Лабораторная работа
Оценка качества ячменя
Цель работы:
Определить показатели качества выданных образцов ячменя (внешний вид, запах, цвет, крупность и содержание примесей, зараженность вредителями, натуру, массу 1000 зерен, способность прорастания, водочувствительность, мучнистость, влажность, кислотность ячменя). Дать заключение о доброкачественности и пригодности данного сырья для пивоварения.
Техника выполнения работы
Основным сырьем в производстве солода является ячмень. Ячмень проращивают в определенных условиях, высушивают и получают солод – основное исходное сырье для производства пива. При этом необходимо хорошо знать химический состав и качественные показатели сырья, чтобы грамотно управлять технологическим процессом с целью получения продукта с заданными характеристиками. В производстве пивоваренного солода используется ячмень, отвечающий требованиям ГОСТ 5060-86. Качество ячменя в решающей степени влияет на качество солода и производство пива. Поэтому оценка весьма важна.
Оценка качества ячменя осуществляют на основании базовых показателей, которые делят на внешние (состояние зерна, цвет, запах, температура) и аналитические (влажность, способность прорастания, крупность, содержание мелких зерен и примесей).
Для оценки технологических качеств ячменя применяют следующие показатели: натура зерна, масса 1000 зерен, способность прорастания, водочувствительность, мучнистость, экстрактивность, содержание белка, пленчатость.
Задание 1.1 Оценка по внешним показателям
Внешний вид зерна, запах, цвет и температура дают возможность судить о его доброкачественности. Зерна хорошего пивоваренного ячменя должны быть круглыми, ровными по размеру, блестящими. Зерна должны быть светло-желтыми или желтыми, что свидетельствует о зрелости ячменя и правильной его уборке. Допускается серовато- желтый цвет и более темный оттенок желтого цвета. Серо-матовый цвет нежелателен, так как он может быть результатом развития плесени. Не допускается наличие зерен с темными кончиками, свидетельствующих о плохой уборке или хранении,
зеленый и слишком светлый цвет является признаком незрелости ячменя.
Запах должен быть чистым, свежим, запах свежей соломы. Зерно не должно быть иметь постороннего запаха (затхлый, плесневелый, гнилостный), который определяют следующим образом. Небольшое количество ячменя берут на ладонь, согревают дыханием и определяют запах. Для усиления ощущения запаха 100 г зерна высыпают на сетку, 2-3 мин пропаривают над кипящей водой, помещают на чистый лист и определяют присутствие постороннего запаха. На ощупь ячмень должен быть сухим и обладать хорошей сыпучестью. Если зерна прилипают к рукам, то их влажность повышена.
Цвет зерна (ГОСТ 10967-90) определяют при дневном рассеянном свете или освещении люминесцентными лампами.
Задание 1.2 Крупность ячменя и содержание примесей
Определяют на рассеивающем приборе, который состоит из верхнего и среднего сит с продолговатыми отверстиями размером соответственно 2,5х20 мм для определения крупности и 2,2х20 мм – для определения мелких зерен и нижнего с круглыми отверстиями диаметром 1,5 мм для выделения сорной примеси. Навеску зерна 50 г помещают на верхнее сито, просеивают в течение 3 мин при 110-120 движениях в минуту. Навеска зерна разделяется на фракции (остаток на ситах и проход на поддоне под нижним ситом). Из фракций выделяют примеси и каждую фракцию взвешивают отдельно. Примеси высыпают на стеклянную доску и вручную, с помощью пинцета и кисточки разделяют их на сорные и зерновые.
Отношение массы зерна оставшегося на сите 2,5х20 мм (М) к общей массе навески зерна после выделения из навески сорной и зерновой примесей (m), выраженное в процентах, характеризует крупность зерна (Хм).
(1.1)
Процентное отношение массы зерна, оставшегося на нижнем сите (диаметром отверстий 1,5 мм), к массе всей навески, выражает количество мелких зерен.
Из сходов со всех сит выделяют сорные и зерновые примеси и вычисляют их количество в процентах от массы навески.
