capitolul ii

Tehnologia prelucării cerealelor

CAPITOLUL II

PROPRIETĂŢILE FIZICE

ALE CEREALELOR

4.1. Caracteristici fizice

4.2. Caracteristici tehnologice ce se manifestă la depozitarea cerealelor, la

vehicularea lor internă

4.3. Proprietăţi mecanice ale boabelor de cereale

4.4. Proprietăţi ce se manifestă în timpul procesului de prelucrare

4.5. Boabe cu defecte

4.1. Caracteristici fizice

Masa hectolitrică reprezintă masa, exprimată în kg, a unui volum de 0.1m3

cereale.

Importanţă

parametru principal în stabilirea extracţiei făinii,

indice folosit în gradarea cerealelor,

estimarea cantităţilor de cereale prin cubaj,

bază de calcul la dimensionarea celulelor de siloz.

Factori care influenţează masa hectolitrică:

umiditatea boabelor,

forma şi mărimea boabelor,

starea suprafeţei boabelor,

cantitatea de impurităţi şi natura lor,

grosimea învelişurilor şi masa specifică.

Volumul a 100 boabe se stabileşte prin măsurarea cantităţii de lichid

deslocuit.

76

Proprietăţile fizice ale cerealelor

Masa a 1000 boabe

Masa relativă a 1000 boabe reprezintă greutatea acestora, exprimată în g,

la umiditatea existentă în momentul determinării.

Masa absolută a 1000 boabe reprezintă greutatea acestora, exprimată în g,

raportată la substanţa uscată, calculată în funcţie de conţinutul de umiditate

al boabelor în momentul analizării.

Masa a 1000 boabe este influenţată de condiţiile pedo-climatice, de gradul

de maturizare al boabelor. Valorile ridicate ale acestei caracteristici fizice

indică o calitate superioară a boabelor.

Masa specifică

Masa specifică aparentă reprezintă raportul dintre masă a 1000 boabe şi

volumul ocupat de 1000 boabe.

Importanţă - după acest indice se realizează separarea impurităţilor din

masa de cereale.

Factori care influenţează masa specifică:

compoziţia chimică,

compactitatea,

structura anatomică,

maturizarea şi mărimea boabelor.

Cercetările au arătat că masele specifice ale principalelor substanţe

organice ce alcătuiesc cerealele diferă între ele:

Cerealele care conţin mai mult amidon au masa specifică mai mare, sunt

urmate de cele care au un conţinut ridicat de proteină; boabele de cereale

bogate în substanţe grase au masa specifică cea mai scăzută (ovăzul).

Boabele de cereale care au în structura lor o cantitate mai mare de aer au

masa specifică redusă (boabele făinoase au masa specifică mai mică decât

boabele sticloase).

Părţile anatomice ale boabelor de cereale au masa specifică diferită:

învelişul boabelor are masa specifică mai mică decât endospermul; la acest

lucru se adaugă şi faptul că învelişul are o compactitate mai mică, de

aceea cu cât proporţia de înveliş este mai mare cu atât masa specifică a

boabelor este mai mică.

77


Boabele mici au masa specifică mai scăzută - procentul de înveliş care

revine pe unitatea de greutate a bobului creşte proporţional cu micşorarea

bobului, iar masa specifică a bobului este mai mică.

Sticlozitatea

Sticlozitatea arată gradul de compactizare a endospermului în bob.

Structura şi aspectul endospermului bobului de grâu sunt foarte variate - de

la albă, afânată şi făinoasă în ruptură sau secţiune, până la

semitransparentă, sticloasă, cu nuanţă galben închis.

În zonele sticloase, granulele de amidon, aflate într-o matrice proteică

puternică, ocupă tot spaţiul şi de aceea structura apare compactizată. În

zonele făinoase rămân spaţii libere astfel că structura nu mai apare densă.

Factori care influenţează sticlozitatea boabelor:

condiţiile pedo-climatice de cultură şi recoltare,

îngrăşămintele minerale introduse,

condiţiile de conservare,

particularităţile botanice, calităţile diferitelor soiuri selecţionate.

Se apreciază că cerealele cultivate pe soluri nisipoase sau dezvoltate în

condiţii de secetă apar la recoltare mai sticloase. De obicei grâul cu

sticlozitate mare se obţine în regiunile cu climat uscat şi călduros, iar grâul

făinos în regiunile răcoroase şi umede.

Introducerea în sol a îngrăşămintelor azotate, şi în special îngrăşarea

suplimentară a grâului în stadiul de înspicare, contribuie în mod însemnat

la creşterea sticlozităţii. Cea mai mare sticlozitate se obţine în cazul grâului

care se cultivă pe soluri bogate în azot şi cu umiditate insuficientă. Irigarea

fără îngrăşarea concomitentă a solului cu azot poate contribui la scăderea

însemnată a sticlozităţii.

Grâul de panificaţie trebuie să aibă min. 30% sticlozitate.

Duritatea

Se manifestă printr-o rezistenţă locală superficială a corpului dat la

pătrunderea în el a unui alt corp, care nu dă deformaţii remanente. Rolul

unui astfel de corp dat, mai tare, care acţionează extern asupra cerealelor,

îl au riflurile tăvălugilor valţurilor. La intrarea cerealelor la primul pasaj de

78


şrotare, duritatea apare ca o rezistenţă locală maximă în momentul

distrugerii coeziunii particulelor din straturile periferice. Intrând în straturile

periferice ale cerealelor, riflurile pătrund apoi la o adâncime oarecare în

endosperm, sfărâmându-l. În aceste condiţii, duritatea, care constituia o

rezistenţă iniţială la pătrunderea riflurilor, are importanţă tehnologică. În

momentul următor, când se produce sfărâmarea brută a boabelor, intră în

acţiune o altă proprietate, mai complexă a cerealelor, rezistenţa lor.

