Правила охраны труда и техники безопасности при работе в лаборатории

При работе в лабораториях технологии хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств используются различные разнообразные приборы и различные реактивы. Поэтому требуются осторожность в работе и неукоснительное соблюдение нижеперечисленных правил.

1. До окончания опыта не разрешается отлучаться из лаборатории.

2. Необходимо работать в лаборатории в халатах, застегнутых на все пуговицы. Волосы должны быть убраны.

3. Химические реактивы в той или иной степени ядовиты. При работе с ними необходимо соблюдать осторожность, избегать попадания веществ на руки, не трогать лицо и глаза руками, не принимать в это время пищу, после работы тщательно мыть руки.

4. Категорически запрещается пробовать на вкус химические вещества.

5. Все вещества следует нюхать крайне осторожно, не наклоняясь над сосудом и не вдыхая полной грудью, а направляя пары или газы к себе рукой.

6. Нельзя проводить опыты в грязной посуде. Ее нужно мыть сразу после окончания опыта.

7. Нельзя наклоняться над сосудом, в котором кипит или в который наливается жидкость, так как брызги могут попасть в глаза.

8. Во избежание ожогов при переносе сосудов с горячими жидкостями необходимо держать их руками, причем одной рукой придерживать дно, другой верхнюю часть или горловину; руки от ожогов предохраняют полотенцем, которым обертывают сосуд.

9. Щелочи, кислоты и другие ядовитые и едкие вещества необходимо набирать в пипетку при помощи резиновой груши, специальных автоматических пипеток или шприца. Нельзя засасывать едкие ядовитые жидкости в пипетку ртом, так как при этом возможны химические поражения рта или отравления.

10. В опытах с использованием электроприборов следует точно соблюдать правила работы с ними. Эти правила даются в описаниях устройств и работы электроприборов.

11. Запрещается переносить и ремонтировать оборудование самостоятельно – без разрешения преподавателя или лаборанта.

12. Категорически запрещается нагревать или охлаждать воду (или растворы) в герметически закрытых сосудах. Нельзя плотно закрывать пробкой колбу с горячей жидкостью.

13. При сборке и разборке приборов и деталей из стекла следует соблюдать следующие меры безопасности:

- стеклянные трубки небольшого диаметра разламывать только после надрезки их напильником или специальным ножом для резки стекла, предварительно защитив руки полотенцем.

- пропускание стеклянных трубок на стеклянные пробки (при сборке установок) производить после предварительного смачивания водой, глицерином или вазелиновым маслом наружной части стеклянной трубки и внутренних краев резиновой трубки или отверстия в пробке. Острые края стеклянной трубки должны быть оплавлены. Во избежание ранения от поломки стекла руки защитить полотенцем.

- при закрывании тонкостенного сосуда пробкой держать его за верхнюю часть горла как можно ближе к пробке, руки при этом должны быть обернуты полотенцем.

14. Категорически запрещается оставлять действующие приборы без наблюдения или поручать наблюдению другому.

Тема 1. ПРОДУКТЫ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Слово «технология» объединяет два понятия: «techne» - искусство, ремесло, техника и «logos» – учение, наука. Следовательно, термин «технология» означает учение или науку о способах и средствах переработки материалов. Предметом изучения курса «Введение в технологию продуктов питания» являются пищевые продукты, применяемые в качестве сырья в различных отраслях пищевой промышленности. К таким продуктам относятся: сахар, вода, дрожжи, крахмал и крахмалопродукты, жиры и т.д. Значительная часть этих продуктов является одинаковой для различных отраслей пищевой промышленности.

Основным видом сырья в пищевой промышленности является растительное.

Все зерновые культуры различаются по строению, но тем не менее содержат одинаковые анатомические части.

По химическому составу все зерновые культуры делятся на 3 группы:

1. Относится зерно богатое крахмалом (пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, рис, просо и др.).

2. Культуры богатые белком – семейство бобовых.

3. Масляничные культуры, семена которых богаты жиром (подсолнечник, сафлор, горчица, рыжик, рапс, арахис и клещевина, мак, лен, конопля).

По ботанической принадлежности делятся на 4 группы:

1. Хлебные злака: пшеничные и просовидные

2. Гречишные

3. Бобовые

4. Масляничные (подсолнечник, орехи)

1.1 Характеристика и свойства зерна

Строение зерна рассмотрим на примере ячменя

Зерно покрыто плотной мякинной оболочкой. Мякинная оболочка выполняет защитную функцию – предохраняет зерно от повреждения и высыхания. Под мякинной находятся плодовая и семенная оболочки. Семенная оболочка полупроницаема: пропускает воду, но задерживает растворенные в ней вещества и микроорганизмы. Оболочки состоят из веществ, которые нерастворимы в воде и трудно разрушаются механическим или химическим путем. Это: целлюлоза, гемицеллюлоза, которые пропитаны минеральными веществами.

