Біохімія зерна і хліба

α- і β-амілази розрізняються також за своєю термостабільністю, стійкістю до дії високих температур. α-Амілаза пшениці термостабільніше, вона діє при більш високих температурах, ніж β-амілаза. Тому зернова α-амілаза може діяти під час випічки хліба.

В нормальному непророслому зерні пшениці, жита і ячменю міститься тільки β-амілаза, α-амілази немає; в зерні цих культур α-амілаза утворюється тільки при проростанні. В зерні деяких інших культур, наприклад сої, міститься тільки β-амілаза, і навіть при проростанні α-амілаза не утворюється. В непророслому насінні сорго міститься головним чином α-амілаза. Таким чином, зерно різних культур розрізняється за вмістом α-амілази. В зерні пшениці, жита і ячменю найактивніші амілази містяться у зародку: активність амілази ендосперма значно нижча.

Крохмаль може зазнавати ферментативні перетворення не тільки під впливом α- та β-амілаз, але також під впливом глюканфосфорнлази. Цей фермент, що міститься в зерні, каталізує наступну реакцію:

(C6H12O6) n + xH3PO4 ↔ nC6H11O6 ∙ H2PO3

Як видно з рівняння, глюканфосфорилаза за інших умов каталізує також і зворотну реакцію синтезу крохмалю з глюкозофосфату. Проте, слід підкреслити, що синтез крохмалю в дозріваючому зерні здійснюється не завдяки дії фосфорилази.

Слизи (гумі). Слизи, що містяться в зерні, є полісахаридами, в більшості випадків розчинними у воді. Порівняно багато слизу в зерні жита – близько 2, 5 і навіть 3% від сухої маси зерна.

Слизи житнього зерна є полісахаридами, які при кип'ятінні з кислотами, тобто при гідролізі, дають головним чином пентози, а саме арабінозу і ксилозу. Слизи жита дуже легко набухають у воді і утворюють надзвичайно в'язкі розчини.

Якщо приготувати певної концентрації розчини желатину і слизу, то, виявиться, що в'язкість розчину житнього слизу у багато разів вище за в'язкість розчину желатину тієї ж концентрації.

Слизи мають велике значення при переробці житнього зерна. Мабуть, саме тому, що в житньому зерні містяться слизи, воно розмелюється важче, ніж пшеничне. Підвищена в порівнянні з пшеничним зерном в'язкість жита при помелі пояснюється саме вмістом слизу в житньому зерні.

В зерні багатьох культур (жита, пшениці, вівса, ячменю) містяться левульозани – полісахариди, що складаються із залишків левульози (фруктоза).

Левульозани – складні полісахариди, в більшості випадків розчинні у воді, які при гідролізі (при кип'ятінні з кислотами) дають левульозу. Левульозани в помітній кількості містяться в зерні жита – до 1, 5% від сухої речовини, причому вони грають важливу роль в процесі дозрівання пшеничного і житнього зерна, в процесі утворення в ньому крохмалю. Під час дозрівання жита, наприклад на ранніх фазах його дозрівання, левульозанів в зерні до 35% від сухої речовини. Протягом дозрівання зерна поступово кількість їх падає до 2-1, 5%, тоді як кількість крохмалю відповідно зростає.

В пшеничному зерні левульозанів значно менше – всього лише біля 0, 3%.

Геміцелюлози – нерозчинні полісахариди зерна, які не засвоюються людським організмом. Вони містяться головним чином у висівках, в периферичних, оболонкових частинах зерна.

При гідролізі геміцелюлози зерна утворюють або гексози, наприклад глюкозу, або пентози (арабінозу і ксилозу).

Таким чином, геміцелюлози можуть бути розділені на дві групи: гексозани, які при гідролізі утворюють гексози, і пентозани, утворюючі при гідролізі пентози.

В зерні жита і пшениці міститься від 8 до 10% геміцелюлоз, у тому числі від 5 до 8% пентозанів.

Клітковина є полімером глюкози, тобто складається із сполучених між собою залишків глюкози. Тому при гідролізі кислотами клітковина утворює кінець кінцем глюкозу.

Клітковина, так само як і геміцелюлози, є вуглеводом, не засвоюваним людським організмом. Міститься вона головним чином в оболонках зерна і в стінках кліток алейронового шару.

При оцінці якості пшеничного борошна важливо б було знати, скільки в ній незасвоюваних речовин. Це було б показником харчової цінності муки, отже, і вироблених з неї продуктів. Проте визначення клітковини і геміцелюлоз досить тривале. Тому для правильної уяви про якість борошна користуються більш швидким визначенням її зольності, яка тісно пов'язана з вмістом в борошні клітковини і геміцелюлоз, із вмістом оболонкових частинок.

Ліпіди зерна

Як відомо, група ліпідів зерна включає такі основні групи: 1) власне жири; 2) фосфатиди; 3) каротиноїди; 4) стероли і 5) віск.

Всі ліпіди, не дивлячись на відмінність їх хімічного складу і структури, розчиняються в так званих жирових розчинниках: ефірі, бензині, петролейном ефірі і ін. Коли проводять визначення жиру в зерні або борошні, його екстрагують диетиловим ефіром. При цьому в ефірний екстракт переходять всі речовини, що відносяться до групи ліпідів, і в екстракті знаходиться так званий сирий жир, тобто суміш жиру з жироподібними речовинами: фосфатидами, стеролами, воском і каротиноїдами.

В зерні пшениці біля 30% всіх ліпідів складають ліпіди, що пов'язані з білками і вуглеводами і не екстрагуються диетиловим ефіром.

Жири зерна містять головним чином ненасичені жирні кислоти. Завдяки тому що в ненасичених жирних кислотах є подвійні зв'язки, вони дуже легко окислюються, і саме з процесом окислення ненасичених