В сельском хозяйстве качество зерна зависит от его использования . В производстве этанола важен химический состав зерна, такой как содержание крахмала , в производстве продуктов питания и кормов важны такие свойства, как белок , масло и сахар , в мукомольной промышленности самым важным фактором, который следует учитывать, когда речь идет о качестве зерна, является прочность. Для фермеров, выращивающих зерно, основными характеристиками, которые следует учитывать, являются высокий процент прорастания и покой семян. Для потребителей наиболее важны такие свойства, как цвет и вкус.
На общее качество зерна влияют несколько факторов, в том числе: методы выращивания, время и тип сбора урожая, послеуборочная обработка, управление хранением и методы транспортировки. [1]
Свойства качества зерна можно свести к десяти основным факторам:
(i) Равномерное содержание влаги
(ii) Высокий тестовый вес
(iii) Никаких посторонних материалов
(iv) Низкий процент обесцвеченных, сломанных и поврежденных зерен
(v) Низкая ломкость
(vi) Высокое качество фрезерования
(vii) Высокое содержание белка и масла
(viii) Высокая жизнеспособность
(ix) Отсутствие афлатоксина (микотоксина)
(x) Отсутствие насекомых и плесени.
Качество зерна характеризуется двумя основными типами факторов: внешними и внутренними.
Внешние факторы сортировки зерна включают: возраст, битое зерно, незрелое зерно, посторонние примеси, зараженное зерно и содержание влаги.
К внутренним факторам зерна относятся: цвет, состав, насыпная плотность, запах, аромат, размер и форма.
Цвет является важным первичным фактором для характеристики, сортировки, торговли и переработки зерна. Это распространенный критерий, используемый в торговле пшеницей.
Состав зерна играет важную роль в сортировке и маркетинге зерна. Основными составляющими зерна являются: углеводы , белки , липиды , минералы , волокна , фитиновая кислота и танины . Точный состав может значительно варьироваться в зависимости от типа зерна, генетики, сортов, сельскохозяйственной практики и обработки зерна.
Насыпная плотность определяется как отношение массы к заданному объему образца зерна, включая пустоты между частицами.
Размер и форма являются важными факторами качества и классификации зерна; они различаются от зерна к зерну и между сортами одного и того же вида. Они обычно используются при классификации риса; это ключевой фактор в мукомольной промышленности.
Системы классификации и спецификации зерна гарантируют, что конкретная партия зерна соответствует стандартам, требуемым органами по контролю за продуктами питания, такими как FDA в США и FSA в Великобритании.
Во многих странах сортировка зерна зависит от четырех основных свойств: (i) натурный вес, (ii) влажность, (iii) наличие сломанных инородных тел или процент фрагментов, например, сломанная кукуруза [ требуется уточнение ] и (iv) поврежденные зерна (т. е. общее количество и поврежденные в результате нагрева) [ требуется уточнение ] .
Тестовый вес (бушель), также известный как объемный вес, является одним из самых простых и традиционных критериев, используемых для определения качества зерна и измерения насыпной плотности зерна. Это показатель общего качества зерна и первичной спецификации зерна: обычно, более высокий тестовый вес соответствует более высокому качеству, а более низкий тестовый вес соответствует более низкому качеству, поскольку качество зерна резко снижается по мере его ухудшения. [2] Тестовый вес зерна зависит от многих факторов, включая содержание влаги (начальное и конечное), повреждение заморозками, зрелость, условия выращивания и сбора урожая, условия сушки, мелкий материал [ необходимо уточнение ] , степень повреждения ядра и сорт. [3]
Другим важным фактором, определяющим качество зерна, является влажность: количество воды на единицу массы зерна, выраженное в процентах (т. е. во влажном состоянии или в сухом состоянии). [ необходимо разъяснение ] Содержание влаги не влияет напрямую на качество зерна, но может влиять на него косвенно, поскольку зерно испортится, если содержание влаги превысит значение, рекомендуемое для хранения.
