Каких веществ больше всего в зерне содержится
09.11.2014
Химический состав зерна обусловливает его питательную ценность. В состав как продовольственного, так и кормового зерна входят различные органические и неорганические вещества, причем органических веществ значительно больше. Особенно важное значение имеют азотистые вещества — углеводы, жиры, ферменты, витамины. К неорганическим веществам относятся минеральные вещества (их определяют по количеству золы, получаемой при сжигании продукта) и вода.
Азотистые вещества. В основном состоят из белковых и небелковых азотистых соединений. Белковые азотистые вещества — сложные высокомолекулярные органические соединения, в которые входят углерод, кислород, водород, азот, фосфор и др. Эти соединения являются веществами, осуществляющими важнейшие биологические процессы в живом организме. Образуются белки из аминокислот, которых насчитывается более 40 видов, в том числе лизин, триптофан, метионин, лейцин, валин, треонин, фенилаланин и изолейцин, которые незаменимы для организма человека. Белки, содержащие указанные аминокислоты, называются полноценными.
В зерне злаковых и бобовых культур преобладают простые белки (протеины) и сложные (протеиды). Сложные белки содержатся в белках зародыша. Они делятся на нуклепротеиды (кроме простого белка, они содержат нуклеиновые кислоты, которые участвуют в передаче наследственных признаков) и липопротеиды (кроме белка, содержат липиды). Белки, входящие в состав злаков, в основном простые. К ним относятся альбумины, глобулины, проламины и глютелины. Содержание белка в зерне злаковых культур колеблется от 7 до 24%. Из этого количества около 80% приходится на долю проламинов и глютелинов. Эти белки в воде не растворяются, а при замесе теста из пшеничной муки образуют белковое вещество, называемое клейковиной, имеющей большое практическое значение для хлебопекарных свойств муки. Чем больше образуется клейковины и чем выше ее упругость, тем лучше будет хлеб, выпеченный из этой муки.
Небелковые азотистые вещества злаков представлены аминокислотами, амидами, алкалоидами, которые в большом количестве содержатся в недоразвитом и морозобойном зерне. В нормальном зерне их содержится не более 3%. Формируются они в зародыше и алейроновом слое.
Углеводы. Обширная группа органических соединений, включающая сахара, крахмал, клетчатку и др. Делятся углеводы на простые (глюкоза, фруктоза) и сложные (мальтоза, крахмал, клетчатка).
Большое значение в составе зерна имеет глюкоза, так как из нее формируются клетчатка, крамхал и другие вещества. При образовании теста глюкоза сбраживается дрожжами, выделяя углекислый газ, который при выпечке способствует образованию пористости хлеба. В большом количестве простые сахара содержатся в недозревшем и морозобойном зерне.
Крахмал — сложное органическое вещество, являющееся основной составной частью хлеба. Находится в большом количестве в зерне злаковых культур. _ Содержится в клетках эндосперма в виде крахмальных зерен, имеющих различную форму и размеры для каждой зерновой культуры. В горячей воде крахмал способен образовывать клейстер.
При разложении крахмала образуются декстрины, а затем сахара, которые способствуют брожению теста при приготовлении хлеба.
Клетчатка, или целлюлоза, — является веществом для построения стенок растительной клетки. В зерне она сосредоточивается в оболочках. Клетчатка не усваивается организмом человека, поэтому при переработке зерна в муку и крупу ее стараются выделить в основном с отрубями и мучкой.
Жиры — органические вещества, в состав которых входит углерод, водород и кислород. Большое количество жира (15—70%) содержится в семенах масличных растений, которые используются для получения растительного масла. В зерне злаковых и бобовых культур (за исключением сои и арахиса) содержание жира колеблется от 1,5 до 7%. Мука и крупа, выработанные из культур, содержащих большое количество жира (кукуруза, соя, овес, просо), в результате его прогоркания нестойки при хранении.
