Біохімія зерна і хліба

Дуже чутливим показником свіжості борошна і крупи є кислотність спиртової або ефірної витяжки, оскільки в спиртову і ефірну витяжку переходять жирні кислоти, що відщеплюються при гідролізі жиру.

У рівних сортів зернових культур фізичні і хімічні властивості крохмалю також різні. Це особливо добре видно на прикладі мозкового (зеленого) і круглого гороху. Крохмаль мозкового і круглого гороху істотно розрізняється за співвідношенням амілази і амілопектину, цих головних складових частин крохмалю. Виявляється, що крохмаль мозкового і круглого гороху помітно розрізняється також за атакуємістю амілазою, а саме: у мозкових сортів гороху крохмаль атакується амілазою набагато швидше.

Відмінності в розварюванні рису також залежать від різного співвідношення амілази і амілопектину в крохмалі.

Встановлені відмінності у вмісті амілази і її активності у різних сортів ячменю. Це важливо тому, що він вживається для виготовлення солоду в пивоварній і спиртній промисловості.

Таким чином, можна сказати, що від сортових особливостей істотно залежать хімічний склад зерна і його біохімічні властивості. Проте, особливо сильно хімічний склад зерна, а також його біохімічні і технологічні властивості залежать від кліматичних і грунтових умов: від кількості сонячних днів, кількості опадів протягом вегетаційного періоду, складу добрив і так далі.

Факт впливу кліматичних і ґрунтових умов на хімічний склад зерна ще в 1865 р. ясно показав Н. Е. Ляськовський. В своїй роботі «Про хімічний склад пшеничного зерна» він встановив, що вміст білка в зерні збільшується при пересуванні із заходу на схід і з півночі па південь з великою кількістю сонячних днів.

На вміст білка в пшеничному зерні сильно впливає вологість ґрунту, як це ясно показав своїми дослідами академік Прянішников. Чим більше вологи в ґрунті, тим нижче вміст білка і клейковини в зерні пшениці і тим нижче склоподібність зерна. Саме тому на поливних землях дуже низька склоподібність зерна і невисокий вміст в ньому білка.

Проте, по-перше, не всі сорти пшениці однаково реагують на зрошення: деякі з них дуже мало знижують вміст білка в зерні під впливом зрошення. По-друге, виявилося, що за допомогою азотних добрив, що даються одночасно з поливом, можна значно підвищити вміст в зерні білка і клейковини.

Перші дані про вплив азотних добрив на вміст білка в пшеничному зерні були одержані ще в середині минулого століття Ж – Б. Буссенго. Він вперше показав, що азотні добрива, внесені у вигляді селітри, амонійних добрив або у вигляді гною, підвищують не тільки загальний урожай зерна, але і якість зерна, вміст в ньому білка.

Досліди останніх років показали, що кліматичні і ґрунтові умови вирощування пшениці впливають не тільки на вміст білка і клейковини в зерні, але і на якість клейковини. Недолік вологи і висока температура вегетаційного періоду сприяють отриманню міцнішої клейковини. Разом з тим спадкові сортові відмінності за якістю клейковини зберігаються за різних умов зовнішнього середовища.

Під впливом зрошення змінюється також зольність зерна. Вона, як правило, при поливі знижується. Калійні добрива знижують відсоток білка в пшеничному зерні і сприяють підвищенню в ньому крохмалю.

Біохімічні процеси при проростанні та достиганні зерна

Для проростання зерна необхідно три умови: волога, доступ кисню і відомий для кожної культури мінімум тепла.

В результаті проростання різко посилюється дія ферментів зерна, починається процес розчинення відкладених в ендоспермі складних речовин з утворенням простіших. Крохмаль перетворюється на декстрин і мальтозу, білок – в амінокислоти, жир – в гліцерин і жирні кислоти. Таким чином, процес проростання полягає у виключно сильному збільшенні активності ферментів і в розщепленні складних запасних речовин на простіші, легше розчинні, що слугують живленням для зародка, що інтенсивно розвивається.

Суха маса зерна при проростанні дуже сильно зменшується, оскільки в цей період зерно втрачає велику кількість органічних речовин, що містяться в ньому. Ці втрати є наслідком дихання зерна, що відбувається при його проростанні.

Зміна хімічного складу зерна при проростанні можна прослідкувати на прикладі кукурудзи.

Зміна хімічного складу кукурудзяного зерна при проростанні (по Ж-Б. Буссенго), % 

Об'єкт дослідженняАзотКрохмаль, декстрин і гемицелюлозиЦукриЖирЗолаКлітко-винаНевизначені речовини

Зерно2, 573, 9505, 361, 805, 982, 72

Паростки3, 217, 1521, 043, 313, 4629, 646, 54

 

З даних таблиці видно, що початково в зерні крохмалю було 74%, а в пророслому його стало 17%, тобто відбувся величезний спад крохмалю. Разом з тим в непророслому зерні не було знайдено цукру, а в пророслому його було 21%. Таким чином, в результаті проростання, в результаті розщеплення крохмалю відбувається значне підвищення вмісту цукру в зерні.

З даних видно також, що на початку проростання в зерні азоту було 2, 5, а в пророслому 3, 2%, тобто кількість азоту в зерні нібито збільшилася. Але це збільшення тільки здається. Якби ми визначили, скільки міліграм азоту міститься в одній зернині, то з’ясувалося б, що кількість азоту в непророслому і пророслому зерні практично однакове. Проте при розрахунку його процентного вмісту в сухій речовині спостерігається