У некоторых зерновых культур мякинная оболочка удаляется при молотьбе. Такие культуры называются голозерными. К ним относятся: рожь, пшеница, кукуруза. Зерновые культуры, у которых мякинная оболочка срослась с зерном и не отделяется при обмолоте, называются пленчатыми (ячмень, овес, просо, рис). Прилегающий к семенной оболочке слой называется алейроновым. Внутренняя часть зерна, или мучнистое ядро, носит название эндосперм. Является кладовой питательных веществ. Состоит из крупных клеток с находящимися в них зернами крахмала. Промежутки между ними заполнены белком и гемицеллюлозой. Эндосперм составляет основную часть экстракта.

В нижней части зерна расположен зародыш. Это живая часть зерна. Содержит белки, жиры, витамины, ферменты. В нем имеются элементы будущих органов растения: зародышевый листок и корешок. Зародышевый листок – зачаток стеблей. Из зародышевого корешка формируется корневая система.

Часть зародыша, прилегающая к эндосперму, называется щитком. Его основная функция – передача питательных веществ от эндосперма к зародышу.

Химический состав злаков зависит от сорта, почвенно-климатических условий, используемых удобрений, условий выращивания и не является постоянным для данной культуры.

Важная составная часть зерна ^__ вода. Зерно злаков в среднем содержит 14-15 % воды и 85-86 % сухих веществ. Сухие вещества представлены углеводами, белками, жирами, минеральными веществами. К углеводам относятся: крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые и гумми-вещества, растворимые сахара. Основная масса углеводов приходится на крахмал. Он содержится в эндосперме и алейроновом слое. Крахмальные зерна на 97 % состоят из чистого крахмала (С₆Н₁₀О₅)_п и 3 % примесей – минеральных веществ, остатков фосфорной кислоты, белков. Чистый крахмал представлен двумя полисахаридами: амилозой и амилопектином.

Содержание крахмала (в %) составляет: в пшенице – 60 - 65; ржи – 60-73; ячмене– 55-65; овсе – около 50; просе – около 60; рисе – 75-80.

Целлюлоза (клетчатка) – полисахарид. Входит в состав оболочек и клеточных стенок. В воде не растворима. Стойка к действию ферментов. При проращивании зерна не изменяется, при затирании полностью переходит в дробину. Голозерные культуры содержат целлюлозы 2-3%, пленчатые –6-14%.

Гемицеллюлозы и гумми-вещества – высокомолекулярные полисахариды, содержатся, в основном, в периферийных частях зерна, ближе к оболочкам. Состоят из гексозанов (глюканы, галактаны, маннаны) и пентозанов (арабана, ксилана). Мономерами их являются глюкоза, галактоза, манноза, арабиноза и ксилоза. Дрожжами сбраживается только глюкоза и манноза. Гемицеллюлозы в воде нерастворимы, но растворяются в разбавленных щелочах.

Гумми-вещества не отличаются от гемицеллюлоз по строению, но имеют меньшую молекулярную массу. Поэтому растворяются в горячей воде и дают вязкие растворы. Меньше всего гемицеллюлоз содержится в рисе и просе (около 2 %), больше всего - в овсе – 13 %. В остальных зерновых культурах – 7-11 %.

Слизи содержатся в зернах некоторых злаков. Это – полисахариды, в большинстве случаев растворимы в воде. Состоят в основном из пентозанов. Больше всего содержится во ржи (до 3 %).

Левулезаны – полисахариды, которые состоят из остатков фруктозы. Содержатся в зернах ржи, пшеницы, овса в количестве 2-3 %.

Пектиновые вещества – входят в состав клеточных стенок. Содержание их составляет 1-2 %. При гидролизе дают галактуроновую кислоту и метиловый спирт.

В зерне злаков (преимущественно в зародыше) содержатся также свободные сахара в количестве от 2 до 5%. Преобладает сахароза. Кроме этого содержатся фруктоза, рафиноза, глюкоза. Сахара используются зародышем в качестве питательных веществ.

Азотистые вещества – подразделяются на белковый и небелковый азот. Белковый азот входит в состав белков и полипептидов. Существует зависимость: чем больше белка в зерне, тем меньше крахмала. Количество белка в зерновых составляет от 7 до 20 %. Больше всего белка в пшенице, меньше всего в кукурузе и рисе (7-9 %). Белковые вещества сосредоточены в зародыше, эндосперме и алейроновом слое. Это резервные белки, ферменты.

