6. Химический состав зерна, хлебных злаков, влияние на химический состав и качество зерна условий внешней среды и других факторов

Среди полевых растений важнейшее значение имеют зерновые культуры, представленные тремя семействами: мятликовые, или злаковые (Poaceae), гречишные (Polygonaceae), и бобовые, или мотыльковые (Fabaceae). Эти культуры составляют основной пищевой фонд человечества и занимают половину посевных площадей в мировом земледелии (731 млн.га).

Зерно – это не только продукт питания для человека, но и корм для сельскохозяйственных животных, сырье для промышленности. Солома и полова зерновых хлебов, отруби и другие отходы переработки зерна широко используются в животноводстве. Зерновое хозяйство – основа всего сельскохозяйственного производства. Непрерывное и возрастающее увеличение производства зерна имеет решающее значение для подъема всех агропромышленных отраслей, является необходимым условием более полного удовлетворения растущих потребностей населения в продуктах питания.

Химический состав зерна

Плод злаковых зерновых хлебов – зерновка (зерно) – сухой, односемянный, с приросшим к семени околоплодником (плодовая оболочка). Зерновка состоит из зародыша, эндосперма, семенных и плодовых оболочек. На долю зародыша приходится от 2 (пшеница, ячмень) до 12% (кукуруза) массы зерновки. В зародыше различают зародышевый корешок и стебелек, почечку и щиток (видоизмененная семядоля).

Основную массу зерновки (70-85%) составляет эндосперм. Ткани эндосперма состоят из паренхимных клеток, заполненных крахмальными зернами, между которыми располагается белковое вещество. Форма крахмальных зерен характерна для каждой культуры. Периферийная часть эндосперма – алейроновый слой – крахмала не содержит; он образован крупными клетками, заполненными растворимым белковым веществом. В алейроновом слое содержатся вещества, способствующие прорастанию зерна. Плодовая и семенные оболочки составляют 5-7% массы зерновки.

Химический состав зерновок сильно варьирует и зависит от вида и сорта хлебного злака, от плодородия почвы, погодно климатических условий и агротехники.

Химический состав зерна некоторых культур

Основное содержание зерновки составляют безазотистые экстрактивные вещества – БЭВ (главным образом крахмал, сахар, гемицеллюлоза). Они сосредоточены в эндосперме. Больше всего крахмала в зернах ржи, пшеницы (60-75%) и кукурузы.

Белки зерновых хлебов содержат незаменимые аминокислоты. Наиболее богатого белками зерно пшеницы (до 24%), меньше всего их в зерне риса. Простые белки представлены протеинами, сложные – протеидами (нуклеопротеиды, липопротеиды). Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК и пр.) – очень сложные химические соединения, входящие в состав нуклеопротеидов. Больше всего их содержится в зародышах. К простым белкам относятся альбумины (водорастворимые), глютелины(растворимые в кислотах и щелочах), глобулины (растворимые в растворах солей), проламины (растворимые в спирте.)

Качество муки характеризуется содержанием и качеством клейковины. Клейковина (сырая клейковина) - сгусток нерастворимых в воде белковых веществ, остающихся после отмывания теста от крахмала, клетчатки и других компонентов. Кроме белков, клейковина содержит в небольших количествах жир, крахмал и зольные элементы. Наиболее высококачественная клейковина в центральной части зерна. Качество клейковины резко снижается в морозобойном, а также в проросшем или поврежденном клопом – черепашкой зерне. Жиры и липиды находятся преимущественно в зародышах. Особенно богаты ими зародыши зерна кукурузы, овса и проса. Из липидов наибольшее значение имеют фосфатиды и стерины. Клетчатка – высокомолекулярный полисахарид; входит в состав стенок клеток, оболочек зерна и чешуи (у пленчатых хлебов). Зола зерновок состоит из оксидов фосфора, калия, серы, кремния, магния, кальция и др. Больше всего золы в оболочках и чешуях зерновок (овес, просо, рис).