Лабораторная работа 1 Определение морфологических и биохимических показателей качества зерна

Цель работы: исследовать строение, физико-химические показатели качества и ферментативную активность нативного зерна

Теоретическое обоснование.

Важнейших представителей семейства злаковых подразделяют на две группы, которые различаются по морфологическим, биологическим и хозяйственным признакам:

1 хлебные злаки (настоящие хлеба);

2 просовидные злаки (ненастоящие хлеба).

Особенность хлебных злаков заключается в том, что зерна у них с брюшной стороны имеют продольную бороздку и прорастают несколькими корнями. В первую группу входят пшеница, рожь, ячмень и овес; во вторую — просо, кукуруза, сорго и рис. У ненастоящих хлебов зерна прорастают одним корнем и продольной бороздки не имеют.

Сопоставление важнейших отличительных признаков для хлебов разных групп приведено в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 – Хлеба первой группы

Признаки зёрен	Культура
	Пшеница	Рожь	Ячмень	Овёс
Плёнчатость	Зёрна голые, иногда плёнчатые, не сросшиеся чешуями	Зёрна голые	Зёрна плёнчатые, сросшиеся с чешуями, редко голые	Зёрна плёнчатые, не сросшиеся с чешуями, редко голые
Форма	Продолговато-овальная, яйцевидная; плёнчатые зёрна в целых колосках	Удлинённая, к основанию суживающаяся	Удлинённо-эллиптическая, заостренная к обоим концам	Удлинённая, суженная; плёнчатые зёрна веретеновидные к верхушкам
Поверхность плёнок (чешуй)	Ребристая	-	С ясной продольной нервацией (продольной морщинистостью)	Гладкая
Хохолок	Имеется иногда слабо выраженный	Имеется	Отсутствует	Имеется
Бороздка	Широкая	Глубокая	Широкая	Широкая
Поверхность зерновки	Гладкая	Мелкоморщинистая	Гладкая или слабоморщинистая	Опушенная, волоски легко стираются
Окраска	Белая, янтарно-жёлтая, красная	Чаще зелёная, реже жёлтая, ещё реже коричневая	У плёнчатых зёрен жёлтая или чёрная; у голых – жёлтая, зелёная, коричнево-фиолетовая	У плёнчатых зёрен белая, жёлтая, коричневая; у голых – светло-жёлтая

Таблица 2 – Хлеба второй группы

Признаки зёрен	Культура
	Кукуруза	Сорго	Просо	Рис
Плёнчатость	Зёрна голые	Зёрна голые и плёнчатые	Зёрна плёнчатые	Зёрна плёнчатые
Форма	Округлая или с гранями, вверху часто зубовидная, бывает заостренная	Округлая	Округлая, на концах слабозаостренная	Удлинённо-овальная
Поверхность плёнок (чешуй)	-	Гладкая, блестящая	Гладкая с тусклым блеском или глянцевая	Продольно-ребристая матовая
Величина, мм	6…20	4…6	2…3	6…10
Окраска плёнок	-	Белая, жёлтая, оранжевая, коричневая, чёрная	Кремовая, жёлтая, красная, зеленоватая, коричневая	Соломенно-жёлтая, коричневая
Окраска зерновки	Белая, жёлтая, красная, реже - синяя	Белая, кремовая, оранжевая, коричневая	Жёлтая	Белая, реже - коричневая

Ботаническое название зерна хлебных злаков - зерновка. Это — односемянный плод с околоплодником (плодовой оболочкой), плотно сросшимся с семенем. Зерновку пленчатых культур называют ложным плодом. В отличие от других пленчатых культур зерновка ячменя частично срастается с покрывающими её пленками. У голой зерновки в нижней части помещается ясно видимый зародыш, очерченный в форме ноготка и расположенный несколько косо на выпуклой стороне зерновки. Выпуклую сторону зерновки называют спинкой.

По положению зерна в цветке различают нижний его конец (на нем находится зародыш) и противоположный ему - верхний. На верхнем конце зерновки у пшеницы, ржи и овса расположен хохолок (бородка). Хохолок состоит из пучка коротких волосков; он может быть узким и редким или широким и густым. У некоторых хлебов хохолок служит хорошим систематическим признаком для распознавания видов и сортов.

Методика выполнения.

Описать внешнее строение объектов исследования, предлагаемых преподавателем, по важнейшим отличительным признакам хлебов разных групп, представленных в таблицах 1 и 2.

Строение зерновки пшеницы и ржи

Теоретическое обоснование.

Анатомическое строение зерновки злаковых культур примерно одинаково, наблюдаются лишь некоторые отклонения в деталях.

Типичным для хлебных злаков является строение зерновки пшеницы. Она состоит из трех основных частей: зародыша, эндосперма и оболочек, которые имеют различное биологическое значение. Из зародыша при соответствующих условиях развивается растение. В эндосперме содержатся запасные питательные вещества, необходимые для развития из зародыша молодого растения. Оболочки защищают семя от воздействия внешней среды. Каждая из составных частей зерновки имеет сложное строение.

Оболочки делят на плодовую и семенную. Плодовая оболочка (околоплодник, или перикарпий) покрывает зерновку снаружи. Оболочка состоит из трех слоев клеток:

а) слоя, представляющего верхнюю кожицу (её называют эпидермисом) из 2…4 рядов удлиненных клеток, расположенных вдоль зерна;

б) поперечного слоя из толстостенных длинных клеток, лежащих поперек зерна (хлорофиллоносный слой);

в) трубчатого слоя (внутреннего эпидермиса), состоящего из удлиненных в виде трубок клеток, расположенных вдоль зерна.

Плодовая оболочка образовалась из стенок завязи и срослась с покровом семени.

Под плодовой оболочкой находится семенная оболочка. Она образуется из остатков внутреннего интегумента (покрова семяпочки) и эпидермиса нуцеллуса (центральной многоклеточной части семяпочки, ее ядра).

Семенная оболочка состоит из двух тонких слоев. Оба слоя имеют удлиненные клетки с тонкими стенками, расположенными правильными рядами под некоторым углом к оси зерновки и одна к другой. Первый слой семенной оболочки бесцветный, второй содержит красящие вещества; этот слой называют пигментным. Под семенной оболочкой находится толстый бесструктурный блестящий слой, называемый гиалиновым. Он образуется из клеток эпидермиса нуцеллуса и почти полностью сливается с внешней поверхностью алейронового слоя - краевого слоя эндосперма. Алейроновый слой состоит из одного ряда крупных толстостенных кубических клеток (в области бороздки их может быть два ряда), наполненных алейроновыми (состоящими из белков) зернами, капельками жира и содержащих различные вещества (витамины и др.). Центральная часть зерновки занята эндоспермом (мучнистым ядром) - питательной тканью. Эндосперм содержит питательные вещества для зародыша; он состоит из тонкостенных многогранных клеток (большинство которых имеет длину, близкую к ширине), образующих паренхимную ткань. В центральной части эндосперма клетки более крупные, чем в субалейроновом слое. Клетки эндосперма наполнены крахмальными зернами различной формы. При стекловидном эндосперме между крупными эллипсовидной формы крахмальными зернами образуются большие прослойки белка.

