Пошкоджене і неповноцінне зерно та його використання

Н. Ящук, канд. с.-г. наук, асистент,
Національний університет біоресурсів і природокористування України

Фузаріозне зерно
Гриби із роду Fusarium уражують злакові рослини, що перезимували в полі, крім того, вони спричинюють загибель сходів, загнивання кореневої системи, потемніння і в'янення листя, безплідність колосу, погіршення якості зерна. З ними пов'язане утворення плюсклого, легковагого, а також отруйного зерна.
Явно фузаріозні зерна зазвичай плюсклі і нежиттєздатні. Грибниця фузаріуму пронизує повністю всю зернівку, що відбувається в результаті глибокого ураження насіння за раннього пошкодження колосся у полі, у фазі молочної і початку воскової стиглості. За прихованої форми ураження грибниця поширюється в зовнішніх шарах зернівки (у плодовій і насіннєвих оболонках). Вона проявляється у разі пізнього ураження або слабораннього ураження колосу «на корені», а також за інфекції насіння під час збирання або ж під час зберігання за підвищеної вологості.
Дослідження, проведенні як у нас, так і за кордоном, свідчать, що мікотоксини, які продукують гриби роду Fusarium, є найпоширенішими у світі мікотоксинами.
У практиці використання зерна, пошкодженого фузаріозом, застосовують змішування його з партіями здорового зерна. Кількість фузаріозного зерна, що його додають до нормального, розраховується залежно від ступеня ураженості зерна в даній партії. Одні вважають, що для харчового зерна максимум фузаріозного ураження - це 3-5%, інші знаходять можливість отримувати хліб за додавання до борошна із здорового зерна до 15% борошна із зерна, ураженого фузаріозом. Для годування тварин із використанням фузаріозного зерна його в невеликій кількості добавляють до здорового.

До заходів боротьби з фузаріозом відносять: очищення і передпосівну обробку насіння, своєчасне збирання хлібних злаків, їхнє обмолочування і сушіння, протруювання насіння тощо. Багато грибів роду Fusarium - сапрофіти, тому вони можуть розвиватися на зерні після його збирання і під час зберігання, одночасно пошкоджуючи здорові зерна. За сильного ступеня розвитку гриба під час зберігання міцелій, що розростається, може цементувати всю масу зерна у щільні грудки. Зерно, зібране під час дощу або уражене грибом, не можна змішувати зі здоровим і слід зберігати окремо.
Рожево-червоний колір зерна не завжди є ознакою ураження фузаріозом. Встановлено, що рожевий і червоний колір зерна може спричинювати стерильний міцелій Ордина грибного походження. За замочування рожево-червоні зерна швидко втрачають колір, вода стає рожевою. За підозри на фузаріозне походження рожевого кольору зерен відбирають проби і направляють в санепідемстанцію або ветеринарну лабораторію для токсикологічного аналізу. У такому разі партію зерна використовують залежно від отриманого висновку.
Наявність у партіях зерна пшениці і жита з рожевим кольором зерен нефузаріозної природи не відбивається на їхніх біохімічних і технологічних властивостях. Зерно з ознаками фузаріозу і вмістом рожевих зерен понад 1% не можна використовувати на продовольчі цілі. Таке зерно, якщо воно виявиться нетоксичним, за висновками ветеринарної та санітарної лабораторій, використовують на фураж, а якщо воно токсичне - на технічні цілі.

