1. Цели и задачи курса

Тема 3.1 Пшеница

1. Значение пшеницы

2. Ботаническая характеристика пшеницы

3. Сила пшеницы

4. Типовой состав

5. Стекловидность

6. Клейковина

7. Число падения

8. Дефекты пшеницы

9. Стандарты на пшеницу

10. Классы пшеницы

Пшеница - основная и очень ценная продовольственная культура. Зерно мягкой пшеницы по своему химическому составу и энергетической ценности является превосходным сырьем для производства муки и приготовления из нее хлеба. Эндосперм содержит белки, образующие хорошую клейковину, обусловливающую получение легкоусвояемого пористого хлеба.

Мука из зерна твердой пшеницы богата белками и содержит упругую клейковину. Такая мука является сырьем для производства макаронных изделий. Пшеничное зерно широко, используется для выработки круп (манной и др.) и хлопьев. Из пшеницы получают крахмал и клеящие средства. Пшеничные отруби являются В Увеличение урожайности пшеницы и снижение ее себестоимости (в результате механизации сельского хозяйства) позволили использовать зерно пшеницы и на кормовые цели. В качестве грубых кормов используются солома пшеницы.

Культура пшеницы известна около 10 тыс. лет. В странах Европы пшеницу возделывают в течение 4-5 тыс. лет. В Южную Америку она завезена в начале XVI века.

Пшеницу возделывают во всех частях земного шара. Северная граница возделывания пшеницы достигает 60° северной широты и даже местами заходит за Полярный круг (в Норвегии и в России, что обусловлено теплым течением Гольфстрима)

На юге культура пшеницы широко распространена до 50° южной широты, т. е. захватывает Австралию, южную оконечность Африки и почти всю Южную Америку.

Пшеницу можно возделывать и высоко в горах, например, в Гималаях, на высоте 3000-4000 м над уровнем моря. В Эфиопии основную массу пшеницы культивируют на горных плато на высоте 2000-2800 м над уровнем моря.

Пшеницу культивируют более чем а 80 странах земного шара. В мировом земледелии она занимает первое место пo посевной площади и по валовым сборам зерна. В некоторые годы по валовым сборам она делит первое место с кукурузой и рисом. Последнее объясняется меньшей урожайностью пшеницы по сравнению с этими культурами.

Наша страна занимает первое место в мире по посевным площадям и валовому сбору зерна пшеницы.

Значительные площади заняты под пшеницей в США, Канаде, Австралии, Аргентине, Испании, Турции, Франции и в других странах.

Из многочисленных видов пшеницы в мировом земледелии культивируются главным образам пшеница мягкая и твердая. Озимая мягкая пшеница дает устойчивые урожаи только в южных районах, с умеренными морозами хорошим снежным покровом. В связи с этим под мягкой пшеницей заняты значительно большие площади, чем под озимой.

Твердая пшеница (главным образом яровая) сосредоточена в зоне засушливого земледелия: Оренбургской, Саратовский, Волгоградский областях; в средней части Алтайского края, в южной степной и лесостепной частях Омской и Курганской областей, в южной части Новосибирской области.

- яровая

Яровая пшеница характерна для районов Западной Сибири, Казахстана и примыкающих к ним районов Уpaлa. Пoceвные площади под яровой пшеницей увеличились в результате освоения целинных земель в восточных районах страны. Возделывают ее также в Нижнем и Среднем Поволжье и в нечерноземной полосе. Средняя урожайность яровой пшеницы невысокая в связи с ее очень широким географическим распространением и посевами в засушливой зоне. Поэтому селекционерами поставлена задача — вывести сорта яровой пшеницы среднеспелые и скороспелые обладающие устойчивостью к засухе и полеганию, с потенциальной урожайностью 40-60 ц/гa. Основные районы возделывания озимой пшеницы: Северный Кавказ, районы Центрально-Черноземной зоны, Правобережье Волги. Озимая пшеница довольно, широко распространена и в нечерноземной полосе

В условиях высокой агротехники она более урожайна; чем яровая.

В настоящее время селекционеры работают над выведением зимостойких, короткостебельных, устойчивых к полеганию сортов пшеницы с потенциальной урожайностью 80— 90 ц/га.

В посевах США преобладает озимая мягкая пшеница. Твёрдая пшеница занимает небольшие площади.

В Канаде возделывают почти исключительно яровую мягкую пшеницу;

В странах 3ападной Европы преобладает озимая пшеница, качество зерна которой не удовлетворяет перерабатывающую промышленность. Поэтому страны Западной Европы, даже производящие много пшеницы, например, Франция импортируют пшеницу с высокими хлебопекарными достоинствами.