Зародыш зерна состоит из почечки, щитка, эпибласта и зародышевых корешков.

Почечка представляет собой зародышевый росток, состоящий из оси со сближенными междоузлиями и одним или несколькими зачатками листьев. Зародыш - зачаток нового растения - имеет главный зародышевый корешок, появляющийся при прорастании семени первым, и две пары придаточных зародышевых корешков (у твердой пшеницы - одной пары), появляющихся после развития главного зародышевого корешка и образующихся выше места его отхождения. Щиток - это видоизмененная по форме и физиологической функции семядоля однодольных растений. Со стороны эндосперма щиток покрыт эпителием, выделяющим при прорастании семени ферменты. С противоположной стороны зародыша имеется вторая видоизмененная недоразвитая семядоля - эпибласт.

Наиболее ценной частью зерна, из которой получают лучшие сорта муки, является эндосперм. Оболочки с большим количеством не усваиваемых человеческим организмом одревесневших клеток, содержащих много клетчатки, перед переработкой зерна в муку стремятся удалить.

Присутствие в муке зародыша также нежелательно (хотя он и богат питательными веществами и витаминами), так как зародыш с трудом поддается измельчению, а содержащийся в нем жир, легко прогоркая, ускоряет порчу муки при хранении.

Содержание оболочек и зародыша влияет на выход готовой продукции. Количественное соотношение составных частей зерна (таблица 3) имеет большое значение.

Таблица 3 – Среднее соотношение частей по массе у зерна пшеницы и ржи, %

Культура	Эндосперм без алейронового слоя	Алейроновый слой	Зародыш	Оболочки
				Плодовые	Семенные
Пшеница	82	8	3,2	4,6	2,2
Рожь	75,1	11,2	3,5	7,4	2,8

Плодовая оболочка у зерновки кукурузы в отличие от пшеницы и других хлебных злаков образована за счет стенок завязи при полном отсутствии слоев, возникших из интегументов (покровов семяпочки). Плодовая оболочка зерновки кукурузы состоит из трех слоев клеток (всего 11…14 рядов). Верхний слой перикарпия - эпидермис - покрыт кутикулой. Он состоит из удлиненных клеток, которые своей длинной стороной располагаются параллельно продольной оси зерна; стенки клеток утолщены; поперечные перегородки клеток пронизаны порами.

Средний слой плодовой оболочки - эпикарпий - состоит из 4…7 рядов клеток. Стенки этих клеток равномерно утолщены и лишены внутреннего содержимого. Клеточные стенки не сплошные, а пронизаны устьицами, через которые они сообщаются с прилегающими к ним слоями. В зрелой зерновке устьица служат путями проникновения влаги. В этом слое обычно концентрируется пигмент, от которого зависит цвет зерновки.

Клетки ткани эндокарпия (третьего слоя плодовой оболочки), непосредственно граничащие с семенной оболочкой, сильно сплющены и также лишены внутреннего содержимого. Просветы клеток не видны совсем.

Плодовая оболочка неодинакова по толщине в различных частях зерновки. Толщина оболочек у зубовидной кремнистой кукурузы колеблется от 36,5 до 50 мкм. У зерна лопающейся кукурузы толщина оболочек составляет в среднем 97,3 мкм.

Семенная оболочка прилегает к перикарпию и покрывает все зерно, за исключением его основания.

Гилярный слой по темному цвету легко обнаруживается у основания зерновки (он сильно пигментирован).

Структура эндосперма зрелой зерновки кукурузы морфологически однородная и в зависимости от вида и сорта кукурузы характеризуется двумя типами тканей: роговидной (ороговевшей, прозрачной) и мучнистой (рыхлой, белой).

Периферический слой эндосперма – алейроновый - состоит из одного ряда крупных клеток с сильно утолщенными стенками, которые легко разрушаются. При переработке зерна, особенно при размоле крупок, возможны интенсивное разрушение алейронового слоя и насыщение муки высокозольными продуктами. В отличие от остальной ткани эндосперма алейроновый слой имеет хорошо сохранившиеся крупные ядра. Белок в клетках этого слоя представлен в виде оформленных протеиновых образований, лежащих среди мелкозернистой основной массы протоплазмы. Крахмал здесь почти не откладывается.

В зерновке кукурузы в отличие от других злаков алейроновый слой располагается не только вокруг крахмалистой части эндосперма, но и над внешней поверхностью зародыша. Более мелкие клетки алейронового слоя вокруг зародыша хорошо видны на срезах зерновки ранних стадий развития. В зрелой зерновке клетки алейронового слоя со стороны зародыша сильно деформируются, сплющиваются и становятся плохо различимыми или невидимыми. Остальная ткань эндосперма состоит из крупных тонкостенных клеток различных величины и формы, содержащих зерна крахмала и белковые вещества; последних больше в клетках, прилегающих к алейроновому слою.

Под алейроновым слоем расположены один или два ряда узких, вытянутых в тангенциальном направлении клеток. Под ними лежат слои угловатых клеток, вытянутых в направлении от периферии к центру. В центральной части эндосперма клетки менее угловаты. В базальной части зерновки имеется участок с деформированными клетками, лишенными внутреннего содержимого. Эта зона играет значительную роль в транспирации воды в тканях зерновки кукурузы. Крахмальные зерна клеток, лежащих под алейроновым слоем, мелкие, разнообразные по форме, расположены рыхло среди основной массы зернистого белка. Затем следуют слои эндосперма, которые характеризуются наличием многогранных, плотно сомкнутых крахмальных зерен, сравнительно однородных по структуре и величине. Клетки центральной части эндосперма заполнены округлыми, слабо ограненными крахмальными зернами, расположенными более рыхло. По мере созревания зерновки размер крахмальных зёрен увеличивается и при сильном заполнении крахмалом клетки из округлой формы переходят в огранённую.

Отличительной особенностью анатомического строения зерновки кукурузы является сильно развитый зародыш. Он составляет у различных сортов и гибридов кукурузы 8…15 % от массы всего зерна, в то время как у пшеницы и ржи - всего 2…3 %. У кукурузы зародыш заполняет примерно 1/5 объема и глубоко входит внутрь зерновки. Площадь его занимает до 1/3 всей площади сечения зерновки. Зародыш делят на две части: эмбриональную ось и щиток.

На долю эндосперма в зерновке кукурузы приходится 80…83 %, оболочек - 4,0…5,0 %, зародыша – 8…15 % и чехлика - 1,2…1,8 %. От общей массы зародыша около 80 % составляет щиток.

Методика выполнения.

