К.т.н. Федотов В.А., Максютова Н.Н., Воякина К.В., Толокина А.С.

Оренбургский государственный университет, Россия

Системный подход к анализу

потребительских качеств зернопродуктов

Улучшение качества определения потребительских свойств зерна и продуктов его переработки может быть обеспечено за счет определения их в информационной системе. В существующей на сегодняшний день информационной системе контроля потребительских свойств пшеницы руководствуются в основном стандартизированными ГОСТ показателями качества. Однако даже комплексный учет этих показателей ввиду недостаточной своей информативности не может однозначно охарактеризовать технологические достоинства зерна, влияющие на качество производимой из него продукции.

В частности, на зерноперерабатывающих предприятиях в России для оценки структурно-механических свойств пшеницы используется показатель стекловидности, который обычно тесно связывают с его химическим составом, мукомольными и хлебопекарными свойствами [1]. В тоже время практика работы мукомольной промышленности показывает, что показатель стекловидности является лабильным - при одинаковой стекловидности зерна разные сорта пшеницы характеризуются различными технологическими свойствами [2].

Твердозерность является особым показателем структурно-механических свойств зерна, тесно связана с особенностями измельчения эндосперма, представляет собой показатель, комплексно отражающий особенности микроструктуры эндосперма.

Оценку твердозерности осуществляют различным образом. Наиболее популярными и широко используемыми являются методы, основанные на анализе гранулометрического состава муки. Дело в том, что при помоле твердозерной пшеницы образуется более крупные и более выровненные по размерам частицы, чем при помоле мягкозерной пшеницы. С помощью данных методов рассчитывают условный средний диаметр частиц муки, или же находят содержание частиц определенной фракции крупности - индекс размера частиц: количество прохода сита № 0071 муки 70 %-ного выхода мельниц МЛУ-202 [3]. Однако данный метод оценивает размер частиц только одним параметром – проходимостью через сито с фиксированным размером отверстий, отсюда низкая точность определения. Принятый в России для оценки муки показатель крупности помола также практически не позволяет идентифицировать различия в ее структурных особенностях [4].

Одним из перспективных методов оценки твердозерности является гранулометрический анализ. Гранулометрический состав муки – один из наименее изученных показателей ее качества, поскольку его измерение сопряжено с трудностями применения прямых методов измерения, а также с отсутствием однозначных критериев оценки формы частиц муки. Наиболее точным методом определения характеристик частиц муки является микроскопический метод, который позволяет получить количественную оценку не только размеров частиц, но и их формы. Интенсивное развитие компьютерных технологий позволило для проведения микроскопических исследований дисперсных материалов задействовать информационные технологии, тем самым снизив трудоемкость анализа и максимально автоматизируя весь процесс исследований.

Для проведения гранулометрического анализа получали микроснимки размола зерна с помощью оптического микроскопирования на микроскопе Биолам. Анализ полученных изображений осуществляли с помощью выбранного программного обеспечения: Open Source Computer Vision Library - библиотеки алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алгоритмов общего назначения с открытым кодом. В качестве программной среды для разработки компьютерного приложения задействован Borland C++Builder [5]. На разработанную программное средство получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011610605 «Программное обеспечение для прогнозирования технологических качеств пшеницы на основе данных гранулометрического анализа». Разработанная методика определения показателей технологических качеств пшеницы отражена в способе определения хлебопекарных качеств зерна пшеницы (патент №2433398 от 10.11.11), способе определения твердозерности пшеницы (патент №2442132 от 10.02.12).

Список литературы

1. Казаков Е. Д., Карпиленко Г. П. Биохимия зерна и хлебопродуктов: учеб. пособие для вузов. - СПб. : ГИОРД, 2005. - 512 с.

2. Мерко И. Т. Совершенствование технологических процессов сортового помола пшеницы. - М. : Колос, 1979. - 191 с.

3. Беркутова Н. С. Методы оценки и формирования качества зерна. - М. : Росагропромиздат, 1991. - 206 с.

4. Беркутова Н. С., Швецова И. А. Микроструктура пшеницы. - М. : Колос, 1977. - 122 c.

5. Bradsky G., Kaehler A. Learning OpenCV. - O’Reilly, 2008. - 571 p.