В Европе твердую пшеницу возделывают только в южной части континента, например, в Италии - на юге полуострова и на островах Сицилии и Сардиния. В последние годы твердую пшеницу высевают во Франции, Австрии.

Наивысшая концентрация посевов твердой пшеницы - отмечается в странах Ближнего Востока (Турции, Ираке) и Северной Африке (Алжире, Тунисе и Марокко).

Пшеницу используют:

- на мукомольные цели. Мука из мягкой пшеницы направляется для производства хлебобулочных и кондитерских изделий, мука из твердой пшеница – для производства макаронных изделий.

- на крупяные цели. Га крупозаводах производят крупу «Полтавскую» и «Артек», на мукомольных заводах производят манную крупу.

- зерно пониженного качества используется для кормовых целей и выработки комбикормов;

- зерно пониженного качества используется на технические цели ( производства спирта, крахмала и др.)

Среди злаковых культур род пшеницы Triticum выделяется большим разнообразием видов. В нем насчитывается 27 видов, которые хорошо различаются по морфологическим и биологическим признакам, а также по производственному значению.

По числу хромосом виды пшеницы делятся на 4 группы: диплоидные с 14 хромосомами в соматических клетках, тетраплоидные с 28 хромосомами, гексаплоидные с 42 хромосомами, и октоплоидные с 56 хромосомами.

Изучение хромосомного состава дикой и_. культурной флоры показало, что некоторые важнейшие сельскохозяйственные растения представяют собой полиплоидные формы. Когда сельскохозяйственные культуры, в том числе и пшеница, представлены в производстве видами различной плоидности, то, как правило, более ценными формами являются растения с большим числом хромосом.

Гексаплоидная мягкая пшеница - самая продуктивная и наиболее распространенная. На ее долю приходится более 4/5 всей площади посевов этой культуры.

Наиболее ценная из тетраплоидов - твердая пшеница занимает 10-11 % мировых посевов пшеницы. Диплоидный вид - культурная однозернянка - занимает лишь незначительные площади. Все пшеницы можно также разделить на две группы: голозерные и полбяные (пленчатые).

Голозерная пшеница имеет неломкий колосовый стержень. Зерно при обмотке освобождается от колосковых и цветочных чешуй. К группе голозерной пшеницы относятся виды: мягкая, или обыкновенная пшеница (Triticum aestrivum L.), твердая пшеница (Triticum durum Desf.), пшеница тургидум (Triticum turgidrum L.), карликовая пшеница (Triticum compactum Host.).

Мягкая или обыкновенная пшеница (Triticum aestrivum L.). Основной вид в земледелии земного шара. Колос длинный, рыхлый с более широкой лицевой стороной, остистый и безостый. Колосковые чешуи широкие, неплотно закрывают цветковые чешуи.У остистых форм ости обычно короче колоса и расходятся в стороны. Колоски 2-5-цветные, но обычно только 2-3 цветка образуют зерно. Зерно с явно выраженным хохолком, к зародышу несколько расширенное. Зародыш выделяется менее резко, чем у зерна твердой пшеницы. Форма зерна может быть удлиненная, яйцевидная, овальная, бочковидная.

В зависимости от условий выращивания и сортов зерно имеет различную консистенцию - мучную, полустекловидную или стекловидную. Соломина по всей длине полая, имеет 5-6 междоузлий. Пшеница представлена яровыми, полуозимыми и озимыми формами. Этот вид имеет большое разнообразие сортов.

Твердая пшеница (Triticum durum Desf.). Колос крупный, плотный, сечение квадратное или несколько сжатое. Длина колосковых чешуй такая же, как и в наружных цветковых чешуй, несущих длинные ости. Ости длиннее колоса.

Колосковые чешуи имеют выступающий киль. Колоски многоцветковые, но только в 2-3 образуются зерна. Зерно крупное, удлиненное, книзу сужающееся, в поперечном разрезе слегка угловатое, чаще стекловидное. Хохолок на верхушке, зерна слабо выражён. Зародыш выделяется ясно. Твердая пшеница, представлена почти исключительно яровыми формами, однако в посевах имеются и озимые сорта.

Мягкая и твердая пшеница имеет много разновидностей, которые отличаются следующими морфологическими признаками: остистостью, опушенностью колосковых чёшуй, окраской колоса, остей и зерна.

Пшеница тургидум (Triticum turgidrum L.). Колос простой и ветвистый, напоминающий колос твердой пшеницы, почти всегда остистый. Зерно короткое, округлое, часто мучнистое. Известны формы полуозимые и яровые. В небольших размерах возделывается в средиземноморских районах.

