1. Цели и задачи курса

1.1 Введение

Товароведение - это наука, которая изучает продукты промышленного и сельскохозяйственного производства, как товар, то есть с точки зрения их ценности для человека.

Товароведение зерна и продуктов его переработки - это дисциплина, которая изучает как товар зерно и зернопродукты, т.е. строение, химический состав, признаки качества зерна и т.д.

Зернопродукты – это продукты переработки зерна, т.е. продукты, полученные из зерна: мука, крупа, комбикорма.

«Товароведение зерна и продуктов его переработки» связано с такими учебными дисциплинами как:

- органическая химия,

- биохимия,

- физика,

- микробиология,

- аспирация и пневмотранстпорт,

а также с профессиональными модулями:

- «Хранение зерна и семян»,

- «Производство мукомольной продукции»,

- «Производство крупяной продукции»,

- «Производство комбикормовой продукции».

К отрасли хлебопродуктов (Российский союз мукомольных и крупяных предприятий) относят следующие предприятия:

1. элеваторы

2. хлебоприемные пункты

3. мукомольные заводы

4. крупяные заводы

5. комбикормовые заводы

Заготовительная функция - это прием, обработка и хранение зерна (элеваторы, хлебоприемные пункты). Под обработкой зерна понимают: очистку от примесей, сушку, вентилирование, обеззараживание.

Промышленная функция - это переработка зерна в готовую продукцию

(мукомольные, крупяные и комбикормовые заводы). На этих предприятиях из зерна производят готовую продукцию: муку, крупу, комбикорма.

В настоящее время предприятиями отрасли являются комбинаты хлебопродуктов (когда на одном предприятии расположено несколько цехов). Например, Чебоксарский комбинат хлебопродуктов включает в себя элеваторный, мукомольный и комбикормовый цеха. Комбинаты хлебопродуктов являются крупными предприятиями. Крупные предприятия имеют современное оборудование и развитую технологию.
2. Значение зерна и продуктов его переработки

Из зерна получают следующие продукты:

1. Мука. С предприятий отрасли хлебопродуктов мука направляется на хлебозаводы, кондитерские фабрики, макаронные фабрики и в торговую сеть. Хлеб является важным продуктом питания, так как хорошо усваивается организмом человека, легко насыщает организм человека и сравнительно дешев.

В разрезе федеральных округов производство хлеба составляет в России: Центральный федеральный округ - 30,11 %;

Приволжский федеральный округ - 20,47 %;

Южный федеральный округ - 15,8 %;

Сибирский федеральный округ - 11,93 %;

Северо-западный федеральный округ - 10,53 %;

Уральский федеральный округ - 7,11 %;

Дальневосточный федеральный округ - 4,04 %.

2. Крупа. Крупа является вторым по значимости продуктом, полученным из зерна. В среднем в России и в Европе человек употребляет в год 14-15 килограммов различных видов круп.

3. Комбикорма. Корм - это физиологически приемлемый специально приготовленный продукт питания животных.

Комбикорм - это очищенная от примесей, измельченная до необходимой крупности смесь нескольких компонентов (обычно 7-12 ).

4. Еще около 30 отраслей промышленности используют зерно как сырье. Например, маслозаводы, пивоваренные заводы, спиртовые заводы, крахмалопаточные предприятия, фармацевтическая промышленность, парфюмерные предприятия и т.д. Такое зерно называется техническим (с ХПП отправляется на предприятия, которые не относятся к отрасли хлебопродуктов).

Отрасль представляет собой множество специализированных предприятий и объединений, которые выпускают однородную продукцию, используют одно и тоже сырье и материалы, у них идентичные технологии, подготовленные по соответствующей программе кадры.

По данным ООН ежегодно в мире от голода и болезней, связанных с недоеданием, умирает около 17 млн. человек. В связи с постоянным ростом населения Земли перед человечеством стоит задача - обеспечение продуктами питания. Важное значение в решении этой проблемы играют зерно и зернопродукты. Перед учеными стоит задача в выведении новых высокоурожайных сортов культурных растений. Например, урожайность пшеницы необходимо довести до 70-80 центнеров с гектара, кукурузы - 100-110 центнеров с гектара. В этом же направлении в настоящее время работает новая наука генная инженерия. В России необходимо обратить внимание на производство сильных и твердых сортов пшеницы. Среди крупяных культур необходимо обратить внимание на производство риса, гречихи, проса и бобовых культур. Среди кормовых культур необходимо увеличить производство сои и кукурузы.

В мукомольной и в крупяной промышленности необходимо расширить ассортимент готовой продукции и повысить ее качество.

