 |
3.Строение и химический состав зерна
|
|
|
|
Плод зерновых хлебов, называемый обычно зерном, представляет собой зерновку, в которой единственное семя покрыто не только семенной оболочкой, развившейся из двух оболочек семяпочки, но и плодовой, образовавшейся из тканей завязи (рис. 3).
У пленчатых хлебов зерновка, кроме того, покрыта цветковыми чешуями. У голозерной пшеницы и ржи зерно легко отделяется от чешуи; у проса, чумизы, риса цветковые чешуи плотно облегают зерновку; у пленчатого ячменя они даже срастаются с зерновкой.
Эндосперм зерновки представляет собой ткань с запасными питательными веществами. Наружный слой эндосперма, непосредственно примыкающий к оболочке, наполнен алейроновыми зернами, богатыми азотистыми веществами. Под ним находятся клетки, наполненные крахмальными зернами.
Зародыш расположен у основания зерновки, на выпуклой стороне. Он состоит из щитка, соединяющего его с эндоспермом, почечки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и корешка.
Зародыш по сравнению с эндоспермом невелик и составляет у пшеницы, ржи и ячменя 1, 5—2, 5% массы зерновки, у овса — 2—3, 5, у кукурузы—10—14%.
Химический состав зерна.
В зависимости от сорта, агротехники и условий произрастания химический состав зерна изменяется. Различия в содержании белка, жира, углеводов и других веществ показаны в таблице.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕРНА ХЛЕБНЫХ КУЛЬТУР (в %)
| Культура | Белки | Углеводы | Жиры | Зола | Клетчатка |
| Пшеница мягкая | 13, 9 | 79, 9 | 2, 0 | 1, 9 | 2, 3 |
| Пшеница твердая | 16, 0 | 77, 4 | 2, 1 | 2, 0 | 2, 4 |
| Рожь | 12, 8 | 80, 9 | 2, 0 | 2, 1 | 2, 4 |
| Ячмень | 12, 2 | 77, 2 | 2, 4 | 2, 9 | 5, 2 |
| Овес | 11, 7 | 68, 5 | 6, 0 | 3, 4 | 11, 5 |
| Кукуруза | 11, 6 | 78, 9 | 5, 3 | 1, 5 | 2, 6 |
| Просо | 12, 1 | 69, 8 | 4, 5 | 4, 3 | 9, 2 |
| Гречиха | 13, 1 | 67, 8 | 3, 1 | 2, 8 | 13, 1 |
|
|
|
Наиболее богата белками пшеница, особенно твердая. Содержание белка в зерне всех хлебов увеличивается при продвижении их посевов с севера на юг и с запада на восток. На качество зерна оказывают влияние возрастающая сухость климата и повышенное содержание азота в почве.
Повысить содержание белка в зерне можно соответствующей агротехникой. Его накоплению благоприятствует внесение органических и минеральных удобрений, размещение по лучшим предшественникам. При уборке пшеницы в фазе восковой спелости в зерне часто содержание белка выше, чем при полной спелости.
Белки — основной материал при построении тканей у человека и животных. По калорийности белки превосходят крахмал, сахар и уступают лишь растительным жирам. Они делятся на простые (протеины) и сложные (протеиды: нуклеопротеиды, липопротеиды и др. ), отличающиеся более сложным химическим составом.
Простые белки в основном включают следующие фракции: альбумины (водорастворимые белки), глобулины (белки, растворимые в слабых растворах нейтральных солей), глиадины (белки, растворимые в 70—80%-ном этиловом спирте), глютенины (белки, растворимые в слабых растворах кислот и щелочей). Наибольшую ценность представляют глиадины и глютенины. Для хлебопечения лучшее отношение их примерно 1: 1.
Качество белка определяется составом содержащихся в нем аминокислот: чем их больше, тем выше продовольственное и кормовое достоинство культуры. Наибольшую ценность имеют незаменимые аминокислоты — валин, лизин, триптофан и др.
Белки, нерастворимые в воде, называются клейковинными, или клейковиной. Клейковина представляет собой сгусток белковых веществ, остающихся после отмывки теста от крахмала и других составных частей.