К сорной примеси относится:
- весь проход, полученный при просеивании через сито с круглыми отверстиями диаметром 1,5 мм;
- минеральная примесь (земля, камешки, шлак и др.);
- органическая примесь (солома, части стержней колоса, ости, полова и др.);
- семена всех сорных и культурных растений, кроме пшеницы, ржи, овса;
- вредная примесь: головня, спорынья, вязель, горчак софора, горчак розовый, мышатник;
- зерна ячменя, пшеницы, ржи, овса, прогнившие, проплесневевшие, обуглившиеся – все с явно испорченным эндоспермом (от коричневого до черного цвета);
- изъеденные вредителями с полностью выеденным ядром.
К зерновой примеси относится:
- битые изъеденные вредителями, давленные зерна с нарушенной оболочкой и открытым эндоспермом;
- недозрелые – зеленые и сильно недоразвитые щуплые зерна ячменя, проросшие зерна с выедшим наружу корешком или ростком;
- заплесневевшие зерна с измененным цветом оболочки и эндосперма от кремового до светло-коричневого.
Задание 1.3 Определение массы 1000 зерен
Масса 1000 зерен (ГОСТ 10842-89) пивоваренных ячменей колеблется в пределах 37 - 48 г. Ячмени, имеющие массу 1000 зерен до 40 г, считаются легкими, до 44 г – средними, более 45 г – тяжелыми. Тяжелые ячмени – более экстрактивные из-за высокой удельной массы основного компонента – крахмала.
Отбирают навеску ячменя массой 40 г. Половинки зерен и посторонние примеси удаляют и массу их вычитают из отобранной навески; затем определяют массу чистых зерен ячменя, которые подвергают подсчету.
Расчет массы 1000 зерен на воздушно-сухое вещество () проводят по формуле:
(1.2)
где: – масса навески ячменя за вычетом массы половинок зерен и примесей, г;
– число целых зерен ячменя в навеске.
Массу 1000 зерен (х) пересчитывают на сухое вещество (Х1) по формуле:
(1.3)
где: W – влажность ячменя, %
Задание 1.4 Определение зараженности зерна вредителями
Зараженность зерна вредителями устанавливают путем просеивания среднего образца, отобранного согласно ГОСТ 13586.6-93. Степень зараженности показывает количество живых вредителей в 1 кг зерна. Наиболее опасными вредителями зерна являются клещи и долгоносики.
Зерно просеивают в течение 3 мин через сито с круглыми отверстиями: при определении зараженности клещом диаметр отверстий должен быть 1,5 мм, а при определении зараженности долгоносиком – 2,5 мм. В зависимости от количества вредителей в 1 кг зерна различают три степени зараженности (таблица 1.1).
Таблица 1.1 – Степень зараженности зерна вредителями
|
Степень зараженности |
Количество долгоносиков в 1 кг зерна |
Количество клещей в 1 кг зерна |
|
Первая |
1 – 5 |
От 1 до 20 |
|
Вторая |
6 – 10 |
Более 20 |
|
Третья |
Более 10 |
Клещи образуют сплошной войлочный слой |
Допускается переработка на солод ячменя с первой степенью зараженности клещом; ячмень любой степени зараженности долгоносиком для пивоварения непригоден.
Задание 1.5 Способность прорастания (процент проросших зерен)
Определяют на 5 сутки проращивания в лаборатории. Этот показатель свидетельствует о степени пригодности к солодоращению (ГОСТ 10968-88).
Определение проводят при температуре не ниже 16 0C и не выше 22 0C в стеклянной воронке диаметром 8-9 см, на конец которой надета короткая резиновая трубка с зажимом. В отверстие воронки во избежание проскакивания зерен помещают кусочек согнутой под углом тонкой стеклянной палочки или немного ваты. Воронку устанавливают в штативе. В воронку при закрытом зажиме помещают 500 зерен ячменя, наливают воду комнатной температуры так, чтобы уровень ее был на 1,5-2 см выше поверхности зерна, и зерно с водой перемешивают, чтобы погрузить всплывшие зерна.
Через 4 ч воду из воронки спускают и оставляют ячмень в воронке с открытым зажимом на 16-18 ч; во избежание высыхания зерен воронку покрывают крышкой (от чашки Петри), на внутренней стороне которой помещено несколько слоев фильтровальной бумаги, смоченной водой.