Aceasta oglindeşte capacitatea materialului de a rezista la sfărâmarea

mecanică, ceea ce este legat de fragilitatea, elasticitatea, plasticitatea,

vâscozitatea, nu numai a învelişurilor, ci şi a endospermului şi embrionului

Textura endospermului definită ca dură sau moale poate defini rezistenţa

acestuia la deformare, aşa numitul scor de duritate (Turnbullt şi Rahman,

2002, J. Cereal Sci.). Cu ajutorul aparatului SKCS (Single Kernel

Characterisation System) se poate măsura duritatea prin determinarea

forţei necesare zdrobirii individuale a boabelor între două suprafeţe, luând

în calcul: masa, diametrul şi umiditatea fiecărui bob. Evaluarea durităţii

boabelor poate fi realizată şi prin tehnica NIR. O metodă indirectă ce poate

fi folosită în aprecierea texturii endospermului se bazează pe mărunţirea

boabelor şi determinarea procentului din masa totală care trece printr-o sită

cu ochiuri de o anumită mărime; se calculează astfel Indexul mărimii

particulelor (PSI).

Duritatea este influenţată de umiditate, de conţinutul de pentozani şi de

lipide. Pe lângă aceşti factori s-a constatat că duritatea este controlată

genetic (Caseta 2.1.), markerii pentru studiul durităţii fiind puroindolinele

(Turnbullt şi Rahman, 2002).

Duritatea influenţează mărimea particulelor de făină, densitatea făinii,

amidonul deteriorat, capacitatea de hidratare, extracţia de făină.

Mărimea, forma şi uniformitatea boabelor

Este importantă în alegerea parametrilor de lucru ai utilajelor din procesul

de pregătire prelucrare a cerealelor pentru măciniş, influenţează

menţinerea unui regim tehnologic constant pentru o perioadă mai lungă de

timp.

79


Caseta 2.1.

80

Duritatea şi sticlozitatea sunt sinonime dar descriu caracteristici diferite. Astfel

duritatea descrie rezistenţa la deformare a endospermului în timp ce

sticlozitatea realizează o descriere vizuală aparentă a acestuia (aspect sticlos

sau făinos). Duritatea este influenţată de umiditate, de conţinutul de pentozani

(conţinutul mare de pentozani solubili şi insolubili corelează pozitiv cu duritatea,

dar la boabele dure există tendinţa de creştere a fracţiunii solubile şi a

conţinutului total de pentozani) şi de lipide (se apreciază că între duritate şi

conţinutul de lipide libere, extractibile în hexan, există o corelaţie puternică;

grâul dur conţine o cantitate mai mare de lipide libere). Pe lângă aceşti factori s-

a constatat că duritatea este controlată genetic, markerii pentru studiul durităţii

fiind puroindolinele, polipeptide bogate în cisteină, dar care conţin şi triptofan

(Turnbullt şi Rahman, 2002).

Iniţial s-a considerat că friabilina (GSP – grain softness protein) afectează

interfaţa dintre granulele de amidon şi matricea proteică. Ulterior analizându-se

secvenţa N-terminal au fost identificate două componente principale care conţin

fraibilină, care au fost denumite puroindoline „a” şi „b” („puros” – pentru grâu,

„indoline” – inelul indol-triptofan) şi un component minor GSP1. Puroindolinele

„a” conţin 5 resturi de triptofan, puroindolinele „b” conţin 3 resturi de triptofan iar

GSP1 conţine o secvenţă de aminoacizi identică 50% cu avenina (cu 2 resturi

de triptofan). Puroindolinele „b” sunt localizate în stratul aleuronic, scutellum şi

pericarp iar puroindolinele „a” sunt localizate la interfaţa dintre granulele de

amidon şi matricea proteică.

Puroindolinele interacţionează cu lipidele prin triptofan. Această interacţiune

sugerează că lipidele legate apar la interfaţa aer-apă. Puroindolinele sunt

singurele capabile să formeze spumă foarte stabilă, cu rezistenţă mare la

destabilizarea produsă de lipidele polare şi neutre. Puroindolinele previn

destabilizarea spumei prin globulele de ulei. Adăugând cantităţi mici de

puroindoline în aluat se obţine o îmbunătăţire a texturii produselor de panificaţie

(extensibilitatea şi tenacitatea aluatului). Prin modificare conţinutului de triptofan

se poate controla textura boabelor de cereale. Structura puroindolinelor „a” este

conservată dar în structura puroindolinelor „b” apar frecvent mutaţii. Astfel, la

grâul dur, la nivelul puroindolinelor „b” s-au constatat schimbări ale leucinei cu

prolinei şi ale triptofanului cu arginina. Se consideră că alterarea structurii

puroindolinelor „b” în ceea ce priveşte secvenţa aminoacizilor, afectează

capacitatea lipidelor de a se lega cu puroindolinele, ceea ce poate afecta

duritatea.


Curbele granulometrice caracterizează variaţia parametrilor dimensionali ai

masei de cereale - lungime, lăţime, grosime.

Ele au rol în separarea corpurilor străine libere din masa de cereale se face

ţinând seama de proprietăţile fizice ale cerealei de bază şi de cele ale

corpurilor străine. Rezultatele măsurătorilor se reprezintă sub forma unor

curbe ale variabilităţii parametrului dimensional studiat. Pe baza curbelor

granulometrice ridicate, pentru componentele unui amestec, se pot face

aprecieri cu privire la posibilitatea sau imposibilitatea separării acestor

componente.