Разбитый инородный материал (FM) является важным фактором в сортировке и классификации зерна. Он описывается как инородный материал, отличный от зерна, такой как песок, куски камня, микропластик , металлы и кусочки стекла, загрязняющий определенную партию зерна. В торговле зерном наличие более установленного процента FM приводит либо к низким сортам, скидке на цену, либо к отбраковке партии, поскольку чем выше FM, тем больше стоимость очистки перед использованием.
Поврежденные зерна (DK) являются важным фактором классификации и отрицательно влияют на ценность зерна. DK считаются зерна с очевидными визуальными повреждениями. Обычно их количество определяется путем удаления поврежденных зерен вручную из порций, свободных от примесей. Критерии для каждого зерна сорта включают верхний предел количества поврежденных зерен: например, чтобы пшеница соответствовала сорту 1, DK должно составлять не более 0,4% от общего веса. Большинство повреждений зерен вызвано насекомыми, жарой, плесенью, выветриванием, прорастанием, морозом, болезнями, неравномерной зрелостью и/или отсутствием/частичным наполнением зерна.
В системах классификации или спецификациях поврежденные зерна делятся на две основные части: поврежденные теплом и полностью поврежденные.
Важные незерновые стандарты в стандартах США на зерно включают: (i) подверженность поломкам, (ii) качество помола, (iii) жизнеспособность семян, (iv) питательную ценность, (v) количество плесени и содержание канцерогенов , а также (vi) заражение насекомыми и повреждения. [1]
Лучшим примером качества зерна могут служить два обычных злака (пшеница и рис).
Цвет зерна является важной характеристикой в классификации зерна. Одной из распространенных форм ухудшения цвета является обесцвечивание шлифованного риса. Рис переходит в различные классы обесцвечивания шлифованного риса при неправильном хранении. Было показано, что обесцвечивание риса в значительной степени обусловлено микробными и химическими реакциями в зависимости от температуры хранения, содержания влаги и продолжительности. Согласно стандарту США, сорт риса будет понижен, если на 500 г образцов риса приходится одно обесцвеченное зерно. [4]
Зерно пшеницы ( Triticum aestivum L.) является ведущим в мире сельскохозяйственным источником энергии, белка и клетчатки; оно принадлежит к семейству злаковых и роду Triticum . Зерно пшеницы можно разделить на три основных класса: твердое, мягкое и твердое . Качество пшеницы лучше всего можно описать с точки зрения конечного потребителя, питательных качеств, помола, выпечки и реологических качеств. В целом, пшеница должна быть здоровой, чистой, хорошо созревшей и свободной от посторонних материалов и повреждений. [5]
В целом критерии качества пшеницы можно разделить на три основные группы: ботанические, физические и химические характеристики.
Существует два основных ботанических критерия: виды и разновидности.
Основными физическими свойствами, влияющими на качество пшеницы, являются вес зерна (натурный вес), твердость, размер и форма зерна, стекловидность и цвет. Физические свойства зерна, такого как пшеница, играют очень важную роль в качестве зерна и в конечных продуктах, таких как мука .
Натурный вес [ требуется уточнение ] пшеницы считается самым простым и распространенным способом оценки пшеницы. Это важный фактор качества в классификации пшеницы, поскольку он дает приблизительную оценку выхода муки. Основными факторами, которые влияют на натурный вес пшеницы, являются размер и форма зерна, плотность зерна, зрелость пшеницы, ансеазы и фактический сорт пшеницы. [6]
Твердость эндосперма пшеницы имеет решающее значение для определения пригодности пшеницы для различных конечных продуктов и влияет на обработку и помол пшеницы. Это общая характеристика, используемая мельниками и торговцами для классификации пшеницы. С точки зрения твердости пшеница может быть классифицирована как твердая или мягкая. [7]
По цвету пшеница делится на два класса: красная пшеница и белая пшеница. Твердая красная озимая пшеница считается лучшей и обычно используется для производства хлебопекарной муки , в то время как белая пшеница обычно используется для кексов , чапати и некоторых видов макаронной лапши . Каждый тип пшеницы имеет различные свойства, такие как вкус, качество выпечки и выход помола. [8]
Стекловидность пшеницы — оптическое свойство, используемое во многих странах для оценки или количественной оценки качества твердой пшеницы. На основании этого пшеницу можно разделить на три основных класса: стекловидную, мучнистую и пегую. [9] Стекловидная пшеница отличается от нестекловидной внешним видом зерна (крахмалистое и непрозрачное) и считается более качественной, чем нестекловидные зерна, из-за более высокого качества манного белка, хорошего цвета и однородной грубой грануляции. [10]
Зерно пшеницы, при сборе урожая, обычно имеет влажность 10–12%. В большинстве стран влажность не является частью системы классификации, но это наиболее важный фактор, влияющий на качество зерна пшеницы, поэтому [ необходимо разъяснение ] обратно пропорционально потере сухого вещества. [6] Содержание влаги важно для качества пшеницы, потому что:
Белок не является явным фактором оценки пшеницы, но его количество и качество являются наиболее важными свойствами в пшеничном бизнесе. Большинству покупателей и мельников необходимо знать количество белка в пшенице перед ее покупкой. Пшеница содержит пять различных классов белка: альбумин (растворимый в воде), глобулин (растворимый в солевом растворе), глиадин (растворимый в 70% водном этаноле), протеоза и глютенин (растворимый в разбавленной кислоте или щелочи). [11]
Другими важными качествами пшеницы являются мукомольные и хлебопекарные качества.