Зерно, пошкоджене сушінням
Правильно проведене сушіння насіннєвого зерна (наприклад, з вологістю до 25% за температури агента сушіння 70°С і середньої температури зерна не вище 45°С) не тільки не погіршує його посівні якості, а, навпаки, значного покращує схожість і енергію проростання. Сушіння продовольчого зерна з вологістю до 22% за температури агента сушіння не більше 120°С за одноступеневого режиму і 110/130°С - за двоступеневого режиму також не погіршує хлібопекарські якості, а в більшості випадків дещо поліпшує їх.
Проте на практиці часто спостерігається порушення встановлених режимів сушіння, особливо нерівномірне нагрівання зерна в гарячій камері, що призводить до пошкодження зерна. Найбільшу нерівномірність температури зернової маси відзначають у шахтних сушарках. За неправильного сушіння зерно може бути повністю зіпсоване: колір ендосперму - від коричневого до чорного. Таке зерно належить до смітної домішки і для виробництва борошна та крупи не придатне.
   Зерно, частково пошкоджене сушінням, зі зміною кольору оболонок і ендосперму (від кремового до світло-коричневого) відносять до зернової домішки. Також зерно може бути пошкоджене високою температурою і без явних ознак псування. При цьому воно частково або повністю втрачає свої насіннєві якості та погіршує технологічні показники. В пшеничному борошні із зерна, пошкодженого сушінням, зменшується кількість клейковини, а за сильного ушкодження - вона зовсім не відмивається. Властивості клейковини різко змінюються: вона характеризується низькою вологоємністю, майже повністю втрачає здатність до розтягування.
Хліб, випечений із борошна, отриманого із неправильно висушеного зерна пшениці, отримують зі значно зниженим об'ємом, слабо розвинутою і товстостінною пористістю, блідою шкоринкою. Все це результат денатурації білків і інактивації ферментів.
У зерносушарках деяких типів паливом слугує кам'яне вугілля. За його згоряння утворюються продукти неповного згоряння і сірчистий ангідрид з неприємним задушливим запахом, який легко передається зерну. Сірчистий ангідрид легко взаємодіє з білками і викликає зменшення кількості клейковини (на 2-3%), погіршує її якість (клейковина стає липкою, слабоеластичною).
За сушіння зерна топковими газами слід використовувати вугілля з мінімальною кількістю сірки (до 1,5-2%). Особливо це важливо під час висушування сирого зерна і за умов високої відносної вологості повітря. Критична температура сушіння зерна - 40...45°С. За дальшого підвищення температури борошномельні властивості зерна погіршуються, підвищується зольність і знижується вихід борошна. За збільшення температури сушіння клейковина укріплюється, стає крихкою і за температури 85°С перестає відмиватися через повну денатурацію білків. Резистентність білкових речовин зі збільшенням температури постійно зростає в результаті їхнього теплового ущільнення.
Найефективніший спосіб покращання зерна, пошкодженого сушінням, - змішування його перед розмелювання або змішування вже отриманого борошна з відповідною кількістю борошна нормальної якості. Додавання 25-50% пересушеного зерна до слабкої пшениці дещо укріплює клейковину, одночасно зменшується розпливчастість подового хліба. Додавання пересушеного зерна до сильної пшениці в кількості 25% і більше за всіма показниками погіршує якість хліба. Тому використовувати зерно, зіпсоване сушінням, змішуючи його з нормальним, слід дуже обережно, детально попередньо перевіряючи.
Наявні данні про можливість накопичення в зерні поліциклічних ароматичних вуглеводнів (бензпирен і ін.), що мають канцерогену дію. Основним джерелом появи бензпирену в зерні є забруднена атмосфера, вода, грунт і використання деяких канцерогенних пестицидів. Додатковим джерелом канцерогенних речовин можуть бути деякі технологічні операції під час збирання, післязбиральної доробки, зберігання та переробки зерна. Забруднення зерна можливе і під час сушіння за прямого контакту продуктів горіння палива із зерном.
Для попередження потрапляння канцерогенних вуглеводнів у зерно під час сушіння слід у зерносушарках, замість твердого палива, використовувати рідке і газоподібне та чітко дотримувати розрахованих режимів спалювання палива.
З усіх факторів, що впливають на збільшення кількості бензпирену, найбільше значення має тривалість контакту зерна з продуктами горіння. Найкращі умови в такому разі створюються під час сушіння зерна в підвішеному стані, за рециркуляційного сушіння.  Для запобігання зниженню якості зерна під час сушіння використовують висушування навколишнім повітрям методом активного вентилювання з урахуванням волого-температурних параметрів повітря і зернової маси, а також попередньо нагрітого повітря, яке використовують з цією метою.

