Біохімія зерна і хліба

В процесі проростання активність ферментів (зокрема амілази) різко збільшується. Особливе значення має збільшення активності -амілази. Саме вона є головною причиною різкого погіршення хлібопекарських якостей борошна, що отримують з пророслого зерна. В результаті того, що в зерні при проростанні сильно підвищується активність амілаз, борошно, що отримане з пророслого зерна, дає поганий хліб з несмачним, нееластичним і недостатньо пористим м’якушем.

Іншою причиною погіршення якості муки, отриманої з пророслого зерна, є зміна властивостей клейковини під впливом протеолітичних ферментів. Клейковина втрачає пружність і стає дуже слабкою, липкою, а потім повністю руйнується. На перших етапах проростання розриваються дисульфідні і водневі зв'язки в білку клейковини, а далі починають розщеплюватися пептидні зв'язки і утворюються небілкові продукти протеолізу.

При проростанні різко зростає дихання зерна. Тому абсолютно ясно, що проросле зерно за інших рівних умов зберігатиметься значно гірше, ніж нормальне.

При дозріванні зерна відбуваються процеси, в цілому мов би зворотні тим, які спостерігаються при проростанні. При дозріванні, по-перше, поступово знижується активність ферментів і доходить, нарешті, до якоїсь величини, характерної для повністю доспілого зерна. Оскільки при дозріванні знижується активність ферментів, природно, що і процес дихання, інтенсивність якого залежить від дії ферментів, також слабшатиме і, нарешті, досягне якоїсь величини, характерної для повністю доспілого зерна.

У міру дозрівання відбувається перетворення розчинних низькомолекулярних речовин, що притікають в зерно з листя і стебел, у високомолекулярні нерозчинні речовини.

На ранніх фазах дозрівання майже половина сухої речовини зерна складається з цукрів і розчинних левульозанів. У міру дозрівання кількість високомолекулярних вуглеводів – крохмалю і геміцелюлоз – поступово зростає, а вміст цукрів і левульозанів відповідно зменшується. З цих даних, видно, що утворення нерозчинних полісахаридів відбувається за рахунок тих розчинних цукрів, що притікають в зерно.

При дозріванні зерна кількість амінокислот в ньому поступово зменшується, а вміст білка зростає. Таким чином, при дозріванні зерна синтез білків йде за рахунок амінокислот, що притікають в нього.

Клейковина утворюється в дозріваючому зерні дуже рано, ще до початку фази молочної стиглості, проте якість її в цей період низька, вона кришиться і ледь утворює зв'язну грудку. У міру дозрівання зерна вміст клейковини в ньому росте, а якість поліпшується.

При дозріванні відбувається також накопичення жиру в зерні. Накопичення жиру в насінні олійних культур відбувається за рахунок вуглеводів, що притікають в зерно з листя і стебел. При дозріванні зерна відбувається поступове перетворення крохмалю на жир, тобто мов би «ожиріння» крохмальних зерен.

Питання про накопичення речовин в дозріваючому зерні має велике практичне значення у зв'язку з визначенням правильних строків збирання врожаю і у зв'язку з боротьбою за зниження втрат зерна на жнивах. Як відомо, найважливішим засобом боротьби з втратами є роздільне збирання зернових культур, при якому зерно, що зібране в період воскової стиглості, залишається якийсь час після жнив в снопах і валках. Роздільне збирання значно знижує втрати зерна від осипання і сприяє за умов сприятливої погоди хорошому і швидкому підсиханню зерна у валках, що покращує його товарні і насіннєві якості. Скошування у валки важливо провести після того, як налив зерна практично закінчений, оскільки відтік речовин із стебел і листя в колосся хоча і відбувається у валках і снопах, але все таки в меншій мірі, ніж у не скошених рослин і тому при дуже ранньому роздільному збирання урожай може бути знижений. Практично роздільне збирання слід починати при вологості зерна близько 25-30%, під кінець фази воскової стиглості.

При дозріванні зерно може піддаватися різним несприятливим чинникам, внаслідок чого погіршуються його борошномельні і хлібопекарські якості.

По-перше, це проростання зерна під час дозрівання і при збиранні врожаю. У окремі роки, коли в період жнив буває дощова погода, спостерігаються масові випадки проростання зерна на кореню або в валках.

Другий важливий вид дефектного зерна – це морозобійне зерно пшениці. Морозобійна пшениця з'являється в результаті дії морозу на не зовсім дозріле зерно. Якщо вологість зерна вище за 45%, воно особливо легко ушкоджується морозом.

Морозобійне зерно пшениці відрізняється від нормального на вигляд: воно щупліше, має зморшкувату поверхню, колір його змінений. Морозобійне зерно дає борошно з низькими хлібопекарськими якостями, погано зберігається і легко піддається самозігріванню і псуванню. Борошно що, отримане з морозобійного зерна, містить менше клейковини і, що особливо важливо, якість клейковини значно погіршується. Клейковина, що відмита з такого борошна, кришиться, непружня, нееластична. Разом з тим борошно з морозобійного зерна відрізняється підвищеною активністю -амілази.

Пошкоджені морозом зерна містять менше клейковини і мають значно більшу активністю амілаз, особливо -амілази. Разом з тим особливо сильно ушкоджується морозом фракція щуплих зерен. Необхідно підкреслити, що ступінь пошкодження зерна морозом залежить від ступеня зрілості і вологості зерна в період його захоплення морозом. Чим зерно менш зріле і чим вище його вологість, тим сильніше воно ушкоджується морозом і тим гірше його насінні і хлібопекарські якості. Борошно, що отримане з морозобійного зерна, дає хліб з м'якушем, що заминається, солодкуватим,