Значение минеральных веществ

Любой живой организм, в т. ч. растения и зерно, содержат практически все химические элементы. По количественному содержанию в живой клетке и все химические элементы принято классифицировать:

1) макроэлементы – их содержание составляет 98 - 99 % от массы зерна. К ним относятся 10 основных химических элементов: C, H, O, N, Ca, K, Na, P, Fe, S.

2) микроэлементы - содержаться в зерне в небольших количествах. Например, Mg, Cu, I и т. д. Содержание микроэлементов выражают в миллиграммах на 100 г продукта или на 1 кг. Микроэлементы вводят в состав комбикормов в виде премиксов.

3) ультрамикроэлементы - содержание их в зерне очень мало практически неуловимо. Например, тяжелые металлы, радиоактивные элементы.

Минеральные вещества (неорганические или зольные) называются так потому, что при сжигании зерна они образуют золу. Минеральные вещества входят в состав зерна:

а) как отдельные химические элементы;

б) в виде неорганических веществ;

в) в составе органических веществ.
Значение минеральных веществ для растений:

а) железо участвует в образовании хлорофилла;

б) калий и марганец стимулируют рост растений;

в) все минеральные вещества участвуют в образовании строительных тканей.

Значение минеральных веществ для человека и животных:

а) железо и медь необходимы для образования гемоглобина;

б) кальций необходим для образования костной ткани;

в) йод необходим для нормального функционирования щитовидной железы;

г) все минеральные вещества участвуют в обмене веществ организма человека и животных.

Минеральные вещества поступают в организм человека и животных вместе с пищей. Отсутствие, недостаток или излишек минеральных веществ может привести к нарушению обмена веществ и, следовательно, заболеванию организма человека и животных.

Зольность - это процентное содержание золы, полученное при сжигании зерна по отношению к массе навески в перерасчете на сухое вещество.

Зольность зерна определяется по следующей формуле:

З = ( m_з * 100 * 100) / ( m _нав. * (100 – W ),

где З – зольность зерна;

m_з – масса зерна;

m _нав. – масса навески.

Зольные вещества в зерне располагаются неравномерно. Основная часть зольных веществ содержится в оболочках. Меньше их в зародыше и в алейроновом слое, и совсем мало в эндосперме.

Процентное соотношение зольных веществ в зерне пшеницы:

- зольность оболочек составляет 8 - 12 %;

- зольность эндосперма составляет 0,4 - 0,6 %;

- зольность зерна составляет 1,7 - 2,3 %.

Голозерные культуры имеют зольность ниже, чем пленчатые. Зольность зерна риса около 6 %. выполненное зерно имеет зольность ниже, чем щуплое зерно.

Зольность является обязательным показателем при использовании зерна на мукомольные цели:

1) зольность косвенно характеризует соотношение частей зерна. Та партия ценится выше, где зольность меньше, т. к. значит, в этой партии меньше золы. Следовательно, меньше содержание минеральных веществ, следовательно, меньше оболочек. А, значит, больше эндосперма и больше выход готовой продукции;

2) для каждого сорта муки зольность нормируется стандартом. Например, для высшего сорта пшеничной и хлебопекарной муки должна быть не более 0,55 %. Если зольность выше установленной нормы, это значит, что в муку больше нормы попали оболочечные частицы. Следовательно, мука не соответствует стандарту.

Существует множество методов определения зольности. Все методы принято классифицировать:

а) без ускорителя;

б) с ускорителем.

В отрасли хлебопродуктов наиболее распространены методы без ускорителя, т. к. анализ точнее, методика проще и безопаснее.

Масса навески для анализа 2 - 2,5 г. Взвешивание проводят на аналитических весах.

Анализ проводится сжиганием навески в муфельной печи. Размолотая навеска помещается в муфельную печь в фарфоровых тиглях. Сжигание проводится до тех пор, пока зола не станет белой или сероватой по цвету. Муфельная печь устанавливается в вытяжном шкафу для удаления продуктов сухой перегонки (дыма). В глубь печи тигель с навесками сразу ставить нельзя, т. к. навески могут воспламениться. В глубь печи тигли задвигают после выделения дыма. При анализе проводят следующие взвешивания:

а) масса пустого тигля;

б) масса тигля с навеской;

в) масса тигля с золой.

Зольность расчитывают следующим образом:

З = ( m_з * 100 * 100) / ( m _нав. * (100 – W ),

где З – зольность зерна;

m_з – масса зерна;

m _нав. – масса навески.

Массу зерна определяют по следующей формуле:

m _з = m _{т. с з.} – m _{п. т.} ,

где m _з – масса зерна;

m _{т. с з.} – масса тигля с золой;

m _{п. т.} – масса пустого тигля.

Массу навески определяют по следующей формуле:

m _нав. = m _{т. с нав.} – m _{п. т.} ,

где m _нав.– масса навески;

m _{т. с нав.} – масса тигля с навеской;

m _{п. т.} – масса пустого тигля.