Задачи комбикормовой промышленности:

1) увеличение ассортимента продукции;

2) снизить долю зерна в комбикормах за счет увеличения доли отходов пищевых предприятий;

3) необходимо добиться того, чтобы стоимость комбикормов была ниже, чем стоимость зерна.

Тема 1.2 Значение растений в жизни человека

1. Значение фотосинтеза

2. Этапы развития зерна

3. Классификация зерновых культур

1. Значение фотосинтеза

Все живые организмы по типу питания принято классифицировать на 2 группы:

- автотрофы - это такие живые организмы, которые могут синтезировать органические вещества из неорганических веществ.

- гетеротрофы - это такие живые организмы, которые не могут синтезировать органические вещества из неорганических. Им для питания требуются готовые органические вещества.

Растения относятся к автотрофам. Синтез органических веществ из неорганических у растений протекает в зеленых частях при наличии солнечного света в процессе реакции фотосинтеза.

1. урожай любого растения состоит на 85-90 % из продуктов реакции фотосинтеза. Углеводы, непосредственно полученные в реакции фотосинтеза, дальше участвуют в образовании более сложных органических веществ.

2. продукты реакции фотосинтеза для человека являются источниками питательных веществ и источниками энергии.

3. выделяется молекулярный кислород.

Особое место в жизни человека занимают те органы растений, где накапливается органические питательные вещества, сформированные при фотосинтезе (плоды, семена, листья, клубни, корни и т. д.) Важное значение в обеспечении продуктами питания играют "сухие" плоды (зерно злаковых, бобовых, масличных культур), так как :

1. содержание влаги в сухих плодах 15-20 % и следовательно, сухих питательных веществ 80-85 %

2. продукты с меньшим содержанием влаги дольше и лучше хранятся.

2. Этапы развития зерна

В развитии зерна различают три основных этапа:

1. Формирование

2. Налив

Во время налива наблюдается интенсивное поступление в зерно питательных органических веществ. К концу этапа зерно приобретает окончательную толщину и окраску. Влажность зерна на данном этапе составляет 30-35 %.

Во время созревания заканчивается поступление сухих питательных веществ в зерно. Зерно приобретает окончательную влажность около 15 %. За счет ссыхания зерно незначительно уменьшается в размерах.

Для более точной характеристики два последних этапа разделили на 3 стадии спелости:

1. молочная спелость - консистенция зерна жидкая.

2. восковая спелость - консистенция зерна полужидкая.

3. полная, техническая спелость - консистенция зерна плотная.

Консистенция - это термин, характеризующий плотность внутреннего содержимого зерновки.

Все растения принято делить на две группы:

- культурные

- дикорастущие

Зерновые растения относятся к культурным. Зерновые культуры принято делить по трем признакам:

1. по ботаническому признаку:

- семейство;

- род;

- вид ( подвид );

- сорт.

Семейство злаковых насчитывает более 500 родов. Основных зерновых родов 8:

1) пшеница;

2) рожь;

4) овес;

6) кукуруза;

7) просо;

8) сорго.

1) имя существительное - название рода;

2) имя прилагательное - название вида.

Например, пшеница мягкая, рожь посевная.

- богатые крахмалом ( 70-75 % ). Сюда относится семейство злаковых и гречиха;

- богатые белками. Сюда относится семейство бобовых ( 20-35 % белков и до 50 % крахмала );

- богатые жирами ( 20-25 % ). Сюда относятся масличные культуры.

- мукомольное зерно ( пшеница, рожь );

- крупяное зерно ( гречиха, овес, рис, пшеница );

- кормовое зерно ( овес, ячмень, кукуруза, соя );

- техническое зерно ( пшеница, кукуруза, подсолнечник );

- посевное зерно.

1. 
   Значение реакции фотосинтеза.
   
2. 
   2. Что такое автотрофы и гетеротрофы?
   
3. 
   Что такое «сухие» плоды?
   
4. 
   Этапы развития зерна.
   
5. 
   Стадии развития зерна.
   
6. 
   Основные признаки классификации зерновых культур.
   
7. 
   Классификация по ботаническому признаку.
   
8. 
   Классификация по химическому составу.
   
9. 
   Классификация по целевому назначению.
   
10. 
    Назвать основные 8 родов злаковых культур.
    

1. Внешний вид и размеры зерна

Стебель у злаковых называется соломина. Соцветие у пшеницы, ржи, ячменя – колос; соцветие у риса, овса, сорго и просо - метелка. Кукуруза имеет два соцветия - метелка и початок. Плод злаковых называется зерновка. Зерновка у пшеницы, ржи, кукурузы – голозерная; зерновка овса, ячменя, риса и просо сверху покрыта пленками ( цветочными оболочками ). Такие культуры называются пленчатыми.

