Сравнительная характеристика зерна пшеницы и ржи по химическому составу (стр. 1 из 4)

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 (неразветв

ленные 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 большей частью удаляются. Рожь имеет более разнообразный комплекс красящих веществ, чем пшеница.

МУКА

Химический состав муки

Химический состав муки обусловлен прежде всего составом зерна, из которого она получена. В муку переходят практически все вещества, которые имеются в зерне, на количество и соотношение их зависят от сорта муки. Чем выше сорт муки, тем больше в ней частиц чистого эндосперма и тем меньше отрубей. Разные сорта муки различаются химическим составом.

Вид и сорт муки	Содержание, %
Воды	Белков	Жиров	Углеводов				Золы
всего	в тоги числе
крахмала	Сахаров	клетчатки
Пшеничная:
крупчатка	14	10,4	0,8	74,30	68,0	1,7	0,10	0,50
высшего сорта	14	10,3	0,9	75,25	67,7	1,8	0,15	0,55
1 -го сорта	14	10,6	1,3	73,35	67,7	1,7	0,25	0.75
2-го сорта	14	11.7	1,7	71,35	62,8	1,8	0,75	1,25
обойная	14	12,5	1,9	70,00	55,8	3,4	1,90	1,60
Ржаная:
сеяная	14	7,0	1,1	77,15	63,6	3,9	0,55	0,75
обдирная	14	9,0	1,7	73,85	59,3	5,1	1,35	1,45
обойная	14	10,7	1,6	72,10	54,1	5,6	1,80	1,60

С повышением сорта муки увеличивается содержание углеводов, в основном крахмала. Количество же других питательных веществ — белков и жиров, а также минеральных солей и клетчатки снижается. Это объясняется тем, что мука высших сортов вырабатывается практически из чистого эндосперма, богатого крахмалом: мука же более низких сортов содержит определенное количество отрубей, богатых клетчаткой, минеральными солями, жирами и белками. Чем ниже сорт муки, тем ближе ее химический состав к составу зерна. Обойная мука по химическому составу почти не отличается от зерна, поскольку она представляет собой зерно, измельченное практически без отделения отрубей. Таким образом, в муке низких сортов находятся разнообразные полезные вещества, но усвояемость ее несколько снижается из-за значительного содержания клетчатки; например, в обойной муке клетчатки около 2%, а в муке высшего сорта — 0,1%. Мука же высших сортов беднее полезными веществами, особенно минеральными солями и витаминами, но усваивается значительно полнее и легче.

Химический состав муки обусловливает ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства. Важнейшими веществами муки являются белки и углеводы. От количества белков и их свойств зависят хлебопекарные достоинства и качество хлеба.

Белков в зависимости от вида и сорта в муке содержится от 9 до 16%. В муке высших сортов их меньше. Это объясняется тем, что в эндосперме белки распределены неравномерно: больше их в наружном слое и меньше в центральной части, из которой получают высшие сорта муки. Мука низших сортов богаче белками еще и потому, что в ней имеются алейроновый слой и зародыш со значительными запасами белковых веществ.

Белки ржаной муки по составу и свойствам отличаются от белков пшеничной муки. Около половины белков ржаной муки растворимы в воде и клейковины не образуют, но по пищевой ценности они выше белков пшеничной муки, так как богаче незаменимыми аминокислотами.

Углеводы муки — это в основном крахмал и клетчатка. Между ними существует обратная зависимость: с повышением сорта муки увеличивается содержание крахмала, но уменьшается количество клетчатки. В среднем в муке имеется около 75% крахмала. Сахаров в муке сравнительно немного. Жиров в муке содержится не более 2%, они легко окисляются и при ее хранении быстро прогоркают. Богаче жирами низшие сорта муки, так как в их составе больше частиц алейронового слоя и зародыша, в которых главным образом концентрируются жиры.