Анализ проводится 2 параллельными опытами. Расхождения между ними допускается не более 0,05 %.

Недостаток этого метода: большие затраты времени.

В тех случаях, когда требуется срочно определить зольность. Анализ проводится с использованием ускорителей. В качестве ускорителя используют азотную кислоту или спиртовой раствор уксусно - кислого магния. Являясь сильными окислителями, эти вещества ускоряют процесс сжигания навески.

Преимущество этого метода заключается в том, что затрачивается меньшее количество времени.

Недостатками являются:

- сложная методика;

- использование дополнительных химических веществ;

- невысокая точность результатов анализа.

Контрольные вопросы:

1. Что такое зольность?

2. Какая партия зерна по зольности ценится выше?

3. Почему минеральные вещества называют зольными?

4. В каких частях зерна минеральных веществ больше и меньше?

5. Когда тигли с навеской можно задвигать вглубь печи?

6. До каких пор проводят озоление?

Тема 2.2 Азотистые вещества зерна

1. Значение белков. Полноценные белки

2. Классификация белков

3. Содержание белков в зерне

4. Свойства белков

5. Небелковые азотистые вещества

6. Значение ферментов. Факторы, влияющие на активность ферментов

7. Классификация ферментов


1. Значение белков. Полноценные белки

Белки - это сложные высокомолекулярные соединения, в состав которых входят углерод, водород, кислород, азот.

Молекулы белка представляют собой цепочку связанных между собой аминокислот.

Значение белков для организма человека и животных:

1) белки важны при росте организма для образования тканей и органов;

2) белки являются источниками энергии;

3) белки являются запасными веществами.

Организм человека и животных не может синтезировать белки из неорганических веществ. Белки поступают в организм вместе с пищей и требуют переработки. Открыто более 40 аминокислот. В среднем в молекуле белка содержится около 20 аминокислот.

Аминокислоты различают:

1) заменимые - могут синтезироваться организмом человека из других аминокислот;

2) незаменимые - не могут синтезироваться организмом человека. Поступают в организм только с пищей. Недостатки незаменимых аминокислот может привести к заболеванию организма человека и животных.

Для организма человека существует 9 незаменимых аминокислот:

1) лизин;

2) лейцин и изолейцин ( взаимозаменимы );

3) валин и норвалин ( взаимозаменимыми );

4) метионин;

5) треонин;

6) триптофан;

7) фенилаланин;

8) аргинин;

9) гистидин (для детского питания).

Если в молекуле белка содержатся 9 незаменимых аминокислот и в достаточном количестве, то белок называется полноценным.

Если в молекуле белка отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота или в недостаточном количестве, то белок считается неполноценным.

Белки животного происхождения более полноценны, чем растительные белки. Среди зерновых культур полноценные белки у бобовых и гречихи, среди злаковых культур – у пшеницы и овса. Белки проса и некоторых сортов кукурузы неполноценны из - за недостатка лизина и триптофана.

Белки принято классифицировать на:

1) простые (протеины) - это такие белки, которые состоят только из аминокислот. В зерне злаковых и бобовых культур преобладают простые белки.

Простые белки по растворимости подразделяют на:

а) альбумины - это белки, растворимые в воде и раствор солей. Они содержатся в животных и растительных белках. Среди зерновых культур богаты альбуминами бобовые и масличные. Являются полноценными белками.

б) глобулины - это белки, растворимые в слабых растворах солей. Среди зерновых культур в большом количестве встречаются у бобовых и масличных культур. Глобулины являются полноценными белками.

в) проламины - это белки, растворимые в этиловом спирте. В большом количестве встречаются у злаковых культур. Являются менее ценными, чем альбумины и глобулины из-за отсутствия или недостаток лизина и триптофана;

г) глютелины - это белки, растворимые в растворах щелочей. Богаты глютелинами злаковые культуры. Являются менее ценными, чем альбумины и глобулины.

2) сложные (протеиды) - это такие белки, которые состоят из аминокислот и других химических группировок.

В злаковых культурах встречаются:

а) липопротеиды - состоят из аминокислот и жироподобных веществ;

б) нуклеопротеиды - состоят из аминокислот т нуклеиновых кислот.

1) среди зерновых культур белками богаты бобовые. В среднем содержание белка у бобовых культур 25 - 30 %, у сои - до 50 %.

2) среди злаковых культур богаты белками овес и пшеница (10 - 18 %), беден белками рис.

3) в партии пшеницы содержание белка зависит от почвенно - климатических условий произрастания. Партии, выращенные в южных и восточных регионах страны, содержат белка больше, чем партии, выращенные в западных и северных регионах.

4) белки в зерне располагаются неравномерно. Богаты белками зародыш, эндосперм, алейроновый слой. Оболочки, особенно плодовая, бедны белками.