При изучении строения тканей зерна студент получает заранее готовые препараты (срезы) зерновки (овса, ячменя, пшеницы, ржи, тритикале, гречихи, проса, кукурузы и т.д.) и должен рассмотреть их под микроскопом. Студент должен выполнить зарисовку в рабочих тетрадях этих срезов при помощи разноцветных карандашей с указанием особенностей и названий тканей и их слоёв.

Зарисовать строение зерновки пшеницы с указанием её составных частей. Зарисовать строение зерновки ржи с указанием её составных частей, сделать поперечный разрез оболочек.

Сравнить строения зерновок пшеницы и ржи и найти сходства и отличия между ними.

Определение запаха. Здоровому зерну каждой культуры свойственен специфический запас. Посторонние запахи в зерне появляются в результате сорбции зерном легко летучих и пахучих посторонних веществ и порчи (распада органических веществ), или при наличии в нем посторонних веществ. В зерне с начавшимся процессом порчи различают солодовый запах, а при дальнейшей порче - плесенный, затхлый и гнилостный.

Амбарный запах (запах лежалого зерна) появляется в свежеубранном зерне, имеющем повышенную биологическую активность. Этот запах при проветривании и размоле исчезает.

Солодовый запах зерна остро ароматный, свойственен прорастающему зерну, является первым признаком того, что оно грелось или греется. Вкус зерна сладковатый. Внешние покровы зерна сначала обесцвечиваются, а затем становятся красноватого цвета. Эндосперм приобретает сероватый оттенок. В зерне с солодовым запахом повышенное содержание моносахаридов, аммиака, кислотность. Солодовый запах и его последствия частично могут быть устранены при очистке и размоле зерна, а также в процессе тестоведения и выпечки хлеба. Зерно с солодовым запахом используется только в смеси с нормальным зерном.

Плесенный запах появляется у влажного и сырого зерна в результате развития плесневых грибов. Этот запах быстро переходит в затхлый запах. Вкус зерна слабокислый. Внешние покровы коричневые, эндосперм - кремовый. Возрастает протеолитическая и диагностическая активность, увеличивается кислотность и содержание аммиака. Клейковина приобретает серый цвет, становится слабой, сильно растягивающейся.

Затхлый запах появляется с проникновением плесени внутрь зерна, что вызывает распад органических веществ. При наличии затхлого запаха партия зерна переводится в категорию дефектного. Степень затхлости и ее устойчивость зависят от того, насколько сильно было воздействие микробов и насколько глубоко они, особенно гифы плесневых грибов, проникли в зерно.

Поверхность зерна становится тёмно-коричневой, эндосперм - кремовым или коричневым. Возрастает кислотность, амилолитическая активность, повышается содержание водо- и спирторастворимого азота, снижается количество крахмала. Качество клейковины резко ухудшается, она становится темной и переходит в третью группу. Затхлый запах сушкой и мойкой полностью удалить не удается. Из зерна с резко выраженным затхлым запахом невозможно получить доброкачественный хлеб и крупу.

Гнилостный запах характерен для зерна с глубоко зашедшим процессом распада органических веществ. Внешние покровы зерна сильно темнеют, становятся темно-коричневыми и черными, эндосперм приобретает коричневый цвет. Клейковина не отмывается, увеличивается содержание аммиака.

Посторонние вещества, особенно легколетучие и пахучие, сорбируются зерном, которое в связи с этим приобретает несвойственный ему запах (например, нефтепродуктов). Особенно часто приходится иметь дело с зерном, имеющим полынный запах в результате сорбции эфирных масел полыни. Кроме того, зерно может приобрести запахи: чесночный, донника, инсектицидов (применяемых для фумигации), дымный, головневый (испачканное спорами головни), клещевой (медовый) и т.д.

Чесночный запах вызывает примесь в зерне луковичек дикого чеснока. Он нестоек. При тщательной очистке зерна, а также сушке и мойке запах исчезает. Чесночный запах из муки удаляется при выпечке.

Запах определяют в целом или размолотом зерне. В свежесмолотом зерне запах ощущается лучше, чем в целом. Из предварительно перемешанного среднего объема пробы выделяют навеску массой примерно 100 г, помещают в чашку и устанавливают запах зерна. Практики нередко берут в ладонь горсть зерна и, согрев дыханием, исследуют. При обнаружении полынного запаха в партии зерна в лаборатории производят дополнительный анализ. Зерно освобождают от корзиночек полыни и размалывают, после чего устанавливают запах.

Для усиления посторонних запахов, несвойственных нормальному зерну, его прогревают. Для этого на сетку помещают небольшое количество зерна и держат 2...3 мин над сосудом с кипящей водой для пропаривания. Затем высыпают на лист чистой бумаги и устанавливают посторонний запах. Можно также целое или размолотое зерно поместить в чистую коническую колбу на 100 мл со шлифом, закрыть плотно пробкой и нагревать 30 мин при 35...40 ⁰С. Открывая колбу на короткое время, устанавливают запах.

В документе на качество указывают, в каком зерне (целом или размолотом) определяли запах.

Определение вкуса. Нормальное зерно имеет специфический вкус, характерный для каждой зерновой культуры, обычно нерезкий, чаще почти пресный. В зерне, подвергшемся порче, вкус бывает сладковатый, кислый, горький, царапающий горло, плесенный, затхлый и т.п.

Для определения вкуса размалывают около 100 г зерна, предварительно очищенного от сорной примеси. Выделяют 50 г размолотого зерна, приливают 100 мл питьевой воды, хорошо смешивают. В другом сосуде нагревают 100 мл воды до кипения, снимают его с нагревательного прибора, в него переносят приготовленную суспензию размолотого зерна, тщательно перемешивают и закрывают стеклянной чашкой. Охладив смесь до 30...40 °С, определяют вкус.

Этапы работы.

- Определить цвет, запах и вкус зерна и сделать соответствующие выводы.

При хранения за счет несоблюдения технологических режимов могут происходить биохимические процессы, приводящие к изменению химического состава зерна. Неоднородность химического состава и неравномерность распределения химических веществ в зерне имеют большое значение при организации хранения, порядка и режима переработки зерновой массы. Отсюда вытекает необходимость в химических методах для определения состояния и качества зерна. К химическим показателям качества зерна относятся: влажность, зольность, количество белковых веществ, кислотность, количество и качество клейковины и ферментативная активность.

Для полной характеристики зерна важное значение имеет определение других химических показателей: содержание и состав углеводов, жиров, витаминов, количество, состав и активность ферментов, ферментативные процессы и т. д.

Оборудование и вспомогательные материалы:

Лабораторная мельница, весы лабораторные, бюксы, ступка с пестиком, мерные и конические колбы на 100 мл, воронка с фильтрами эксикатор, тигельные щипцы, электрошкафы СЭШ-1 и СЭШ-ЗМ, муфельная печь, тигли фарфоровые, прибор ИДК-1,.