Внешний вид зерна:

1 - продольный разрез; 2 - поперечный разрез; а - длина; б - ширина; в - толщина;

г – хохолок (бородка); д - зародыш; е - спинная сторона (спинка); ж - брюшная сторона (брюшко); з – бороздка.

Зародыш расположен у основания зерновки, хохолок расположен на вершине зерновки.

В зависимости от внешнего строения злаковые культуры принято делить на две группы:

1) длина - это расстояние от основания до вершины;

2) ширина - это расстояние между боковыми сторонами;

3) толщина - это расстояние между спинкой и брюшком.

Внутреннее строение зерновки рассмотрим на примере пшеницы. Зерновка пшеницы состоит из 3 основных частей:

1) плодовая оболочка состоит из трех слоев клеток:

- продольный;

- поперечный;

- трубчатый.

2) семенная оболочка также состоит из трех слоев клеток:

- верхний прозрачной;

- средний пигментный;

- нижний набухающий.

II. Эндосперм (78-85 % от массы зерна) - это хранилище питательных веществ, необходимых зародышу при прорастании. Человек использует эндосперм для производства готовой продукции: муки и крупы. Крахмал в эндосперме злаков располагается в виде крахмальных зерен. В прослойках между крахмальными зернами располагаются белки. Слой клеток между эндоспермом и оболочками называется алейроновым слоем ( занимает 7-8 % от массы зерна).

а) зачаточный корешок;

б) почечка;

в) щиток - передача питательных веществ от эндосперма к зародышу.

К семейству бобовых относят: кормовые бобы, горох, соя, чина, чечевица, фасоль, вика, арахис.

Отличия в стрении семян бобовых культур от злаковых:

1. плод бобовых называется боб;

2. боб представляет собой две раскрывающиеся створки, внутри которых расположено несколько семян;

3. семена крепятся к стенке боба при помощи семенного рубчика;

4. семена бобовых культур характеризуются разнообразной формой и окраской;

5. Семя бобовых содержит только одну семенную оболочку;

6. Семя бобовых состоит из:

- семенной оболочки,

- питательных веществ, расположенных в семядолях,

- зародыша.

7. семена бобовых состоят из двух семядолей;

8. термин эндосперм для бобовых не применяют;

9. зародыш состоит:

- зачаточного корешка,

- почечки.

Контрольные вопросы

1. Стебель, соцветие и плод злаковых.

2. Назвать голозерные и пленчатые злаковые культуры.

3.Основные детали зерновки, различимые при внешнем осмотре.

4. Назвать основные 8 родов злаковых культур.

5. Отличия хлебов 1 и 2 группы.

6. Назвать основные части зерновки.

7. Значение отдельных частей зерна.

8. Что такое алейроновый слой?

9. Как в эндосперме располагаются питательные вещества зерна?

10. Назвать бобовые культуры.

11. Отличия в строении семян бобовых от злаковых культур.

Тема 1.4 Состав и физические свойства зерновых масс

1. Состав зерновых масс

2.Сыпучесть зерновой массы

3.Самосортирование

4.Скважистость

5.Сорбционные свойства

6.Теплофизические свойства

1. Состав зерновых масс

Масса зерен вместе с примесями называется зерновой массой. В состав зерновой массы входит:

1. зерно основной культуры;

2. зерно других культур;

3. семена сорных растений;

4. органическая примесь ( стебли, листья, солома, ости );

5. минеральная примесь ( камни, земля, галька и т.д. );

6. микроорганизмы;

7. в зараженных партиях - вредители;

8. воздух в скважинах между зернами.

Состав зерновых масс зависит от многих факторов, наиболее важными являются:

1) почвенно-климатические условия;

2) условия выращивания, уборки и транспортировки зерна;

3) условия первичной обработки в хозяйствах;

4) условия хранения зерна.

Зерновая масса является продуктом физически неоднородным, т.к.:

- зерно основной культуры и примеси отличаются друг от друга по физическим свойствам (размеры, плотность, аэродинамические и т.д. );

- зерна основной культуры также отличаются друг от друга, например, крупные и мелкие, целые и битые.

Сыпучесть зависит от ряда факторов:

1. форма зерна (шарообразные зерна сыпятся лучше, чем удлиненно-овальные);

2. поверхность зерна(голозерные культуры сыпятся лучше, чем пленчатые);

3. влажность (сухое зерно имеет сыпучесть лучше, чем влажное);

4. наличие примесей (органическая примесь сильно снижает сыпучесть);

5. состояния самотеков.

Сыпучесть оценивается следующими показателями:

1) угол естественного откоса - это угол между диаметром и образующей конуса, полученного при свободном падении зерна на горизонтальную поверхность. Если при анализе угол естественного откоса меньше, то сыпучесть лучше.