Compoziţia granulometrică arată variaţia frecvenţei procentuale a claselor

de mărime ale unui parametru dimensional.

Conţinutul de impurităţi

Conţinutul de impurităţi influenţează:

valoarea lotului recepţionat,

reglarea utilajelor din curăţătorie,

randamentul şi calitatea făinii.

Impurităţile din grâu reprezintă boabele de grâu cu defecte şi toate

componentele organice şi anorganice, altele decât boabele de grâu.

Impurităţile se împart în patru categorii principale:

boabe de grâu cu defecte,

alte cereale,

corpuri străine,

seminţe dăunătoare şi/sau toxice, boabe cu mălură şi cornul

secarei.

Boabe de grâu cu defecte:

boabe sparte: boabe de grâu la care o parte a endospermului este

înlăturata sau boabe fără germene,

boabe şiştave: boabe de grâu întregi care trec prin sita cu orificii

alungite de 1,70 mm lăţime,

boabe alterate: boabe mucegăite - boabe de grâu care au mucegaiuri

vizibile cu ochiul liber pe mai mult de 50% din suprafaţa şi/sau în miez,

81


boabe deteriorate de căldură - boabe de grâu care prezintă o coloraţie

cafenie spre neagră ca urmare a încălzirii excesive,

boabe atacate de dăunători: boabe care prezintă dăunări vizibile cu

ochiul liber, datorate atacului de rozătoare, insecte, acarieni şi alţi

dăunători,

boabe încolţite: boabe de grâu care prezintă semne vizibile de încolţire

(colţul ieşit din înveliş, indiferent dacă el mai există sau este rupt).

Alte cereale: boabe de cereale aparţinând altor specii, altele decât cele de

grâu.

Corpuri străine, după înlăturarea cornului secarei, această categorie

include:

toate componentele probei, cu excepţia boabelor altor cereale,

boabelor de grâu, a seminţelor dăunătoare şi/sau toxice, şi seminţelor

cu mălură, care sunt reţinute pe o sită cu orificii alungite de 3,55 mm 20,0 mm şi toate componentele care trec printr-o sită cu orificii alungite

de 1,00 mm 20,0 mm (se consideră că ultimele sunt organice).

toate componentele organice altele decât boabele de grâu, alte

cereale, seminţe dăunătoare şi/sau toxice, boabe cu mălură, fragmente

de paie, insecte moarte şi fragmente de insecte, şi componente

anorganice ca pietricele şi nisip ce trec prin sita cu orificii alungite de

3,55 mm 20,0 mm şi care sunt reţinute de sita cu orificii alungite de 1

mm 20,0 mm.

Seminţe dăunătoare şi/sau toxice, boabe cu mălură şi cornul secarei:

seminţe dăunătoare şi/sau toxice: seminţe care sunt prezente în

cantităţi peste o anumită limită, care pot avea efect dăunător sănătăţii,

proprietăţilor organoleptice sau performanţelor tehnologice,

boabe cu mălură: boabe ce prezintă un miros urât şi care include spori

de mălură Tilletia caries, Tilletia controversa, Tilletia foetida, Tilletia

intermedia, Tilletia triticoides şi Neovossia indica;

cornul secarei: scleroţi ai ciupercii Claviceps purpurea.

82


4.2. Caracteristici tehnologice ce se manifestă la depozitarea

cerealelor, la vehicularea lor internă

Unghiul de taluz natural

Capacitatea de curgere reprezintă însuşirea cerealelor de a se deplasa de

la un loc la altul prin cădere liberă.

Capacitatea de curgere a masei de cereale este caracterizată prin unghiul

de taluz natural şi unghiul de frecare.

Cerealele în cădere liberă pe o suprafaţă plană se aşează în grămadă, sub

forma unui con, unghiul de taluz natural este unghiul dintre diametrul bazei

şi generatoarea conului format.

Unghiul de taluz natural este condiţionat de frecarea boabelor între ele şi

egal cu unghiul de frecare dintre boabe. Unghiul de frecare este unghiul

minim sub care masa de boabe începe să alunece pe o suprafaţă

oarecare.

Capacitate de curgere a cerealelor este influenţată de: forma şi

dimensiunile boabelor, starea suprafeţei boabelor, umiditatea, conţinutul de

corpuri străine.

Coeficientul de frecare internă

Coeficientul de frecare internă a boabelor de cereale este egal cu tangenta

unghiului de frecare dintre boabe.

Coeficientul de frecare internă are diverse valori funcţie de starea de

repaus sau de mişcare a materialului. În stare de repaus coeficientul de

frecare internă este mai mare decât cel din timpul deplasării produselor. În

mod obişnuit, în practică, se foloseşte coeficientul de frecare internă la

limita dintre starea de repaus şi starea de mişcare.

Factorii care influenţează coeficientul de frecare internă sunt următorii:

diametrul cerealelor,

compactitatea stratului de material,

umiditatea.

83


Coeficientul de frecare al boabelor de cereale pe diverse materiale

La scurgerea boabelor de cereale şi a produselor rezultate din prelucrarea

lor pe diverse suprafeţe de contact, la proiectarea buncărelor şi a celulelor

de siloz, la proiectarea diferitelor maşini şi instalaţii trebuie să se ţină cont

de coeficientul de frecare al boabelor pe suprafaţa diverselor materiale

(coeficient de frecare externă).

