Качественные показатели зерна. Сравнение с другими злаковыми

Введение

Птицеводство наиболее наукоемкая и динамичная отрасль мирового и отечественного АПК. Последние 20 лет среднегодовой прирост мяса птицы превышает 4,0%.

Для высокой эффективности отечественного птицеводства требуется современная кормовая база. При этом важнейшая роль отводится зерну. Основную долю кормового зерна занимают пшеница, ячмень и овес; при этом дефицит сырого протеина составляет 1,68 млн. т, т. е. 37% от нормы.

Ячмень - основная зернофуражная культура. Он, являясь наиболее урожайной из яровых колосовых культур, ежегодно занимает значительные посевные площади. Возделываемые в Курганской области сорта ячменя не в полной мере удовлетворяют требованиям современного земледелия. В связи с исключительной пестротой природно-климатических условий и недостаточной пластичностью культивируемых сортов, проблемы придания стабильности урожайности и качества зерна остаются нерешёнными.

Общая характеристика

Ячмень обыкновенный (лат. <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA> Hordeum vulgare) - травянистое <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%B2%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D1%81%D1%82%D1%8B%D0%B5_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F> растение, вид <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B2%D0%B8%D0%B4> рода Ячмень <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D1%87%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8C>, семейства Злаки <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%B8>. Важная сельскохозяйственная <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%85%D0%BE%D0%B7%D1%8F%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE> культура, одно из древнейших культурных растений <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> в истории человечества (растение начали возделывать около 10 тысяч лет назад).

Зерно <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE> ячменя широко используют для продовольственных, технических и кормовых целей, в том числе в пивоваренной <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> промышленности, при производстве перловой <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%BF%D0%B0> и ячневой <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D1%87%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%BF%D0%B0> круп. Ячмень относится к ценнейшим концентрированным кормам для животных, так как содержит полноценный белок <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%BA>, богат крахмалом <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%85%D0%BC%D0%B0%D0%BB>. В России <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F> на кормовые цели используют до 70 % ячменя.

Это однолетнее растение <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BD%D0%B5%D0%B5_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> высотой 30-60 см, у культурных сортов - до 90 см. Стебли <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D1%8C> прямые, голые.

Листья <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%81%D1%82> до 30 см длиной и 2-3 см шириной, плоские, гладкие, с ушками при основании пластинки.

Образует колос <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%81> с остью <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D1%82%D1%8C> длиной около 10 см; каждый колосок <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%BA> - одноцветковый. Колосья четырёх- или шестигранные, до 1,5 см шириной, с гибкой осью, не распадающейся на членики.

Колоски собраны группами по три; все колоски плодущие, сидячие. Колосковые чешуи линейно-шиловидные, оттянутые в тонкую ость, обычно превышающую их по длине. Нижняя цветковая чешуя яйцевидно-ланцетная. Ячмень обыкновенный - самоопыляющееся <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BE%D0%BF%D1%8B%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> растение, но не исключено перекрёстное опыление <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BA%D1%80%D1%91%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D0%BF%D1%8B%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>. Цветёт в июне - июле. Плод <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D0%B4> - зерновка <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0>. Плодоношение в июле - августе.

Химический состав

Ячмень имеет сложный химический состав, который зависит от сорта, района произрастания, метеорологических и почвенных условий, массового соотношения отдельных частей зерна. Так, масса зародыша колеблется от 2,8 до 5%, цветочных пленок - от 6 до 17%.

Ячмень состоит на 80-88% из сухого вещества и на 12...20% из воды. Сухое вещество представляет собой сумму органических и неорганических веществ.

Органические вещества - это в основном углеводы и белки, а также жиры, полифенолы, органические кислоты, витамины и другие вещества.

Неорганические вещества - это фосфор, сера, кремний, калий, натрий, магний, кальций, железо, хлор. Некоторая часть их связана с органическими соединениями.

