Как определить качество зерна — основные показатели и современные методы анализа

Почему контроль качества зерна так важен

Каждая партия пшеницы, поступающая на элеватор или мукомольное предприятие, проходит оценку по целому ряду параметров. От результатов этой оценки зависит не только закупочная цена, но и дальнейшее направление переработки. Зерно первого-третьего классов идёт на хлебопекарную муку, четвёртый класс чаще всего попадает в кондитерскую промышленность, а пятый используется на кормовые цели.

Для агрария определение качества зерна — это, по сути, определение его стоимости. Для переработчика — гарантия стабильного технологического процесса. А для лаборатории — ежедневная задача, требующая точных и быстрых измерений. Ниже разберём, какие именно показатели качества зерна пшеницы оцениваются при приёмке и хранении, и какими методами это можно сделать.

Ключевые показатели качества зерна пшеницы

Независимо от того, проводится экспресс-анализ на месте или полноценное лабораторное исследование, перечень контролируемых параметров примерно одинаков. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Влажность зерна

Пожалуй, самый первый и самый критичный параметр при приёмке. Влажность зерна напрямую влияет на сохранность партии при длительном хранении. Если массовая доля влаги превышает 14%, пшеницу необходимо направлять на сушку, иначе высок риск самосогревания и развития плесневых грибков. Базисная норма для расчётов с сельхозпроизводителями обычно составляет 14,0–14,5%.

Белок и клейковина

Содержание белка (протеина) в пересчёте на сухое вещество — один из главных ценообразующих факторов. Чем выше массовая доля протеина, тем выше класс пшеницы. Для мягкой пшеницы первого класса этот показатель должен быть не менее 14,5%, для третьего — не менее 12,0%.

Клейковина — это белковый комплекс, отвечающий за упругость и эластичность теста. На практике оценивают не только количество сырой клейковины (в процентах), но и её качество на приборе ИДК. Для хлебопекарной пшеницы первого класса количество клейковины должно составлять не менее 32,0% (*1).

Число падения

Если говорить простым языком, число падения показывает, насколько «здоров» крахмал внутри зерна. Когда пшеница попадает под дождь перед уборкой или начинает прорастать, в ней активируется фермент альфа-амилаза, который разрушает крахмал и превращает его в сахар. Чем сильнее крахмал разрушен, тем ниже число падения — и тем хуже из такого зерна получится хлеб (мякиш будет сырым и липким вместо пышного и упругого).

Определяется этот показатель по методу Хагберга-Пертена и измеряется в секундах. Для пшеницы первого и второго классов число падения должно составлять не менее 200 секунд — это говорит о том, что крахмал цел и зерно пригодно для хлебопекарной муки.

Натура (объёмная масса)

Натура зерна — это масса одного литра пшеницы, выраженная в граммах. По сути, это косвенный показатель выполненности и зрелости зерновки. Хорошо выполненное (полностью вызревшее, налитое) зерно пшеницы имеет натуру от 750 г/л и выше. Чем ниже этот показатель, тем больше в партии щуплых и недоразвитых зёрен и тем меньше выход муки при помоле.

Стекловидность

Стекловидность характеризует структуру эндосперма. Стекловидное зерно при разрезе имеет однородную полупрозрачную структуру, мучнистое — рыхлую и белую. Для мягкой пшеницы высших классов стекловидность обычно превышает 60%. Этот показатель важен для мукомольных предприятий, поскольку влияет на режим помола и выход готовой продукции.

Сорная и зерновая примесь

К сорной примеси относят минеральные частицы (камни, песок), органические остатки, семена сорных растений и испорченные зёрна. Зерновая примесь — это битые, давленые, щуплые и проросшие зёрна самой пшеницы. Оба показателя нормируются ГОСТом отдельно для каждого класса, и превышение нормативов приводит к понижению классности или отказу в приёмке партии.

Зольность и масличность

Зольность отражает содержание минеральных веществ и используется преимущественно при оценке муки — по ней судят о степени отделения оболочек от эндосперма. Масличность актуальна при анализе масличных культур — подсолнечника, рапса, сои — и определяет их ценность для маслоэкстракционных заводов.

Нормативная база и классы пшеницы по ГОСТ 9353

Основным нормативным документом, регламентирующим показатели качества пшеницы в России и ряде стран СНГ, является ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия». Стандарт выделяет пять классов мягкой пшеницы, причём класс партии определяется по наихудшему из контролируемых параметров.

Ниже приведена таблица с основными нормами для мягкой пшеницы.

Показатель	1 класс	2 класс	3 класс	4 класс	5 класс
Массовая доля клейковины, %, не менее	32,0	28,0	23,0	18,0	Не огр.
Массовая доля белка, %, не менее	14,5	13,5	12,0	10,0	Не огр.
Число падения, с, не менее	200	200	150	80	Не огр.
Натура, г/л, не менее	750	750	730	710	Не огр.
Стекловидность, %, не менее	60	60	40	Не огр.	Не огр.