Valoarea coeficientului de frecare este influenţată de o serie de factori,

printre care, cei mai importanţi sunt:

natura produsului,

rugozitatea suprafeţei de alunecare,

umiditatea produsului.

Coeficientul de frecare externă se apreciază în stare de repaus sau în stare

de mişcare a materialului.

Foarte importantă este şi forma suprafeţei pe care are loc alunecarea

produsului.

Autosortarea

Reprezintă aşezarea cerealelor în straturi diferenţiate calitativ la căderea

lor liberă.

Cauzele autosortării sunt:

mărimea, forma, greutatea specifică diferite pentru componentele masei

de cereale,

viteza de plutire diferiră a componenţilor masei de cereale,

cerealele formează în cădere liberă curenţi de aer, care conţin în stare

de plutire unele componente ale masei şi permit depunerea lor mai

departe de centrul grămezii (componentele uşoare vor fi dirijate spre

periferia lotului).

Autosortarea se produce şi la evacuarea cerealelor din celulele de siloz.

Aceasta depinde de forma celulei, raportul dintre înălţimea celulei şi

secţiunea ei transversală, de aşezarea gurilor de alimentare şi evacuare.

Capacitatea de plutire

Însuşirea boabelor de cereale de a se menţine în stare de suspensie la o

anumită viteză a unui curent de aer ascendent reprezintă viteza de plutire.

84


Prezintă importanţă pentru operaţia de curăţare a masei de cereale cu

ajutorul aerului, pentru stabilirea vitezei aerului în conductele de transport

pneumatic din secţiile de curăţare şi condiţionare.

Porozitatea masei de boabe

Masa boabelor de cereale aflată într-un volum oarecare umple numai o

parte din acest volum, între boabe rămânând spaţii care sunt ocupate de

aer. Acest fenomen este propriu tuturor corpurilor cu proprietăţi de curgere

şi se numeşte porozitate.

Factori care influenţează porozitatea

forma şi mărimea boabelor,

natura şi starea suprafeţei boabelor,

cantitatea şi natura impurităţilor ce se găsesc în masa lor,

umiditatea boabelor,

masa hectolitrică a boabelor.

Porozitatea se micşorează în cazul în care în masa de cereale se găsesc

boabe de diferite mărimi (mari şi mici). Masa de boabe uniforme ca mărime

are o porozitate mare. Corpurile străine de dimensiuni mari măresc

porozitatea şi, invers, cele cu boabe mici, plasându-se în spaţiile dintre

boabe, o micşorează.

Rezistenţa stratului de cereale

La trecerea unui curent de aer printr-un strat de cereale, acesta întâmpină

o anumită rezistenţă. Această rezistenţă se concretizează prin consum de

energie, fenomen întâlnit la aspiraţia pânzei de cereale, intrarea şi ieşirea

din tarare, coloane de aspiraţie, aspiraţia cascadelor din curăţătorie etc.

Rezistenţa stratului creşte proporţional cu viteza aerului şi cu grosimea

materialului străbătut. Cea mai mică rezistenţă o au boabele de porumb

datorită diametrului mare al bobului şi spaţiului gol dintre boabe.

Termoconductibilitatea masei de cereale reprezintă proprietatea

boabelor de a-şi ceda căldura între ele datorită diferenţei de temperatură.

Masa de cereale are o conductibilitate termică redusă datorită compoziţiei

85


organice a boabelor şi a spaţiilor intergranulare care sunt rele

conducătoare de căldură.

Higroscopicitatea boabelor reprezintă proprietatea boabelor de a absorbi

apa din aerul umed şi de a o ceda acestuia când este uscat.

Se manifestă prin sorbţie şi desorbţie.

Prezintă importanţă pentru procesul de păstrare a cerealelor, pentru

condiţionarea hidrică sau hidrotermică a cerealelor, pentru prelucrarea

acestora.

Factorii care influenţează higroscopicitatea sunt: mărimea boabelor,

integritatea boabelor, tăria învelişului, compoziţia chimică, umiditatea şi

temperatura mediului.

În procesul de pătrundere a apei în bob se disting două faze: difuziunea

exterioară (pătrunderea vaporilor de apă în spaţiul liber dintre boabe),

difuziunea internă (trecerea vaporilor de apă din spaţiul intergranular în

interiorul boabelor).

Sorbţia şi desorbţia se produc până ce se produce un echilibru dinamic

între presiunea vaporilor din mediul înconjurător. În acest stadiu s-a ajuns

la umiditatea de echilibru.

Umiditatea este importantă la depozitarea cerealelor şi în procesul

tehnologic de condiţionare şi măcinare.

Ea influenţează proprietăţile structural-mecanice ale boabelor şi

proprietăţile tehnologice ale acestora.

Dacă cerealele conţin un procent de umiditate mai mare de 14%, şi nu au

loc operaţii tehnologice pentru reducerea acesteia, calitatea cerealelor se

degradează prin autoîncingere, mucegăire, încolţirea boabelor de la

suprafaţa lotului.

După conţinutul de umiditate cerealele se clasifică în: uscate 12-14%,

semiuscate 14,1-15,5%, umede 15,6-17%, foarte umede 17%.

86


4.3. Proprietăţi mecanice ale boabelor de cereale

Proprietăţile mecanice ale cerealelor sunt evidenţiate atunci când probele

sunt supuse la diferite solicitări. In decursul acestor solicitări se urmăresc

variaţiile dimensionale ale probei şi forţele necesare pentru a produce

aceste variaţii, trasându-se diferite diagrame.

