Характеристика споживних властивостей зерна

До біологічних ознак, які характеризують злакові культури відносять будову кореня, стебла, листя квітів і інші.

Корінь злаків – мичкуватий, добре розвинений (довжина кореня сягає 3 м і більше, а кукурудза і сорго – 8-10м), але у пшениці, жита, ячменю і вівса основна частина кореневої системи розвинена на глибині до 20-30 см, тому ці злаки особливо чутливі до засухи. Коренева система інших злакових культур проходить в землю глибше, тому вони більш посухостійкі. Стебло злаків – соломина, яка складається з 3-5 міжвузлів, з’єднаних стебловими вузлами. В ячменю, жита, вівса і пшениць м’яких порід соломина в середині пуста, що при несприятливих умовах погоди приводить до знищення рослин і більших втрат урожаю, особливо у високорослих рослин. Тому при виведенні нових сортів злаків намагаються отримати середньо - і короткостебельні рослини. Стебло твердої пшениці і інших злаків заповнене паранхімовою тканиною. Листя злаків ланцетовидне, з паралельним жилкуванням. В основному вони звернуті в трубочки. Приклеєні до стеблових вузлів і охоплюють частину стебла. Листя являється основним фото синтезуючим органом, тому їх число, розміри і стан виявляють відповідний вплив на урожайність.

Квітка злаків називається колоском, який складається із стержня, зав’язі з двома перестими чашолистками і трьома тичинками. Зовні зав’язь прикривають колоскові луски (плівки), які виконують роль над квітника. В залежності від довжини тичинкових ниток і будови чашолистиків квітка може бути самозапильна і перехреснозапильна (жито, кукурудза).

Квітки злаків зібрані в суцвіття. В колоскових злаків (пшениці, жита, ячменю) суцвіття мають складний колос. В пшениці і жита на кожному відступі стержня складного колоска розвивається по одному зерну; а всього в колосі міститься від 30 до 60 зернин. В різних сортів ячменю на кожному відступі стержня може розвиватися як по одному зерні (двохрядний), так і по два – три (багаторядний). Багаторядний ячмінь дає не однорідне по величині зерно. овес, просо, рис, сорго мають суцвіття у вигляді мітли, в якої колоски розміщуються на подовжених гілках квітконоса. Кількість зерен в мітлі буває від 50-60 (овес) до декількох сотень (чумизу). Звичайно верхівкові колоски зацвітають трохи пізніше, ніж нижні, тому зерновій масі мітлових злаків часто зустрічаються не достиглі зернівки.

Особливе місце серед злаків займає кукурудза – жіночі квіти якого зібрані в початки, які розміщенні в пазухах листків по 3-5 на одному стеблі, а чоловічі – в мітли які ростуть по одній на верхівці стебла.

Початок складається з стержня, на якому вертикальними рядами розміщено від 300 до 1000 зернівок. Зовні початок вкритий видозміненими листками – обертами. Зерна складають більше 60% маси початку.

Плід злаків – зернівка, яка розвивається з зав’язі квітки. При помелі пшениці, жита зернівки легко відділяються від квіткових плівок. Не має їх кукурудза. Ці злаки називаються гол озерними. В інших злаків квіткові плівки щільно облягають зернівку і при помелі не відділяються. Ці культури називають плівковими (ячмінь, овес, рис, просо, сорго). Чим більша маса квіткових плівок на поверхні зернівки – ядра і чим важче вони видаляються, тим менший вихід крупи чи борошна при переробці такого зерна.

За зовнішнім виглядом (морфологічними ознаками) зернівки злакових культур поділяють на справжні (пшениця, жито, ячмінь, овес) і просовидні.

Форма зернівки пшениці подовгувата і подовгувато-овальна, зі сторони спинки чітко видно зародок, який виглядає невеликою овальною виямкою.

Просовидні злаки можуть мати форму подовгувату (рис), круглу (просо, сорго) чи клинувато-овальну (кукурудза). Характерною особливістю цих злаків являється відсутність зернівки, боріздки і борідки.

Хлібні злаки являються основними зерновими культурами. Розрізняють культури голо зернові (пшениця, жито, кукурудза) і плівчасті (рис, просо, ячмінь, овес). Зерна всіх хлібних злаків схожі за будовою.

Основна частина білків злаків (50-80%) складається з проламінів (розчинних в 50-70%-ному розчині спирту) і глютилінів; відповідність цих фракцій коливається від 1:0,9 до 1,5:1. проламіни різних злаків мають родові назви: у пшениці і жита - гліадін, ячменю - гордеїн, вівса - авенін, кукурудзи - зеїн, просо - паніцін.