Посуда и реактивы:

Кислота азотная плотностью 1,2 г/см³; спиртовой раствор уксуснокислого магния, приготовленный следующим образом: 1,61 г уксуснокислого магния растворяют в 100 см³ 96 %-ного чистого этилового спирта. В полученный раствор прибавляют 1-2 кристаллика йода, после растворения которых фильтруют через бумажный фильтр; дистиллированная вода; 1 %-ный спиртовой раствор фенолфталеина; 0,1 Н раствор NaOH; 1 %-ный раствор сернистого калия в 3 %-ном растворе хлористого натрия; порошок карбоната натрия, 10 %-ный раствор серной кислоты, 0,1Н раствор перманганата калия, 1 %-ный раствор перекиси водорода

Определение влажности зерна

Теоретическое обоснование.

От содержания влаги в зерне зависит стойкость его при хранении Повышенная влажность усиливает дыхание зерна, способствует развитию в нем микроорганизмов и зерновых вредителей, а также слеживанию, самосогреванию и прорастанию. Во всех случаях происходят изменения в составных частях зерна, ухудшающие его качество. От содержания влаги в зерне зависят технологические режимы его переработки, интенсивность биохимических процессов, протекающих в зерне, энергетическая ценность, выход. Зерно с большим количеством влаги перерабатывать нельзя.

Влажность зерна определяют в соответствие с ГОСТ 13586.5-93.

В зависимости от содержания влаги различают четыре состояния зерна по влажности: зерно сухое, средней сухости, влажное и сырое. Характеристика состояний по влажности для зерна различных культур приведена в таблице 4.

Таблица 4 – Влажность зерна различных культур

Культура	Состояние зерна по влажности, %
	сухое до (включительно)	средней сухости		влажное		сырое, свыше
		свыше	до (включительно)	свыше	до (включительно)
Пшеница	14	14	15,5	15,5	17	17
Рожь	14	14	15,5	15,5	17	17
Ячмень	14	14	15,5	15,5	17	17
Гречиха	14	14	15,5	15,5	17	17
Овёс	14	14	15,5	15,5	17	17
Просо	13,5	13,5	15,0	15,0	17	17
Рис	14	14	15,5	15,5	17	17
Кукуруза (в зерне)	14	14	15,5	15,5	17	17
Чечевица тарелочная	14	14	17	17	19	19
Горох	14	14	16	16	20	20
Фасоль	16	16	18	18	20	20
Семя: подсолнечное конопляное клещевинное	7 11 6	7 11 6	8 12 7	8 12 7	9 14 9	9 14 9

Методика выполнения.

Основным методом определения влажности является высушивание навесок размолотого зерна в электрическом сушильном шкафу СЭШ-1 и СЭШ-3М при температуре 130 ⁰С в течение 40 мин при общей продолжительности высушивания 50–55 мин. Сушильные шкафы СЭШ-1 и СЭШ-3М представляют собой малогабаритные сушильные шкафы с электрическим подогревом и автоматическим регулятором температуры. Они состоят из корпуса, снабженного теплоизоляцией, с дверцей и поворотным столом для размещения бюксов и подогревателя.

Зерно, предназначенное для определения влажности, в количестве около 30 г размалывают вместе с примесями на лабораторной мельнице. Размол за один раз должен соответствовать по крупности следующим условиям: проход через сито с размером ячеек 0,8 мм: для пшеницы должен быть не менее 60 %, гречихи – 50 %, овса - 30 %, прочих зерновых и бобовых – 50 %. После размола зерна во избежание потерь влаги на испарение необходимо брать навеску возможно быстро. Размолотое зерно немедленно помещают в банку с притертой пробкой и тщательно смешивают в ней. Затем в две предварительно взвешенные металлические бюксы диаметром 48 мм и высотой 20 мм отвешивают точно две навески по 5 г. Перед загрузкой шкафа его ставят в положение «Включено», при этом загорается сигнальная лампа. Взвешенные боксы с навесками помещают с сушильный шкаф, нагретый до 140 ⁰С; снизившую при загрузке температуру доводят за 10–15 мин до 130±2 ⁰С и после этого сушат ровно 40 мин. После 15–20 минутного охлаждения (но не более 2 ч) в эксикаторе бюксы взвешивают. Все взвешивания при определении влажности производят с точностью до 0,01 г. Влагу, т.е. разность между массами навесок до и после высушивания, отнесенную к взятой навеске зерна, выражают в процентах. Из двух определений выводят среднюю влажность, которую принимают за влажность образца.

Запись в лабораторном журнале

Масса пустой бюксы г.

Масса бюксы с навеской до высушивания г.

Масса бюксы с навеской после высушивания г.

Масса испарившейся влаги г.

Влажность %.

Заключение. По таблице 16 относим зерно по влажности к соответствующему классу.

Определение кислотности зерна

Теоретическое обоснование.

Кислотность зерна служит показателем его свежести; увеличение кислотности указывает на неблагоприятные процессы в зерне, вызывающие распад его органических веществ.

Кислотность зерна измеряется в градусах, под которыми понимают количество миллилитров нормального раствора едкой щелочи, идущее на нейтрализацию при титровании кислореагирующих веществ, содержащихся в 100 г размолотого зерна.

Кислотность свежего зерна колеблется в пределах 1-3 град. Хранение зерна, а также его порча (прорастание, самосогревание, плесневение и т. д.) сопровождаются увеличением кислотности. Это является результатом распада (гидролиза) жиров под влиянием фермента липазы с образованием свободных жирных кислот, разложения фосфорорганических соединений (фосфатидов, фитина, фитостеринов) с выделением кислых фосфорнокислых солей, расщепления белковых и других веществ, увеличивающего количество кислореагирующих соединений.

Определение кислотности зерна проводят по ГОСТ 10844-74.

Кислотность определяют титрованием водной суспензии (болтушки) размолотого зерна, а также водной, спиртовой или эфирной вытяжки раствором щелочи с точным титром.

Методика выполнения.

При определении кислотности зерна по болтушке из средней пробы выделяют 50 г, из них удаляют сорную примесь, кроме испорченных зерен. Навеску размалывают на лабораторной мельнице, все размолотое зерно при этом должно проходить при просеивании через сито с металлотканой сеткой № 08. Размолотое зерно рассыпают ровным слоем на стекле и сверху придавливают стеклянной пластинкой (слой под стеклом должен быть не толще 3...4 мм). Удаляют верхнее стекло. Из разных мест слоя размолотого зерна (не менее 10) отбирают навеску и в том же порядке - вторую навеску. Масса каждой навески 5 г. Навески взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г. Каждую навеску высыпают в чистую сухую коническую колбу, приливают по 50 мл дистиллированной воды. Взбалтыванием хорошо перемешивают содержимое колб до исчезновения комочков. Приставшие к стенкам частицы смывают небольшим количеством дистиллированной воды. В болтушку приливают пять капель 1 %-ного раствора фенолфталеина, взбалтывают и медленно титруют 0,1 Н раствором едкого натра. Особенно внимательно титруют в конце реакции. Колбу при титровании постоянно взбалтывают до появления ясного розового окрашивания, не исчезающего в течение 20...30 с. Если после этого розовое окрашивание при взбалтывании болтушки не исчезает, титрование считают законченным; если же исчезает, то прибавляют еще три - четыре капли раствора фенолфталеина: появившееся розовое окрашивание указывает на окончание титрования. В том случае, когда добавление раствора фенолфталеина не сопровождается появлением розового окрашивания, титрование продолжают.