Având în vedere eforturile la care sunt supuse cerealele în procesul de

mărunţire, prezintă importanţă: rezistenţa la compresiune, rezistenţa la

forfecare, modulul de elasticitate şi rigiditate al învelişurilor, gradul de

aderenţă al învelişurilor la endosperm, rezistenţa la măcinare.

Rezistenţa la forfecare este în funcţie de secţiunea de lucru, de structura

ţesuturilor straturilor, de nivelul de umiditate.

Rezistenţa la compresiune depinde de nivelul de umiditate, de grosimea

stratului de înveliş etc.

Elasticitatea şi rigiditatea boabelor, şi în special a învelişurilor, sunt foarte

importante pentru tehnologia morăritului: ambele proprietăţi influenţează

sfărâmarea boabelor, cernerea produselor intermediare, curăţarea grişurilor

şi în final calitatea făinurilor. Pornind de la acest fapt, în industria

morăritului se caută să se mărească elasticitatea învelişurilor (prin

condiţionare hidrică), pentru a se evita sfărâmarea lor în particule prea fine,

care ar îngreuna separarea lor în făină. Învelişul boabelor de cereale este

elastico-vâscos, endospermul boabelor sticloase apare ca un corp casant,

care umezit devine plastic.

Obiectivul procesului de măciniş este separarea învelişurilor de

endosperm. Această separare ar fi ideală dacă ea s-ar produce la nivelul

interfeţei stratului aleuronic – endosperm, dat fiind conţinutul foarte mare de

substanţe minerale din stratul aleuronic. Deşi din punct de vedere genetic

stratul aleuronic aparţine endospermului, el este separat alături de

învelişuri în urma măcinării. Această separare depinde de diferenţa dintre

proprietăţile mecanice ale endospermului şi învelişurilor, care sunt

amplificate prin condiţionare (are loc creşterea extensibilităţii învelişurilor).

Stratul aleuronic şi pericarpul extern sunt cele care controlează

extensibilitatea tărâţei (Caseta 2.2.).

87


Forma şănţuleţului bobului influenţează şi ea gradul de separare al

învelişurilor de endosperm şi deci impurificarea făinii cu particule de tărâţă.

De asemenea în zona şănţuleţului endospermul este mult mai aderent de

stratul aleuronic. Boabele mari au predilecţie de a dezvolta cavităţi mari în

endosperm, care influenţează cantitatea de ţesut aleuronic rămas în făină

(Evers şi Millart, 2002, J. Cereal Sci.).

Modul în care se realizează separarea componentelor anatomice ale

bobului în timpul măcinişului este descris în Caseta 2.3.

Foarte importante sunt proprietăţile texturale ale endospermului.

Araboxilanii, acizii fenolici – ferulic, diferulic, p-cumaric, au o influenţă

importantă asupra texturii endospermului. În cazul grâului dur araboxilanii

sunt markeri, astfel pe baza conţinutului de acid diferulic se apreciază

gradul de separare a endospermului de stratul aleuronic. Proporţia de acid

p-cumaric din bobul întreg este corelată pozitiv cu cantitatea de tărâţă

rezultată prin măcinarea boabelor, putând fii utilizată ca indicator al gradului

de extracţie (Evers şi Millart, 2002).

Caseta 2.2.

88

Cu toate că tărâţa este formată din stratul aleuronic, stratul hialin, învelişul

seminţei şi pericarpul, proprietăţile mecanice generale sunt controlate în special

de stratul aleuronic şi pericarpul extern. Astfel stratul aleuronic şi pericarpul

extern sunt cele care controlează extensibilitatea. Cercetările din ultimii ani au

arătat că proprietăţile pereţilor celulari sunt influenţate de prezenţa

polizaharidelor neamidonoase, de formarea unui ferulatdehidrodimer (rezultă în

urma unei reacţii de cuplare fenolică oxidativă între două resturi de acid ferulic

sub acţiunea peroxidazei endogene), de raportul dintre arabinoză şi xiloză (în

fapt de gradul de substituire a xilozei cu arabinoză), dar şi de prezenţa altor

polimeri cum ar fi celuloza şi lignina (Peyron ş.a., 2002, J. Cereal Sci.). Se

apreciază că prin reglarea sintezei de ferulatdehidrodimer se poate creşte

rezistenţa tărâţei în timpul măcinişului. Acidul 8-5’-dehidrodiferulic a fost

raportat ca fiind sintetizat intracelular, iar acizii 8-O-4’ şi 5-5’-dehidroferulic sunt

produşi în pereţii celulari prin acţiunea peroxidazei din pereţi.


Caseta 2.3.

4.4.Proprietăţi ce se manifestă în timpul procesului de

prelucrare

Anumite însuşiri fizice se manifestă şi în procesul de prelucrare, motiv

pentru care ele pot fi numite însuşiri tehnologice:

89

Coeziunea dintre straturile de înveliş pericarpic – înveliş seminal, înveliş

seminal – strat aleuronic sunt modificate prin condiţionare hidrică. Microscopia

straturilor izolate de înveliş pericarpic şi înveliş seminal ne permite să tragem

concluzia că detaşarea lor are loc la graniţa de separare dintre hypodermă şi

stratul de celule tubulare ale învelişului seminal. La umectare coeziunea dintre

straturi devine mai mică, ceea ce duce la detaşarea învelişului pericarpic.