Карликовая пшеница (Triticum compactum Host.). Колос короче и плотнее, чем у мягкой пшеницы. Длина колоса обычно в три раза больше ширины. По форфологическим признакам карликовая пшеница близка к мягкой. Распространена на Ближнем Востоке, в Афганистане. В озимых посевах встречается в Туркмении и Армении.

Полбяные (пленчатые) пшеницы имеют ломкий колосковый стержень. При созревании он легко распадается на колоски вместе с члениками колоскового стержня. Зерно при обмолоте остается в колосках. К группе пленчатой пшеницы относятся виды: культурная однозернянка (Tr. monococcum L.), эммер (полба) (Тг. dicoccum Schubl.) и др.

Культурная однозернянка (Тг. monococcum L.). Растение горных степей. Колос узкий, остистый, плотный. 3ерно пленчатое. Однозернянка нетребовательна к теплу и почве, засухоустойчива и устойчива против грибных болезней. В СССР найдена как примесь в посевах полбы в Закавказье. В смеси с полбой возделывается в Балканских странах, Испании, Марокко, на Ближнем Востоке.

Полба (Tr. dicoccum Schubl.). Колос плотный с длинными параллелыми остями, в колоске обычно два зерна. Зерно удлиненное, стекловидное, при обмолоте остается в колосках. В прошлом полба была широко распространена преимущественно как яровая культура в Татарстане, Чувашии и Мордовии, в Среднем Поволжье. В настоящее время ее высевают на небольших площадях. Полба нетребовательна к условиям возделывания, устойчива против грибных болезней.

3. Сила пшеницы

Специфические показатели качества пшеничного зерна - ее стекловидность, количество и качество клейковины - в значительной степени определяют технологические достоинства пшеницы, возможность получения высококачественного печеного хлеба.

Так как эти признаки очень изменчивы и обусловлены сортовыми особенностями, почвенно-климатическими условиями и агротехникой, то и хлебопекарные качества пшеничного зерна значительно отличаются друг от друга. В связи с этим мягкую пшеницу, обладающую различными технологическими свойствами, принято делить на три группы: сильную, среднюю и слабую.

В мировой практике сильной пшеницей называют такую пшеницу, мука из которой в тесте при соответствующем технологическом процессе способна давать формоустойчивый хлеб большего объема с хорошим пористым мякишем. Добавка этой пшеницы к партиям, обладающим низкими хлебопекарными свойствами, обеспечивает возможность получения смеси зерна муки хорошего качества. Под сильной пшеницой понимают зерно отдельного сорта или смеси сортов, харакеризующиеся генетически обусловленными, очень высокими хлебопекарными качествами и потенциальной способностью быть быть улучшителем слабой в хлебопекарном отношении пшеницы. Таким образом, в первую группу входят сорта сорта пшеницы, которые дают высококачественный хлеб и могут быть использованы для улучшения слабой пшеницы.

Смесительная ценность сильных пшениц может быть различной, и в зависимости от этого ее подразделяют на улучшители посредственные, хорошие и отличные.

Среднюю пшеницу используют для получения хорошего хлеба без добавления сильной. За эту способность такие сорта признаны ценными. К ним можно добавлять и некоторое количество слабых пшениц. Ценными пшеницами отдельного сорта или смеси сортов называют пшеницы, характеризующиеся генетически обусловленными высокими хлебопекарными качествами, используемыми для произвлдства хлебопекарной муки в чистом виде или в смеси с небольшим количеством слабой в хлебопекарном отношении пшеницы.

Слабая пшеница дает хлеб с пониженными показателями качества, поэтому для получения хорошего хлеба к ней необходимо добавлять сильную пшеницу.

В мировом производстве мягкой пшеницы удельный вес сильной составляет 15-20 %, средней - 25-30 и слабой - 50-55%.

Основными производителями сильной пшеницы являются Канада, США, Австралия, Аргентина. Наща страна обладает большими возможностями производства сильной пшеницы, располагая хорошими селекционными сортами и благоприятными почвенно-климатическими условиями во многих районах.

Для оценки сильной пшеницы используют прямые и косвенные методы. К прямым методам относится пробная выпечка.

Косвенные методы дают возможность до выпечки иметь представление о хлебопекарных свойствах зерна. Эти методы основаны на учете разнообразных признаков, прежде всего пластических свойств теста. Косвенные методы занимают занимают меньше времени, но требует довольно сложных специальных приборов с автоматически записывающими приспособлениями. Наиболее часто используют альвеограф, фаринограф и валориграф и по полученным диаграммам судят о силе муки.