Через 16-18 ч зажим завинчивают и ячмень заливают водой, оставляя ее на 4 ч, после чего воду сливают и ячмень оставляют без воды, но с открытой трубкой до конца проращивания. Фильтровальная бумага в крышке все время должна поддерживаться во влажном состоянии. По истечении трех суток (72 ч) от начала определения проводят подсчет проросших зерен, причем проросшими считают зерна как с вышедшими наружу корешками, так и с «глазками».
Не проросшие зерна оставляют в воронке на двое суток при указанных условиях, после чего дополнительно подсчитывают количество проросших зерен. Подсчет проросших зерен через трое суток характеризует энергию прорастания, а через пять суток – способность прорастания.
Энергию прорастания зерна в процентах вычисляют по формуле:
(1.4)
где: А – количество зерен не проросших за 72 ч, шт.;
Способность прорастания зерна в процентах определяют по следующей формуле:
(1.5)
где Б – количество зерен, не проросших за 120 ч, шт.
Задание 1.6 Водочувствительность
Водочувствительность характеризует снижение способности к прорастанию даже при небольшом избытке воды. Водочувствительность чаще проявляется для ячменя, выращенного в неблагоприятных, более влажных климатических условиях. Водочувствительность выражается разницей между количеством проросших зерен при оптимальных и избыточных количествах воды. Если разница менее 25%, то ячмень маловодочувствительный, при 26-45% - водочувствительный, при разнице более 45% - у зерна значительная водочувствительность и требуется строгое соблюдение специальной технологии замачивания.
Определение водочувствительности заключается в определении числа проросших зерен ячменя при замачивании в различных объемах жидкости. Для этого из средней пробы ячменя дважды отбирают по 100 зерен. В две чашки Петри укладывают 2-3 слоя фильтровальной бумаги, плотно приглаживают, смачивают соответственно 4 и 8 мл дистиллированной воды, раскладывают по 100 зерен ячменя бороздкой вверх так, чтобы каждое зерно
хорошо соприкасалось со смоченной бумагой. Сверху зерно прикрывают
листами фильтровальной бумаги того же размера. Чашки закрывают и выдерживают в темном месте 72 ч при температуре 18-20 0C. Через каждые 24 ч зерна подсчитывают и удаляют из образца. Степень водочувствительности характеризуется разностью проросших зерен с 4 и 8 мл воды, выраженная в процентах.
Задание 1.7 Мучнистость
Мучнистость характеризует состояние эндосперма. Зерна могут быть мучнистыми, стекловидными, полустекловидными. Стекловидный ячмень получается в том случае, если на стадии созревания зерна в период от молочной до полной спелости была сухая, жаркая погода. Стекловидный ячмень содержит повышенное количество белка, трудно перерабатывается и дает солод пониженного качества. Мучнистость ячменя устанавливают при помощи диафаноскопа.
Задание 1.8 Влажность (массовая доля влаги)
Влажностью называют массу воды, удаляемой из зерна при высушивании, выраженную в процентах от его массы. Одним из наиболее точных методов определения влажности является метод высушивания продукта до постоянной массы.
Определение влажности ячменя. Для определения влажности ячменя из среднего образца отбирают 20 г и измельчают на лабораторной мельнице. Измельченное зерно примерно по 5 г помещают в высушенные, охлажденные и взвешенные бюксы и бюксы с открытыми крышками помещают в предварительно нагретый сушильный шкаф, где высушивают при температуре 105 0C или 130 0C в течение 3 ч или 40 мин соответственно.
Бюксы с высушенным материалом вынимают из шкафа, закрывают крышками и охлаждают в эксикаторе. Для поглощения влаги в эксикатор ставят прокаленный хлорид кальция или концентрированную серную кислоту. Через 20 мин бюксы с образцами вынимают из эксикатора и взвешивают.
Массовую долю влаги в ячмене в процентах вычисляют по формуле:
(1.6)
где: М - масса навески размолотого ячменя до высушивания, г;
m – масса навески размолотого ячменя после высушивания, г.
Задание 1.9 Кислотность
Сущность метода заключается в способности кислореагирующих веществ зерна нейтрализовать щелочь, которой титруют водную суспензию размолотого зерна (ГОСТ 10844-74).