При замішуванні пшеничного тіста гліадін і глютелін на бухають, і склеюючись, утворюють безперервну фазу тіста. Якщо тісто промити водою, то з нього будуть видалені крохмаль, водорозчинні речовини, роздробленні частинки оболонок і клітинних стінок і залишиться грудка еластичної губоподібної маси - клейковини. Вона являє собою сильно гідратований гель, який складається в основному з гліадину і глютеліну, але і вміщує в невеликій кількості також вуглеводи, ліпіди і мінеральні речовини. Доля вологи в сирій клейковині досягає 63-67 %. Від кількості і якості клейковини в пшениці і пшеничній муці залежать хлібопекарські і макаронні властивості. Крім пшениці, клейковину утворюють білки жита і деяких різновидностей ячменю. Однак кількість і якість клейковини, відмитої житньої муки, істотно відрізняється від пшеничної. Клейковина житньої муки може бути відмита лише після видалення високомолекулярних пентозанів - слизів. Білки просо видних злаків клейковину не утворюють

Важливим показником властивостей крохмалю являється температура його клейстеризації. Найнижча вона у крохмалю жита - 50-55⁰ С, найбільш висока у пшениці - 65-67 ⁰С.

Цукри містяться в зернівках злаків у невеликій кількості. Звичайно доля моносахаридів не перевищує0,2-0,3%.Олігосахариди являються основними цукрами зерна. Поява мальтози, низькомолекулярних полісахаридів (декстринів), збільшення долі моносахаридів спостерігаються в зерні не дозрілому, морозобійному, пророслому.

Не крохмальні полісахариди - баластні речовини, споживні волокна, являється наявність вивчення компонентів зернівки злаків. З них складаються стінки клітин. До недавна споживне і фізіологічне значення їх повністю заперечувалось, тому при довершенні технології переробки зерна в крупу і муку їх прагнули виділити.

Пізніше була показана їх роль в нормалізації моторної функції кишківника. В даний час встановлено, що не крохмальні полісахариди володіють водопоглинальною, іонообмінною, адсорбційною, буферною і набухаючою здатністю. Тому хоч вони і не засвоюються, але виявляють позитивний вплив на процеси травлення і засвоєння харчових продуктів. Встановлений зворотній зв’язок між складом баластних речовин в їжі і виникнення серцево-судинних захворювань. Існують дані про те, що по крайній мірі деякі фракції цього комплексу речовин сприяють виведенню з організму важких металів і радіоактивних елементів.

Пектини злаків склеюють клітини. В даний час вони майже не вивчені. Можна відмітити лише, що з розчинністю пектинових речовин в певній мірі зв’язана швидкість варіння каші.

Лігнин - полімер, який вміщує значну кількість ароматичних ядер. Він вельми стійкий до руйнівної дії хімічних речовин і майже не піддається дії ферментів. Попередниками в утворенні лінгнина являються амінокислоти (фенілаланін і тирозин).

Ліпіди - складна суміш не розчинних у воді органічних речовин, що входять в склад зернівки злаків в невеликій кількості - від 1,5-2,5 (в рисі) до 4-6% (в кукурудзі). Основна частина ліпідів (60-70% загального вмісту в зерні) представлена три-, ди і моно гліцеридами, в невеликій кількості містять важкі і прості ефіри високомолекулярних одноатомних спиртів, вільні житні кислоти, спирти і воски. За складом і будовою ці ліпіди являються простими по їх ролі в насінні - запасними, які використовують при проростанні для забезпечення енергією пагона, який розвивається.

Фосфатиди відрізняються від тригліцеридів тим, що, крім жирних кислот, в їх склад входять фосфорна кислота і зв’язана з нею азотиста основа чи інше об’єднання. Основним фосфатидом зерна являється лецетин. В харчуванні фосфатиди служать джерелом легкого засвоювання фосфору. Фосфатиди володіють гарною емульгуючою здатністю, добре впливають на хлібопекарські якості муки. Однак при зберіганні вони поступово відщеплюють фосфорну кислоту, підвищуючи тим самим титрувальну кислотність продукту.

Мінеральні речовини зернівки утворюють біля 70 хімічних елементів, які містяться в різних кількостях. За часткою в продуктах вони поділяються на три групи: макро -, мікро - і ультрамікроелементи. Терміни "мінеральні речовини" і «зольність зерна» умовні. Вони означають суму не летких речовин, які залишились при спалюванні зерна. З мікроелементів в золі гол озерних злаків переважають P, K, Mg у плівчастих - добавляється Cr, в більшій кількості, які містяться в квіткових плівках. Зерно являється багатим джерелом багатьох мікроелементів - цинку, марганцю, молібдену, кобальту і інші. В зерно вони попадають з бруньки, забрудненої відходами промислових підприємств, а також при надмірному користуванні отрутохімікатами, які їх містять.

Антивітаміни за будовою і властивостями близькі до відповідних вітамінів, але не володіють їх біологічною активністю. Встановлено, що багато антивітамінів пригнічують ріст хвороботворних мікробів.

3. Споживна цінність анатомічних частин зернівки злаків

Характер розподілу поживних речовин по частинах зернівки в усіх злаків однаковий, спостерігаються лише не великі розбіжності в співвідношенні і складі утворюючих їх речовин. В табл. 2 показано хімічний склад анатомічних частин зерна пшениці.

Таблиця 2

Хімічний склад анатомічних частин зерна пшениці