На альвеографе в основном определяют газоудерживающую способность теста, выраженную через работу в джоулях, затраченную на выдувание теста в пузырь до разрыва. При помощи фаринографа и валориграфа определяют его упругости т. д.

Таким образом, мука из сильной пшеницы, дает тесто, не ослабевающее в процессе брожения и механической обработки, и обеспечивает при длительном брожении хлеб высокого качества (хорошей формы, большого объема, с мелкой тонкостенной пористостью) с объемным выходом не менее 450 мл.

Зерно твердой пшеницы характеризуется высокой стекловидностью и клейковиной, обладающей большой упругостью (вторая группа). При размоле зерна твердой пшеницы образуется много крупок, которые идут на изготовление макаронных изделий. В эндосперме зерна твердой пшеницы в значительном количестве содержится каротин, придающий муке и макаронным изделиям кремовый цвет. Макаронная мука должна давать плотное тесто, способное формоваться в различные виды макаронных изделий, обладающие после высушивания высокой прочностью.

Твердая пшеница; так же как и сильная, требует специальной агротехники возделывания. Только в том случае зерно будет соответствовать требованиям государственного стандарта.

За зерно твердой пшеницы, удовлетворяющее определённы требованиям, в том числе и за содержание клейковины с хорошей упругостью (вторая группа) выплачивают надбавки к закупочной цене на мягкую пшеницу.

В зависимости от формы возделывания, вида и цвета пшеницу делят на типы и подтипы. В некотором случае разделение на подтипы учитывается стекловидностью.

Пшеница делится на 6 типов:

I - мягкая яровая краснозерная (Алтайская 81, Альбидум 28, Воронежская 10, Курганская 1, Омская 9, Саратовская 29, Московская 35, Иртышанка 10, Люба, Симбирка, Тулунская 12);

II - твердая яровая (Алмаз, Безенчукская 13, Оренбургская 2, Оренбургская 10, Светлана, Харьковская 3, Харьковская 46);

III - мягкая яровая белозерная (Новосибирская 67, Саратовская 42, Саратовская 46, Саратовская 55;)

IV - мягкая озимая краснозерная (Безостая 1, Донская безостая, Мироновская 808, Обрий, Волгоградская 84, Тарасовская 29, Тарасовская 87, Юна, Скифянка, Донщина, Дон 85);

V - мягкая озимая белозерная (Альбидум 28, Кинельская 3);

VI - твердая озимая (Бахт, Кораллодесский, Мугань, Мирбаширская 50, Парус).

I, II, III, IV типы делятся на подтипы в зависимости от цвета и стекловидности:

I тип: 1 подтип - темно-красный;

2 подтип - красный;

3 подтип - светло-красный или желто-красный;

4 подтип - преобладаею желтые и желтобокие зерна, придающие всей партии желтый оттенок.

II тип: 1 подтип - темно-янтарный;

2 подтип - светло-янтарный.

III тип: 1 подтип - белозерная стекловидная;

2 подтип - белозерная.

IV тип: 1 подтип - темно-красный;

2 подтип - красный;

3 подтип - светло-красный или желто-красный;

4 подтип - преобладаею желтые и желтобокие зерна, придающие всей партии желтый оттенок.

V и VI типы на подтипы не делятся. При приеме зерна учитывается тип, подтип партии. В зависимости от типового состава пшеница размещается на хранение (отдельно по типам и подтипам. В некоторых случаях отдельно направляется на переработку).

При приеме на хлебоприемное предприятие в документах указывается тип и подтип, поступаемой пшеницы. Анализ на типовой состав сводится к тому, чтобы определить содержание в партии зерен другого типа. Для каждого типа содержание зерен другого типа нормируется стандартом. Например, для I типа не более 10 %. Если содержание зерен других типов больше нормы, то партия считается смесью типов. Такая партия обладает худшими технологическими свойствами и при приеме оплачивается дешевле. Для анализа на типовой состав пшеница берется навеска массой 20 граммов после определения засоренности.

По консистенции зерно пшеницы принято делить на 3 группы:

1) стекловидное зерно - это зерно, которое при разрезе похоже на излом битого зерна, а при просвечивании диафоноскопом прозрачное. В стекловидных зернах содержание белков больше, чем в мучнистых. В результате весь крахмал связан с белком, свободный крахмал не обнаруживается;

2) мучнистое зерно - это зерно, которое при разрезе белое, крахмалистое. А при просвечивании диафоноскопом темные. В таком зерне белков содержится мало и много свободного крахмала;

3) зерно полустекловидное (частично стекловидное). Часть зерна стекловидное, а часть мучнистое.

Общяя стекловидность - это сумма всех стекловидных зерен и половины частично стекловидных.