Pentru învelişul seminal este caracteristică detaşarea stratului hialin de stratul

aleuronic, detaşare ce are loc cu distrugerea parţială a celulelor din startului

aleuronic. Cea mai redusă forţă de distrugere a coeziunilor dintre învelişul

pericarpic şi seminal (aderenţa minimă) este la umectarea bobului de grâu cu 3-

4% mai mult faţă de nivelul iniţial de 12%. La odihnă în prima parte se

înregistrează o reducere a coeziunii pericarpului faţă de învelişul seminal, după

care pe măsura pătrunderii apei în endosperm când are loc o redistribuire a

umidităţii, coeziunea dintre cele două învelişuri se restabileşte. Pentru învelişul

seminal odată cu creşterea timpului de odihnă creşte şi lucrul mecanic pentru

desfacerea de stratului aleuronic (când umiditatea finală a bobului este mare).

Uşurinţa procesului de separare a componentelor este puternic influenţată de

textura bobului de grâu. Astfel la măcinişul grâului dur detaşarea celulelor de

endosperm este mai uşoară deoarece ele rămân intacte, gradul de mărunţire

este mai mic, spre deosebire de grâul moale la care celulele din stratul

aleuronic tind să se fărâmiţeze mai mult, gradul de separare se reduce

deoarece rămân particule aderente atât de făină pe cele de înveliş şi invers.

Separarea completă a componentelor nu este posibilă deoarece ele au un grad

ridicat de compactizare. Pentru o eficienţă crescută a operaţiei de separare se

recomandă la primele pasaje de şrotare poziţii de montaj S/S, iar la primele

pasaje de măcinare numai tăvălugi netezi. Pentru un grad ridicat de puritate se

recomandă ca la primele pasaje de cernere de la măcinătoare să se folosească

site cu ochiurile de 160-190 m.


boabele de cereale se separă de impurităţi diferenţiindu-se de acestea

prin mărime, formă, masă specifică, proprietăţi aerodinamice,

boabele de cereale prezintă diferenţă de rezistenţă între endosperm,

înveliş şi germene, ceea ce uşurează procesul de separare în măciniş,

boabele de cereale se pot măcina, iar produsele rezultate se pot sorta

şi calibra la dimensiuni dinainte stabilite,

suprafaţa specifică a boabelor poate mări sau micşora cantitatea de

tărâţă; ea reprezintă raportul dintre suprafaţa tuturor boabelor conţinute

de 1kg şi volumul ocupat de aceste boabe. Suprafaţa specifică depinde

de mărimea boabelor, boabele mici au suprafaţă specifică mare.

Această caracteristică prezintă importanţă pentru tehnologia de

prelucrare şi gradul de extracţie.

4.5. Boabe cu defecte

Masa de cereale poate conţine o serie de boabe cu defecte cu impact

negativ asupra calităţii produselor de măciniş (Moraru, 1988).

Boabe îngheţate

În general temperaturile scăzute influenţează procesele fiziologice, care îşi

reduc nivelul şi intensitatea, dar şi proprietăţilor tehnologice, chiar şi atunci

când nivelul de umiditate este normal. Conţinutul de gluten umed şi de

gluten uscat se micşorează, glutenul devine mai sfărâmicios, capacitatea

lui de hidratare se micşorează (la -40ºC cu 4…7%), conţinutul de albumine

scade (la -40ºC cu 9…14%). La grâul păstrat la temperaturi mai mici de

-20ºC, în proteinele glutenice se observă o denaturare parţială.

La prelucrarea grâului păstrat la temperaturi scăzute se observă o scădere

a extracţiei de făinuri superioare şi a calităţii acestora.

Pentru corectarea acestor situaţii este necesară încălzirea grâului înaintea

măcinării până la o temperatură de 15ºC.

Boabe şiştave

Boabele şiştave sunt mult mai subţiri decât cele normale, au coaja încreţită

şi fără luciu, conţinutul de coajă este aproximativ acelaşi cu cel din boabele

90


normale, miezul este în totalitate cu structură opacă, făinoasă, cu germenul

nedezvoltat.

În condiţii pedo-climatice necorespunzătoare există riscul ca bobul, în

fazele de maturizare incipientă, să aibă o umiditate mare şi să nu

acumuleze substanţe de rezervă în endosperm. Pe de altă parte, recoltarea

într-o fază de maturizare prea timpurie face ca în endosperm să nu se mai

acumuleze substanţe de rezervă şi la coacerea post-recoltare bobul să se

usuce, să devină şiştav, cu suprafaţa zbârcită. O altă cauză ar putea fi

bolile care atacă rădăcinile, tulpinile şi frunzele (şiştăvire patologică).

Un conţinut ridicat de boabe şiştave are o influenţă negativă asupra

nivelului extracţiei de făină (se măreşte cantitatea de tărâţe şi scade

extracţia de făină).

Grâul format numai din boabe şiştave are o masă hectolitrică de 60…68

kg/hl, iar amestecul format din grâu normal şi grâu şiştav are o masă

hectolitrică de 68 kg/hl.

Pentru a reduce din influenţele negative pe care le exercită grâul şiştav

asupra măcinişului şi a gradului de extracţie, se recurge la realizarea de

amestecuri din grâu normal şi grâu şiştav. Procentul de boabe şiştave în

masa grâului normal nu trebuie să depăşească 5%, pentru a nu influenţa

procesul de măciniş, în afara toleranţelor admise de diagrama tehnologică.

Se recomandă ca amestecul să se facă înainte ca grâul să intre la măciniş

la Şr I. Grâul şiştav nu se decojeşte, iar curăţarea cu separatoarele

aspiratoare se face folosind ciururi care să nu permită trecerea lor ca

cernut al ultimului ciur. Reglarea aerului se face cu mare atenţie, pentru a

nu antrena o dată cu pleava şi boabele şiştave.

