z 4 gramów substancji badanej i wstępnie nasączona wodą przez 15 minut.

Jakość glutenu jest cechą dziedziczną danej odmiany i nie zależy od warunków uprawy.

Analiza ziarna pszenicy na zawartość glutenu jest przeprowadzana ściśle według normy, ponieważ najmniejszy błąd może znacznie zniekształcić wynik. Istotą metody jest wypłukanie analitu z ciasta wymieszanego z mączką pszenną (ziarna pokruszone i przesiane). Pranie odbywa się pod słabym strumieniem wody w temperaturze +16-20 ° С.