Химический состав различных зернопродуктов.

 

Большинство зернопродуктов получают из зерна злаковых растений. Основную часть зерна злаковых растений по массе составляет эндосперм – это внутренняя часть зерновки, содержащая питательные вещества для питания зародыша. Периферический слой клеток эндосперма, непосредственно прилегающий к семенной оболочке, называют алейроновым слоем. Его клетки имеют крупные размеры, утолщённые стенки содержат много белков (особенно глобулинов), зольных веществ, жира и многих витаминов. Внутренняя часть эндосперма включает крупные тонкостенные клетки, которые заполнены крахмальными зёрнами, пространство между которыми заполнено белками (в основном проламины и глютелины). В эндосперме находится весь крахмал, запасные белки, но понижено содержание клетчатки, липидов, минеральных веществ. Эндосперм составляет 75-85 % от массы зерна, зародыш – 1,5-4 %, плодовые и семенные оболочки – 5-15 %, алейроновый слой – 5-10 %.

В пищевом отношении наиболее ценная часть зерна – эндосперм, из которого получают муку. Оболочки и алейроновый слой при переработке зерна в муку отделяют. Зародыш, хотя и богат питательными веществами, в муку тоже не должен попадать. В нём много жира, склонного к прогорканию, и он создаёт трудности при перемалывании, плохо измельча-ется.

Отходы при переработке зерна в муку, называемые отрубями, используются для приготовления отрубного хлеба, пищевой клетчатки а также производства комбикормов, получения некоторых витаминов. Из зародышевого масла пшеницы получают токоферол, из рисовых отрубей – тиамин. В связи с тем, что зародыши зерна пшеницы богаты полноцен-ными белками, липидами, витаминами, минеральными веществами, разработаны технологии получения зародышевых хлопьев.

При переработке зерна в муку переходит 91 % крахмала и 72 % белка, 6,6 % клетчатки, 19,5 % пентозанов. В отруби переходит 93 % клетчатки, 80 % пентозанов, 81 % фитинового фосфора, 74 % минеральных веществ, 62 % липидов, 28 % белка. Мука обеднена витаминами и минеральными веществами, особенно Са. Поэтому разработаны технологии добавления в муку различных веществ. Пшеничные отруби также используются на пищевые цели.

В ржаной муке по сравнению с пшеничной (табл. 6.1) меньше белков и крахмала, но повышено содержание жира, сахаров, клетчатки. В ней также повышена концентрация незаменимых аминокислот, вследствие того что в зерне содержится больше водо- и солерастворимых белков. Углеводы ржаной муки (их концентрация составляет 80-85%) представлены крахмалом, сахарами, слизями, клетчаткой. Сахара на 80 % состоят из сахарозы, рафинозы и водорастворимых олигофруктозидов. В ржаной муке повышено содержание слизей (до 33 %), которые замедляют гидролитические процессы и разжижение теста; больше содержится непредельных жирных кислот, фосфолипидов, каротиноидов; больше витамина В₂, но меньше РР; больше витамина Е, поэтому жир медленней прогоркает. Красящие вещества зерна ржи – флавоны, антоцианы, а у некоторых сортов хлорофилл. В зерне ржи и ржаной муке повышено содержание йода и фтора.

 

6.1. Средний химический состав зерна и муки (%).

Наименова-ние продук-тов	Бел-ки	Жи-ры	Са-ха-ра	Крах-мал	Клетчат-ка	Зо-ла	В1	В2	РР	b-ка-ро-тин
Зерно ржи Сеяная ржаная мука	9,9   6,9	2,2   1,4	1,5   0,7	54,0   63,6	2,6   0,5	1,7   0,6	0,4   0,2	1,2   0,04	1,2   1,0	0,01   сл.
Зерно пшеницы (мягк. оз.) Пшеница высшего сорта	11,2     10,3	2,1     1,1	1,2     0,2	54,0     68,7	2,4     0,1	1,7     0,5	0,4     0,2	0,2     0,04	5,5     1,2	0,01   сл

В крупе из зерна злаковых растений и гречихи содержится в среднем 7-12% белков, 48-70% крахмала, 1-3% жира (в овсяной крупе до 6%), 0,5-2% золы, 0,2-3% клетчатки, 0,1-0,5мг% витамина B₁, 0,04-0,2мг% витамина B₂, 1-2мг% витамина РР. Средний химический состав крупы показан в таблице 6.2.