Зерно проморожене
Суттєва частина запасів зерна в нашій країні під час зберігання піддається впливу мінусових температур. При цьому створюються сприятливі природні умови для тривалого зберігання зерна. За низьких температур в зерні різко уповільнюються біологічні процеси, знижується або ж майже призупиняється життєдіяльність шкідників і мікрофлори, що забезпечує добру збережуваність зерна.
Насіннєві властивості сухого зерна (вологість - не більше 14-16%) під час зберігання у промороженому стані не знижуються. Однак на зерно вологе і сире мінусові температури діють згубно: знижуються схожість та енергія проростання. Що вища вологість і нижча температура зберігання, то більшою мірою погіршуються посівні якості зерна.
У промороженого зерна погіршуються і технологічні властивості. Вміст клейковини дещо знижується, клейковина при цьому стає міцнішою, гідратаційні властивості її зменшуються. За умов заморожування до -20°С і нижче в клейковинному білку відбувається часткова денатурація. За переробки промороженого зерна спостерігається зменшення виходу борошна високих гатунків і зниження його якості, що погіршує виробничі показники борошномельних заводів і рентабельність.
Для поліпшення технологічних властивостей зерна пшениці його перед розмелюванням слід прогріти до температури не нижче плюс 15°С. За таких умов майже повністю відновлюються технологічні властивості зерна. Такого ж результату можна досягти за допомогою гідротермічної обробки насіння.

Самозігрівання зерна
За несприятливих умов зберігання, особливо за підвищеної вологості і значної засміченості, в зерні починається процес самозігрівання, за якого його температура може піднятися до 55...65°С, а інколи і до 70...75°С. Головна причина самозігрівання - тепло, що виділяється в результаті дихання зерна і мікроорганізмів, а також низька теплопровідність зернової маси.
Технологічні властивості зерна пшениці змінюються залежно від температури і тривалості самозігрівання. Зерно в початковій стадії самозігрівання набуває солодового запаху та смаку, властивого пророслому зерну. Зовнішні плівки зерна починають знебарвлюватися, а потім стають червонуватого кольору. Ендосперм набуває сірого відтінку. Зерно із солодовим запахом має підвищений вміст моноцукрів, підвищену кислотність. Борошно із такого зерна містить велику кількість оболонок і характеризується підвищеною активністю ферментів, а хліб має темніший колір, ніж із нормального зерна.
Солодовий запах і його наслідки частково можуть бути видалені під час очищення і розмелювання зерна, а також у процесі тістоутворення і випікання хліба. Партії пшениці із солодовим запахом у більшості випадків переробляють на борошно в суміші з нормальним зерном.
На наступних стадіях самозігрівання з підвищенням температури до 40...50°С і вище спостерігається загальне потемніння оболонок зерна, а потім і ендосперму. При цьому колір зерна змінюється від темно-червоного до коричневого і навіть чорного. Найглибші фізіолого-біохімічні зміни відбуваються в поверхневому шарі місця зігрівання, значно зменшується схожість та суттєво зростає інтенсивність дихання, кислотність і вміст аміаку. Вміст клейковини різко зменшується, або ж її неможливо взагалі відмити. В одних випадках вона укріплюється, інших (у поверхневому шарі) - послаблюється під впливом ферментів пліснявих грибів. За самозігрівання зменшується склоподібність, зольність, навпаки, зростає. Останні стадії самозігрівання призводять до зниження натури і маси 1000 зерен.
Існує система, згідно з якою зерно, що має солодовий запах, відносять до дефектного першого ступеня, плісняво-затхлий - до другого; гнилисто-затхлий - до третього; що змінило колір оболонок на чорний - до четвертого ступеня. Дефектне зерно, починаючи з другого ступеня, для продовольчих цілей не придатне.
Будь-яку боротьбу, в тому числі із погіршенням якості зерна, слід розпочинати з профілактики. Тому для запобігання пошкодженню зерна треба впроваджувати покращені технології вирощування, використовувати врожайні і стійкі до хвороб та шкідників сорти, застосовувати матеріально-технічні засоби та машини для якісного і безпечного збирання, післязбиральної доробки та зберігання зернових. А якщо, все ж таки, під час збирання, доробки чи зберігання було отримано пошкоджене і неповноцінне зерно, слід детально вивчити його біохімічний та фізіологічний стан і чітко дотримувати вимог та рекомендацій щодо використання та зберігання дефектного зерна.