Небелковый азот – аминный (представлен аминокислотами); аммиачный (соли органических кислот); минеральный (соли азотной кислоты); амидный (представлен амидами). Аминокислоты и другие формы небелкового азота являются питанием для дрожжей. Суммарное содержание всех форм азота представляет собой общий азот. Азотистые вещества, которые при водной экстракции зерна переходят в раствор, называют растворимым азотом.

Жиры – содержатся, в основном, в зародыше и алейроновом слое. Используются зародышем как питательные вещества. Больше всего жира в овсе и кукурузе (до 5 %). В остальных зерновых культурах 2-3 %. Жир отрицательно влияет на сохранность зерна (прогоркает).

Минеральные вещества – содержатся от 1,5 до 6 %. Меньше всего во ржи. Больше всего в рисе. В основном это фосфаты.

Витамины – играют роль в поддержания жизненных процессов роста, брожения, в образовании ферментов. Содержатся в алейроновом слое и зародыше. Это витамины группы В, РР, биотин.

В зерне содержатся также ферменты, но их мало и находятся они в связанном состоянии.

Качество зерновых культур оценивают по показателям общего и специального (технологического) значения.

Общие показатели – влажность, засоренность, зараженность. Влияют на сохранность зерновой массы.

Технологические показатели – количество и качество клейковины, натура, стекловидность.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЗЕРНА

Цель работы. Научиться отбирать среднюю пробу зерна для определения показателей качества. Приобрести практические навыки определения органолептических и физико-химических показателей качества зерна.Освоить методы определения массовой доли влаги в зерне, методики определения засоренности, объемной массы, массы 1000 зерен и стекловидности зерна.

Объекты исследования. Зерно, различных культур.

Оборудование, реактивы и материалы. Прибор ИДК-1, шкаф сушильный электрический с терморегулятором, пурка литровая, бюксы алюминиевые диаметром 50 мм и высотой 25-35 мм, эксикатор, бритвенное лезвие, доска разделочная, линейка, лабораторная мельница, сита.

Общие положения

Под качеством зерна понимают совокупность биологических, физико-химических, технологических и потребительских (товароведных) свойств и признаков зерна, определяющих его пригодность к использованию по на­значению: на семенные, продовольственные, фуражные и технические цели.

К зерновым культурам, обычно используемым для питания человека, относятся следующие ботанические семейства: хлебные злаки (пшеница, рожь, овес, ячмень, просо, рис, кукуруза, сорго); гречишные (гречиха); бобовые (горох, фасоль, чечевица, соя, бобы).

Зерна имеют характерные признаки: разнообразную окраску, внешний вид и размеры. При этом размеры для того или иного вида зерна являются специфичными, они обычно выражаются средней массой 1000 зерен, которая составляет: для пшеницы — 30—40 г; ржи — 20—25 г; ячменя — 35—45 г; овса — 20—30 г; гречихи —18—20 г; проса — 4—7 г.

Идентификация зерна по типам и классам. Пшеница в зависимости от ботанических и биологических особенностей подразделяется на следующие типы и подтипы:

Тип I — яровая краснозерная (мягкая);

подтип 1 — тёмнокрасная стекловидная, стекловидность не менее 75%;

подтип 2 — красная стекловидная, стекловидность не менее 60%;

подтип 3 — светлокрасная полустекловидная, стекловидность не менее 40%;

подтип 4 — желто-красная (пестрая) полустекловидная, стекловидность не менее 40%;

подтип 5 — желтая мучнистая, стекловидность менее 40%.

Тип II — яровая твердая (дурум);

подтип 1 — темноянтарная;

подтип 2 — светлоянтарная.

Тип III — яровая белозерная (мягкая);

подтип 1 — белозерная стекловидная, стекловидность не менее 60%;

подтип 2 — белозерная (стекловидность менее 60%).

Тип IV — озимая краснозерная (мягкая), подразделяется на 5 типов, также, как и пшеница I типа.

Тип V — озимая белозерная.

В свою очередь мягкая пшеница подразделяется по классам: высший, 1, 2, 3, 4 и 5, а твердая — на 1, 2, 3, 4 и 5 классы. При этом одним из основных показателей при идентификации того или иного класса, как для мягкой, так и для твердой пшеницы, являются массовая доля клейковины и ее качество.

Мягкая и твердая пшеница всех классов, кроме 5-го, может использоваться на продовольственные цели, а 5-го класса — только на кормовые цели.

Отличительными признаками мягкой пшеницы являются: форма зерна овальная, более или менее округлая; на вершине зерна имеется бородка, хорошо различимая простым глазом. Бороздка глубокая, образующая в зерне замкнутую воздушную полость.

