Пшеница

Пшеница - важнейшая продовольственная культура.


Зерно пшеницы отличается большим содержанием эндосперма (80-84% от массы зерна), что дает возможность при ее переработке получать высокий  выход  сортовой  муки.  Ценными являются также свойства белкового, углеводного и ферментативного комплекса пшеницы. В пшенице на долю клейковинообразующих белков - глиадина и глютенина - приходится более 80% общего содержания азота. Набухая они поглощают 200-300% воды по отношению к массе сухого белка и образуют связную эластичную массу - клейковину. Упругопластичные свойства клейковины дают возможность получать из пшеничной муки хлеб с высокой пористостью, высококачественные макаронные и другие изделия.

  • Важнейшими свойствами пшеницы являются строение и химический состав зерна, а также строение и состав образующих тканей.
  • Зерно пшеницы состоит из оболочек, алейронового слоя, мучнистого ядра (эндосперма) и зародыша.
  • Снаружи зерно пшеницы покрыто плодовыми и семенными оболочками.
  • Плодовые оболочки состоят из нескольких слоев клеток, и содержание их в зерне пшеницы составляет 4-6% от общей массы зерна.
  • Под плодовыми оболочками лежат семенные оболочки. Они тонки, хрупки и составляют 2-2,5% от массы зерна.

В состав плодовых и семенных оболочек входят: 43-45% гемицеллюлозы и пентозанов, 18-22% клетчатки, 4,5-4,8% азотистых веществ, немного сахара и жира, зольность их равна 3,5-5%. Поэтому плодовые и семенные оболочки не представляют ценности для питания и в процессе получения муки и крупы их удаляют.

Алейроновый слой представляет наружный слой мучнистого ядра и состоит из одного ряда крупных толстостенных клеток, заполненных мелкозернистым содержанием. В состав алейронового слоя входят: 38% и более белка; 9-10% жира; 6% сахара; 10% клетчатки; 9-13% золы; водорастворимые витамины (В1, В2, РР). Алейроновый слой пшеницы составляет от 4 до 9% от массы зерна.

Всю внутреннюю часть зерна пшеницы занимает собственно эндосперм (мучнистое ядро). Эндосперм состоит из крупных клеток, заполненных крахмалом и частицами белков. Цвет эндосперма белый или слегка желтоватый. Эндосперм может быть стекловидным, мучнистым или частично стекловидным.

Химический состав мучнистого ядра существенно отличается от состава всех других частей зерна. Он содержит 78-82% крахмала, около 2% сахарозы, 0,1-0,3% редуцирующих сахаров, 13-15% белков, 0,3-0,5% золы, 0,5-0,8% жира, 0,1-0,15% клетчатки и 1-1,5% пентозанов.

Зародыш, находящийся на остром конце зерна, снаружи покрыт плодовыми или семенными оболочками. Масса зародыша 2-3% от массы зерна. Зародыш содержит: 33-39% белка, свыше 25% сахаров; 12-15% жира, 2,2-2,6% клетчатки и минеральные вещества. Чрезвычайно богат зародыш витаминами, количество которых достигает, мг/кг: Е - 158; В1 - 19-148; В2 - 12; В6 - 12.5, РР - 64.

В целом зерне пшеницы в среднем содержание воды составляет около 14%, белков - 11,6-12,5%, углеводов - 67,5-68,7%, в том числе крахмала - 53,7-54,9%, клетчатки - 2,3-3,4%, жиров - 1,6-1,9%, золы - 1,7-1,8%.

Различают мягкую и твердую пшеницу. В странах СНГ на долю мягкой пшеницы приходится более 90% посевов и сборов. Мягкая пшеница (Triticum aistivum) . Консистенция зерна различная: частично стекловидная, полностью стекловидная, мучнистая. Она используется для получения хлебопекарной муки, используемой в хлебопечении, в производстве мучных кондитерских изделий и мучных блюд. Мука из мягкой пшеницы используется также в макаронном производстве в связи с дефицитом специальной макаронной муки из твердой пшеницы.

Твердая пшеница (Triticum durum) является ценнейшим сырьем для производства макаронной муки. Она больше содержит белков, а соответственно и клейковины, консистенция зерна в основном стекловидная. Использование муки  из  твердой  пшеницы  обеспечивает высокое  качество  макаронных изделий.  Из-за острого недостатка твердой пшеницы в производстве макаронных изделий вынуждены применять муку из мягкой пшеницы, из которой трудно изготовлять высококачественные макаронные изделия. Твердая пшеница требовательна к климатическим и агротехническим условиям, не всегда дает высокие урожаи. Поэтому многие страны отказываются от ее выращивания.

Рожь - вторая по значению, после пшеницы, продовольственная хлебная культура.

Зерно ржи по внешним признакам отличается от пшеницы. Оно более длинное и тонкое. В ржи доля оболочек, алейронового слоя и зародыша больше, а эндосперма меньше, чем в зерне пшеницы.

Рожь отличается также химическим составом. Она содержит в среднем несколько меньше белков и крахмала, больше сахаров и слизей, чем пшеница. Существенная разница заключается не в количестве белка, а в его физико-химических свойствах. Белки ржи способны к неограниченному набуханию и легко пептизируются. По аминокислотному составу они являются более ценными, чем белки пшеницы, так как они содержат больше незаменимых дефицитных аминокислот. Главное отличие белков ржи заключается в том, что в обычных условиях они при набухании не образуют отмываемую клейковину.

Крахмала во ржи содержится 56-64% на сухое вещество, несколько меньше, чем в пшенице. Крахмал ржи отличается низкой температурой клейстеризации (54-60 оС), чем крахмал пшеницы. Ржаной клейстер характеризуется высокой вязкостью и медленным старением, что обусловливает и относительно медленное черствение ржаного хлеба.