Большая часть пшеницы продается в виде молотой муки или манной крупы , поэтому качество помола является решающим фактором в торговле пшеницей. Помол зависит от трех основных факторов:
Хлебопекарное качество — еще один критерий, используемый для определения качества и пригодности пшеницы; хлебопекарное качество зависит от видов использования пшеницы и условий обработки, например, сильная (твердая) пшеница считается более качественной и пригодной для выпечки хлеба, в то время как большинство кексов изготавливается из мягкой пшеничной муки, хлебопекарное качество определяется реологическими свойствами пшеничной муки. [13] Реологические свойства пшеничной муки имеют важное значение, поскольку они определяют другие физические характеристики, такие как объем теста (выпечки) и сенсорные свойства. [14]
Пшеница, как и другие злаки , классифицируется на основе определенных критериев, таких как: натурный вес, чистота, максимальный процент поврежденных и посторонних примесей. [15] В Соединенных Штатах пшеница классифицируется на классы и подклассы. В классах пшеница делится на восемь различных групп: твердая красная яровая, твердая красная озимая, мягкая красная озимая, дурум, твердая белая, мягкая белая, смешанная и неклассифицированная пшеница. Эти классы далее подразделяются на пять классов (США. № 1-5), [15] за исключением неклассифицированной пшеницы.
Рис относится к роду Oryza подтрибы Oryzinae семейства Graminaea.
Три основные категории риса:
Не существует правильного определения или описания качества риса; качество зависит от нескольких факторов, таких как практика приготовления, регион и использование. Например, производитель риса будет описывать качество риса с точки зрения общего восстановления и/или головки и дробленых зерен риса, в то время как пищевая промышленность будет определять качество риса с точки зрения размера зерна, аромата, внешнего вида и пригодности к приготовлению.
Как правило, во многих странах качество риса оценивается по четырем основным критериям:
В Соединенных Штатах были добавлены еще три фактора:
Общие физические свойства риса - размер, форма, цвет, однородность и общий вид. Другие факторы, которые влияют на общий вид риса - это чистота, чистота (отсутствие других семян), стекловидность, полупрозрачность, меловость, цвет, поврежденное и несовершенное ядро.
По размеру зерна рис можно разделить на три основные группы:
Ниже приведены примеры длины, формы и веса, используемые в системе классификации США для зерен коричневого риса. [17]
Тестовый вес — еще один важный фактор оценки риса, он связан с насыпной плотностью и используется для измерения относительного количества посторонних материалов или незрелых зерен, это полезный индекс в выходных данных помола. Средний тестовый вес на бушель необработанного риса в США составляет 45 фунтов. [17]
Примеси и поврежденный рис считаются единственным наиболее важным фактором качества риса, поскольку они напрямую связаны с экономической ценностью партии, например, наличие песка и камней увеличит вес зерна и повредит резину при отправке на мельницу. Примеси и поврежденный рис содержат докедж, поврежденные зерна, меловые зерна, красный рис, сломанные семена или зерна и запахи. [17]
Основная цель помола риса — удалить внешний слой (шелуху), отруби и зародыш с минимальным повреждением эндосперма. Качество помола риса — еще один важный критерий, используемый при маркетинге, сортировке и классификации риса, а также при обработке, такой как кондиционирование, сушка и пропаривание, его обычно оценивают с помощью выхода помола. Выход помола зависит от нескольких факторов, таких как типы зерна, сорта, меловость, условия сушки и хранения, а также от условий окружающей среды и содержания влаги при сборе урожая.