Пигменты. Относятся к красящим веществам и обусловливают окраску зерна. Наиболее распространены следующие пигменты:
— хлорофилл — зеленый пигмент, который содержится в листьях, в незрелых плодах, а иногда и в зрелых (зеленозерная рожь, зеленый горох). Пигмент имеет огромное значение в осуществлении процесса фотосинтеза в растениях;
— каротин — желтый или оранжевый пигмент. Содержится в пигментном слое семенной оболочки пшеницы. Каротин содержится в эндосперме многих (просо, кукуруза и др.) культур. В организме человека и животного каротин превращается в витамин А;
— ксантофилл — пигмент желтого цвета. Находится в эндосперме зерна, в семенной ободочке пшеницы и ржи;
— акеантин — пигмент желтого цвета. Содержится в желтозерной кукурузе;
— меланин — темно окрашенный пигмент. Обусловливает темный цвет ржаного хлеба при выпечке.
Витамины. Органические вещества, необходимые для регулирования процессов обмена веществ в организме человека и животных. Недостаток витаминов в пище ведет к заболеванию, которое называется авитаминозом. По сравнению с основными питательными веществами — белками, жирами, углеводами — витамины требуются в малых количествах. Для пополнения муки и комбикормов витаминами на предприятиях организуется процесс их витаминизации.
В настоящее время открыто и изучено много витаминов. Наиболее часто встречаются следующие:
— витамин А — способствует росту, повышает сопротивляемость организма к заболеваниям, улучшает зрение. В растениях содержится провитамин А — каротин;
— витамин B1 (аневрин) — укрепляет нервную систему. Его много в зародыше и алейроновом слое злаков;
— витамин B2 (рибофлавин) — отсутствие его приводит к нарушению окислительно-восстановительных процессов, вызывает воспаление слизистых оболочек и т. д. Обнаружен в зародыше зерна;
— витамин PP (никотиновая кислота) — отсутствие его вызывает болезнь пеллагру, которая проявляется в заболевании кожи (шершавая кожа) вследствие нарушения обмена веществ в организме. Этот витамин содержится в зерне пшеницы, ячменя, гречихи и других культур;
— витамин С (аскорбиновая кислота) — противоцинготный. В зерне злаковых много витамина С образуется при прорастании зерна;
— витамин D (антирахитический) — в зрелых семенах злаков его нет,. Ho он образуется в них при облучении ультрафиолетовыми лучами;
— витамин E — отсутствие его вызывает бесплодие. Он содержится в зародыше злаковых культур.
Ферменты. Сложные органические вещества, образующиеся в клетках живых организмов. В растении они играют роль биологических катализаторов, способствующих синтезу сложных органических веществ при созревании зерна и, наоборот, разложению сложных веществ до простых, растворимых в воде, при прорастании зерна. По своей природе ферменты белкового происхождения. Все ферменты обладают специфичностью действия. Каждому ферменту свойственно химическое вещество, на которое он действует. Например, фермент амилаза действует только на крахмал, сахараза — только на сахарозу, целлюлаза — только на целлюлозу и т. д.
Для ферментов характерна обратимость действия, т. е. один и тот же фермент может способствовать как синтезу сложных веществ из простых (фермент амилаза синтезирует крахмал при созревании зерна), так и разложению сложных веществ до простых (тот же фермент амилаза разлагает крахмал до сахаров при прорастании зерна).
Активность ферментов зависит от температуры, влажности и кислотности среды, в которой они находятся. С повышением температуры выше 50°С активность их, резко падает. Ферментативные процессы протекают более активно во влажной среде. Каждому ферменту свойственна оптимальная кислотность среды. Изменение кислотности снижает активность фермента.
Средний химический состав зерна и его отдельных частей. По содержанию основных химических веществ (крахмала, белка, жира) злаковые, бобовые и масличные-культуры резко отличаются. Злаковые культуры богаты крахмалом (55—78%), но бедны белком (в среднем 13%) и жиром (1,5—7,%).
Крахмал сосредоточен только в эндосперме. Белок содержится во всех частях зерна, но более богаты им зародыш, алейроновый слой и эндосперм.
Бобовые культуры богаты белком (20—40%). Содержание крахмала в них меньше, чем в злаковых культурах (20—60%). Масличные культуры богаты жиром (20—70%) и содержат мало крахмала (табл. 2).