Характерным для зерна ржи является общее высокое содержание водорастворимых веществ, составляющих 12-17% от общего количества веществ, входящих в состав зерна (в пшенице 5-7%).

Оболочечные части ржи (оболочки вместе с алейроновым слоем) существенно отличаются от пшеничных. Они содержат значительно меньше золы, нерастворимых углеводов (в частности, клетчатки), но больше сахаров, пектина и других растворимых веществ, более рыхлы и менее прочны. Эта особенность состава и структуры оболочечных частей ржи заметно сказывается на свойствах обойной и обдирной ржаной муки и получаемого из них хлеба.

Овес - зерно пленчатое, белое или желтое, овально-удлиненной или веретенообразной формы. Цветочные пленки толстые, грубые, содержат преимущественно клетчатку, пентозаны, минеральные вещества. Они в среднем составляют 28% от массы зерна.

Средний химический состав зерна овса: вода - около 14%, белки - 10,1%, углеводы - 57,8%, в том числе крахмал - 36,1%, жиры - 4,7%, клетчатка - 10,7%, зола - 3,2%.

Овес отличается скороспелостью и представляет ценность как сырье для производства крупы,  некоторых диетических продуктов и продуктов детского питания. Овсяная муки используется для приготовления овсяного печенья.  Значительная часть овса используется в качества корма в животноводстве.

Ячмень - зерно пленчатое, светло-желтое или зеленовато-желтое, овально-удлиненной формы. Цветочные пленки в среднем составляют 9-14% от массы зерна.

Средний химический состав зерна ячменя: вода - 14%, белки - 11,5%, углеводы - 65,8%, в том числе крахмал - 50,1%, жиры- 2,0%, клетчатка - 4,3%, зола - 2,4%.

Ячмень используется для различных целей - получения крупы, пива, солода и в качестве кормового зерна. Ячмень является важнейшим сырьем в пивоварении.

Кукуруза в мировом производстве зерна наряду с пшеницей и рисом занимает одно из первых мест. При выращивании в благоприятных условиях это весьма урожайная культура: до 50 ц зерна, или 300-600 ц зеленой массы с 1 га.

Початок кукурузы состоит из рыхлого стержня и укрепленных на нем 400-600 зерен. В зрелом початке на долю стержня приходится 22-25%, а на долю зерна - 75-78% массы початка.

Кукуруза подразделяется на восемь подвидов, из них наиболее распространены зубовидная (используется на фуражные цели) и кремнистая (для переработки в пищевые продукты).

Средний химический состав зерна кукурузы:  вода - 14%, белки - 9,3-11,9%, углеводы - 63,6-69,4%, в том числе крахмал - 54,3-59,8%, жиры - 4,0-5,9%, клетчатка - 2,0-2,7%, зола - 1,1-1,6%.

Около 25% получаемого в мире зерна кукурузы используется непосредственно в пищу. Остальное зерно служит сырьем для различных отраслей перерабатывающей промышленности или используется для кормления сельскохозяйственных животных. Кукуруза является важнейшим сырьем крахмалопаточной промышленности для производства натурального и модифицированного крахмала, патоки, глюкозы и др. Особо велико значение кукурузы как кормовой культуры, в этом случае ее выращивают не для получения зерна, а зеленой массы, которую используют либо в свежем виде, либо в виде силоса.

Просо, рис, гречиха почти полностью используются для производства крупы и поэтому они обычно называются крупяными культурами.

Просо засухоустойчивая, важнейшая крупяная культура. Получаемую из проса крупу называют пшеном. Просо также используют для получения солода,  применяемого  в  производстве  спирта.

Зерно проса мелкое, овальной, иногда почти шарообразной формы диаметром около 2 мм. Снаружи зерно проса покрыто окрашенными гладкими, но очень жесткими цветочными пленками, составляющими в среднем около 16% массы зерна. Ядро проса от почти белого до яркого желтого цвета, мучнистое или стекловидное.

Средний химический состав зерна проса: вода - 14%, белки - 11,2%, углеводы - 60,7%, в том числе крахмал - 50,4%, жиры - 3,8%, клетчатка - 7,9%, зола - 2,9%.

Гречиха принадлежит к семейству гречишных. Гречиху возделывают для получения зерна и как медоносное растение. Плоды гречихи - трехгранные орешки, различной окраски. Плод, освобожденный от плодовой оболочки, называют ядром и используют в качестве крупы. Гречневая крупа обладает высокими вкусовыми свойствами, содержит повышенное количество клетчатки и минеральных веществ, белки гречихи весьма ценны по аминокислотному составу, что делает ее пригодной для диетического питания.

Средний химический состав гречихи: вода - 14%, белки - 11,6%, углеводы - 59,5%, в том числе крахмал - 54,9%, жиры - 2,3%, клетчатка -10,8%, зола - 1,8%.

Рис принадлежит к числу основных и древнейших зерновых культур. По мировому валовому сбору зерна рис находится на втором месте после пшеницы. Рис в основном используется для выработки крупы, а также для получения муки специального назначения и крахмала.

Рисовая крупа обладает высокими вкусовыми достоинствами и легко усваивается, что делает ее незаменимым компонентом диетического и детского питания.

Зерно риса пленчатое, снаружи покрыто грубыми цветочными пленками, составляюшими 20% от массы зерна. Окраска пленок различна - соломенно-желтая, темно-коричневая, красная и др.

Средний химический состав риса: вода - 14%, белки - 7,3%, углеводы - 63,1%, в том числе крахмал - 55,2%, жиры - 2,0%, клетчатка - 9,0%, зола - 4,6%.