Boabe sparte

Sunt considerate boabe sparte acelea din care lipseşte mai mult de 50%

din bob. Prezenţa lor în masa de cereale reduce randamentul de măciniş,

dar ridică şi probleme la păstrare, fiind expuse la fenomene de oxidare şi

mai accesibile atacurilor de insecte şi mucegaiuri.

Boabe încolţite

91


Boabele care au germenul spart şi la care se văd, cu ochiul liber, rădăciniţa

sau tulpiniţa.

Grânele care în timpul maturizării au avut condiţii de temperatură şi

umiditate favorabile declanşării germinării, conţin boabe încolţite.

Succedarea perioadelor cu umiditate mare şi temperaturi medii (15ºC),

favorizează creşterea activităţii enzimatice, în special a activităţii -

amilazei. Favorabile germinării sunt şi condiţiile de păstrare cu umiditate

ridicată.

Boabe atacate de ploşniţa grâului

În anumite faze de dezvoltare, adulţii şi larvele atacă organele aeriene ale

plantei. Insecta introduce şi o cantitate de salivă care are proprietăţi

enzimatice foarte active. Enzimele provoacă o hidroliză a unor substanţe,

iar locul unde s-a efectuat înţepătura se transformă într-o proeminenţă

denumită "con salivar". La desprinderea şi căderea acestor conuri, în locul

lor rămâne un punct negru, înconjurat de o zonă alb-gălbuie sau brună.

Boabele atacate au glutenul degradat şi în cantitate redusă, pierzându-şi

elasticitatea şi devenind moale, lipicios. Conţinutul de aminoacizi liberi, în

special tirozina, se măreşte.

Făina obţinută din boabe atacate are slabe proprietăţi de panificare (se

modifică raportul gliadină/glutenină). Degradarea însuşirilor făinii provenite

din grâu înţepat depinde de momentul producerii înţepăturii, de soiul

grâului, de numărul de înţepături şi de cantitatea de boabe înţepate.

Înrăutăţirea însuşirilor de panificaţie apare de la 3% boabe înţepate în cazul

grânelor slabe, de la 5…8% în cazul grânelor medii şi foarte bune, şi se

accentuează o dată cu creşterea numărului de boabe înţepate.

Extracţia totală de făină scade cu 2…2,5%.

Boabe cu gust şi miros străin

Pot apare seminţe de pelin, muştar negru, care conţin anumite uleiuri

eterice şi imprimă gusturi neplăcute. În urma măcinării masei de boabe de

grâu care conţine pelin şi muştar negru, apare la produsele finite un gust

amar şi iute, care rămâne şi după panificare.

Boabe pătate, cu embrionul negru

92


Boala criptogamică produsă de Alternaria termis Ness (alternarioza) şi de

Helminthosporium sativum P.K. (helmintosporioza).

Petele se pot găsi la nivelul germenului, pe care îl pot acoperi în întregime

sau nu, pe şănţuleţ sau în alte locuri ale învelişului, petele fiind în aceste

cazuri alungite, iar contururile sunt mai puţin delimitate.

Dacă grâul prezintă un simplu punct negru sau brun pe germene, el este

considerat sănătos. Grâul dur este considerat pătat dacă are o pată în

oricare alt loc pe înveliş, în afara germenului. Grânele care prezintă o

coloraţie brună numai pe şănţuleţ, sunt considerate pătate numai dacă

ocupă mai mult de un sfert din lungimea acestuia.

În unele zone de cultură, atacul acestor boli poate atinge 4…24% din

recoltă. Grâul dur destinat fabricării pastelor făinoase nu trebuie să conţină

mai mult de 8% boabe cu embrionul negru. Grâul moale de panificaţie nu

trebuie să conţină mai mult de 30% boabe cu embrionul negru. Făinurile

obţinute din măcinarea acestor loturi se amestecă cu cele normale în

proporţie de 30…50%.

Boabe cu micotoxine

În anumite condiţii de umiditate, temperatură, pH, mucegaiurile pot produce

micotoxine, unele fiind considerate puternici factori cancerigeni.

Infestarea plantei cu mucegaiuri are loc datorită condiţiilor de cultură

(Fusarium), iar dezvoltarea mucegaiului depinde de condiţiile climaterice. În

condiţiile în care apare o contaminare în timpul inflorescenţei plantei,

trebuie aplicat un tratament cu fungicide plantei, altfel boabele vor fi şi ele

contaminate, mai ales la seceriş (trebuie prevenită dezvoltarea mucegaiului

pe planta în creştere).

Boabele au aspect apropiat de cel al boabelor şiştave. Au culoare

albicioasă, sunt zbârcite, foarte uşoare, iar la capătul unde se află

germenul au coaja colorată în roz-gălbui. Coaja şi miezul sunt atât de

friabile încât se strivesc între degete. Miezul este afânat şi lipsit total de

sticlozitate. Boabele deteriorate şi mici, seminţele de buruieni, au o

încărcare cu micotoxine mai mare.

În bob are loc o hidroliză energică a proteinelor şi o acumulare de produse

de hidroliză. Creşte activitatea -amilazei şi scade brusc activitatea

peroxidazei.93


Boabele atacate de fusarioză pot fi separate la separatoarele aspiratoare şi

la separatoarele cascadă.

După curăţare procentul maxim de boabe atacate de fusarioză trebuie să

fie de maxim 1…1,5%.

Dacă boabele de grâu atacate ajung la măcinare acestea se macină cu

totul, diferenţa de friabilitate dintre coajă şi miezul bobului fiind mai mică

decât la bobul normal.