Если приготовленная к титрованию болтушка интенсивно окрашена, готовят третью болтушку из того же зерна и при титровании постоянно сравнивают получаемый оттенок в титруемой болтушке с ее начальным цветом.

Кислотность в градусах вычисляют по формуле:

Х=2Vk,

где V - объем 0,1 Н раствора, пошедший на титрование, см³;

k - поправочный коэффициент к титру щелочи.

Окончательный результат - среднее арифметическое параллельных определений в двух навесках. Отклонение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,2 град.

Определение количества и качества клейковины

Теоретическое обоснование.

Клейковина - это высокогидратированная растягивающаяся масса, отмываемая водой из мелко размолотого зерна. Клейковина в основном состоит из набухших белков (70-80 % на сухое вещество), крахмала (около 20 %) и небольшого количества других веществ (жира, клетчатки и других). В состав белков клейковины входят главным образом глиадин и глютенин в соотношении, близком 1:1.

Сырая клейковина нормального зерна содержит 170-210 % воды по отношению к сухому веществу в зависимости от сорта и состояния. Клейковина содержится в зерне пшеницы, некоторых сортов ячменя, в семенах некоторых дикорастущих злаков (пырей удлиненный, пырей нежный, эгилопс оттопыренный, колосняк сибирский и других). Обычными способами выделить клейковину из ржаной муки не удается.

Количество клейковины связано с количеством белковых веществ.

Под качеством клейковины понимают совокупность ее физических свойств: растяжимость, упругость, эластичность, вязкость, связность, способность сохранять физические свойства во времени.

На количество и качество клейковины оказывают сильное влияние неблагоприятные условия созревания в колосе и при хранении: заморозки, прорастание, повреждение вредителями в поле (клоп-черепашка), самосогревание.

В процессе «созревания» пшеничной муки при хранении в результате гидролитического расщепления жиров накапливаются ненасыщенные жирные кислоты, которые укрепляют клейковину. Повышенные температуры также оказывают укрепляющее действие на клейковину, растяжимость ее уменьшается, она становится более упругой, и это может улучшить качество слабой клейковины. Слишком высокая температура (при неправильной сушке) денатурирует белки, у клейковины резко ухудшается качество, она становится крошащейся.

Методика выполнения.

Определение количества сырой клейковины)

Навеску муки массой 25 г, взятую на технических весах до 0,1 г, помещают в фарфоровую ступку, добавляют 13 мл водопроводной воды температурой 182 ⁰С и замешивают шпателем тесто до его однородности. Приставшие к шпателю частички теста снимают ножом и присоединяют к куску теста. По окончании замеса полученное тесто хорошо проминают руками и, скатанное в виде шара, кладут в чашку, прикрывают стеклом (для предотвращения заветривания) и оставляют его на 20 мин в покое при температуре 182 ⁰С. По истечении 20 мин начинают отмывание клейковины под слабой струей воды над ситом. Вначале отмывание ведут осторожно, разминая тесто пальцами, чтобы вместе с крахмалом не оторвались кусочки теста или клейковины. Когда большая часть крахмала и оболочек удалена, отмывание ведут энергичнее между обеими ладонями. Оторвавшиеся кусочки клейковины тщательно собирают с сита и присоединяют к общей массе клейковины.

При отсутствии водопровода допускается отмывание клейковины в емкости с 2-3 дм³ воды. Для этого тесто опускают в воду на ладони и разминают его пальцами. Промывную воду меняют 3–4 раза по мере накопления в ней крахмала и оболочек, процеживая ее через шелковое сито для улавливания частичек клейковины, которые присоединяются к общей массе клейковины. Когда большая часть крахмала будет отмыта и клейковина, сначала мягкая и рвущаяся, станет более связанной и упругой, разминание и промывание можно вести энергично до тех пор, пока промывная вода не перестанет быть мутной.

Для установления полноты отмывания клейковины применяют следующие способы: а) к капле воды, выжатой из отмытой клейковины, добавляют каплю раствора йода в йодистом калии – отсутствие синего окрашивания указывает на полное удаление крахмала; б) в чистую воду, налитую в хорошо вымытый стакан, выжимают из клейковины 2–3 капли промывной воды – отсутствие помутнения указывает на полноту удаления крахмала.

Отмытую клейковину хорошо отжимают от воды руками, пока она не начнет прилипать к ним, и взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем её повторно промывают в течение 5 мин под струей воды, отжимают и вновь взвешивают. Промывание заканчивают, когда разница между двумя взвешиваниями будет менее 0,1 г. Полученное количество клейковины выражают в процентах к муке.

Норма допустимого отклонения при контрольных и арбитражных определениях количества клейковины 2 %.

Запись в лабораторной журнале

Количество отмытой из муки клейковины г;

Количество муки г;

Количество клейковины в муке %.

Заключение.

В связи с большим отклонением в результате определения количества клейковины по этому методу, производимому различными лабораториями, делается попытка унифицировать методику. Так, в частности, предлагается воду для замеса теста брать с учетом влажности муки, использовать специальный дозатор воды, производить замес теста тестомесильной машиной, регламентировать время отмывания, механизировать весь процесс отмывания.

Определение качества сырой клейковины

Отмытую клейковину оценивают органолептически по ее цвету и физическим показателям. Цвет клейковины, хорошей в хлебопекарном отношении муки, должен быть светлый или светло-желтый. Темная клейковина обычно отмывается из муки, неудовлетворительной в хлебопекарном отношении.

О физических свойствах судят по растяжимости и эластичности клейковины, которые определяют после установления ее цвета. Для этого из отжатой клейковины на лабораторных весах берут навеску 4 г. Отвешенный кусочек клейковины обминают пальцами 3-4 раза и формуют в шарик, который помещают в чашечку с водой, температурой 18-20 ºС на 15 мин, после чего устанавливают растяжимость и эластичность.

Под растяжимостью клейковины понимают свойство ее растягиваться в длину. Для определения растяжимости клейковину берут тремя пальцами обеих рук и над линейкой с миллиметровыми делениями равномерно растягивают до разрыва так, чтобы все растягивание продолжалось около 10 секунд.

При растягивании не допускается прокручивание клейковины. В момент разрыва клейковины отмечают длину, на которую она растянулась. По растяжимости клейковина характеризуется следующим образом: короткая (при растяжимости до 10 см), средняя (от 10 до 20 см) и длинная (свыше 20 см).

Эластичностью клейковины называется ее свойство восстанавливать первоначальную форму после снятия растягивающего усилия.

