Стекловидность как показатель качества зерна пшеницы

Введение.
К основным показателям качества зерна можно отнести стекловидность, содержание белка и клейковины. Но для разных потребителей эти показатели не равноценны. Так, крупяные предприятия заинтересованы в стекловидном ячмене. Наибольший выход перловой крупы получается при переработке именно стекловидного ячменя. Муку из стекловидного зерна предпочитают и производители макаронных изделий. Для хлебопекарной промышленности более важным показателем является содержание клейковины. И всех бы устроило повышенное содержание белка.

Стекловидность, являясь внешним признаком качества зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого эндосперма характерна слабая связь крахмальных зёрен с белком. В стекловидном эндосперме эта связь очень прочная.

Общая стекловидность выражается в процентах и равна числу процентов полностью стекловидных зёрен плюс половина числа процентов частично стекловидных зёрен. Она может быть определена при помощи диафаноскопа или разрезанием 100 зёрен (ГОСТ 10987-76. «Зерно. Методы определения стекловидности»). Показатель общей стекловидности не даёт полного представления о том, какая фракция по стекловидности зерна преобладает в партии - стекловидная, частично стекловидная или мучнистая. Таким образом, можем оценивать качество партии зерна, но не можем им управлять.

В последние годы для очистки зерна широко применяются фотосепараторы, в которых определяется спектрофотометрическая характеристика отдельных частиц, в том числе и зерен, и реализовано их удаление по тем или иным критериям.

Учитывая возможности данной техники, был проведен спектральный анализ стекловидных и мучнистых зерен и выявлен диагностический признак на основе различия уровней сигнала в красной области спектра. Апробация на промышленном оборудовании дала положительные результаты при отсортировке мучнистых зерен [1].

Ранее был предложен «способ разделения зерна по содержанию белка, характеризующийся тем, что осуществляется пропускание зерна через цветосепаратор, оснащенный видеокамерами с высоким цветовым разрешением, и сепарация отдельных зерен по цветовому оттенку, характерному для содержания белка в каждом зерне, при этом разделение зерен по цветовому оттенку проводят в зависимости от порога разделения по интенсивности отраженного света» [2]. Анализ «интенсивности отраженного света» также проводится по уровню сигнала в красной области спектра. Однако именно стекловидность, отражая структуру внутренних тканей зерна, является внешним оптическим признаком качества зерна.

Целью исследований является выявление связи между стекловидностью и содержанием белка для одной партии зерна пшеницы. Ранее проводимые исследования не дают однозначного ответа на этот вопрос. Корреляция между общей стекловидностью и содержанием белка при широком варьировании партиями зерна различных сортов и из различных районов произрастания слаба или вообще отсутствует. В то же время, в пределах одной партии, выращенной в одних и тех же условиях, такая корреляция намечается. В табл. 1 приведены результаты анализа зерна тритикале и трех образцов зерна пшеницы.


Как видно, в пределах одного образца зерна в последовательности «мучнистое - частично стекловидное - стекловидное» наблюдается повышение содержания белка. Таким образом при сортировке по белку, скорее всего, происходила сортировка по стекловидности, а повышение белка является уже вторичным фактором.

Выводы.
Предлагаемая технология разделения зерна пшеницы на стекловидные и мучнистые, несмотря на простоту диагностического признака (различие уровней сигнала спектра отражения в красной области), позволяет в условиях реального производства, на отечественном оборудовании достаточно эффективно и с высокой производительностью подсортировывать зерно, повышая его ценность, что в ряде случаев может оказаться экономически целесообразным.

Пока не понятно, насколько указанный диагностический признак устойчив для различных партий зерна. Возможно, в каждом конкретном случае для настройки фотосепаратора необходимо будет иметь обучающую выборку, которую необходимо будет отбирать традиционным методом.

Дальнейшее исследование спектральных характеристик зерна позволит выявить более информативные отличительные признаки стекловидных и мучнистых зёрен и усовершенствовать методику сепарирования.

Литература:
1. Зверев С.В., Политуха О.В., Панкратьева И.А., Капустин Д.А., Корнев А.С. Фотосепарирование зерна тритикале по признаку стекловидности // Хранение и переработка зерна. – 2017. –  №3. – С.24-26.
2. Способ разделения зерна по содержанию белков. Патент РФ 2400313, класс МНК B07C5I342. Опубл. 27.09.2010.

Зверев С.В., доктор технических наук,
Панкратьева И.А., кандидат сельскохозяйственных наук,
Политуха О.В., Игорянова Н.А., кандидат технических наук,
ФГБНУ «ФНЦ Пищевых Систем им. В.М. Горбатова» РАН,
Зайцев В.Б., кандидат физико-математических наук, МГУ им. М.ВЛомоносова

Статья опубликована в журнале:
Хранение и переработка зерна. – 2017. - №11(219). – С.33-34. (Украина)