Біохімія зерна і хліба

 

 

Дійсну уяву про якість хлібних зерен може дати лише докладний аналіз зерна, що показує не тільки кількість і якість сторонніх домішок і ступінь (кількість) вологості, але і вміст поживних речовин..., бо вони визначають справжню якість зерна і його цінність з бажаною точністю.

Д. І. Менделеев

 

 

Біохімія зерна і продуктів його переробки займається вивченням хімічного складу зерна, борошна, крупи і хліба, хімічних перетворень, які відбуваються в зерні під час його дозрівання, зберігання, проростання і псування під впливом різних несприятливих чинників. Задачами біохімії зерна є також вивчення біохімічних перетворень, які відбуваються під час переробки зерна на млині і на круп'яному заводі, при зберіганні крупи і муки, при виготовленні з муки хліба, макаронних і інших виробів, і вивчення харчової цінності зерна, муки, крупи, хліба і інших продуктів переробки зерна.

Історія розвитку біохімії зерна і продуктів його переробки тісно пов'язана з розвитком мукомельно-круп'яної промисловості і елеваторно-складського господарства. Більшість робіт про хімічний склад зерна, а також процеси, що відбуваються при його зберіганні і переробці, були продиктовані практичними запитами зернового господарства, мукомельно-круп'яної і хлібопекарської промисловості.

Основні етапи розвитку біохімії зерна і продуктів його переробки наступні.

Першим в області біохімії зерна є опубліковане в 1745 р. дослідження італійського вченого Беккарі, який відмив з пшеничної муки білкову речовину, звану тепер клейковиною. Робота Беккарі є початковою віхою в історії розвитку біохімії зерна. Проте це дослідження було виконано в середині XVIII сторіччя, в період, коли власне хімія як точна наука ще не існувала. Вона склалася тільки в кінці XVIII і початку XIX століття, після того, як А. Л. Лавуазьє були відкриті основні принципи і кількісні закони хімічних перетворень, хімічних реакцій. Тому розвиток біохімії зерна як науки почався лише в XIX сторіччі.

Початкові етапи розвитку біохімії зерна і продуктів його переробки, перш за все, пов'язані з дослідженнями крупного французького хіміка середини XIX століття Ж. Б. Буссенго (1802-1887 рр.)  (він був одним з вчителів нашого чудового фізіолога К. А. Тімірязєва). Хімічному складу зерна різних культур присвячені роботи Ж. Б. Буссенго, проведені на основі розроблених на той час точних хімічних методів. Він вивчав вплив різних добрив, грунтово-кліматичних умов і склоподібності на хімічний склад зерна пшениці, на вміст в ній клейковини; він вперше провів дослідження хімічного єства процесу черствого хліба.

В середині XIX сторіччя дослідженням хімічного складу зерна, муки і хліба і їх харчової цінності займався відомий німецький хімік Юстус Лібіх (1803-1873 рр.), особливо багато уваги він приділив вивченню мінеральних речовин, що містяться в муці, зерні і хлібі. В лабораторії Лібіха його учень О. Демпвольф провів опубліковані в 1869 р. дослідження зерна і муки різних сортів. Особливо детально він вивчив склад золи різних видів зерна і муки.

В кінці XIX сторіччя велике значення для розвитку біохімії зерна мали праці французького вченого Еме Жірара (1830-1898 рр.) і угорського дослідника Т. Кожутані (1848-1915 рр.). Жірар провів дуже ретельні хімічні аналізи окремих частин зерна і написав керівництво, що набуло широке поширення, по пшениці і технології її помелу. Кожутані протягом ряду років систематично займався вивченням хімічного складу пшениці і розробив оригінальні прилади для випробування фізичних властивостей клейковини. Результати своїх досліджень він підсумував в обширній монографії про угорську пшеницю.

На рубежі XIX і XX сторіч класичні дослідження по вивченню білків зерна, особливо пшеничного, і харчовій цінності білків пшеничної муки провів видатний американський біохімік Т. Б. Осборн (1859-1929 рр.).

В розвитку біохімії зерна і продуктів його переробки в США і Канаді важливу роль грав і грає американська асоціація хіміків-зернознавців, що видає з 1924 р. спеціальний журнал «Хімія зерна» («Cereal chemistry»).

Серед відомих учених, що займалися вивченням хімічного складу зерна і хімічних процесів, що відбуваються в ньому, потрібно відзначити ім'я дійсного члена петербурзької Академії Наук К. С. Кірхгофа, що відкрив в 1814 р. дію ферментів. Він встановив, що в муці міститься речовина (тепер ми називаємо його амілазою) – фермент, що каталізує (прискорює) розщеплювання крохмалю з утворенням цукру.

На самому початку XIX століття уряд доручив ученим розробити спосіб виробництва замінників цукру. Кірхгофу вдалося вирішити цю задачу: він знайшов спосіб отримання патоки шляхом кислотного гідролізу крохмалю; разом з тим він відкрив амілазу – фермент, що каталізує перетворення крохмалю в цукор.

В середині XIX століття в московському університеті працював професор Н. E. Ляськовський, вивчаючий хімічний склад пшеничного зерна. В опублікованій в 1865 р. роботі «Про хімічний склад пшеничного зерна» він приходить до висновку, який потім був підтверджений рядом досліджень. Він показав, що у міру просування із заходу на схід, південний схід, отже, в більш сонячні і менш вологі райони, пшеничне зерно містить все більше білка.

Таким чином, Ляськовський встановив залежність хімічного складу зерна від географічного і кліматичного чинників. Ця робота Ляськовського зіграла істотну роль в історії розвитку біохімії зерна.

В кінці XIX і початку XX сторіччя дуже важливі дослідження харчової цінності зерна, муки і хлібу провели професор московського університету