5) в эндосперме пшеницы белки располагаются неравномерно. В центре эндосперма белков меньше, а по краям эндосперма, ближе к алейроновому слою, больше.

1) белки являются амфотерными веществами.

2) в организме человека и животных белки находятся в жидком, полужидком и твердом состоянии.

3) белки являются коллоидными веществами, т. е. могут впитывать влагу (физико - химически связанная вода). Сами белки при этом набухают. Установлено, что при длительном хранении зерна способность белков к набухвнию снижается и, следовательно, снижается уровень критической влажности.

4) при воздействии на белки ультрофиолетовыми лучами, концентрированными кислотами и щелочами, высокой температурой происходит необратимый процесс свертывание белка, который называется денатурация. При этом теряются первоначальные свойства белка. В практике хранения зерна наибольшее значение имеет тепловая денатурация. Денатурация белков злаковых культур происходит при температуре 55 - 60С. Если в зерне произошла денатурация белка, то зерно не годится на продовольственные цели. Следовательно, необходимо строго следить за температурой:

а) при хранении, чтобы не произошло самосогревание;

б) при проведении сушки.

5) белки пшеницы способны образовывать клейковину. Клейковина - это белковый студень, полученный при отмывании теста водой. При этом в воду уходят крахмал, клетчатка и другие вещества, а белки образуют клейковину. Та партия считается лучше, где содержание клейковины больше:

6) гидролиз белков. Гидролиз - это разложение органических веществ в присутствии и с присоединением воды. Конечным продуктом гидролиза белков является аминокислоты.

белки + n H₂O = n аминокислоты

Данная реакция может протекать в зерне при прорастании под действием ферментов. При хранении зерна такая реакция не допустима, т. к. может привести к прорастанию зерна или даже к порче. Разложение питательных веществ связано с порчей продукта. Реакции гидролиза возможны при наличии свободной влаги в зерне. Такие реакции могут вызываться жизнедеятельностью микроорганизмов. Во избежание реакции гидролиза при хранении зерно должно быть сухим, без свободной влаги.

5. Небелковые азотистые вещества

Кроме белковых веществ в зерне содержатся и небелковые азотистые вещества. Например, амины, амиды, алколоиды. В нормальном зрелом зерне содержание небелковых веществ невелико. Составляет 0,4 - 0,5 % от массы зерна. В основном небелковые азотистые вещества содержатся в зародыше. Повышенное содержание небелковых азотистых веществ наблюдается:

а) в недозрелом зерне, т. к. незакончен синтез белка из аминокислот;

б) в проросшем зерне. В этом случае белки разлагаются до аминокислот;

в) при порче зерна. В этом случае белки разлагаются до аминокислот. При более глубокой порче могут образоваться амины, амиды, аммиак. Некоторые из этих веществ ядовиты для человека.

Алколоиды - это физиологически активные вещества основного характера. Оказывают на организм человека вредные воздействия, вызывают нервные расстройства. В зерне злаковых культур очень мало содержание алколоидов. Среди зерновых культур больше содержит алколоидов конопля, мак. Повышенное содержание алколоидов наблюдается в некоторых семенах сорных растений: плевел, триходесма, гелиотроп. Содержание таких сорняков в зерне перед помолом нормируется стандартом.
6. Значение ферментов. Факторы, влияющие на активность ферментов

Ферменты - это биологические катализаторы, т. е. вещества, ускоряющие биохимические реакции. Ферменты синтезируются живой клеткой, следовательно, содержится в любом живом организме, в т. ч. и в зерне. Ферменты обладают высокой активностью. Могут ускорять реакции в миллионы раз. Поэтому содержание их в живом организме невелико и невозможно выразить в процентах. В зерне ферменты должны быть активны в следующих случаях:

а) при созревании зерна, т. к. происходит реакция синтеза питательных веществ;

б) при прорастании зерна, т. к. происходят реакции разложения питательных веществ.

В нормальном зрелом зерне при хранении ферменты должны быть неактивны, в противном случае произойдет разложение питательных веществ или порча зерна.

Свойства ферментов:

1) ферменты являются веществами белковой природы;

2) ферменты обладают строгой специфичностью, т. е. один фермент может ускорять какую - то одну определенную реакцию;

На активность ферментов оказывают влияние множество факторов. Наиболее важными являются:

- влажность. С повышением влажности активность ферментов и скорость реакции возрастает.

- температура. С повышением температуры активность ферментов и скрость реакции возрастает, но до определенного предела 55 - 60С, а затем скорость реакции резко снижается. Т. к. происходит денатурация ферментов.

- некоторые ферменты активны в кислой среде, другие - в нейтральной среде, третьи – в щелочной.

- в присутствии некоторых веществ теряется активность ферментов. Например: соли тяжелых металлов, радиоактивные вещества, спирты и т. д. Такие вещества называются ингибиторами или парализаторами.

7. Классификация ферментов

По значению ферменты классифицируют на 6 классов.