- Строение зерна
- Понятие о систематике и классификации зерновых культур
- Болезни хлебобулочных изделий и пути их предотвращения
- Дефекты хлебобулочных изделий, вызванные нарушением технологических режимов
- Дефекты хлебобулочных изделий, вызванные нарушением правил подготовки сырья
Зерна пшеницы являются сырьем для создания муки, из которой впоследствии готовят хлеб и макаронные изделия. Также зерновые культуры подходят для кормления домашнего скота. Пшеница — это кладезь полезных веществ, она полна белками и углеводами, необходимыми для нормального функционирования человеческого организма. Семена растения также называют зерновкой, а ее строение — это важные знания для людей, которые хотят правильно вырастить пшеницу.
Анатомическое строение зерна пшеницы
Продольный разрез зерна показывает, что оно состоит из:
- 2 оболочек плода;
- 2 оболочек семени;
- алейроновой оболочки эндосперма;
- щитка и почек;
- зародыша;
- корешков зачатков;
- эндосперма;
- хохолка.
Важно, что у представителей пленчатых видов строение зерновки немного отличается: она еще покрыта чешуйками, которые прикрывают цветок. У голозерных типов сердцевина достаточно легко отделяется от чешуек.
Оболочки
Зерно пшеницы имеет несколько оболочек. Они способны хорошо защитить его от непогоды и перепадов температуры. Первая оболочка очень плотная, так как сама состоит из трех слоев, которые объединены перикарпием. Расположение клеток внутри нее выглядит как кирпичная кладка, что и обеспечивает защитную функцию оболочки.
Центральный слой в оболочке содержит пигмент, который и придает окрас зерну. Строение семени включает также наличие почек. Именно их стенки формируют оболочку.
Зерно пшеницы имеет цилиндрическую форму, обладает прочной структурой.
Эндосперм
Эндосперма выглядит как обычное ядро крахмальной структуры. В его центре находятся плотные и неровные клетки, а по мере удаления от центральной части они становятся более ровными, прямоугольными. Внутри этих клеток находятся белки, которые представляют собой цельную систему с крахмальными гранулами.
Алейроновый слой эпидерма представлен иным составом, его клетки больше напоминают куб по форме, структура более плотная и отчетливая.
Пшеничный зародыш
Зародыш пшеницы состоит из корешков (центральных и вторичных), апикальной образующей ткани, стебелька и почечки.
Строение пшеничного зерна и его зародыша можно детально рассмотреть только при помощи специального оборудования. Семядоля зародыша похожа на маленькую пластину. Последняя находится недалеко от эндосперма. Семядоля или щиток состоит из алейроновых клеток. Имеется также специальная линия, которая соединяет щиток с пучком корешковых сосудов.
С внешней стороны семядоля покрыта эпителием. Ему отводится важная роль из-за способности выделять специальные ферменты, которые расщепляют сложные вещества до простых в процессе прорастания зародыша.
Химический состав зародыша
Зародыш зерна содержит следующие полезные химические компоненты:
- витамины E, B1, B2, B6 (больше всего содержится токоферола);
- различные зольные вещества, микро- и макроэлементы;
- активные энзимы.
Зародыш имеет вес примерно 2-3 % от общей массы зерна. Строение и состав зерна обуславливают его высокую полезность для человеческого организма. Пшеница содержит в себе незаменимые аминокислоты и клетчатку. Также в ней присутствуют каротиноиды и стерины.
Вещества, содержащиеся в зерне
Знания о строении и химическом составе зерна помогают правильно вырастить культуру, оказав ей должный уход.
Пшеница очень важна для экономики страны, так как она чрезвычайно урожайна и питательна. В городах России продукты из пшеницы имеют первостепенную важность у населения. Немалый процент содержания эндосперма в пшенице дает возможность получать высшие сорта муки, которая отличается отменным качеством. Для человека важны многие вещества, содержащиеся в зерне пшеницы, особенно белковые соединения и углеводы, без которых правильная работа организма невозможна.
Помимо полезных веществ, в составе зерна присутствует крахмал, который способен набухать. Также в пшенице есть сахароза, которую выводят разными методами из готовой муки. Она способна вызывать и поддерживать процесс ферментации.