От количества и качества клейковины зависят вкусовые и хлебопекарные свойства муки. Содержание сырой клейковины колеблется у пшеницы от 16 до 50%, у ржи от 3, 1 до 9, 5% и у ячменя от 2 до 19%.
|
|
|
На выход и качество клейковины большое влияние оказывают внешние условия. Если налив зерна происходит в условиях жаркой сухой погоды, содержание клейковины повышается. Повреждение зерна вредной черепашкой значительно снижает его качество.
Хорошая клейковина растягивается в длину и, не разрываясь, оказывает сопротивление растяжению.
Клейковина пшеницы обладает наиболее ценными свойствами, благодаря чему пшеничный хлеб отличается высокой пористостью и переваримостью. Клейковина ржи по качеству значительно уступает клейковине пшеницы: она менее эластична и растяжима, поэтому ржаной хлеб имеет меньшую пористость и объем.
Безазотистые экстрактивные вещества представлены в основном углеводами, среди которых преобладает крахмал, который содержится в эндосперме и составляет около 80% всех углеводов.
Остальная часть приходится на тростниковый сахар, находящийся по преимуществу в зародыше (около 1, 5% массы зерна). Углеводов больше в центральной части зерновки, чем по периферии.
В зависимости от характера расположения крахмальных зерен в клетках эндосперма зерно хлебных злаков может быть мучнистым или стекловидным.
В зерне с мучнистым эндоспермом промежутки между крупными крахмальными зернами заполнены большим количеством мелких крахмальных зерен и прослойки белка тонкие.
В стекловидном зерне мелких крахмальных зерен почти нет, а белковые прослойки более толстые и заполняют все промежутки между крупными зернами крахмала.
Содержание крахмала в зерне увеличивается по мере продвижения посевов на запад и к северу, то есть изменяется в обратном порядке по сравнению с изменением количества белка.
Содержание жира в зерне хлебных культур 2—6%. Распределение его в зерновке крайне неравномерно. Наибольшее его количество у всех хлебов находится в клетках зародыша: у пшеницы около 14%, у ржи и ячменя 13, 4, у овса до 26, у проса до 20, у кукурузы до 40%. Наличие в муке значительного количества жира вызывает ее прогоркание.
Для улучшения качества муки у кукурузы перед помолом удаляют зародыш, из которого получают пищевое и лечебное масло.
|
|
|
Зола у пленчатых хлебов находится преимущественно в пленках, а у голозерных — в плодовой оболочке. При сложном помоле преобладающая часть золы отходит в отруби, поэтому чем лучше мука отделена от отрубей, тем меньше в ней золы.
Зола хлебов (например, пшеницы) богата фосфорной кислотой (около 50% массы золы) и бедна кальцием (2, 8%), магния в ней несколько больше (12%), окиси калия около 30% массы золы.
Клетчатка составляет основу клеточных стенок и оболочек зерна, поэтому ее больше у пленчатых хлебов. В мелких зернах клетчатки больше, чем в крупных.
Вода, регулирующая жизненные физиологические процессы, находится в зерне в следующих видах:
1) химически связанная, входящая в состав молекул веществ в строго определенных соотношениях (эта вода постоянна и инертна);
2) физико-химически связанная, входящая в состав зерна в различных соотношениях; к этой форме связи относится адсорбционно связанная, осмотически поглощенная и структурная вода;
3) механически связанная, или свободная, количество которой может изменяться очень сильно; эта вода легко удаляется при высушивании.
Семена зерновых хлебов закладывают на хранение с влажностью не выше 14—15% (воздушно-сухое состояние).
Помимо белков, углеводов, жиров, зольных элементов, в зерне содержатся ферменты и витамины.
Ферменты играют важную роль в превращении запасных веществ семян в усвояемую для прорастающего семени форму.
Основные ферменты: диастаза, амилаза — расщепляющие углеводы (крахмал и сахар); липаза, расщепляющая жиры; группа протеолитических ферментов, изменяющих белки; окислительные ферменты — пероксидаза.
Витамины (соединения сложного и разнообразного химического состава) имеют большое значение для растений, человека и животных. В зерне хлебных злаков содержится комплекс витаминов (Вь В2 В6 РР, Е, А и др. ).
|
|
|