 

6.2. Средний химический состав крупы разных видов.

Вид крупы	Белки %	Жиры %	Саха- ра %	Крах- мал %	Клет-чатка %	Зола %	Тиа-мин Мг%	Рибо- фла- вин мг%	Никоти- новая кислота мг%
Манная	10,3	1,0	0,3	67,4	0,2	0,5	0,14	0,04	1,20
Гречневая (ядрица)	12,6	3,3	1,4	60.7	1,1	1,7	0,43	0.20	4,19
Рисовая	7,0	1,0	0,7	70.7	0,4	0.7	0,08	0,04	1,60
Пшено	11.5	3.3	1,7	64,8	0,7	1,1	0,42	0,04	1.55
Овсяная	11.0	6,1	0,9	48,8	2,8	2,1	0,49	0,11	1,10
Перловая	9.3	1,1	0,9	65,6	1,0	0,9	0,12	0,06	2,0
Ячневая	10,0	1,3	1,1	65,2	1,4	1,2	0.27	0,08	2.74
Пшеничная (Полтавская)	11,5	1.3	1,0	62,1	0,7	0,9	0,30	0,10	1,40
Кукурузная	8,3	1,2	1,2	70,4	0,8	0,7	0,13	0,07	1,10

 

При производстве крупы зерно подвергают шелушению (удаление грубых цветковых плёнок). В результате шелушения клетчатка удаляется на 85-90%, пентозаны – на 61-79%, зольность снижается на 56-80%.

При переработке проса и овса применяют шлифование, а риса – шлифование и полирование. В результате в крупе уменьшается зольность, содержание клетчатки, жира и белка, но возрастает содержание крахмала; увеличивается количество зёрен, лишённых зародыша; уменьшается концентрация витаминов и минеральных веществ. В побочном продукте при производстве крупы мучке содержится свыше 20% жира и белка, повышено содержание минеральных веществ.

Химический состав макарон определяется составом муки и теми изменениями, которые происходят в тесте под воздействием ферментов тирозиназы и оксигеназы, а также в результате высокотемпературной обработки при их сушке.

6.2. Биохимические процессы при гидротермической обработке зерна.

Гидротермическая обработка зерна – это обработка водой и теплом. Она проводится при переработке зерна в муку, крупу. Вначале зерно увлажняют до 14-16,5%, затем следует отволаживание в течение 4-24 часов. Такой приём обработки зерна называют холодным кондициони-рованием. При горячем кондиционировании увлажнённое зерно подвергают тепловой обработке (45-57⁰С) в течение 4-12 часов в зависимости от свойств клейковины. Возможна обработка паром.

При гидротермической обработке зерна лучше отделяются оболочки от эндосперма, происходит активизация ферментных систем. Если клейковина слабая, её укрепляют тепловой обработкой при горячем кондиционировании, вызывающем частичное денатурирование клейковинных белков и гидролитических ферментов. Для крепкой клейковины подходит холодное кондиционирование и более продолжи-тельное отволаживание при 20-35⁰С. В данном случае происходит частичный протеолиз клейковинных белков и ослабление клейковины.

Под воздействием гидротермической обработки в муке увеличивается содержание витаминов за счёт их перемещения из алейронового слоя. Зольность муки уменьшается в результате оттока веществ из эндосперма в зародыш. Содержание кальция и натрия уменьшается в зародыше и возрастает в эндосперме. При тепловой обработке более склонны к денатурации альбумины и большую стойкость имеют белки клейковины.

В процессе приготовления круп удаляются оболочки зерна. Зерно подвергают гидротермической обработке или обработке паром. При этом происходит инактивация ферментов, особенно важно липаз и липоокси-геназ, вызывающих прогоркание крупы. В результате гидротермической обработки разрушаются клеящие вещества в плёнках и оболочках зерна, в периферийных слоях эндосперма происходит частичная клейстеризация крахмала. Дыхание после гидротермической обработки зерна почти полностью прекращается. Всё это повышает устойчивость крупы при хранении.