Химический состав зерна

Зерно злаковых культур отличается сложным химическим составом. В основном, его можно представить как две большие группы различных химических веществ. Первая группа представлена органическими веществами, которыми являются белки, углеводы, липиды, витамины, ферменты, пигменты и др. Вторая группа - неорганические вещества, к которым относятся минеральные вещества и вода.

Углеводы в химическом составе зерна

Наибольший удельный вес в химическом составе зерна злаковых культур занимают углеводы, которые по большей части представлены крахмалом. Последний откладывается в клетке эндосперма в виде крахмальных зерен в количестве 54 % от общей массы зерна. Самые мелкие крахмальные зерна у риса, а наиболее крупные - у ржи.

Распределение крахмала в эндосперме неравномерно. Наибольшее количество крахмала, как правило, находится в центральной части эндосперма.

Крахмал гигроскопичен, т. е. он способен поглотить до 70 % воды от своей массы. Указанное свойство крахмала предопределяет гигроскопичность зерна и продуктов его переработки (крупы, муки и др.), поэтому оно должно приниматься во внимание при выборе условий хранения.

Зерна злаковых культура содержат небольшое количество сахаров. Основными сахарами зерна являются олигосахариды, а именно - сахароза, раффиноза.

Крахмал и сахара - это вещества, которые необходимые для развития дрожжей в тесте. А крахмал вместе с белками составляет «формирующую» основу теста. В конечном итоге их содержание сказывается на качестве хлеба.

Клеточные стенки зерна злаковых культур состоят из некрахмальных полисахаридов, которые представляют собой не усваиваемые организмом балластные вещества, способные, тем не менее, благотворно сказаться на процессах пищеварения и вывести из организма тяжелые металлы и радионуклиды. Этими веществами, в частности, являются клетчатка, пектины и лигнин. Наибольшим содержанием клетчатки (в расчете на сухое вещество) отличается овес - 10,5-16,5 %.

Белки в химическом составе зерна

Содержание белков в зерне неодинаково. Меньше всего их в рисе (7,5 %), а больше всего - в твердой пшенице (13,0 %). При этом это значение колеблется в больших пределах в зависимости от сорта, района произрастания, состава почв, климатических условий, режима орошения и др.

В зернах наиболее богат белками зародыш, очень мало белков содержится в плодовых оболочках.

Основная часть белков представлена глютеном. Он при замешивании теста набухает, склеивается с проламинами и приводит к образованию клейковины - сильно гидратированного геля. Важно учитывать, что количество и качество клейковины в пшеницы и соответственно пшеничной муке предопределяют хлебопекарные и макаронные свойства.

Кроме белков в состав зерна также входят небелковые азотистые вещества - аминокислоты, амины и др.

Липиды, витамины, ферменты и пигменты в химическом составе зерна

Липиды представляют собой сложную смесь жиров и жироподобных веществ, которые не растворимы в воде. Их содержание в злаковых, в среднем, колеблется от 2 до 3 %. Из этих показателей выбиваются только кукуруза (4,9 %) и овес (6,2 %).

Основным фосфолипидом в составе зерна злаковых культур является лецитин, который:

• оказывает благотворное влияние на хлебопекарные свойства муки;
• имеет хорошую эмульгирующую способность;
• служит источником фосфора в питании.

Кроме того, липиды служат источником ценных эссенциальных жирных кислот - в первую очередь, линолевой и олеиновой.

Витамины в зерне, в основном, сосредоточены в зародыше. Эти вещества представлены, прежде всего, каротиноидами, витамином Е (токоферол), витаминами группы В (тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, пиридоксин), ниацином и др.

Большое влияние на качество зерна оказывают ферменты, которые способствуют разложению крахмала, белка, ненасыщенных жирных кислот и др. Однако здоровое, хорошо созревшее зерно отличается невысокой активностью ферментов.

Присутствие пигментов (прежде всего, каротиноидов, хлорофилла и антоцианов) обуславливает окраску зерна. При этом она часто коррелирует с сортом, условиями произрастания и степенью спелости зерна.

Неорганические вещества в химическом составе зерна

1,5-3,0 % от всей массы зерна представлена минеральными элементами, в основном это фосфор, магний, калий. Однако они находятся в связанном состоянии в виде солей фитиновой кислоты и плохо усваиваются. Пленчатые культуры отличаются наличием большого количества кремния.

Зерно еще является источником множества микроэлементов - марганца, цинка, кобальта, молибдена и др. Зачастую они являются токсичными, поэтому нормативно-техническими документами установлены их предельно допустимые нормы (в соответствии с требованиями безопасности), которые производителям необходимо соблюдать.

Вода входит в состав зерна в количестве от 8 до 35 %. Вода в зерне выполняет следующие функции:

• растворяет в зерне большое число органических и неорганических веществ;
• выступает в качестве среды, где реализуются почти все биохимические и физико-химические процессы;
• активирует ферментативные процессы;
• входит в состав природных полимеров и многих других органических соединений;
• способствует транспортированию веществ зерна через все виды мембран;
• сказывается на таких признаках зерна, как крупность, плотность, объем, шероховатость поверхности и др.

Таким образом, зерно злаковых культур содержит большое количество различных химических элементов, которые обуславливают наличие у него свойств, предопределяющие его применение на практике.