Об эластичности клейковины можно судить по ее поведению при определении растяжимости, кроме того, устанавливают эластичность отдельных кусочков клейковины, оставшихся после определения растяжимости. Кусочек клейковины тремя пальцами обеих рук растягивают над линейкой с миллиметровыми делениями примерно на 2 см и отпускают или кусочек клейковины сдавливают между большим и указательным пальцами. По степени и скорости восстановления первоначальной длины или формы кусочка клейковины судят об ее эластичности.

Эластичные свойства клейковины из муки нормального качества находятся в обратной зависимости от ее растяжимости: чем более растяжима клейковина, тем она менее эластична. Поэтому производственные лаборатории хлебозаводов дают качественную оценку клейковине не по ее эластичности, а по растяжимости.

Свойства слабой и сильной клейковины после того, как ее отмыли из муки и положили в воду, неодинаковы. Слабая клейковина или тотчас же после ее отмывания, или, даже при отмывании образует сплошной липкий комочек с большой растяжимостью. После нескольких часов отлежки такой клейковины в воде (30 ⁰С) она сильно расплывается, почти полностью теряет эластичность и способность сопротивляться растяжению. Очень слабая клейковина при этом превращается в липкую тянущуюся клееобразную массу.

Сильная (крепкая) клейковина тотчас после отмывания обычно образует плохо слипающиеся отдельные дольки или сплошной упругий комочек губчатого строения. По мере отлежки под водой комочек клейковины приобретает однородное строение, растяжимость клейковины несколько увеличивается.

Определение качества сырой клейковины на приборе ИДК/1 (ИДК-1М) или ИДК-2

Определение качества клейковины на приборе ИДК-1 (ИДК-1М) или ИДК-2 проводится по ГОСТ 27839-88.

Прибор ИДК-1 (рисунок 1), предназначен для определения способности клейковины оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия.

1 - опорный столик; 2 – пуансон; 3 - верхнее положение пуансона; 4 – включатель; 5 – микроамперметр; 6 - сигнальная лампочка «сеть»; 7 - стрелка-указатель; 8 – шкала; 9 - ручка для переноса прибора; 10 - кнопка «отсчет»; 11 - кнопка «пуск»; 12 - кнопка «тормоз»; 13, 14, 15 -детали для калибровки прибора и регулирования положения стрелки-указателя на шкале прибора

Рисунок 1 – Прибор ИДК-1

Сущность метода заключается в определении качества клейковины путем измерения ее упруго-эластичных свойств.

Для определения качества клейковины из окончательно отмытой, отжатой и взвешенной клейковины выделяют навеску массой 4 г и формуют её в виде шарика. Поверхность шарика должна быть гладкой, без разрывов.

Если клейковина крошащаяся, представляет собой после отмывания губчатообразную, легко рвущуюся массу и не формуется в шарик, ее относят к III группе без определения качества на приборе.

Шарик клейковины помещают для отлежки в ёмкость с водой, температурой от 18 до 20 ˚C на 15 мин.

После отлежки шарик клейковины вынимают и помещают его основанием в центр столика прибора ИДК-1 (ИДК-1М) или ИДК-2.

Для измерения упругих свойств клейковины на приборе ИДК-1 (ИДК-1М) нажимают кнопку «Пуск» и, удерживая ее в нажатом состоянии 2-3 с, отпускают. Пуансон опускается и сжимает клейковину в течение 30 с. По истечение указанного времени перемещение пуансона автоматически прекращается, загорается лампочка «Отсчет» и производят снятие показаний на шкале прибора. Затем нажимают кнопку «Тормоз» и поднимают пуансон в верхнее исходное положение, снимают со столика образец клейковины и вытирают сухой мягкой тканью диски пуансона и столика. Для измерения упругих свойств клейковины на приборе ИДК-2 нажимают клавишу «Пуск». При загорании индикатора «Результат» с табло снимают и записывают показания прибора. После автоматического возвращения пуансона в верхнее положение загорается индикатор «Готов» и клейковину снимают со столика прибора.

За показатель качества клейковины принимают среднеарифметическое двух параллельных определений. При контрольных и арбитражных анализах допускается отклонение 5 единиц шкалы прибора.

Результаты измерений упругих свойств клейковины выражают в условных единицах прибора и в зависимости от их значения клейковину относят к соответствующей группе качества согласно требованиям таблицы 18. Чем выше указанная способность образца, тем меньше он сожмется и тем меньшая величина (Н_деф^ИДК) будет зафиксирована на шкале прибора. Качественная характеристика клейковины пшеничной муки по показателю ИДК приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Качественная характеристика клейковины пшеничной муки по показателю ИДК

Группа качества	Характеристика клейковины	Показания прибора в условных единицах
		хлебопекарная мука сортов		макаронная мука сортов высшего и первого из пшеницы
		высшего, первого, обойной	второго	твердой	мягкой
III	Неудовлетворительная крепкая	0-30	0-35	-	-
II	Удовлетворительная крепкая	35-50	40-50	-	-
I	Хорошая	55-75	55-75	50-80	50-75
II	Удовлетворительная слабая	80-100		85-105	80-100
III	Неудовлетворительная слабая	105 и более		110 и более	105 и более

Выделение клейковины из зерна ржи прямым отмыванием по методу ВНИИЗ

1. Готовят 1 %-ный раствор сернистого калия в 3 %-ном растворе хлористого натрия. Для этого в 2,5 л дистиллированной воды вносят 75 г хлорида натрия и после растворения добавляют 25 г сернистого калия. Для ускорения процесса, раствор можно нагреть до 35…50 ⁰С.

Солевой раствор предназначен для извлечения из зерна ржи слизей и белковых веществ.

2. Из средней пробы выделяют 100 г зерна ржи, отделяют сорную и зерновую примеси. Навеску массой 50 г размалывают.

3. Нагревают раствор солей до 35 ⁰С.

4. Готовят мучную суспензию на растворе солей: к 50 г размолотого зерна (муки) приливают 500 мл нагретого раствора солей, хорошо взбалтывают.

5. Отделяют из мучной суспензии большую часть отрубей на капроновом или шелковом сите с отверстиями размером 300...400 мкм.

6. Проводят механическую гомогенизацию мучной суспензии в мешалке. При отсутствии мешалки мучную суспензию смешивают вручную в центрифужном стакане, добиваясь равномерности и тщательности смешивания.

7. Центрифужный стакан с мучной суспензией центрифугируют в течение 3...5 мин.

8. Отбрасывают надосадочную жидкость. Остаток тщательно перемешивают и заливают раствор в соотношении 1:10, добавляя его вначале маленькими порциями при тщательном перемешивании, и вновь центрифугируют.

9. Замешивание и центрифугирование повторяют 4 раза в течение 90 мин. При образовании пены на поверхности жидкости после центрифугирования последнюю переносят на сито для отмывания клейковины. Для уменьшения пенообразования суспензию перед центрифугированием осторожно взбалтывают в стакане.