2) угол трения - это наименьший угол, при котором зерно начинает перемещаться по наклонной плоскости. Чем меньше угол трения, тем сыпучесть лучше.

Самосортирование проявляется в следующих случаях:

1. при транспортировке зерна. Тяжелые компоненты (минеральная примесь, крупное зерно) опускается в нижнюю часть кузова или вагона. Также вниз по скважинам проваливаются очень мелкие частицы. Например, песок, семена сорных растений, битые зерна. Легкие компоненты (органическая примесь) всплывают наверх. Это необходимо учитывать лаборанту при отборе проб зерна.

2. при загрузке складов и силосов. Частички с большей плотностью и меньшей парусностью (крупные зерна, минеральная примесь) располагаются по центру складов и силосов, а частички с меньшей плотностью и высокой парусностью (органическая примесь, битые и мелкие зерна) располагаются по краям складов и силосов. Участки, расположенные по краям в большей степени подвержены действию отрицательных процессов при хранении.

3. при разгрузке складов и силосов. В первую очередь из склада и силоса высыпаются участки зерновой массы, расположенные по центру, и только потом высыпаются участки, расположенные по краям складов и силосов.

4. Скважистость

Часть объема зерновой массы, занятая твердыми компонентами называется плотностью.

Часть объема зерновой массы, занятая скважинами называется скважистостью. Скважистость выражается в процентах. У пшеницы, ржи скважистость составляет 30-35 %.

Скважистость зависит от многих факторов, наиболее важными являются:

1. форма зерен (шарообразные культуры укладываются менее плотно, чем удлиненно-овальные);

2. поверхность зерна (голозерные культуры укладываются плотнее, чем пленчатые);

3. показатели качества.

Положительные стороны скважистости:

1) скважины сохраняют жизнеспособность посевного зерна;

2) скважины позволяют проводить сушку зерна;

3) скважины позволяют проводить активное вентилирование.

Активное вентилирование - это принудительное, при помощи вентилятора, продувание зерновой массы наружным воздухом. Например, для охлаждения зерна.

4) скважины позволяют проводить обеззараживание зерна при помощи ядохимикатов.

Отрицательная сторона скважистости:

1. 
   в скважинах имеются благоприятные условия для развития вредителей.
   

Зерновая масса обладает высокой сорбционной емкостью по следующим признакам:

1. из-за наличия скважин;

2. из-за наличия пор в оболочках;

3. из-за наличия коллоидных веществ в зерне, которые могут впитывать влагу и водяные пары. Например, белки.

Десорбция - это способность зерновой массы выделять в окружающую среду ранее поглощенные пары или газы при определенных условиях.

Гигроскопичность - это способность зерновой массы впитывать из окружающей среды влагу и водяные пары.

Гигроскопичность зависит:

1) от целостности зерна (битые зерна обладают большей гигроскопичностью, чем целые);

2) от химического состава (в зерне имеются колодные вещества, которые могут впитывать влагу. Коллоидными свойствами обладают белки);

3) от относительной влажности воздуха. Относительную влажность воздуха необходимо учитывать при проведении активного вентилирования. Нельзя вентилировать зерно во влажную и сырую погоду, т.к. произойдет его увлажнение.

Гигроскопическое равновесие - это предел, при котором зерно прекращает впитывать в себя влагу и водяные пары из окружающей среды.

Влажность зерна в момент гигроскопического равновесия называется равновесной влажностью.

К теплофизическим свойствам относят:

1. теплоемкость - это количество тепла, необходимое для нагрева тела на один градус. Теплоемкость зерна больше теплоемкости воздуха и меньше теплоемкости воды.

2. теплопроводность - это способность зерновой массы передавать тепло при непосредственном контакте зерен или при помощи конвекции, т.е. через воздух в скважинах. Зерно является плохим проводником тепла.

3. температуропроводность - это скорость изменения температуры. Зерно характеризуется низкой температуропроводностью.

Положительная сторона плохой тепло- и температуропроводности: зерно длительное время сохраняет пониженную температуру при хранении.

Отрицательная сторона плохой тепло- и температуропроводности: возникновение очагов самосогревания.

4. термовлагопроводность - это способность свободной влаги перемещаться по зерну в сторону изменения температуры. Свободная влага перемещается в сторону понижения температуры. Первоначально такими участками являются участки у стен складов и силосов. Вместе с самосортированием термовлагопроводность способствует тому, что в участках по краям складов и силосов развиваются отрицательные процессы. Например, активизируются микроорганизмы и вредители. Чтобы этого не произошло зерно на хранение нужно засыпать сухим, т.е. без свободной влаги.