Качество помола можно определить по двум общим параметрам (i) общий выход и (ii) выход головки, а также по другим параметрам, таким как степень помола и дробленый рис, которые используются для оценки качества помола, выраженной в процентах. [16] По определению, качество помола — это способность рисовых зерен выдерживать помол и/или шлифовку без поломки и обеспечивать более высокий выход.
Питательный компонент риса является одним из важнейших показателей качества; рис является преимущественно крахмалистым продуктом, хотя он также вносит полезные количества белков и витаминов, минералов, пентозанов и клетчатки . [18] Химический состав (питательные вещества) рисового зерна значительно варьируется и зависит от таких факторов, как сорт растения (порода), условия окружающей среды (т. е. место и сезон выращивания), обработка удобрениями, степень помола и условия хранения. Степень помола и методы приготовления влияют на потерю значительного количества питательных веществ, поэтому большинство витаминов и минералов находятся в поверхностных слоях.
Качество приготовления является еще одним важным критерием качества риса. На него влияют многие факторы, такие как методы и время приготовления, насыпная плотность, условия хранения, сорта и методы выращивания.
Двумя наиболее важными физико-химическими свойствами, определяющими качество приготовления риса, являются содержание амилозы и температура желатинизации.
Это еще один важный фактор качества риса. Как и другие злаки, рис является хорошим источником крахмала, особенно амилозы . Он состоит более чем на 80% из крахмала, а на молекулярном уровне крахмал содержит амилозу (линейные цепи глюкозы α (1–4) связей) и амилопектин (разветвленные цепи глюкозы с α (1–6) связью. [3] С точки зрения амилозы рис можно классифицировать как восковой 0–2%, очень низкий 2–10%, низкий 10–20%, средний 20–25% и высокий 25–32% (на сухое вещество риса). [19] Содержание крахмала (амилозы) в рисе является очень важным фактором урожайности зерна, его обработки и вкусовых качеств.
Температура желатинизации связана со многими факторами, такими как время приготовления, размер гранул, молекулярный размер фракции крахмала; она также используется в качестве критерия классификации риса в некоторых странах. Как и другие факторы, она также зависит от окружающей среды, такой как температура созревания, генетические и сорта риса, а также время приготовления. [3] Температура желатинизации напрямую связана с содержанием амилозы; чем выше амилоза, тем выше температура желатинизации, поэтому рис с высокой воскообразностью имеет более высокую температуру желатинизации, чем рис с воскообразностью или очень низкой воскообразностью. [20]
Основными критериями, используемыми многими странами и мукомолами для оценки риса, являются степень помола, внешний вид (цвет), поврежденность (сломано) и процент меловых зерен. В Соединенных Штатах рис продается в соответствии с тремя основными свойствами: размером, цветом и состоянием (повреждение зерен), эти свойства напрямую связаны с качеством, процентом помола и другими условиями обработки. [7] Все свойства важны при оценке, например, зерна с меловыми зернами нежелательны, поскольку дают более низкий выход помола после обработки и легко ломаются во время обработки.
Цвет и степень помола — еще один критерий, который в основном используется для оценки риса. Используя эти критерии, рис можно разделить на четыре основных класса: недомолотый, слабомолотый, умеренно помолотый и хорошо помолотый. Другие факторы, которые также учитываются при оценке риса, — это натурный вес, поэтому он связан с процентом помола, пустыми зернами, незрелыми зернами и большим количеством докеджа. Средний натурный вес зерна для риса составляет 56 кг/гл для длинного, 58,5 кг/гл для среднего и 60 кг/гл для короткого риса. [7] Сорт и требования к рису в США [21]