В эндосперме присутствует огромное количество крахмала (78-82 %) от его общей массы, также заметно наличие сахарозы в небольшом объеме, и 13-15 % белков. Последние в основном представлены глиадином и глютенином, которые и создают известную всем клейковину. В эндосперме также присутствуют золы, жиры, пентозаны, клетчатка. В разных слоях эндосперма содержится различное количество белка.
Зародыш пшеницы располагается на остром кончике зерновки, именно из него впоследствии появляется новое растение. Он содержит значительную часть белка (33-39 %), а также различные нуклеопротеиды и альбумины. В зародыше достаточно большое количество сахарозы — около 25 %, а также в составе присутствуют жиры и клетчатка, минеральные вещества (около 5 %). Именно зародышевая часть содержит большое количество витаминов и незаменимых веществ для полноценной работы человеческого организма. В основном это токоферол (витамин Е), как и было сказано выше.
Энергетические свойства
Пшеница содержит большое количество питательных веществ, которые в основном содержатся в эндосперме зерна. В строении важную роль играет внешний слой, который содержит алейроны, богатые азотными соединениями. Ниже эндосперма располагаются крахмалосодержащие клетки.
Зерна пшеницы имеют в составе полезные вещества, которые обуславливают важность присутствия продукта в рационе:
- крахмал в размере 75-85 %;
- сахарозу;
- редуцирующую сахарозу;
- белки разных видов;
- золы;
- жиры и углеводы;
- пентозан;
- клетчатку.
Пшеница также богата минеральными соединения, аминокислотами. Она важна для организма, так как снабжает его полезными веществами и необходимой энергией.
Пшеница — это сокровищница с веществами, которые отлично питают организм, поддерживая его жизнедеятельность и все процессы обмена. Многие врачи подтверждают этот факт.
Польза пшеницы
Пшеничные зерна имеют три основные составляющие — зародыш, оболочки, эндосперм или ядро. Каждая часть содержит специфичный набор веществ, которые положительно влияют на работу организма.
Пшеница отличается своими необычными свойствами. Она богата питательными веществами, основная доля приходится на углеводы (крахмал, сахароза), также в составе имеет белок, который необходим организму как строительный материал для новых клеток.
В пшенице содержатся витамины A, B, E, D, а также большое количество аминокислот. В комплексе эти вещества способны улучшать состояние иммунной системы, влиять на метаболические процессы, способствовать быстрому росту здоровых волос и улучшению состояния кожи.
Также в составе зерна пшеницы присутствует фолиевая кислота, минералы и углеводы.
О чудотворном влиянии фолиевой кислоты знают уже давно, она отлично влияет на работу мозга, улучшает состояние нервной системы, а также способствует эффективной работе внутренних органов и систем организма. Она обязательно должна присутствовать в рационе беременных женщин для правильного развития плода.
Полинасыщенные жирные кислоты также есть в зернах пшеницы. Немаловажно наличие магния, калия, кальция, железа и фосфора в составе. Пшеница — ценный источник клетчатки, которая значительно облегчает работу желудочно-кишечного тракта, способствует выведению шлаков и токсинов из организма, улучшает общее состояние.
Зерна пшеницы богаты октакозанолом (маслом зародышей пшеницы), в котором содержится витамин E. Именно это масло выводит из организма «плохой» холестерин и способствует накоплению «хорошего».
Польза присутствия пшеницы в ежедневном рационе подтверждена врачами, которые считают, что она способна улучшать и ускорять обменные процессы. Пища усваивается легче, причем даже тяжелая. Микрофлора кишечника также стабилизируется. Если она была нарушена, то благодаря пшенице способна постепенно восстанавливаться. Организм также становится устойчив к перепадам температуры за счет улучшения качества работы иммунной системы, поэтому болезни обходят организм стороной.
Вещества, содержащиеся в пшенице, способны защищать от инфекций, а также восстанавливать после болезни.
Заключение
Анатомическое строение зерна представлено оболочками различных типов, эндоспермом и зародышем. Плодовой оболочкой называется внешняя часть зерна. Она состоит из двух слоев, под ней находится семенной слой. Зародыш разделен на различные части. Питательными веществами зародыш обеспечивает семядоля, это необходимо для его последующего развития в полноценное растение. В эндосперме есть наружный слой и внутренняя мучнистая часть. На последнюю приходится около 85 % всего веса эндосперма.