10. После четырех - пятикратного центрифугирования осадок из центрифужного стакана переносят на шелковое или капроновое сито с отверстиями размером не более 100 мкм и промывают под струей водопроводной воды при комнатной температуре, как это делают при отмывании пшеничной клейковины.

11. Удалив основную массу крахмала, сформировавшиеся частицы клейковины и оставшиеся отрубянистые частицы собирают вместе и дополнительно промывают над капроновым ситом с более крупными отверстиями (300...400 мкм). Продолжительность отмывания клейковины на двух ситах не должна превышать 30 мин, а общая продолжительность выделения клейковины от начала замешивания суспензии - 2 ч.

Клейковину выделяют из двух параллельных навесок, взвешивают и берут среднеарифметическое значение с точностью до 0,1 %. Определяют качество клейковины, указав при помощи каких приборов. Количественный выход клейковины достигает 90 % от теоретически возможного, т.е. от суммарного содержания в зерне (муке) глиадина и глютенина.

Содержание сырой клейковины в зерне ржи, определяемое после солевой экстракции методом прямого отмывания, колеблется в пределах от 3,9 до 10,2 %, показания ИДК-1 - от 75 до 110 единиц прибора, гидратационная способность - от 210 до 280 %.

Определение содержания клейковины в зерне ячменя

Клейковину содержит зерно некоторых сортов ячменя. Клейковина ячменя по качеству хуже, чем клейковина пшеницы, и содержание ее значительно меньше. Навеску зерна ячменя для определения содержания клейковины подготавливают в том же порядке, что и для зерна пшеницы. Размалывают 100 г очищенного зерна и отвешивают 25 г муки. Затем к навеске муки прибавляют 14 мл водопроводной воды, нагретой до температуры 45 °С. Замешенное тесто прикрывают часовым стеклом и оставляют в покое на 30 мин для набухания белков.

Отмывают клейковину горячей водой температурой 45...50 °С. Сито применяют с мелкими отверстиями размером 0,1...0,2 мм. Частицы, клейковины ячменя агрегируют медленно и слабо. Поэтому полужидкую массу на поверхности сита необходимо отмывать очень тщательно. Качество клейковины ячменя оценивают тем же методом, что и клейковины пшеницы.

Определение ферментативной активности

Теоретическое обоснование.

Каталаза. Относится к группе гемовых ферментов, катализируемых реакций, в которых участвует не кислород, а перекись водорода, и относится к классу оксидоредуктаз. Ферменты этогог класса игпают важную роль в дыхании зерна при хранении. Под ее воздействием происходит разложение перекиси водорода на воду и молекулярный кислород.

Роль каталазы в организме заключается в том, что она разрушает ядовитую для клеток перекись водорода на воду и молекулярный кислород. Благодаря этой способности каталаза относится к гидропероксидазам, распространена в качестве регулятора процессов окисления как в растительных клетках и является выразителем жизнеспособности зерна.

Амилазы. Это ферменты, расщепляющие углеводы, поэтому их называют карбогидразами, а поскольку они разрывают также α-глюкозидные связи, то и α -глюкозидазами.

В зерне злаковых культур содержатся два специфических фермента, обусловливающих гидролиз крахмала:

α-амилаза или декстриногенамилаза (α -1,4-глюкан-I I люканогидролаза), гидролизующая α -1,4-глюкановые связи и полисахаридах, содержащих три или более остатков D-тлюко-соединенных α -1,4-связями, причем эти связи разрываются <п (порядочно, снижая вязкость клейстеризованного крахмала с образованием низкополимеризованных декстринов, не дающих окраску с йодом, а также небольшое количество мальтозы;

β-амилаза или сахарогенамилаза (α -1,4-глюкан-мальтогидролаза), гидролизующая α -1,4-глюкановые связи в полисахаридах, последовательно отщепляя остатки мальтозы от нередуцирующих концов цепей.

Амилазы расщепляют компоненты крахмала (амилозу и амилопектин) различным образом:

β -амилаза, будучи экзо-энзимом, воздействует на молекулу крахмала, на ее нередуцирующий конец и разрывает только 1,4-глюкозидные связи. Амилоза, имеющая вид спиралеобразной или винтообразной, но не разветвленной цепи, почти пол­ностью преобразуется в мальтозу, а разветвленный амило­пектин превращается в смесь из мальтозы и пограничных декстринов, поскольку образующие разветвления 1,6-глюкозидные связи не разрушаются. Пограничные декстрины при воздействии на них раствором иода приобретают коричневую окраску.

α-амилаза, будучи эндо-энзимом, воздействует на оба компонента крахмала внутри молекулы и снижает тем самым вязкость коллоидных растворов крахмала, т. е. разжижает его. Образующиеся при этом низкомолекулярные декстрины не приобретают никакой окраски при воздействии на них йодом.

Активность амилазы пшеницы, ржи и ячменя существенно не отличается. Овес отличается незначительной активностью β -амилазы, на активность амилаз пшеницы. оказывает влияние сорт и условия выращивания, яровая пшеница характеризуется более высокой активностью β -амилазы, чем озимая.

Зерновые культуры, такие как кукуруза, рис и просо в непрорастающем состоянии характеризуются очень слабой активностью β-амилазы и, наоборот, относительно высокой α -амилазой.

Полифенолоксидаза

Фермент полифенолоксидаза катализирует окисление моно-, ди-, полифенолов. С действием полифенолоксидазы связано образование темноокрашенных соединений – меланинов при окислении кислородом воздуха аминокислоты – тирозин.

Определение активности каталазы

Предлагаемый метод определения активности каталазы основан на учете количества разложившейся перекиси под действием фермента каталазы, содержащийся в зерне, методом титрования перманганатом калия.

Методика выполнения

Навеску зерна в количестве 5г растирают в ступке с 0,3г СаСО₃, затем добавляют 20 мл дистиллированной воды и снова тщательно растирают до получения однородной массы. После этого растертую массу количественно переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят объем до метки. Через 302 мин смесь фильтруют. Две порции чистого прозрачного фильтрата по 20мл помещают в конические колбы на 100 мл. Одну из колб кипятят 2-3 минуты для инактивации фермента, а затем охлаждают. В обе колбы приливают по 20 мл воды и по 3 мл 1%-ого раствора Н₂О_2. Время инкубации – 30 минут. По окончанию инкубации к содержимому колбы добавляют 5 мл 10%-ного раствора серной кислоты и титруют 0,1Н раствором перманганата калия до слабо розового окрашивания, не исчезающего в течение одной минуты. По разности между контрольным и опытным титрованием определяют количество разложившейся перекиси водорода за время инкубации из расчета на 1г исходного зерна.

Вычесление результатов проводят по формуле:

;

Где Х – активность каталазы в мг Н₂О_2, разложившейся за время инкубации на 1г зерна;

а – объем 0,1Н раствора КМnО₄, израсходованного на опытное титрование (мл);

в - объем 0,1Н раствора КМnО₄, израсходованного на холодное титрование (мл);

Т – поправка к титру 0,1Н КМnО₄;

Н – навеска зерна (г).