Средний химический состав ячменного зерна выражается следующими данными (в % на сухое вещество): крахмал (45- 70); белок (7-26); пентозаны(7-11); сахароза (1,7-2,0); целлюлоза (3,5-7,0); жир (2- 3); зольные элементы (2- 3).

Углеводы. В ячмене в основном преобладают водорастворимые сахара и полисахариды. К последним относятся крахмал м некрахмальные полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлоза, гумми--вещества, пектиновые вещества. Основная часть полисахаридов представлена крахмалом, который расходуется зерном при прорастании на начальных стадиях развития зародыша.

Азотистые вещества. В ячмене азотистые вещества представлены белковыми и небелковыми составляющими. В нормально вызревшем ячмене белковые вещества составляют большую часть. Белки в ячменном зерне распределяются неравномерно: наибольшее относительное содержание их в алейроновом слое в виде клейковины, во внешнем слое эндосперма в виде резервного белка, меньшее - в эндосперме, где белок входит в состав клеток.

Жиры (липиды). В ячмене жиры представлены жирными кислотами, глицерин содержащими липидами и липидами, не содержащими глицерина. Жиры растворяются в этиловом и петролейном эфирах, бензоле и хлороформе. Жир представляет собой желто-бурое масло с тонким ароматом, из которого выделяются кристаллы при длительном отстаивании. В ячменном зерне жир распределяется следующим образом: в алейроновом слое, в зародыше. Небольшая часть жира при проращивании потребляется и гидролизуется липазой, а так как при сушке солода липаза инактивируется, основная часть жира переходит в дробину. В свободном виде жирные кислоты присутствуют в незначительном количестве.

Фенольные вещества. Эта группа веществ в ячмене представляет собой неоднородные соединения, которые делятся на простые фенольные кислоты и полифенолы. Состав и содержание фенольных веществ в ячмене зависит от сорта и состава ячменя и условий его произрастания. Между содержанием белка и полифенолов существует обратная зависимость: с повышением количества белка содержание полифенолов уменьшается. Ячмень содержит примерно 0,3% фенольных веществ.

Фенольные кислоты в ячмене содержатся в свободной и связанной формах. Группа С6 - С1 представляет собой оксибензойные кислоты:гидроксибензойная, протокатеховая, галловая, ванилиновая, сиреневая; группа С6 - С3 - оксикоричные кислоты: кумаровая, кофейная, феруловая.

Большую роль в дыхании растений и дезаминировании аминокислот играет хлорогеновая кислота.

Некоторые из фенольных кислот являются ингибиторами в процессе проращивания частично переходят воду при мойке и замачивании ячменя. Группа флавоноидных веществ С6 - С3 - С6 объединяет соединения, молекулы которых содержат два бензольных ядра, соединенных гетероциклическим пирановым кольцом.

Полифенолы ячменя (идентифицировано 40 полифенолов). Включают много антоцианогенов, главным образом D (+) - катехин и лейкоцианидин, относящиеся к этой группе. Полифенольные вещества (антоцианогены и катехины) находятся в основном в алейроновом слое зерна, при солодоращении изменяются мало и в помоле входят в фракцию крупки. Антоцианогены обнаружены только в зерне ячменя. Важным свойством полифенолов является их способность соединяться с белками, для ориентировочной характеристики степени полимеризации полифенолов существует показатель «индекс полимеризации», представляющий собой отношение общего количества полифенолов к количеству антоцианогенов.

Минеральные вещества. Общее содержание и соотношение отдельных минеральных веществ зависят от почвенно-климатических условий и количества вносимых удобрений.

Около 80% ионов находятся в связанном с органическими соединениями состоянии. Основная часть минеральных веществ приходится на фосфор, который входит в состав фитина, нуклеиновых кислот, фосфатидов и других соединений; калий (фосфаты калия); кремниевую кислоту, содержащуюся главным образом в оболочках ячменя. Некоторые микроэлементы, присутствуя в очень небольших количествах, оказывают влияние на биологическое состояние ячменя и технологию пивоварения.

