Химический состав зерна пшеницы

15.07.2015

В состав зерна пшеницы входят вода, азотистые веществ белки, жиры, углеводы (не растворимые в воде — крахмал, клетчатка, пентозаны и растворимые — декстрины, сахара), минеральные вещества и в небольшом количестве некоторые другие вещества.

Химический состав зерна пшеницы

Химический состав пшеницы, как и зерен других зерновых злаковых культур, подвержен большим колебаниям в зависимости от многих причин: сорта зерна, степени его созревания (времени уборки), климатических условий, почвы и вносимых удобрений. Опытные посевы разных сортов пшеницы на одном и том же участке, а также одного и того же сорта в разных районах подтверждают это.
Азотистые вещества, входящие в состав зерна, оказывают большое влияние на качество муки и выпекаемого из нее хлеба. Среди азотистых веществ пшеницы главное место занимают белки (90%), небелковых азотистых веществ содержится в нормальном здоровом зерне лишь 10—12% от общего содержания азотистых веществ. В практике определяют обычно общее содержание азотистых веществ и условно принимают их за белковые.
Пo содержанию азотистых веществ (в пересчете на белок) пшеницы можно разделить следующим образом:
Химический состав зерна пшеницы

Советские пшеницы в целом характеризуются повышенным содержанием белков по сравнению с западноевропейскими и американскими пшеницами. Пшеницы наших юго-восточных районов (Нижнее Поволжье, Кубань, Донбасс, Крым, Урал и др.) особенно богаты белками. Сухая, солнечная погода в период созревания черна благоприятствует накоплению белков. Твердые пшеницы сеют преимущественно в этих районах и обычно содержание белков в них высокое, но и отдельные сорта мягких пшениц (Цезиум 111, Альбидум, Лютесценс), особенно яровых (восточных и юго-восточных районов), не уступают твердым пшеницам в этом отношении.
Для иллюстрации в табл. 15 приводим результаты анализов пшениц.
Ho данным исследований, проведенных в Азово-Черноморском институте, вещества зерна распределяются по отдельным его частям, как показано в табл. 16.
Весь крахмал зерна, большая часть белков сосредоточены в эндосперме; большая часть клетчатки, пентозанов, минеральных веществ и жира находится в оболочках с алейроновым слоем.
Химический состав зерна пшеницы
Химический состав зерна пшеницы