Boabe atacate de mălură

Mălura este o boală criptogamică produsă de unele specii din genul Tilletia.

Sporii de mălură formează miezul bobului de culoare cafenie, cu miros de

peşte stricat. Dacă aceste boabe sunt lovite sau strivite, coaja se sparge,

iar sporii aderă pe suprafaţa boabelor sănătoase, imprimând întregului lot

un aspect închis şi cu miros urât. Boabele de grâu pot avea anumite grade

de atac: boabe fulguite - au zone mici brun-cenuşii, cu spori de mălură,

boabe pătate - au zone mari de spori, boabe complet mălurate - au

suprafaţa complet acoperită de spori.

La recepţie procentul maxim admis de boabe mălurate, fulguite, prăfuite

este 5%.

Nu se admite introducerea în procesul de măciniş a unui lot care să aibă

mai mult de 0,05% boabe mălurate. Boabele pline cu spori de mălură, fiind

mai uşoare decât cele normale, se pot separa într-o anumită măsură la

separatoarele aspiratoare cu ajutorul curentului de aer. Cele rămase în

masa de grâu se sparg la trioare şi decojitoare, sporii depunându-se pe

suprafaţa boabelor sănătoase. Îndepărtarea acestora de pe suprafaţa

boabelor se face prin spălare şi periere.

Sporii rămaşi pe suprafaţa boabelor ajunse la măcinat se elimină în cea

mai mare parte o dată cu tărâţa.

Boabe atacate de ergot

Boala apare în zonele reci şi umede. Din scleroţii de cornul secarei s-au

separat 12 alcaloizi, care au la baza acidul lisergic, şi care sunt cuprinşi în

3 grupe: ergotamine, ergotoxine, ergobazine.

Se prezintă ca o masă de particule de culoare neagră-violacee, uşor

arcuită, cu riduri longitudinale, cu lungime de 10…35 mm şi lăţime de 4…8

94


mm. Ca formă generală este ca o mică banană neagră. Structura internă

este granuloasă, densă şi de culoare alb-cenuşie.

Ergotul poate produce boli grave organismului uman: convulsii şi

îmbolnăvirea sistemului periferic. Conţinutul de spori în făină nu se admite

să fie mai mare de 0,05%. Făina, tărâţa şi deşeurile cu un conţinut mai

mare de 2% nu pot fi folosite ca furaje.

Boabe deteriorate prin uscare

Din cauza forţării procesului de uscare, în masa de boabe pot apare boabe

încinse, caramelizate sau arse.

Boabele arse sunt boabele care au fost supuse la temperaturi anormal de

ridicate; au toata suprafaţa exterioară modificată, fiind colorate de la brun la

negru. Aceste boabe sunt tăiate analizându-se miezul – dacă miezul are

culoarea apropiată de cea a unui bob sănătos, boabele nu se consideră

“avariate”, cele cu miezul modificat se consideră “boabe avariate”.

Efectele negative care apar: scade extracţia de făină albă şi conţinutul de

gluten umed, se modifică indicele de deformare.

Boabe autoîncinse

În cadrul procesului de autoîncingere temperatura boabelor atinge valori de

55…65ºC, şi chiar 70…75ºC.

Masa de boabe încinse se caracterizează printr-o masă hectolitrică şi o

masă a 1000 boabe mai mică.

Făina obţinută are un conţinut mai mare de cenuşă şi conţine particule mici

de înveliş, activitatea proteolitică creşte foarte mult, pâinea fiind de slabă

calitate.

Boabe mucegăite

Sunt boabe care prezintă pe suprafaţa lor şi în interior, urme vizibile de

mucegăire. În condiţii necorespunzătoare de păstrare şi transport se

înregistrează o creştere rapidă a acestor microorganisme.

Boabe cu pesticide

Pesticidele se folosesc pentru protecţia seminţei şi se aplică în timpul

perioadei de vegetaţie (în cazul dezvoltării epidermice a dăunătorilor, 95


constituind un tratament profilactic a plantelor de cultură) sau în timpul

depozitării cerealelor în siloz.

Pesticidele: erbicide, substanţe defoliante, substanţe de gazare şi

dezinsecţie, nu sunt complet biodegradabile şi apar în boabe sub forma

unor reziduuri. Există tipuri noi de pesticide care se descompun după un

anumit timp, astfel încât ele nu apar în cereale dacă sunt corect aplicate.

Cercetările efectuate în Germania au arătat că pesticidele pot fi găsite la

aproximativ 55% din toate soiurile de grâu şi secară, dar valorile analitice

sunt sub limita valorilor normale.

Majoritatea pesticidelor sunt absorbite în straturile superficiale ale bobului

(făina de extracţie mică are un conţinut scăzut de pesticide, făinurile

integrale şi tărâţa au un conţinut ridicat).

Boabe cu urme de elemente toxice

Urme de Cd, Hg, Pb există în toate cerealele. Valoarea pH-ului din sol are

influenţă directă asupra contaminării lor. Aceste elemente toxice se găsesc

în aer apă sol, astfel încât ele pot fi absorbite de rădăcinile plantelor din sol

sau plantele pot fi contaminate din aer.

Cd este un element prezent în toate cerealele. Valoarea tolerată pentru Cd

trebuie să fie mai mică de 0, mg/kg cereale (0,1 ppm).

Se consideră că regiunile poluate ar trebui figurate pe hărţi, iar grâul

cultivat pe aceste suprafeţe ar trebui să fie declarat, astfel încât morarii să

fie informaţi despre o posibilă contaminare.

96

capitolul ii

Documents