Обратите внимание. Для определения каждого из перечисленных параметров существуют отдельные ГОСТы на методы испытаний. Например, влажность определяют по ГОСТ 13586.5, натуру — по ГОСТ 10840, а стекловидность — по ГОСТ 10987.

Классические (референсные) методы анализа

На протяжении десятилетий качество зерна определяли исключительно «мокрыми» и физическими методами. Они до сих пор остаются эталоном, по которому калибруют современные приборы. Вот основные из них.

Сушильный шкаф — стандартный способ определения влажности. Навеску размолотого зерна сушат при температуре 130°С в течение 40 минут, затем взвешивают и вычисляют потерю массы. Метод точный, но результат можно получить не раньше чем через полтора часа с учётом подготовки и охлаждения.

Метод Кьельдаля — золотой стандарт для определения содержания белка. Проба минерализуется концентрированной серной кислотой, после чего выделяется и титруется аммиак. Процедура занимает от двух до четырёх часов и требует расходных реактивов, вытяжной вентиляции и квалифицированного лаборанта.

Прибор ИДК (измеритель деформации клейковины) позволяет оценить качество сырой клейковины после её ручной отмывки из навески муки. Отмывка сама по себе занимает 15–20 минут, а результат выражается в условных единицах ИДК.

Прибор числа падения (ПЧП) реализует метод Хагберга-Пертена — навеска шрота суспензируется в воде, нагревается и клейстеризуется, после чего фиксируется время свободного падения штока через клейстер. Результат — в секундах.

Важно. Все перечисленные методы являются «разрушающими» и требуют расходных материалов. При большом потоке зерна на элеваторе или в торговом терминале задержка в несколько часов на каждую партию становится серьёзным узким местом.

ИК-анализ — экспресс-контроль за минуту

Именно необходимость быстрого анализа больших объёмов сырья привела к широкому внедрению инфракрасной спектроскопии в ближнем диапазоне (БИК, или NIR). Сегодня ИК-анализаторы зерна — это основной рабочий инструмент любой зерновой лаборатории средней и высокой загруженности.

Как это работает

Принцип действия основан на том, что молекулы воды, белка, крахмала и жиров по-разному поглощают электромагнитное излучение в диапазоне 700–2500 нм. ИК-анализатор облучает пробу зерна и регистрирует спектр отражённого (или прошедшего) света. Встроенное программное обеспечение сопоставляет полученный спектр с калибровочными моделями и за 30–90 секунд выдаёт результат сразу по нескольким параметрам — влажность, белок, клейковина, число падения, зольность, масличность и другие (*2).

Преимущества ИК-метода перед классическими

• Скорость — полный анализ пробы занимает от 30 секунд до полутора минут вместо нескольких часов
• Многопараметрическое измерение — один прибор заменяет целый набор оборудования (сушильный шкаф, прибор Кьельдаля, ПЧП и ИДК)
• Минимальная пробоподготовка — многие модели работают с цельным зерном без предварительного размола
• Экономия на реактивах — метод неразрушающий и не требует химикатов

Где применяется

ИК-анализаторы используют на всех этапах товародвижения зерна. На приёмке элеватора — для оперативной классификации и расчёта закупочной цены. В лаборатории мукомольного завода — для контроля входного сырья и оптимизации рецептуры помольной партии. У трейдеров и логистических компаний — для независимой проверки параметров при заключении сделок. Портативные модели позволяют проводить экспресс-анализ прямо в поле или у борта автомобиля.

Какой метод выбрать

На практике большинство предприятий не отказываются от классических методов полностью — они остаются необходимыми для калибровки ИК-оборудования и разрешения спорных ситуаций при арбитражных анализах. Однако для ежедневного потокового контроля качества зерна при приёмке и отгрузке инфракрасный экспресс-анализ давно стал стандартом отрасли.

Референсные методы Максимальная точность (арбитраж) Калибровка ИК-приборов Требуют реактивов и квалификации Низкая пропускная способность

ИК-анализ (БИК/NIR) Экспресс-результат без реактивов Анализ нескольких параметров за раз Подходит для потокового контроля Нуждается в периодической калибровке

Если лаборатория обрабатывает десятки проб ежедневно, ИК-анализатор окупается за считанные месяцы — за счёт снижения расходов на реактивы и высвобождения времени сотрудников. Портативные модели особенно востребованы у зернотрейдеров и фермерских хозяйств, где оперативность определения параметров зерна напрямую влияет на логистические решения.

Вместо заключения

Определение качества зерна — это не просто формальность при приёмке. От корректной оценки показателей зависит справедливость расчётов между производителем и покупателем, стабильность производственных процессов и в конечном счёте качество хлеба на нашем столе. Современные ИК-анализаторы сделали этот процесс быстрым и доступным, а в сочетании с классическими методами они обеспечивают надёжный и полноценный контроль на каждом этапе — от поля до переработки.

*1 Данные приведены по ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия». Значения могут отличаться для твёрдой пшеницы и для разных стран-участниц стандарта.

*2 Точность ИК-анализа зависит от актуальности калибровочных моделей. Производители рекомендуют проводить верификацию прибора не реже одного раза в сезон, сверяя результаты с референсными методами.