- протеазы - ускоряют гидролиз белков;

- амилазы - ускоряют гидролиз крахмала;

- целлюлаза -ускоряют гидролиз клетчатки;

- липаза - ускоряют гидролиз жиров.

Хранить зерно нужно в таких условиях, чтобы эти ферменты не активизировались, т. к. может произойти порча зерна.

1. Классификация белков.

2. Что такое полноценные белки?

3. Содержание белков в зерне.

4. Что такое алколоиды?

5. Что такое ферменты?

6. Какова роль ферментов в живом организме?

7. Химическая природа ферментов.

8. Классификация ферментов.

Тема 2.3 Углеводы зерна

Углеводы - это органические вещества, в состав которых входит углерод, кислород и водород. Углеводы синтезируются в зеленых частях растений в процессе реакции фотосинтеза. Углеводы участвуют в синтезе более сложных органических веществ в процессе созревания зерна. Основным запасным веществом зерна является крахмал. Углеводы участвуют в процессе дыхания зерна. Для человека и животных углеводы являются источниками энергии и запасными питательными веществами.

По строению углеводы принято классифицировать на:

- простые (моносахариды);

- сложные (полисахариды).

Моносахариды - это углеводы, химическая формула которых представлена одной молекулой.

В зависимости от количества атомов углерода в молекуле их принято классифицировать:

а) триозы (3 атома);

б) тетрозы (4 атома );

в) пентозы ( 5 атомов);

г) гексозы (6 атомов).

В природе и в зерне более распространены гексозы (глюкоза, фруктоза).

Полисахариды - это углеводы, молекула которых представляет собой цепочку связанных между собой остатков моносахаридов.

Если количество связанных между собой остатков моносахаридов 2 или 3, то такие вещества называются полисахаридами I порядка (сахароза, мальтоза).

Если количество связанных между собой остатков моносахаридов от 100 до 1000, то такие углеводы называются полисахариды II порядка (крахмал, клетчатка ).

2. Значение и содержание в зерне сахаров

По физической роли для растений углеводы принято классифицировать:

1) сахара;

2) запасные вещества;

3) строительные вещества.

К сахарам относят моносахариды и полисахариды первого порядка. Сахара играют важную роль для зерна. Зерно - это живой организм и ему присущ процесс дыхания.

Различают 2 вида дыхания зерна:

- аэробное;

- анаэробное.

Сахара играют важную роль при производстве готовой продукции, т. к. характеризуются высокими вкусовыми достоинствами и питательной ценностью. Однако повышенное содержание сахаров в зерне свидетельствует о его недоброкачественности. Повышенное содержание сахаров в зерне наблюдается в следующих случаях:

а) в недозрелом зерне;

б) в проросшем зерне;

в) в морозобойном зерне.

В нормальном зрелом зерне содержание сахаров невелико. Зерно имеет пресный вкус. в основном сахара содержатся в зародыше зерна и составляют 20 - 25 % от массы зародыша.

1) большинство сахаров имеют сладкий вкус;

2) сахара хорошо растворяются в воде;

3) сахара обладают гигроскопичностью, т. е. могут впитывать влагу;

4) способность к брожению.

Брожение - это важный биохимический процесс, который вызывается многими микроорганизмами.

Брожение - это бескислородное разложение углеводов (сахаров) до более простых органических веществ.

В пищевой промышленности наибольшее значение имеют следующие виды брожения:

а) спиртовое брожение

C₆O₁₂O₆ ----- 2 C₂H₅OH + 2CO₂ + Q

Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи. Данная реакция человеком используется в бродильном производстве для получения этилового спирта и в хлебопечении. В хлебопечении реакция спиртового брожения обуславливает пористость хлеба.

б) молочнокислое брожение. Возбудителями молочнокислого брожения являются молочнокислые бактерии. Молочнокислое брожение используется:

- в молочном производстве;

-в хлебопечении;

-в спиртовом производстве;

-в для получения молочной кислоты, которая затем используется в кондитерской, консервной, текстильной, кожевенной промышленности, а также при производстве спиртных напитков.

в) пропионовокислое брожение. Возбудителями пропионовокислого брожения являются пропионовокислые бактерии. Пропионовокислое брожение используется при производстве некоторых сортов кефира и сыров.

г) маслянокислое брожение. Возбудителями маслянокислого брожения являются маслянокислые бактерии. Маслянокислое брожение используется для получения ароматизаторов.

5) карамелизация. При повышенной температуре сахара сначала плавятся, а затем затвердевают. При этом приобретают темно-коричневую окраску и горьковатый привкус. Карамелизация - это необратимый процесс.