Ферменты. В 1814 г. действительный член Петербургской Академии наук К.С. Кирхгоф открыл явление превращения крахмала в сахар в сухом ячменном солоде, т. е. открыл фермент, названный позднее амилазой. Ферменты - это природные катализаторы, которые образуют промежуточное соединение с субстратом, затем этот фермент-субстратный комплекс претерпевает изменение и образуются продукты, а фермент регенерируется.

Качественные показатели зерна. Сравнение с другими злаковыми

Качество и питательная ценность зерна зависят от многих причин. При оценке зерна определяют натуру, цвет, запах, блеск, вкус, влажность, чистоту, кислотность, зараженность грибами и амбарными вредителями.

Натура зерна - один из качественных показателей, выражается его массой в объеме 1 л. Зерно может быть высоко-, средне- и низконатурное. В благоприятных условиях вегетации и убранное в оптимальные сроки, оно имеет более высокую натуру по сравнению с зерном, выращенным в условиях засухи или убранным в недозрелом состоянии. Примерная натура зерна приведена в табл. 1.

Натура зерна

Естественные для каждого вида цвет и блеск зерна указывают на то, что оно хорошо вызрело, убрано и хранится при благоприятных условиях. Темные пятна, матовый оттенок указывают на его порчу, что может быть вызвано плохими условиями уборки, хранения и поражением грибами или бактериями. Кондиционное зерно имеет слабовыраженный запах, характерный для каждого вида. Зерно, хранящееся с сильно пахнущими продуктами, может приобрести запах этих веществ. Затхлый, плесневый запах указывает на порчу зерна и непригодность его к скармливанию животным без специальной подготовки. Зерно с затхлым запахом должно быть хорошо проветрено и просушено. Плесневелое зерно необходимо вымыть и термически обработать.

Селедочный запах у зерна может быть при загрязнении его спорами головни. Приторно медовый запах указывает на пораженность зерна клещами. Запах полыни, чеснока - результат засоренности зерна этими растениями.

Вкус зерна - один из показателей его качества. Например, зерно пшеницы на вкус сладковато-пресное, зерно овса имеет небольшой привкус горечи. Зерно, засоренное полынью, имеет горький вкус. Сладковатый вкус приобретает проросшее или поврежденное в период уборки заморозками зерно, прогорклый вкус - при окислении жиров.

Влажность зерна зависит от погодных условий при уборке, степени спелости, равномерности созревания.

При неблагоприятных погодных условиях уборки зерно может иметь повышенную влажность, которая способствует его интенсивному дыханию, разогреванию при храпении, значительной потере резервных углеводов, сокращению сроков хранения ив конечном счете поражению грибами и порче. При влажности зерна 10-12 % оно может длительно храниться. Для масличных культур влажность не должна превышать 6-8%. Зерно влажностью 16-18% необходимо досушивать перед закладкой на хранение. Зерно с более высокой влажностью консервируют химическими препаратами или силосуют.

Питательная ценность зерновых кормов зависит от степени их засоренности. В зерне могут встречаться примеси минеральные (песок, галька, комки земли), органические (листья, стебли, колоски, метелки, семена сорных, вредных и ядовитых трав) и зерновые, состоящие из битых, давленых, проросших и заплесневевших зерен, а также зерен других культур.

В фуражном зерне допускается содержание: песка-не более 0,7- 1 %, головни, куколя и плевела опьяняющего (вместе или в отдельности) - 0,25 %, спорыньи - 0,05 %, вязеля и горчака - 0,04 %, металлических примесей - не более 50 мг/кг.

Зерно, содержащее более 2 % семян вредных и ядовитых растений, считается недоброкачественным. Амбарные вредители (клещи, амбарный долгоносик, амбарная моль, хлебный точильщик) наносят большой ущерб при хранении зерна. Перед скармливанием зерна животным необходимо проверить его на пораженность амбарными вредителями. Пораженное зерно перед скармливанием обезвреживают.