Сравнительная характеристика зерна пшеницы и ржи по химическому составу

Сравнительная характеристика зерна пшеницы и ржи по химическому составу. Влияние химического состава отдельных частей зерна на формирование сортов пшеничной и ржаной муки.

Состав отдельных частей и зерна в целом зависит от ботанических при­знаков (вида, разновидности, селекционного сорта), условий произраста­ния (климатических условий, состава почвы, удобрений, полива), степени созревания и др. Средний химический состав зерна различных видов мо­жет различаться по содержанию белка, углеводов, жиров, минеральных ве­ществ, витаминов.

Вода в сухом зерне составляет 12—14% и находится в связанном состо­янии. Связанная влага образует химические связи с тканями зерна и не удаляется при сушке. Она не инициирует биохимические процессы, и зерно является стойким при хранении. Свободной называется влага, легко удаля­емая из зерна. Она ведет к повышению активности биохимических процес­сов. Появление свободной воды (при содержании связанной воды более 17%) ухудшает сохраняемость зерна.

Углеводов в злаковом зерне содержится до 70%. В состав углеводов входят: крахмал (до 40—55% массы зерна), сахар, клетчатка, гемицеллюлоза — пентозаны и гексозаны. Гранулы крахмала зерна могут иметь различную форму и размеры, при нагревании в воде они набухают и образуют крах­мальный клейстер (при 62,5°С — пшеничный крахмал, при 55°С — ржаной). 25% пшеничного и кукурузного крахмала составляет амилаза (неразветвленные остатки глюкозы) и 75% — амилопектин, сильно разветвленные мо­лекулы которого и есть основа клейстера.

В состав слизей (гумми) входят растворимые в воде полисахариды, та­кие как пентозы — арабиноза и ксилоза, а также глюкоза, некоторое количе­ство фруктозы и галактозы. В зерне ржи слизей больше (2,5—7,4% сухого вещества), чем в пшенице.

Левулезаны составляют до 0,3% сухого вещества пшеницы и представ­ляют собой полисахариды, образованные из остатков левулезан (фрукто­зы). В зерне ржи левулезаны составляют до 1,5% сухого вещества. Цветная реакция (реакция Селиванова) на фруктозу позволяет определить примесь ржаной муки в составе пшеничной.

Для этого пробу муки нагревают с крепкой соляной кислотой и резорци­ном. При большой концентрации левулезанов образуется красно-бурый оса­док.

Усвояемые углеводы — крахмал и простые сахара — основные источники энергии для организма человека. Неусвояемые углеводы, называемые балла­стными веществами, — клетчатка и гемицеллюлоза — находятся преимуще­ственно в оболочке зерна. Чем лучше очищено зерно, тем белее мука и хлеб и меньше в них клетчатки. Однако балластные вещества необходимы в составе пищи, так как они улучшают перистальтику и нормализуют кишечную микрофло­ру. Поэтому в диетическом питании используется хлеб из цельного дробленого зерна с содержанием клетчатки до 2% и муки грубого помола.

Белки составляют от 10 до 14% в зерне злаков, в основном это проламины и глютелины.

По аминокислотному составу белки ржи богаче, чем пшеницы, многими незаменимыми аминокислотами, особенно лизином, и имеют большую пи­тательную ценность.

Белки пшеничной муки хорошо поглощают воду и набухают, образуя тес­то. Основную часть теста составляет клейковина.

Клейковиной называют упругий, эластичный и связанный студень, остаю­щийся после отмывания в воде куска теста от крахмала и частиц оболочекзерна. Клейковина состоит в основном из белков — растворимого в спирте глиадина и растворимого в щелочах глютенина.

При увлажнении муки образуется сплошная упругая сетка из набухших и переплетенных молекул глиадина и глютенина, скрепленных водород­ными дисульфидными, солевыми и другими связями. Внутри сетки заклю­чена вода, сырая клейковина содержит до 65% воды. При обезвоживании получают сухую клейковину. Количество воды, поглощаемой сухой клейко­виной, выражают в процентах и называют гидратационной способностью (гидратацией) клейковины. Клейковина соединяет в упругую массу теста все вещество муки и характеризуется упругостью, эластичностью, растяжи­мостью, связанностью.

Клейковина хорошего качества имеет белый цвет, иногда с желтоватым или сероватым оттенком. После деформации быстро восстанавливает свою форму, не липнет к рукам.

При взаимодействии сахаров с аминокислотами и белками образуются меланоиды, вызывающие потемнение зерен и муки, а также образование золотисто-коричневой корочки хлеба.

Жиры в зерне злаков составляют от 2 до 6,2%. В состав жиров входят большей частью ненасыщенные жирные кислоты, в том числе биологически ценные полиненасыщенные, а также фосфолипиды (лецитины, кефалины), необходимые человеку для обновления клеток и внутриклеточных структур. Однако ненасыщенные жирные кислоты легко окисляются, что ведет к прогорканию муки и крупы при хранении.

Водорастворимые витамины группы В концентрируются в оболочке зер­на, поэтому в муке высоких сортов этих витаминов мало. В белом хлебе со­держится 0,11 мг % витамина В,, 0,06 мг % витамина В₂ , 0,92 мг % витамина PP. В зерне содержатся также жирораст­воримые витамины: природные антиоксиданты — токоферолы и бета-каро­тин (провитамин А) в небольших количествах.

Минеральные вещества составляют 2—5% сухого вещества зерна и об­разуют золу после сжигания пробы зерна. Массу золы, выраженную в про­центах к исходной массе пробы зерна, называют зольностью зерна.

Минеральные вещества, как и витамины, сконцентрированы в оболочке зерна и при обычном помоле