карамелизация играет важную роль:

а) в кондитерской промышленности при производстве карамели;

б) процесс карамелизации при выпечке хлеба обуславливает корку;

в) в комбикормовом производстве используют мелассу. Меласса - это отход сахарного производства. Она представляет собой вязкую темно-коричневую жидкость. Чтобы мелассу ввести в состав комбикорма необходимо увеличить ее подвижность. Для этого мелассу нагревают. Перегрев мелассы очень опасен, т. к. при температуре около 70С происходит ее карамелизация и трубопроводы становятся непригодными для дальнейшей эксплуатации.

4. Значение и содержание в зерне крахмала

Крахмал - это запасное вещество зерна. Крахмал хранится про запас и расходуется зерном при прорастании. У бобовых культур крахмал хранится в семядолях, у злаковых - в эндосперме. В других частях зерна крахмала нет, за исключением кукурузы. У кукурузы крахмал содержится в эндосперме и в зародыше.

Крахмал в эндосперме злаковых находится в виде крахмальных зерен. Крахмальные зерна различают:

а) простые. Такие зерна у пшеницы, ржи, ячменя;

б) сложные - ппредставляют образования, состоящие из более мелких частей ( овес, рис, кукуруза ).

Крахмал в эндосперме располагается неравномерно. Больше крахмала в центре, меньше по краям эндосперма. Среди злаковых культур богаты крахмалом рис, кукуруза, пшеница.

Крахмал не является химическим индивидуальным веществом, т. е. крахмальное зерно на 96 - 98 % состоит из 2 полисахаридов (амилозы и амилопектина), остальные 2 - 4 % относятся к примесям (липиды, зольные вещества). Амилоза и амилопектин имеют одинаковую химическую формулу ( C₆H₁₀O₅ )_n , где n = 100-400. Амилоза и амилопектин отличаются друг от друга по строению. Амилоза имеет более простое строение и представляет собой неразветвленную цепочку из остатков глюкозы. Амилопектин имеет сложное строение. Его молекула имеет разветвленный вид. В зерне пшеницы соотношение амилозы и амилопектина составляет 1 :3.
5. Свойства крахмала

1) крахмал обладает гигроскопичностью;

2) придает синюю окраску йоду;

3) в воде при комнатной температуре крахмал не растворяется. При нагревании крахмал сначала растворяется в воде, а затем происходит его клейстеризация. С повышением температуры вязкость клейстера увеличивается. Клейстеризация крахмала происходит при температуре 60 - 70С. Наибольшей температурой клейстеризации обладает крахмал кукурузы - при температуре 80С;

4) гидролиз крахмала.

( C₆H₁₀O₅ )_n + n H₂O = n C₆H₁₂O₆

Гидролиз крахмала - это реакция разложения в присутствии воды. Такая реакция протекает в зерне при прорастании под действием фермента амилазы. При хранении такая реакция не допустима, т. е. может происходить только при неправильном хранении и при наличии свободной влаги. Гидролиз зерна при хранении приводит к порче зерна. Реакция гидролиза сложная и многоступенчатая. Протекает через промежуточные вещества - декстрины. В нормальном зрелом зерне содержание декстринов невелико (0,4 - 0,7 % от массы зерна). Содержание декстринов в зерне увеличивается при прорастании или при порче зерна.
6. Клетчатка. Полуклетчатка и слизи

Клетчатка (C₆ H₁₀ O₅ )_n - это основное строительное вещество зерна. Основная часть содержится в оболочках зерна. Выполняет защитную функцию.

Свойства клетчатки:

1) клетчатка организмом человека не переваривается, поэтому оболочки стараются в готовую продукцию не допускать. Клетчатку выделяют в виде отрубей. не смотря на это некоторые рецепты хлеба содержат отруби, т. к. они полезны для желудочно-кишечного тракта.

2) клетчатка не растворяется в воде и других органических растворителях. Клетчатка не разлагается в слабых растворах щелочей и кислот. она может растворятся только под действием концентрированных кислот и щелочей. На этом свойстве основана методика определения клетчатки в зернопродуктах. Навеска продукта подвергается воздействию кислот и щелочей. При этом оорганические питательные вещества разлагаются, а клетчатка образует осадок.

Полуклетчатка (гемицеллюлоза) входит в состав клеточных стенок семян и плодов. По своим свойствам он занимает как бы промежуточное положение между клетчаткой и крахмалом, играя в семенах двоякую роль: с одной стороны, вместе с клетчаткой они являются строительным материалом, с другой - запасными питательными веществами.

Слизи. В зернах многих злаков содержатся так называемые слизи. Слизи - это коллоидные полисахариды, сильно набухающие в воде и медленно растворяющиеся в ней с образованием вязких растворов. Содержание слизей особенно характерно для зерна ржи ( 2,0 - 2,5 % ). Из - за этого ржаной мякиш влажный и липкий.

Контрольные вопросы:

1. Классификация углеводов.

2.Что такое моносахариды, полисахариды?

3. Виды дыхания в зерне.

4. Какие виды брожения применяют в пищевой промышленности?

5. Что такое карамелизация?

6. Почему мякиш ржаного хлеба мягкий и липкий?

