Структурные свойства зерна

29.10.2014

Микроструктурный анализ. На рис. 22 приведены микрофотоснимки, полученные путем фотографирования продольных срезов зерна (микрофотонасадкой МФН-2 на приборе ПМТ-3) при увеличении в 400 раз.
Микрофотоснимки 1,2,3 соответственно показывают микроструктуру продольных срезов пшеницы: Мелянопус 69 Саратовской области со стекловидностью 98%; Нозоукраинка 83 Киргизия со стекловидностью 95%; Лютесценс 62 Курской области со стекловидностью 14,7%. Влажность указанных сортов пшеницы была 11,8—12,1%.
Сравнивая микрофотоснимки, мы устанавливаем, что эндосперм пшениц Мелянопус 69 и Новоукраинка 83 содержат «крупные» крахмальные зерна, а у пшеницы Лютесценс 62 преобладают мелкие крахмальные зерна. Различия в срезах зерна высокостеклозидных и мучнистых пшениц особенно хорошо наблюдаются в микроскопе прибора ПМТ-3.
На фотоснимках 1а; 2а; 3а изображены отпечатки со срезов зерна указанных сортов пшеницы при влажности его 11,8—12,1%, а на фотоснимках 1б; 2б; 3б — при влажности 15,5—16%. Съемку проводили в белом поле при слегка закрытой диафрагме (приблизительно 1/3).

Для получения более наглядного представления о размерах отпечатков в зависимости от сорта и влажности зерна была принята нагрузка P1 = 100 г.
Рисунки показывают, что наименьшие отпечатки были получены при испытании зерна пшеницы Мелянопус 69 (см. рис. 22, 1а и 1б), а наибольшие — Лютесценс 62 (см. 3а; 3б). Это свидетельствует о том, что число твердости пшеницы Мелянопус 69 выше, чем у Лютесценс 62. Средним значением числа микротвердости характеризовалась пшеница Новоукраинка 83. Микрофотоснимки показывают также, что с повышением влажности размер отпечатков увеличивается, следовательно микротвердость снижается.

Рентгеноструктурный анализ. На рис. 23 изображены рентгенограммы, снятые:
а) с обогащенных крупок, полученных при измельчении зерна пшеницы Мелянопус 69 со стекловидностью 98%;
б) с обогащенных крупок, полученных при измельчении зерна пшеницы Лютесценс 62 со стекловидностью 14,7%;
в) с крахмала зерна пшеницы Мелянопус 69;
г) с крахмала зерна пшеницы Лютесценс 62;
д) с сухой клейковины зерна пшеницы Мелянопус 69;
е) с сухой клейковины зерна пшеницы Лютесценс 62;
ж) с сырой клейковины зерна пшеницы Мелянопус 69.
Обогащенные крупки и крахмал дают рентгенограммы (а, б, в, г), свидетельствующие о наличии кристаллической структуры в этих продуктах, а сухую и сырую клейковину — рентгенограммы (д, е, ж), отражающие аморфное состояние указанных веществ.
Мы установили, что составляющие различных сортов пшеницы дают одинаковые рентгенограммы.
Для получения более полного представления о структурных свойствах зерна может оказаться целесообразным исследование его методом дифракции рентгеновских лучей под малыми углами.
Электронномикроскопические исследования. Объектами исследовании служили образцы зерна пшеницы:
— Мелянопус 69 Саратовской области со стекловидностью 98 %;
— Новоукраинка 83 Киргизии со стекловидностыо 95%;
— Лютесценс 62 Курской области со стекловидностью 14,7%.
Кроме того, исследовались образцы муки, полученной в результате измельчения пшеницы указанных сортов. Для изучения структуры зерна изготовляли двухступенчатые метилметакрилат-кварцевые отпечатки.
Структуру муки изучали путем осаждения распыленных в воздухе частиц на предметную сетку, покрытую коллодиевой пленкой.
Отпечатки расколотых зерен рассматривали в электронном микроскопе ЭМ-3 при напряжении 50 кв и увеличении в 6000 и 10000 раз, а частицы муки — в электронном микроскопе ЭМ-100 при напряжении 56 и 72 кв и увеличении в 5000 и 7000 раз.

На рис. 24, 25, 26 показаны снимки отпечатков поверхности поперечного скола зерен упомянутых сортов пшеницы, а на рис. 24 — снимки частиц муки.
При рассмотрении отпечатков на рис. 24 (а, б и в) отчетливо видно, что крупные крахмальные зерна в результате деформирования зерновки пшеницы Мелянопус 69 раскололись вместе с белковым веществом. Это объясняется тем, что у твердой пшеницы белковое вещество прочно связывает отдельные крахмальные зерна.

Наряду с крупными крахмальными зернами встречаются также мелкие (см. рис. 24, а и в). На всех трех снимках (а, б, в) заметна «волокнистая» структура заполнителя — белкового вещества, которая, по-видимому, пористая. Такая структура более отчетливо выражена на снимках отпечатков скола зерновки пшеницы Новоукраинка 83 (см. рис. 25, а, б, в).
Обращает внимание большое количество крахмальных зерен, налипших на отпечатки поверхности скола зерновки пшеницы Лютесценс 62 (см. рис. 26, а и б). Это указывает на их слабую связь с белковым веществом, чего не наблюдалось в высокостекловидных зернах пшеницы Мелянопус 69 и Новоукраинка 83 (см. рис. 24 и 25). Мелкие крахмальные зерна хорошо видны на рис. 26, а.

На рис. 27 (а, б, в) показаны снимки частиц муки из пшеницы Новоукраинка 83, а на рис. 27, г — Лютесценс 62. На рис. 27, а видна структура крахмальных зерен, внутренняя часть которых, по-видимому, испарилась под действием электронного пучка. Связь крахмальных зерен с белковым веществом заметна на рис. 27, б.
Структура деформированной частицы эндосперма (см. рис. 27, в) указывает на значительную пористость ее, что подтверждается результатами изучения структуры зерна пшеницы Новоукраинка 83 (см. рис. 25).
В муке, полученной из зерна пшеницы Лютесценс 62 (см. рис. 27, г), обнаружены частицы продолговатой формы, похожие на частицы, прилипшие к отпечатку зерна Новоукраинка 83 (см. рис. 25, б). Происхождение этих частиц пока не установлено.
Проведенные нами опыты впервые с применением электронного микроскопа в целях изучения структуры зерна и его основных частей указывают на целесообразность проведения в этом направлении более глубоких исследований.