Химический состав и строение зерна

Зерновые продукты занимают большое место в питании и составляют около 50% суточной энергетической ценности пищевых рационов населения большинства регионов нашей страны. Зерно является сырьем для многих отраслей пищевой промышленности, используется в животноводстве в качестве корма.

Строение зерна может сильно различаться в зависимости от его вида. Зерно пшеницы и ржи обычно состоит из нескольких анатомических частей – так называемых оболочек, эндоспермы и зародыша, которые характеризуются совершенно различными физиологическими функциями, благодаря чему они имеют совершенно разное строение и абсолютно различный химический состав.

В питании населения используется зерно таких зерновых культур, как рожь, пшеница, ячмень, гречиха, рис, овес, кукуруза, зернобобовые и т. д. Причем зерна могут использоваться как целиком (гречиха, кукуруза, зернобобовые, рис), так и в виде дробленого зерна или муки. В зерне можно выделить следующие части: эндосперм — внутренняя, основная часть зерна, составляет 84—85% массы зерна; содержит углеводы, белки, незначительное количество жиров, минеральных веществ; состоят из оболочки нескольких слоев, составляют около 14% массы зерна, содержат минеральные вещества, витамины, незначительное количество белков и жира; зародыш — составляет около 1,5% массы зерна, располагается в виде почки у основания зерна, содержит биологически активные пищевые вещества — белки, жир, витамины, минеральные вещества.

Разные зерновые культуры значительно отличаются по химическому составу. Так, хлебные злаки, содержащие 10—13% белков, не имеют сбалансированного аминокислотного состава, особенно по лизину. Белки бобовых культур имеют большее количество (22— 34%) белков, сбалансированных по незаменимым аминокислотам.

В зернах пшеницы содержатся белки, способные удерживать воду и находящиеся в особых химических связях с крахмалом, жирами и минеральными веществами. Этот комплекс называется клейковиной. От качества и количества клейковины зависят хлебопекарные свойства муки, клейковина придает упругость тесту, а при выпечке хлеба образует пористый мякиш.

В зависимости от сорта, используемой агротехники и условий произрастания зерновой культуры, химический состав зерна существенно изменяется. Наиболее богата белками пшеница, в особенности твердая. Содержание белка в зернах увеличивается при продвижении областей их посевов на юг и на восток. На качество зерна также оказывает влияние сухость климата и содержание азота в почве.

Жиры зерновых продуктов (их небольшое количество — около 2%) являются биологически активными веществами, так как содержат полиненасыщенные жирные кислоты, способные быстро окисляться. В связи с этим для предупреждения прогоркания жира зародыш зерна перед помолом подлежит удалению.

Большую часть пищевых веществ составляют углеводы — 57—70% в хлебных злаках и 53—54% — в бобовых. Углеводы в основном представлены крахмалом.

Минеральные вещества представлены калием, фосфором, кальцием, магнием, железом, сосредоточенными в оболочке и зародыше. Небольшое количество их содержится в остальной части зерна. При смешанном питании организм человека за счет хлебных продуктов из низкосортной муки получает достаточное количество минеральных веществ. Однако нужно учитывать, что часть их (фосфор — кальций) находится в трудно усвояемой организмом человека форме. Соединения же железа усваиваются достаточно хорошо.

В оболочках зерна и зародыше содержатся многие витамины группы В. При изготовлении муки высшего и 1-го сорта из внешней части зерна вместе с оболочками удаляется большая часть витаминов. Для восполнения биологической ценности муки проводится ее витаминизация витаминами В1 (0,4 мг), В2 (0,4 мг), РР (2 мг) на 100 г пшеничной муки высшего и 1-го сорта и витаминами Вг (0,4 мг) и РР (3 мг) на 100 г ржаной муки. При проведении витаминизации использование витаминов строго дозируется, после внесения витаминов мука должна подвергаться тщательному перемешиванию.

Зерно является исходным продуктом, необходимым для получения муки, круп, макаронных и хлебобулочных изделий. Строение зерна риса очень сходно со строением остальных злаков. На продольном разрезе рисового зерна хорошо различимы  бородка (или опушение), его плодовая и семенная оболочка,  эндосперм, зародыш и алейроновый слой.