Тема 2.4 Липиды. Пигменты. Витамины. Кислотность зерна и зернопродуктов

Липиды - широко распространенные в растительном мире вещестав. Термином "липиды" обозначают группу различных по своим свойствам соединений, растворимых в ряде органических растворителей и нерастворимых в воде. В эту группу входят собственно жиры и жироподобные вещества.

Жиры - это сложные органические вещества, состоящие из трехатомного спирта глицерина и жирных кислот.

Для растений (зерна) жиры являются запасными веществами. Для организма человека и животных жиры выполняют следующие функции:

а) являются питательными веществами, т. е. участвуют в обмене веществ;

б) являются запасным веществом;

в) являются источником энергии;

г) являются поставщиком в организм человека и животных непредельных жирных кислот, которые не синтезируются организмом человека и животных.

Жирные кислоты принято классифицировать:

1) предельные (пальмитиновая, стеориновая);

2) непредельные (олеиновая, линолевая, линоленовая );

По происхождению жиры бывают животные и растительные. Животные жиры являются твердыми веществами, растительные - в основном являются жидкими веществами, поэтому их принято называть маслами. Среди растительных жиров встречаются твердые вещества: масло какао, пальмовое масло. Растительные жиры богаты непредельными жирными кислотами.

Среди зерновых культур богаты жирами масличные культуры. В среднем содержание жиров у них 30 - 35 %. У некоторых сортов подсолнечника - до 50 %, у клещевины - до 70 %.

Содержание жира в зерне зависит от ряда факторов:

1) род, вид и сорт культуры;

2) район произрастания;

3) условия произрастания.

В зерне злаковых культур содержание жиров невелико. У злаковых в основном жиры содержатся в зародыше. Мало их в эндосперме, алейроновом слое и почти нет в оболочках, т. к. жиры быстро портятся. Поэтому зародыш в готовую продукцию стараются не допускать.

По способности к высыханию жиры принято классифицировать:

1) невысыхающие – на воздухе не образуют пленки, т.е. не высыхают (арахисное, рапсовое, клещевинное, горчичное);

2) полувысыхающие – на воздухе медленно образуют пленку (подсолнечное, соевое, хлопковое, сафлоровое, рыжиковое);

3) высыхающие – на воздухе быстро образуют плотную пленку (льняное, конопляное).

Из жироподобных веществ наибольшее значение в зерне имеют:

1) фосфатиды. Фосфатиды (или фосфолипиды). Представляют собой соеди­нения глицерина с жирными кислотами. Кроме того, в их сос­тав входит фосфорная кислота, соединенная с азотистыми основаниями. Входя в состав клеточных оболочек, они играют суще­ственную роль для их проницаемости и обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством. Существенное зна­чение они имеют в питании человека и животных. Под действием щелочей фосфатиды расщепляются на составные части, а под действием фермента липазы от них отделяют­ся жирные кислоты. Отщепление фосфорной кислоты от органических веществ называется мине­рализацией фосфора. Этот процесс может происходить при хранении зерна и зернопродуктов, при этом повышается их титруемая кислотность. Из группы фосфатидов в семенах и плодах встречаются ле­цитины, и кефалины.

В состав лецитинов входит глицерин, жир­ные кислоты (чаще пальмитиновая, стеариновая, олеиновая) и азотистое основание —холин. В организме человека он пре­пятствует отложению жира в печени. Лецитином богаты семена сои. Наибольшее количество леци­тина содержится в зародыше семян и плодов.

2) воски. Воски — это сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот с одноатомными высокомолекулярными спиртами. Воски входят в состав покровов семян и плодов. Они содержатся в наружном покрове листьев и выполняют защитную роль. Вос­ковой налет предохраняет их от смачивания водой и высыха­ния. При перемещениях сухого зерна и семян восковая пленка разрушается. Содержание восков в оболочках зерна и семян находится в пределах сотых или десятых долей процента от массы.

3) эфирные масла. Своеобразный запах многих растений, их цветов и плодов часто обусловливается содержанием в них ароматических ве­ществ: ароматических спиртов, альдегидов, кетонов, эфиров и др. Ароматические вещества семян, плодов и растений, так называемые эфирные масла, обладают характерным аро­матом. Они содержатся практически во всех плодах и семенах. Значительно больше их в семенах эфиромасличных культур, в семенах некоторых сорных растений (полыни, дикого чеснока, донника и др).

Эфирные масла нерастворимы в воде, но хорошо растворя­ются в органических растворителях. Эфирные масла широко применяют в парфюмерной и мыло­варенной промышленности, во многих отраслях пищевой про­мышленности, а также медицине.
3. Пигменты зерна

Название пигмента, или красящего вещества, происходит от латинского слова pigmentum— краска.

Пигменты - это красящие вещеста, т. е. вещества, обуславливающие окраску.

Значение пигментов для растений:

- покровительственная окраска;

- яркая окраска цветов;

- хлорофилл участвует в реакции фотосинтеза.