Ос = Ст + Чс / 2,

где Ос - общая стекловидность, %;

Ст - стекловидное зерно, шт.;

Чс - частично стекловидное, шт.

Стекловидность выражается в процентах. Для анализа берут навеску 100 зерен. Стекловидность можно определить 2 способами:

а) разрезанием зерна;

б) просвечиванием на диафанаскопе.

По стекловидности партия пшеницы классифицируется:

а) высокая стекловидность - больше 60 %;

б) средняя стекловидность - 40-60 %;

в) низкая стекловидность - ниже 40 %.

Та партия ценится боьше, где стекловидность выше, т. к. :

а) больше содержит белка;

б) лучшие хлебопекарные достоинства;

в) больше выхода готовой продукции.

У стекловидных зерен эндосперм плотный, а у мучнистых - рыхлый. Современным технологическим приемом является раздельная подготовка к помолу низкостекловидных и высокостекловидных потоков. Смешивание их проводят перед размолом, т. к. режимы гидротермической обработкинизкостекловидных и высокостекловидных потоков разные.

Клейковина - это белковый студень, полученный при отмывании теста водой.

Клейковина на 80-85 % состоит из белков, остальные 15-20 % - это вода и примеси. Образовывать клейковину могут только белки пшеницы. Клейковина состоит из глютелинов. Для пшеницы анализ на клейковину является обязательным. Клейковина характеризует хлебопекарные свойства зерна, т. к. обладает газоудерживающей способностью. Клейковина способна удерживать углекислый газ, который образуется при спиртовом брожении, т. е. клейковина оказывает влияние на пористость хлеба.

При анализе определяют:

1) количество сырой клейковины.

Размолотое зерно тщательно перемешивают и выделяют навеску массой 25 г или более с таким расчетом, чтобы обеспечить выход сырой клейковины не менее 4 г. Количество воды для замеса теста в зависимости от массы навески должно быть следующее: mнав= 25 г, Vв= 14 мл; mнав=30г, Vв= 17 мл; mнав= 35 г, Vв= 20 мл; mнав =40 г, Vв= 22 мл. Температура воды должна быть 18± 2°С. Тесто замешивают вручную с помощью пестика или на тестомесилке ТЛ. Скатанное в шарик тесто кладут в ступку или чашку, закрывают крышкой и оставляют на 20 мин. По истечении 20мин начинают отмывание клейковины под слабой струей воды над густым шелковым капроновым ситом. Сначала отмывание ведут осторожно, а когда большая часть крахмала и оболочек будет отмыта — энергичнее. Случайно оторвавшиеся кусочки клейковины тщательно собирают с сита и присоединяют к общей массе клейковины.

При отсутствии водопровода допускается отмывать клейковину в тазу или чашке. В таз наливают не менее 2 л воды. Когда в воде накапливается крахмал и частицы оболочек, воду меняют, процеживая ее через густое шелковое или капроновое сито. Отмывание ведут до тех пор, пока оболочки не будут полностью отмыты и вода, стекающая при отжимании клейковины, не почти прозрачной (без мути). Клейковина, которая не отмывается, характеризуется термином «неотмывающаяся».

Отмытую клейковину отжимают между ладонями, вытирая их время от времени сухим полотенцем. Отжатую клейковину взвешивают, затем еще раз промывают 2-3 мин, вновь отжимают и взвешивают. Если разница между двумя взвешиваниями не превышает ±0,1 г, то отмывку клейковины считают законченной. Количество сырой клейковины выражают в процентах _{к массе навески измельченного зерна.}

2) качество сырой клейковины.

Качество сырой клейковины характеризуется упругими свойствами. Для этого из окончательно отмытой и взвешенной клейковины выделяют навеску 4 г, формуют в шарик и помещают на 15 мин в чашку или ступку с водой температурой (18± 2)°С, после чего приступают к определению упругих свойств.

Если клейковина крошащаяся, представляет собой после отмывания губчатообразную, легко рвущуюся массу и не формуется после обминания ее 3-4 раза в шарик, ее относят к III группе без определения качества на приборе.

Работу на приборах проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации, прилагаемой к каждому прибору. Для определения качества сырой клейковины в центр столика прибора помещают навеску клейковины и подвергают возделыванию опускающего груза (пуансона). По истечению 30 сек перемещение груза автоматически прекращается. Записав показания прибора, груз возвращают в исходное положение. Испытанную клейковину снимают со столика прибора. Для прибора ИДК - 3 калибровочное число 150,70,5.

до 10 см - короткая

от 10 до 20 см - средняя

более 20 см – длинная