Клейковина. Белки пшеницы состоят в основном из альбуминов, глобулинов, глиадина и глютенина (см. стр. 22), Наибольший вес и значение имеют глиадин и глютенин, они содержатся почти и равных количествах и составляют вместе свыше 75% всех белков пшеницы. Эти белки пшеницы не растворимы в воде и обладают ценным свойством: при смешивании с водой они набухают и образуют клейкую массу, называемую клейковиной. Получить клейковину можно, если размолоть зерно в муку, замесить ее (25 г муки и 14 мл воды) в тесто, дать ему простоять 20 мин. и затем промыть тесто, проминая его пальцами в тазике с водой или под гонкой струей водопроводной воды. Из теста отмывается крахмал и в руках остается клейковина — ее называют сырой клейковиной, так как она содержит 65—75% воды. Перед взвешиванием сырую клейковину надо хорошо отжать между ладонями от излишка воды.
Пшеницы разных сортов дают неодинаковое количество разной по качеству клейковины. Нормальное здоровое зерно среднего качества дает около 20—29% сырой клейковины от веса зерна, при чем клейковина получается светлосерого цвета, эластичная (после деформации быстро принимает прежнюю форму), нормально растяжимая — при растягивании комочка клейковины она удлиняется (2,5 г клейковины примерно на 8—10 см) и затем обрывается.
Химический состав клейковины значительно колеблется в зависимости от сорта и качества пшеницы, а также от того, отмывалась ли клейковина от всей муки, полученной размолом зерна, или после отсеивания от муки отрубянистых частиц.
В среднем высушенная клейковина содержит около 85% белков, 2—3% жира, около 2% минеральных веществ и 10—12% остатков углеводов и так называемых гидролизуемых веществ (при гидролизе дающих сахар).
Количество сырой отмываемой клейковины колеблется в больших пределах и зависит прежде всего от содержания белков в зерне: чем выше их содержание, тем больше получается клейковины. Сухой клейковины образуется приблизительно 85—90% от содержания белков в зерне, а сырой клейковины — в 2,5—3,0 раза больше, чем сухой.
Содержание белков в зерне зависит от многих причин: прежде всего от условий произрастания растения (почва, климат, погода, внесение азотистых удобрений в почву), и от сорта растения. Сальная жара во время налива зерна препятствует этому процессу и, следовательно, ведет к повышению процентного содержания в нем белков. Ранние заморозки также не дают зерну вполне вызреть и в зерне, захваченном в поле морозом, или так называемом морозобойном, наблюдается несколько повышенное содержание азотистых веществ по сравнению с содержанием их в нормально вызревшем зерне.
Наблюдения за отдельными зернами в колосе показали, что в зернах верхних и нижних ярусов колоса азота содержится больше, чем в зернах средних ярусов; зерна средних ярусов всегда крупнее и более хорошо налиты, чем зерна верхних и нижних ярусов.
Клейковина имеет большое значение для получения хорошего хлеба; она, будучи эластичной и растяжимой, задерживает газы, выделяющиеся при брожении теста, и тем вызывает его подъем, а при выпечке обусловливает получение пористого хлеба. Кроме того, клейковина обладает большой водопоглотительной способностью, поэтому, чем выше ее содержание, тем больше получается выход печеного хлеба.
Качество клейковины. Имеют большое значение следующие признаки качества клейковины:
Цвет клейковины определяют непосредственно после отмывания ее и его называют: «светлым», «темным», «с сероватым оттенком». Хорошая клейковина имеет светлый цвет, иногда с сероватым и желтоватым оттенками; плохая — темный цвет. Полезно определить и запах клейковины: клейковина прочно удерживает посторонние запахи зерна и муки, что дает возможность судить о свежести и доброкачественности зерна.
Водопоглотительная способность клейковины разных образцов зерна не одинакова и в муке разных сортов из одного и того же зерна тоже различна. Поэтому, помимо определения содержания сырой клейковины, принято определять количество сухой клейковины. Для этого навеску клейковины растягиваю на поверхности предварительно нагретой стеклянной пластинки (размером предметного стекла для микроскопа) и сушат при 10 до постоянного веса (с точностью до 0,01 г). Высчитывают, сколько воды могли бы поглотить 100 г сухой клейковины, или сколько соды в процентах содержит сырая клейковина. Нормальная сырая клейковина содержит 65—75% воды; водопоглотительная (иначе гидратационная) способность сухой клейковины 190—200.
М.И. Княгиничевым предложено определять набухаемость клейковины в слабой молочной кислоте. Для этого взвешенный комочек сырой клейковины опускают в 0,001-молярный раствор молочной кислоты, оставляют в нем на 60 или 90 мин. и затем вынимают из раствора и взвешивают; количество поглощенной воды пересчитывают на 100 г сухой клейковины. Опыты показали, что клейко вина мягких пшениц набухает сильнее клейковины твердых пшениц (клейковина первых поглотила воды 266—347 г, вторых — 212—253 г).
Упругость (эластичность) и растяжимость клейковины — важные ее свойства. Для определения этих качеств из отмытой взвешенной клейковины отделяют на технических весах 4 г и кладут в чашку с водой комнатной температуры (15—20°). Если отмытой клейковины было меньше 4 г, то берут все количество клейковины, полученное при отмывании.
Под эластичностью понимают способность шарика клейковины принимать прежнее положение после надавливания; если клейковину держать пальцами за один конец, а другой потянуть и сразу отпустить, упругая клейковина, как резина, сокращается до прежних размеров.
Различают клейковину с хорошей, удовлетворительной и со слабой упругостью — последняя легко растягивается, иногда даже под тяжестью своего веса, и не возвращается в прежнее положение.
Растяжимость клейковины определяют так: кусочку клейковины придают форму жгута; один конец удерживают тремя пальцами, а другой тремя пальцами второй руки равномерно растягивают над линейкой с миллиметровыми делениями до тех пор пока она не оборвется, и отмечают по линейке длину, на которую клейковина при этом растянулась.
По растяжимости клейковина делится на: короткую (при растяжимости комочка клейковины весом в 2,5 г до 8 см); среднюю (свыше 8 см и до 15 см включительно) и длинную (при растяжимости свыше 15 см).
В зависимости от упругости и растяжимости клейковину относят по стандарту к одной из следующих трех групп:
I группа — хорошая клейковина: с хорошей упругостью и средняя или длинная по растяжимости;
II группа — клейковина удовлетворительная: с хорошей упругостью, но короткая по растяжимости, а также со средней упругостью и любой растяжимостью;
III группа — плохая клейковина: со слабой упругостью, сильно тянущаяся, провисающая, разрывающаяся на весу под действием собственной тяжести, а также совсем неупругая, плывущая, несвязная.
Устойчивость начальных качеств (прочность) клейковины. Полезно отмыть второй (параллельный) образец клейковины, положить его в чашечку с водой комнатной температуры на 2—3 часа и по истечении этого времени испытать на упругость и растяжимость. Клейковина хорошего качества сохраняет первоначальные свойства или становится немного слабее; иногда же клейковина (особенно отмытая из зерна, пораженного клопом-черепашкой) резко меняет свои свойства, становится липкой, мажущейся, сильно растяжимой, даже сметанообразной.
Изменение объема клейковины при выпечке. Если комочку клейковины придать форму шарика, положить его на жестяную пластинку (или крышку от бюксы), слегка смазанную вазелином или животным маслом, и поставить пластинку в шкаф, нагретый до 160—165°, на 20—30 мин., клейковина хорошего качества сильно вздувается, плохая дает плотный небольшого объема шарик или лепешку обычно весьма темного цвета. По весу и объему выпеченной клейковины можно определить и удельный вес, который дает возможность судить о ее качестве.
За последние годы проф. Л.Я. Ауерманом сконструирован прибор для определения качества клейковины — пластометр. Из отмытой клейковины берут три навески по 2 г каждая, опускают и стакан с водой комнатной температуры (20°) и выдерживают 30 мин. Необходимо это потому, что при испытании качества клейковины пластометром большое значение имеет температура клейковины — для получения сравнимых результатов она должна быть всегда одинаковой. Затем комочек клейковины переносят иглой в капал — вискозиметр прибора, откуда он под давлением постоянного груза выдавливается в стаканчик с водой. По секундомеру отмечают время истечения клейковины. Опыт повторяют с двумя другими комочками клейковины и из трех определений вычисляют среднее арифметическое время истечения клейковины. Чем слабее клейковина, тем меньше время ее истечения. Таким путем определяют так называемую «силу» клейковины в минутах и секундах.