АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР

Зерно различных злаковых имеет ряд общих морфологических признаков: мочковатый корень, листья ланцетовидной формы, стебель – соломину, разделенную узлами-перегородками на несколько частей (междоузлий). Соломина может быть пустотелой, но чаще всего заполнена рыхлой тканью — паренхимой, как, например, у кукурузы и сорго. Цветки собраны в соцветия. У одних зерновых культур (пшеница, рожь, ячмень) они представляют сложный колос, отдельные колоски которого находятся на выступах стержня колоса, у других (просо, овес, рис, сорго) – метелку. Соцветия кукурузы имеет особое строение, так как она является раздельнополым растением. Мужские соцветия имеют форму метелки, а женские — форму початка. Плод хлебных злаков - зерновка.

Злаковые культуры могут быть голозерными (пшеница, рожь) и пленчатыми (ячмень, овес и др.). У голозерных культур при обмолоте цветочные пленки остаются на колосе или початке и в муку не нападают; у пленчатых — прочно срастаются с зерновкой и при помоле не удаляются.

Строение и состав зерновки злаковых культур рассмотрим на примере зерна пшеницы, так как оно типична для всех злаков. Зерно (рис. 2) состоит из следующих анатомических частей: зародыша 6, эндосперма 4, алейронового слоя 3 и оболочек 1-2.

Оболочки делятся на плодовую (1) и семенную (2), каждая из которых состоит из нескольких слоев клеток, причем один из слоев семенной оболочки содержит красящие вещества и определяет цвет зерна. Плодовая оболочка сравнительно легко удаляется, в то время как семенная прочно срастается с находящимся под ней алейроновым слоем. Оболочки предохраняют зерна от повреждений и состоят в основном из клетчатки и минеральных веществ. В зерне пшеницы на долю плодовых и семенных оболочек приходится 6...8% его массы.

Алейроновый слой, называемый иногда оболочкой эндосперма, представляет собой один ряд очень крупных толстостенных клеток. Стенки клеток состоят из клетчатки, а их внутреннее пространство заполнено питательными веществами, из которых половина приходится на белок, а другая половина включает в основном жир и жироподобные вещества, а также некоторое количество минеральных веществ, сахаров, водорастворимых витаминов и ферментов. Крахмала в этом слое нет. Алейроновый слой, масса которого составляет 4...9% массы зерна, играет важную роль при доставке питательных веществ развивающемуся молодому зерну.

Эндосперм, или мучнистое ядро, занимает всю внутреннюю часть зерна (до 85 % его 1 массы). Он состоит из крупных тонкостенных клеток, заполненных зернами крахмала,

которые окружены частицами белка. Весь крахмал зерна равномерно сосредоточен в эндосперме. Белки распределены в эндосперме неравномерно: наибольшее их количество содержится в его периферийных частях. Других составляющих (жир, зола, сахара и клетчатка) в эндосперме немного, наряду с белками они находятся в окраинных частях эндосперма. Эндосперм — самая ценная часть зерна, из которого получают муку высших сортов. Чем больше эндосперма в зерне, тем больше выход муки (количество муки, полученное из 100 частей зерна). Эндосперм может быть стекловидным, полустекловидным и мучнистым. Стекловидная пшеница отличается от мучнистой более высоким содержанием белка и физическими свойствами – большей плотностью и твердостью. При переработке в муку такая пшеница дает больший выход муки высших сортов.

Зародыш отделен от эндосперма щитком. Несмотря на небольшие размеры (2...3% массы зерна), зародыш является наиболее важной составной частью зерна, так как в нем находятся первичные органы развития нового растения. Зародыш богат питательными веществами: белками, сахарами, жирами, витаминами и ферментами (примерно половина всех витаминов зерна находится в зародыше). Несмотря на высокую пищевую ценность зародыша. При помоле стараются как можно лучше отделить его от муки, так как он богат жиром, содержащим большое количество непредельных жирных кислот, склонных к прогорканию на воздухе. Мука, не освобожденная от зародыша, будет нестойкой при хранении и сравнительно быстро портиться.

Химический состав зерна (табл. 1) одной и той же культуры колеблется в широких пределах в зависимости от почвенно-кли-матических условий, агротехнических мероприятий и генетических особенностей сорта.

Из приведенных данных видно, что в зерне злаков больше всего содержится углеводов, а из углеводов первое место принадлежит крахмалу. Из сахаров в зерне присутствуют преимущественно сахароза и в очень небольших количествах мальтоза, глюкоза и фруктоза. В проросшем зерне количество редуцирующих сахаров резко возрастает. Стенки растений состоят из клетчатки и гемицеллюлоз — основных структурных элементов клеток, содержание которых зависит от вида злака: у голозерных их количество невелико, а у пленчатых может достигать 10 % и более. Клетчатка вместе с минеральными веществами содержится в основном в оболочках и алейроновом слое, определяя зольность зерна. Примерно половина зольных элементов представлена соединениями фосфора, одна треть — соединениями калия, а остальная часть распределена между кальцием, магнием, железом, натрием и другими элементами.

Таблица 1. Средний химический состав основных зерновых.

Содержание жира в злаковых культурах, как правило, невелико. Основную массу азотистых веществ в зерне составляют белки, которые содержатся главным образом в эндосперме (около 65% всего количества белка), а также в алейроновом слое (около 20%) и зародыше (менее 10%). Наиболее полноценными белками являются белки зародыша, меньшую ценность представляют белки эндосперма. Некоторые белки, в основном белки пшеницы, при поглощении воды могут образовывать упругоэластичный гель - клейковину, которая определяет объем и пористость хлеба.

Витамины зерна представлены в основном группой В (В₁ В₂ и PP), в ограниченном количестве содержатся витамины В₆, Е, биотин и др. Они локализуются в зародыше, алейроновом слое и в очень небольшом количестве в эндосперме. Это значит, что чем выше сорт муки, тем меньше в ней содержится витаминов, тем она менее ценна в пищевом отношении.