У твердой пшеницы зерно более длинное, чем у мягкой, с утолщением на спинке со стороны зародыша, бороздка развита слабо и не видна невооруженным глазом. Бороздка открытая, неглубоко входящая внутрь зерна.

Рожь в зависимости от числа падения подразделяют на четыре класса — 1, 2, 3 и 4. При этом рожь 1, 2 и 3-го классов или группы А используется для переработки на муку и предназначена для пищевых целей, а рожь 4-го класса только для кормовых целей или для переработки на комбикорма.

Ячмень в зависимости от натуры зерна и качественных показателей подразделяется на два класса — 1-й и 2-й. При этом 1-й класс используется на продовольственные цели, а 2-й класс — для выработки солода в спиртовом производстве, комбикормов и на кормовые цели.

При определении качества зерна учитывают, что партии товарного зерна отличаются более или менее выра­женной неоднородностью физического состава, сыпучестью и связанной с этими свойствами способностью к самосортированию. Поэтому в партии зерна частицы разного размера, формы и массы распределяются нерав­номерно и качество зерна в разных частях партии не является строго одинаковым. В связи с этим каждую пар­тию зерна оценивают только по среднему образцу, кото­рый должен быть репрезентативным, т.е. по всем физическим и химическим показателям отвечать среднему составу исследуемой партии.

Средний образец составляют по установленной стандартом методике (ГОСТ 10839 - 64), соблюдая при этом меры, обеспечивающие сохраняемость первоначальных свойств продукта. Сначала берут небольшие количества зерна - выемки из разных мест однородной партии спе­циально предназначенными для этого приборами (щупами или пробоотборниками). Количество выемок, их масса и места взятия из партии предусматриваются стандартом. Если выемки однородны по качеству, то их смешивают. Совокупность выемок, отобранных из одно­родной партии зерна, называется исходным образцом.

Для небольших партий зерна исходный образец является одновременно и средним. Если масса исходно­го образца превышает 2 кг, то из него выделяют сред­ний образец. Средний образец - это часть исходного образца, выделенная для определения качества. При этом исходный образец смешивают 3 раза и выделяют из него средний на делителях или вручную.

На рис. 1 представлен делитель ДЗК-1, предназна­ченный для выделения средних образцов зерновых, бобовых массой до 1,5 кг из исходного образца массой 5 кг.

При выделении среднего образца вручную исходный образец высыпают на стол с гладкой поверхностью, разравнивают зерно в виде квадрата и трижды переме­шивают с помощью двух коротких деревянных планок. Затем исходный образец снова разравнивают в виде квадрата и делят по диагонали на четыре треугольника. Из двух противоположных треугольников зерно удаляют (это будет остаток исходного образца).

Из двух оставшихся треугольников зерно собирают, перемешивают указанным способом и вновь делят на четыре треугольника, из которых два идут для последующего деления до тех пор, пока в двух треугольниках не будет получено около 2 кг зерна, которые и составят средний образец.

1- Деревянное основание делителя; 2 – дисковое основание стола; 3 – чашка для зерна;

4 – стойка; 5 – барабан; 6 – бункер; 7 – ручка для вращения диска и барабана.

Рисунок 1 – Делитель ДЗК – 1

Для определения органолептических показателей, влажности, зараженности вредителями навески; выделяют только вручную, так как эти показатели могут изменяться при многократном пропускании образца через делитель.

Для определения отдельных качественных показателей выделяют часть среднего образца, называемую навеской. Навески из среднего образца выделяют вручную указанным выше способом или на делителях БИС-1, Гусева и др.

Рисунок 2 – Схема смешивания и выделения средней пробы

В соответствии со стандартом на пшеницу продовольственную распределяемую (ОСТ ВКС 7066) зерно каж­дого типа и подтипа делится на пять классов, показатели которых даны в табл. 1.

Таблица 1 – Классификация зерна

№ класса	Натурная масса	Предельное содержание, %	Проход через сито (1,70* 20 мм)
г в 1л, не менее	кг в 1 гл	сорной примеси	зерновой примеси пшеницы	влаги
всего	в том числе
куколя	прочих вредных примесей	яровой	озимой
				0,5 0,5 0,5 0,5	0,2 0,2 0,2 0,2			15,5 15,5 15,5 16,0
	Нижний предел натурной массы не устанавли-вается		0,5	0,2			16,0

Пшеница получает номер класса только при соответствии ее качества всей совокупности показателей для данного класса. При несоответствии пшеницы одному из требований высшего класса зерно переводится в соответ­ствующий низший класс.

Ниже рассматриваются основные показатели, характеризующие качество пшеницы.