Зерно пшеницы богато питательными веществами, витаминами, микроэлементами, аминокислотами и клетчаткой, которые способствуют эффективной работе человеческого организма, укреплению иммунитета, улучшению состояния кожи и волос.
10.05.2015
Изучению химического состава зерна злаковых культур, особенно пшеницы, посвящено большое число работ, которые обобщены в нескольких книгах. Большой интерес к данному вопросу определяется огромным значением зерна как источника питательных веществ для человека и животных.
Мы остановимся на химическом составе зерна пшеницы и кукурузы в той мере, в какой это будет необходимо для дальнейшего изложения материала по изучению закономерностей накопления белка.
В состав зерна входят: крахмал, белок, жир, сахара, клетчатка, зольные элементы и другие вещества. Химический состав зерна различных культур показан в табл. 1.
Больше всего зерно содержит углеводов, которые представлены в основном крахмалом. Так, по данным М.И. Княгиничева, содержание крахмала в зерне пшеницы составляет 48—73%. На втором месте после крахмала стоит белок. Приведенные в табл. 1 данные сугубо ориентировочны, поскольку химический состав зерна значительно изменяется в зависимости от внешних условий и сортовых особенностей.
Кроме названных в табл. 1 основных веществ в зерне имеется целый ряд других веществ, содержащихся в: значительно меньших количествах (фосфатиды, витамины, ферменты и др.).
Содержание отдельных веществ в различных частях зерна крайне неодинаково. Почти весь крахмал находится в эндосперме. Сахара, в основном в форме сахарозы, сосредоточены в зародыше, где их содержание у пшеницы составляет свыше 20%, а у кукурузы — около 11%. В целом зерна сахаров содержится к среднем 2—3%. Процентное содержание белка и жира в зародыше значительно выше, чем в эндосперме. В табл. 2 приведены данные по распределению белка в отдельных частях зерна кукурузы (Nх6,25), пшеницы и ячменя (Nх5,7).
Соотношение веса отдельных частей зерна у кукурузы, пшеницы и ячменя неодинаково. Если у кукурузы вес зародыша составляет около 12% от веса целого зерна, то у пшеницы и ячменя — 3 %.
Из данных табл. 2 видно также, что содержание белка (в % к сухому весу) в зародыше значительно выше, чем в эндосперме: у кукурузы почти в 2, а у пшеницы и ячменя в 2—3 раза. Ho так как зародыш зерна кукурузы значительно больше (по отношению к весу целого зерна), чем зародыш пшеницы и ячменя, то общее количество белка в зародыше кукурузы также больше, чем в зародыше пшеницы и ячменя. Если в зародыше кукурузы содержится 1/5 часть общего количества белка целого зерна, то в зародыше пшеницы находится только 1/10, а в зародыше ячменя 1/15 часть всего белка зерна. Привлекает внимание высокое содержание белка в клетках алейронового слоя: у пшеницы более 50%, у ячменя — 26%, а у кукурузы, по данным Дювика, — 36% к сухому весу.
В эндосперме зерна белок распределен также неравномерно: егo содержание выше в периферийной частя, примыкающей к алейроновому слою, и уменьшается к центру эндосперма. Это показано как на пшенице, так и на кукурузе. Очевидно, поэтому у мелкого зерна процент белка обычно выше, чем у крупного.
Алейроновый слой зерна злаковых культур представлен в основном одним рядом клеток и составляет у пшеницы и ячменя 6— 7%, а у ржи, по данным В.Ф. Голенкова, колеблется от 7,8 до 12,9% веса целой зерновки; поэтому количество белка алейронового слоя в зерне сравнительно невелико — 13—20% от общего количества белка зерна. В семенах других культур, в частности масличных, основная часть белка находится в алейроновых зернах, которые, в отличие от алейроновых зерен злаковых, расположены диффузно в семядолях.
- Характеристические кривые измельчения зерна
- Гистерезис увлажнения и «история влажности» зерна
- Энергетический фактор и его увязка с показателями размола зерна
- Технологические показатели измельчения зерна при его увлажнении
- Твердость зерна