Для определения кислотности ячменя взвешенную навеску размолотого зерна 5 г высыпают в сухую коническую колбу и приливают 50-100 мл дистиллированной воды. Содержимое колбы немедленно перемешивают взбалтыванием до исчезновения комочков, добавляют 5 капель 3% раствора фенолфталеина, взбалтывают и титруют 0,1н. раствором гидроксида натрия. Титрование ведется медленно, особенно в конце реакции, при постоянном взбалтывании колбы до появления ясного розового окрашивания, не исчезающего при спокойном стоянии колбы в течение 20 - 30 с.
Кислотность (в градусах кислотности) определяют объемом 1 н. раствора гидроксида натрия, требующего для нейтрализации кислоты в 100 г продукта, и вычисляют по формуле:
(1.7)
где: V – объем 0,1 н. раствора щелочи (с учетом поправочного коэффициента к титру щелочи), израсходованный на титрование, мл;
m – масса навески размолотого зерна, г;
10 – коэффициент пересчета 0,1 н. раствора щелочи в 1 н. раствор;
100 – коэффициент пересчета на 100 г ячменя.
Задание 1.10 Экстрактивность
Важнейшим технологическим показателем ячменя является экстрактивность, т.е. количество веществ, которые могут раствориться и при затирании перейти в сусло. В основном экстрактивность зерна обусловлена содержанием крахмала, некрахмальных полисахаридов и белковых веществ. В пивоваренном двухрядном ячмене в отличие от шестирядного содержание крахмала составляет 56 - 70 %, а экстрактивность 73 – 82 %, у хороших ячменей экстрактивность – 76 – 82 % (на сухое вещество). Чем выше экстрактивность, тем меньше расход зерна на производство пива. Для определения экстрактивности применяют главным образом аналитические методы, основанные на использовании ферментативного гидролиза для перевода нерастворимых в воде веществ ячменя в растворимое состояние. В качестве источника ферментов в наиболее распространенных методах используют солодовую вытяжку.
Выполнение работы
Опыт 1.1
Цвет светло-желтый, не серый и не темный, свойственный данному типу ячменя, пригодный для производства пива.
Запах свежей соломы, не имеет постороннего запаха, пригодный для приготовления пива.
На ощупь ячмень сухой с хорошей сыпучестью.
Опыт 1.2
Масса фракций: М=49,03 г; М1=0,79 г; М2=0,69 г.
Масса без примесей m=46,26 г.
Крупность зерна:
Опыт 1.3
Показатели: а=35,37 г, n=907 шт.
Масса 1000 зерен в пересчете на воздушно-сухое вещечтво:
Масса 1000 зерен в пересчете на сухое вещество:
Опыт 1.4 Ячмень не заражен вредителями.
Опыт 1.5 Способность к прорастанию.
Количество проросших зерен равно 76.
Опыт 1.6 Водочувствительность
При 4 мл, количество проросших зерен равно 37 %, а при 8 мл равно 98 %. Степень водочувствительности равна:
Из этого следует что водочувствительность значительная.
Опыт 1.7
1-я повторность: число мучнистых зерен равно 4;
2-я повторность: число мучнистых зерен равно 21;
Среднее число стекловидных зерен равно 12.
Опыт 1.8
1-я повторность:
Масса бюкса 13,26 г, масса навески равна 5,05 г, общая масса 18,31 г.
После высушивания:
m1=17,96 г;
m2=17,40 г.
2-я повторность:
Масса бюкса 27,01 г, масса навески 5,04 г, общая масса 32,05 г.
После высушивания:
m1=31,69 г;
m2=31,07 г.
Опыт 1.9
Масса навески m= 4,90 г.
VNaOH=0,7 мл.
Кислотность соответствует требованиям.
Вывод: Определили показатели качества выданных образцов ячменя. Внешний вид: запах свежей соломы без посторонних ароматов, сухой с хорошей сыпучестью, цвет светло-желтый.
Достаточно крупные зерна 94 % с малым содержание примесей. Зараженность вредителями не наблюдается.
Масса 1000 зерен в пересчете на воздушно-сухое вещество 38 г, следует, что исследуемый образец относится к легким ячменям.
Способность к прорастанию низкая. Водочувствительность значительная 61 %.
Малое число стекловидных зерен свидетельствует о достаточной мучнистости ячменного сырья.
Массовая доля влаги 4 %, влажность низкая. кислотность ячменя соответствует требованиям и составляет 1,043 г/мл.
Доброкачественность и пригодность данного сырья соответствует требованиям предъявляемым в пивоварении.
Скачать: