Поражение плесневыми грибами зерна
При производстве зерна, в предуборочный период и в процессе уборки под влиянием неблагоприятных условий погоды или при несоблюдении требований агротехнических мероприятий зерно может стать неполноценным.
К такому зерну относят товарные партии с содержанием недоразвитого, поврежденного вредителями и болезнями, обесцвеченного, проросшего, морозобойного, поврежденного сушкой, фузариозного, самосогревшегося зерна и др.
При неблагоприятных условиях погоды, а именно, в первую половину лета – засуха, а во вторую – выпадает много дождей, способствующих возобновлению роста и развития растений, в том числе цветения и созревания вновь выросших побегов. В этих условиях зерно у вновь выросших побегов созреть не успевает. Это приводит к неравномерному созреванию растений: на одних побегах зерно перезрело и начинает осыпаться, на других – еще находится только в молочной или начале восковой спелости. При таком стеблест о е, как при раздельной уборке, так и при прямом комбайнировании зерновая масса содержит много недоразвитых, щуплых или зеленых зерен, которые являются неполноценными и не могут быть использованы на продовольственные цели.
При послеуборочной обработке зерновой массы на сепарирующих машинах щуплое, недоразвитое (легковесное) зерно, как правило, уходит в относы, что ведет к уменьшению массы товарной партии, но несколько улучшает ее качество, делая зерно пригодным на продовольственные цели. Однако значительная часть недоразвитых зерен попадает в основное зерно, снижая его качество и в первую очередь белкового комплекса.
Наличие в товарной партии зеленых и щуплых зерен оказывает отрицательное влияние на хлебопекарные свойства товарной партии. Степень этого влияния зависит от исходных свойств (качества) зерна конкретной товарной партии. Наличие 5-10 % зеленых зерен значительно ухудшает качество зерна и, в первую очередь, состояние клейковинного комплекса пшеницы, что отрицательно сказывается на хлебопекарных свойствах всей товарной партии. Поэтому для выявления полноценности в хлебопекарном отношении товарных партий пшеницы с примесью зеленых зерен необходим обязательный контроль по показателям количества и качества клейковины.
Резкое ухудшение хлебопекарных свойств зерна пшеницы происходит в результате попадания не полностью вызревшего зерна на корню или в валках под ранние заморозки. Это чаще всего имеет место в условиях Сибири, Дальнего Востока, а иногда и в Нечерноземье. Действие ранних заморозков, когда еще зерно находится в восковой или начале полной спелости, действует в первую очередь на клейковинный комплекс, снижая количество клейковины и ухудшая ее качество: клейковина значительно укрепляется.
Морозобойные зерна в отличие от нормального зерна имеют на поверхности зерновки белесоватую сеточку и теряют блеск. Чтобы выявить возможность использования такого зерна на хлебопекарные цели необходим обязательный контроль по количеству и качеству клейковины.
Под влиянием неблагоприятных условий погоды, а именно, при частом выпадении дождей в предуборочный и уборочный периоды происходит прорастание зерна пшеницы и, особенно, ржи на корню или в валках. Это может происходить также при хранении зерна на открытых токах. Прорастание зерна резко ухудшает хлебопекарные свойства ржи и пшеницы: хлеб получается малого объема, мякиш плотный, липкий, легко заминается, цвет корки белесый с сильными подрывами. Это происходит в результате биохимического распада веществ зерна и, в первую очередь, перехода крахмала в более простые соединения – сахара. При сильном прорастании может начаться также распад клейковинных белков и липидов. Поэтому при наличии в партии проросших зерен даже в небольшом количестве (менее 1 %) необходим контроль качества зерна на амилолитическую активность методом числа падения, принятым во всех странах мира (стандарт ИСО 3093-74, стандарт IGG № 107) с помощью специальных приборов, выпускаемых как за рубежом (Швеция), так и в нашей стране (прибор ПЧП-3). Предельно допустимые нормы по этому показателю представлены в табл. 1 и 2.
В южных районах страны, в Поволжье, а в последние годы и в лесостепной зоне России все большее распространение получает поражение зерна вредным клопом черепашкой. Это приводит к резкому ухудшению хлебопекарных свойств зерна пшеницы. Этот бич характерен не только для нашей страны, но и для Западной Европы. Особенно большое распространение в повреждение посевов пшеницы наблюдается в Румынии, Болгарии, Польше, несколько меньше в Чехословакии и Германии.
Клоп-черепашка – насекомое 12-15 мм с наружным типом пищеварения. Он дает одно поколение в год, взрослые особи зимуют в лесополосах, кустарниках, под опавшими листьями, а также на полях многолетних трав. Весной, когда воздух прогреется до 18-19°С, начинается массовый перелет клопов-черепашек на посевы пшеницы. Взрослые насекомые сосут молодые стебли пшеницы. Уколы стеблей клопом-черепашкой в этот период (начало и массовое колошение) вызывают побеление и высыхание колосьев, что может привести к полной гибели посевов (раннее повреждение) и, следовательно, урожая.
Спустя 6-14 дней после вылета, самки откладывают яйца на стебли и листья пшеницы, а также на сорняки. Родившиеся личинки в процессе развития проходят 5 возрастов, увеличиваясь в размере после каждой линьки.
Начиная со 2-го возраста личинка клопа-черепашки активно питается, поражая в основном зерно, ости и пленки передвигаясь только по вертикали растения и поражая его части – это также раннее повреждение, приводящее к резкому снижению урожайности, появлению множества щуплых зерен. В последующие 3-4 стадии развития личинки повреждают в основном колоски и зерно. Это в первую очередь также снижает урожайность посевов пшеницы.
Взрослая особь появляется в начале молочной или в восковую спелость зерна пшеницы в зависимости от погодных условий.
Повреждение взрослыми особями зерна пшеницы в восковую и, особенно, в полную спелость, приводит к ухудшению качества зерна и, в первую очередь, к снижению клейковинных белков (в этом случае мало щуплых зерен, видны лишь укусы клопом-черепашкой).
Как правило, высокой вредоносности клопа-черепашки способствует жаркая сухая погода в предуборочный и уборочный периоды. Клоп-черепашка, прокалывая своим длинным (до 6 мм) хоботком оболочку зерна, вводит в центр зерновки около зародыша жидкость, содержащую очень сильные ферменты, типа триптазы с оптимумом действия при слабощелочной реакции. При этом в месте укуса образуется белое пятно с черной точкой. При надавливании эндосперм в месте поражения легко крошится.
Введенные клопом-черепашкой ферменты остаются в зерне и надолго сохраняют активность. После размола зерна, пока мука остается в сухом состоянии, ферменты не действуют или действуют слабо, в зависимости от ее влажности и относительной влажности окружающего воздуха. Как только из муки начинают месить тесто, ферменты активизируются, и начинается бурный процесс расщепления белковых молекул. В результате клейковина теряет свои упруго-эластичные свойства, становится липкой, тянущейся; приобретает серый или темно-серый цвет.
Расслабление клейковины и резкое ухудшение ее физических свойств является результатом изменений белково-протеиназного комплекса. При этом содержание в зерне общего и белкового азота резко снижается и возрастает содержание водорастворимых азотистых веществ, а также резко повышается протеолитическая активность зерна. Отмечено возрастание гидратации клейковины, за счет чего создается иллюзия увеличения количества клейковины при повреждении зерна клопом-черепашкой, хотя на самом деле возрастание массы сырой клейковины происходит за счет ее большей обводненности, которая увеличивается в 2 раза (330 вместо 160).
Дезагрегирующие клейковину протеолитические ферменты клопа-черепашки затрагивают и ее сульфгидрильно-диоульфиндую систему, что ведет к расслаблению клейковины.
Специальными исследованиями ВНИИЗ установлено, что у зерна, поврежденного клопом-черепашкой, увеличивается в 3,5 раза протеолитическая активность (138,5 % против 45-39 % в нормальном зерне); в 1,5 раза повышается содержание свободных аминокислот. Изменяется состав белка: снижается содержание клейковинных белков – 69 против 88 % – в нормальном зерне, что связано с торможением синтеза клейковинных белков и, в первую очередь, глютенина: его в 4 раза меньше, чем в нормальном зерне.
Протеолитическая активность увеличивается тем выше, чем в более позднюю фазу произошло повреждение зерна клопом-черепашкой. У зерна, поврежденного клопом-черепашкой, резко повышается микробиологическая обсемененность, снижается всхожесть.
Что касается физических свойств теста, то они резко ухудшаются с увеличением показателей на приборах ИДК-2 или ИДК-3.
То же происходит и с качеством хлеба. Хлеб, выпеченный из зерна с показаниями ИДК свыше 103 ед, не отвечает требованиям стандарта по объемному выходу хлеба (ниже 300 см 3 ) или по формоустойчивости (ниже 0,30).
Полученные ВНИИЗом в последние годы данные подтвердили ранее проведенные исследования, что зерно с наличием зерен, поврежденных клопом-черепашкой, свыше 3 % не пригодно для выпечки хлеба (качество клейковины III гр.)
Одновременно было установлено, что число поврежденных зерен в пробе не характеризует хлебопекарные свойства. Таким показателем является качество клейковины, определяемое на приборе ИДК, который коррелирует с результатами пробной лабораторной выпечки хлеба. Поэтому все зерновые, мукомольные, хлебопекарные и макаронные предприятия должны быть оснащены этим прибором.
Физические свойства теста
Содержание зерен, поврежденных клопом-черепашкой
Источник