Значение пигментов зерна для человека:

- твердая пшеница богаче пигментами, чем мягкая. Поэтому макаронная мука и макаронные изделия должны быть кремовыми и желтоватыми по цвету;

- мягкую пшеницу по цвету различают краснозерную и белозерную. Краснозерная пшеница богаче пигментами и обладает лучшими технологическими свойствами;

- светлые сорта бобовых ценятся выше, чем темные, т. к. у них тоньше семенная оболочка. Следовательно, больше питательных веществ.

В зависимости от окраски пигменты принято классифицировать на следующие группы:

I. Парфирины – пигменты, придающие зеленую окраску. К этой группе отно­сится зеленый пигмент хлорофилл, который участвует в фотосинтезе ор­ганических веществ. Этот пигмент содержится обычно в недозрелых семенах, а у ржи и конопли он находится и в созревших плодах. В зерновках злаков хлорофилл находит­ся в поперечных клетках плодовой оболочки. В зерне ржи хлорофилл содержится в оболочках и алейроновом слое.

II. Каротиноиды - пигменты желтого цвета разных оттенков. Каротиноиды придают окраску семенной, а иногда и плодовой оболочкам зерна и семян различных культур. Каротин содержится в недозрелых и зрелых плодах. Каротин является провитамином А, так как в организме человека и животных он превращается в витамин А. К группе каротиноидов относят и распространенные пигменты ксанто­филл, придающий желтую окраску, и зеаксантин, содержащийся в зернах желтой кукурузы.

III. Антоцианы и флавоны. Пигменты красного, синего, фиолетового, цветов. В большом количестве содержатся в цветках и листьях растений, в семенах бобовых культур.

IV. Меланоидины. Вещества коричневого цвета различных оттен­ков, образующиеся в результате взаимодействия аминокислот с сахарами. Меланоидины образуются при самосогревании зерна, поджаривании крупы, выпечке хлеба. Богата меланоидинами рожь, чем объясняется темный цвет ржаного хлеба.

Пигменты могут находиться в одной какой-либо части зер­на или во всех частях, но в разном количестве. Например, в зерне пшеницы каротиноиды содержатся в большом количестве в семенной оболочке и зародыше, в наименьшем — в эндоспер­ме.

4. Значение и содержание в зерне витаминов

Витамины - это органические вещества, которые по своей химической природе относятся к разным классам.

Объединяет их то, что они в небольших количествах необходимы для нормального развития организма человека и животных. В основном витамины синтезируются растительной клеткой. Некоторые витамины могут синтезироваться микробиологическими клетками. Организм человека и животных не может синтезироваться витаминами. В организм человека витамины поступают с растительной или животной пищей, где они накопились еще при жизни животных. Витамины принято обозначать буквами латинского алфавита. Отсутствие, недостаток или избыток витаминов может привести к различным заболеваниям.

Зерно злаковых и бобовых культур богаты витаминами, особенно группы B, PP, E. Витамины в зерне распределены неравномерно. Основная часть витаминов содержится в зародыше. Мало витаминов в оболочке и алейроновом слое и практически нет в зародыше. При производстве муки переферийные части зерна (оболочки, зародыш) в муку стараются не допускать, поэтому мука считается продуктом бедным витаминами. На мукомольных заводах предусмотрена операция по обогащению муки витаминами. Операция называется витаминизация муки. В готовую продукцию вводят искусственные витамины, которые поступают с фармацевтических предприятий в виде порошков. Витаминизации подвергается мука высшего и первого сортов муки. В муку вводят следующие витамины:

1) B₁ (тианин, аневрин). Дозировка при этом следующая: 4 г на 1 т;

2) В₂ (рибофлавин). Дозировка при этом следующая: 4 г на 1 т;

3) РР (никотиновая кислота). Дозировка: 20 г на 1 т.

Операция по витаминизации муки требует дополнительных материальных затрат, поэтому осуществляется не всех предприятиях.

Значение витаминов:

- А (ретинол). Отсутствие в пище вызы­вает замедление роста, понижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям, к слепоте. При недостатке витамина А появляется так называемая «куриная сле­пота» (ослабление сумеречного зрения), возникает конъюнкти­вит (ксерофтальмия). Витамины группы А содержатся только в продуктах животного происхождения, а в продуктах расти­тельного происхождения содержится провитамин А — каротин, который в организме человека и животных превращается в витамин А.

- B₁ (тиамин). Входит в со­став ферментов, регулирующих многие важные функции орга­низма, в первую очередь углеводный обмен, а также обмен ами­нокислот. Он необходим для нормальной деятельности цен­тральной и периферической нервной системы. Отсутствие его вызывает заболевание Бери-Бери. Эта болезнь проявляется в отеках, расстройствах сердечно-сосудистой и нервной систем, заканчивается обычно параличом и смертью.