Оформление результатов – записываются в таблицу 6.

Наименование объекта	Н,г	а, мл	в, мл	Т	Активность каталазы

Определение активности амилолетических ферментов зерна

Активность амилаз можно оценить по уменьшению степени полимеризации субстрата, о чем свидетельствует изменение окрашивания йода. Окраска изменяется от синего (крахмал, декстрины) до красно-фиолетового (эритродекстрины), а затем исчезает вовсе (ахродекстрины), желтый цвет обусловлен цветом самого йода.

Приборы реактивы: мерные колбы на 100 мл; конические колбы на 50 мл; воронки; водяная баня; термометры; бюретки; 15 %- ный раствор ZnSO₄ ; 1н. NаОН; 6,925 %-ного раствора СuSO_4,; щелочной раствор сегнетовой соли; 30 %-ный КJ; 25 %-ный раствор Н₂SО₄; 0,1 н. тиосульфат натрия, 2 %-ный раствор крахмала.

Методика выполнения: 10г муки, полученной при измельчении зерна, количественно переносят в мерную колбу на 100мл. Колбу с мукой помещают на водяную баню при температуре 27 ⁰С на 15 мин для прогрева муки. Приливают пипеткой 50 мл дистиллированной воды (температурой 27⁰ С), взбалтывая содержимое колбы каждые 15мин.

Колбу снимают с бани, добавляют цилиндром 15 мл 15 %- ного раствора ZnSO₄ и 15 мл 1н. NаОН, доводят водой до метки, хорошо взбалтывая 3 мин, отстаивают 3-5 мин и отфильтровывают.

Для количественного определения сахара в колбу на 50 мл отмеряют пипеткой 3 мл фильтрата, 1 мл 6,925 %-ного раствора СuSO_4, 1 мл щелочного раствора сегнетовой соли (346г сегнетовой соли и 100г NаОН в 1 л раствора).

Колбу ставят на огонь, доводят до кипения, кипятят 2 мин и охлаждают. В колбу вносят 1 мл 30 %-ного раствора йодистого калия и 1 мл 25 %-ного раствора Н₂SО₄ и сразу же титруют выделившийся йод 0,1 н раствором тиосульфата натрия до светло-желтого окрашивания. Затем прибавляют 3-4 капли раствора крахмала и продолжают титровать, до исчезновения синей окраски.

Одновременно проводят контрольный опыт, беря вместо вытяжки 3 мл дистиллированной воды. Разность в результатах титрования, полученных в контрольном опыте и при определении сахара, умножая на поправку к титру тиосульфата, показывает количество восстановленной меди, выраженной в мл 0,1 н раствора тиосульфата натрия (С).

Количество сахара в вытяжке вычисляют путем умножения величины С на фактор пересчета для данного вида сахара, который равен для глюкозы – 3,3; фруктозы – 3,7; сахарозы – 3,4; мальтозы – 5,4.

Затем делают пересчет на 10 г муки.

В количество сахара, определенное этим методом, входят не только сахара, образовавшиеся при ферментативном расщеплении, но и собственные редуцирующие сахара муки.

Оформление работы

Полученные результаты записывают в таблицу 7.

Таблица 7

V, мл тиосульфата натрия, пошедший на опытное титрование	V, мл тиосульфата натрия, пошедший на контрольное титрование	Количество восстановленной меди, мл	Количество сахара в, мг

Определение активности полифенолоксидазы

Предлагаемый метод определения активности полифенолоксидазы основан на окислении пирокатехина в присутствии кислорода. Получаемый хинон постоянно подвергается восстановлению аскорбиновой кислотой в исходное вещество, аскорбиновая кислота окисляется в дегидроаскорбиновую.

Приборы реактивы: мерные колбы на 100 мл; конические колбы на 50 мл; воронки; водяная баня; термометры; мерные цилиндры на 10мл, бюретки; фосфатный буферный раствор рН 7,38, 0,1%-ный раствор аскорбиновой кислоты, 0,02М раствор пирокатехина, 10%- ный раствор фосфорной кислоты, 0,01М раствор йода, раствор крахмала.

Методика выполнения

Навеску муки, полученной при размоле зерна, 5г помещают в мерную колбу на 100 мл и добавляют фосфатный буферный раствор рН 7,38 до метки, настаивают 1,5-2 часа и фильтруют. Затем в коническую колбу на 50 мл вносят 1мл фильтрата, 3 мл дистиллированной воды, 2 мл 0,1 %-ного раствора аскорбиновой кислоты и 1 мл 0,02М раствора пирокатехина. Для проведения контрольного опыта берут 1 мл предварительно прокипяченного фильтрата и все реактивы, что и в рабочем опыте.

Температура всех компонентов должна быть 18-20⁰С колбы равномерно встряхивают в течение 15 минут. Затем добавляют 1 мл 10%-ного раствора фосфорноф кислоты и титруют 0,01М раствором йода в присутствии крахмала.

Активность полифенолоксидазы (П) выражают в миллиграммах аскорбиновой кислоты:

;

Где а, в –объем раствора йода, пошедшего на титрование контрольного и рабочего опытой, мл;

G – навеска муки, соответствующая 1 мл фильтрата, г (0,05);

Т – масса аскарбиновой кислоты, эквивалентная 1 мл раствора йода, г (0,83).

Результаты исследований сводят в таблицу 8

Объект исследований
Внешний вид, вкус, запах, цвет
Влажность, %
Кислотность, град
Количество сырой клейковины, %
Качество сырой клейковины, ед ИДК
Активность каталазы
Амилолетическая активность
Активность полифенолоксидаза

Вопросы для самоконтроля:

1. Из каких частей состоит зерно?

2. От чего зависит качество зерна как объекта хранения и переработки?

3. Что относится к морфологическим признакам зерна?

4. Каково влияние влажности зерна на его сохранность и технологию производства зерновых продуктов?

5. Каким может быть состояние зерна по влажности?

6. Прямые и косвенные методы определения влажности зерна?

7. Формы и виды связи влаги с тканями зерна?

8. Свободная и связанная влага зерна?

9. Характеристика состояний по влажности для зерна различных культур?

10. Что понимают под кислотностью зерна?

11. Размерность кислотности зерна?

12. Какова должна быть кислотность свежего зерна?

13. Что происходит с кислотностью зерна при хранении и почему?

14. Методы определения кислотности зерна?

15. Что такое клейковина?

16. Состав клейковины и её особенности?

17. Белковые фракции клейковины? Их особенности?

18. Особенности отмывания клейковины из пшеницы, ржи, ячменя?

19. Что понимают под качеством клейковины?

20. Факторы, влияющие на количество и качество клейковины?

21. Каков -механизм действия амилолитических ферментов?

22. В чем заключается сущность метода определения ферментативного образования сахара из крахмала?

23. Свойства амилолетических ферментов.

24. На чем основан метод определения активности полифенолоксидазы?

25. Назовите субстраты для полифенолоксидазы?