- В₂ (рибофлавин). Недостаток витамина В₂ в пище приводит к нарушению окислительно-восстановительных про­цессов, что в итоге вызывает потерю в массе, воспаление слизис­тых оболочек рта и резь в глазах. В зерне и зернопродуктах витамина В₂ содержится доволь­но мало. Из растительных продуктов наиболее богаты витами­ном В₂ бобовые. В хлебе из обойной муки, в крупе овсяной и гречневой его достаточно много.

- B₆ (пиридоксин). Недостаток его в пище вызыва­ет общую слабость, бессонницу. Витамин В₆ широко распространен в пищевых продуктах. Особенно богаты им дрожжи, пшеничные зародыши, зерновка риса, фасоль и го­рох.

- В₁₂ (кобаламин). Входит в состав фермен­тов, участвующих в реакциях обмена аминокислот, нуклеино­вых кислот, в процессах кроветворения и др. Этот витамин со­держит в своем составе кобальт —элемент, необходимый для кроветворения. Единственным, источником витамина В₁₂ явля­ются микроорганизмы, находящиеся в кишечнике животных, синтезирующие витамин В₁₂.

- С (аскорбиновая кислота). При отсутствии в пище витами­на С развивается цинга, а недостаток его приводит к ослабле­нию организма. Он содержится во многих плодах и овощах, но, являясь веществом нестойким, при длительном хранении, варке и сушке разрушается. В зерне злаков, семенах го­роха и фасоли витамин С образуется при прорастании.

- D. Отсутствие этих витаминов в организме приводит к заболеванию рахитом.

- Е (токоферол). Отсутствие его в организ­ме вызывает бесплодие, расстройство нервной системы. Витамин Е содержится в растительных продук­тах, особенно в зародышах семян, например, в зародыше пше­ницы. Он также содержится в горохе, фасоли. Витамин Е обладает антиокислительными свойствами и предохраняет жиры от прогоркания.

- К (филлохинон). Отсутствие витамина в организ­ме вызывает замедление свертывания крови.

- РР (никотиновая кислота). Отсутствие витамина в пище вызыва­ет заболевание — пеллагру, проявляющуюся в заболевании кожи, нарушении пищеварения, заболевании центральной нерв­ной системы. Витамин РР содержится во многих продуктах животного и растительного происхождения: в зерне пшеницы (особенно в зародышах), пшеничном хлебе, зерне ячменя, семенах гречихи и бобовых культур. Никотиновая кислота устойчива к нагрева­нию и хорошо сохраняется при кулинарной обработке пищи.
5. Кислотность зерна и зернопродуктов

Семена и плоды всех культур, а следовательно, и продукты их переработки содержат кислые вещества, способные вступать в реакцию со щелочью. Содержание этих веществ в зерне и зернопродуктах определяют титрованием щелочью, а показатель называют титруемой кислотностью. Из кислот в зерне содержатся щавелевая, яблочная, аминокислоты и жирные кислоты; из солей - кислые и средние фосфаты, а из амфотерных веществ - белки. Кислотность обычно выражают в градусах.

При продолжительном хранении зерна и особенно зернопродуктов кислотность их возрастает в результате гидролиза липидов и образования свободных кислот. В свежем зерне и зернопродуктах свободных кислот очень мало. Зернопродукты, у которых повысилась кислотность в результате длительного хранения, следует немедленно реализовать. Дальнейшее хранение их вызовет еще большее повышение кислотности и может привести к снижению хлебопекарных и пищевых достоинств муки.

При плесневении, самосогревании и других процессах порчи, возникающих в зерновых массах, когда в зерне протекают гидролитические процессы, при участии микроорганизмов и ферментов, кислотность его повышается очень быстро.

Следовательно, по динамике изменения кислотности зерна и зернопродуктов при хранении можно судить о их свежести.

В отрасли хлебопродуктов наиболее распространенным методом явяляется метод по болтушке. Для этого при анализе берут навеску массой 5 г и 0,1 нормальный раствор щелочи NaOH. Кислотность рассчитывают по следующей формуле:

К = 100 * К_щ * V / 10*m_н = 2 * К_щ * V,

где К – кислотность зерна и зернопродуктов;

К_щ – поправочный коэффициент, связанный с точностью приготовления раствора;

V – объем NaOH, израсходованный на титрование;

2 – перерасчет, связанный с тем, что в отличии от определения градуса кислотности масса навески равна 5 г (а не 100 г) и 0,1н раствор щелочи (а не 1н);

m_н – масса навески.

Величина кислотности, определяемая различными методами неодинаковая.

Контрольные вопросы:

1.Какие культуры богаты жирами?

2.Какие жироподобные вещества имеются в зерне?

3. Какие пигменты бывают?

4. Содержание витаминов в зерне?

5. Значение витаминов.

6.Что характеризует кислотность?

7. Какие кислые вещества содержатся в зерне?

8. Что такое градус кислотности?