1. Особенности химического состава зерна пшеницы

Зерно пшеницы содержит 14,0…15,5% воды и 84,5…86,0% сухих веществ Химический состав здорового зерна пшеницы в процентах на сухое вещество:

Крахмал - 48…57

Сахара - 4,3

Целлюлоза - 2,0…3,0

Гемицеллюлоза - 8,0

Белки - 10…25

Липиды - 2,0…2,7

Минеральные вещества - 1,7…2,2.

В дефектном зерне крахмала меньше, чем в здоровом.

В крахмале зерна пшеницы содержится 25% амилозы и 75% амилопектина от общего количества крахмала. Температура клейстеризации пшеничного крахмала (54…62)⁰С. При разваривании замеса наиболее полно растворение амилопектина пшеничного крахмала происходит при температуре (136…141)⁰С. Чем выше температура разваривания, тем больше потери сбраживаемых углеводов на стадии разваривания.

Внешний вид крупных крахмальных зерен пшеницы напоминает внешний вид крахмальных зерен ржи и ячменя.

В зерне пшеницы содержатся активные ферменты альфа- и бета-амилаза. Оптимальная температура для альфа-амилазы пшеницы 64⁰С, бета-амилазы - (49…51)⁰С.

При приготовлении замеса начинается ферментативный гидролиз молекул крахмала до низших сахаров (глюкозы, мальтозы) с участием альфа- и бета- амилазы зерна пшеницы. Во время разваривания эти сахара вступают в реакцию меланоидинообразования, частично разлагаются до оксиметилфурфурола (ОМФ), муравьиной кислоты, левулиновой кислоты, что снижает выход спирта и ухудшает его качество в отношении содержания метилового спирта - «родственника» муравьиной кислоты.

Целлюлозы в зерне пшеницы относительно немного, так как пшеница - голозерная культура. Целлюлоза не подвергается ферментативному гидролизу в производстве спирта и переходит в барду.

Гемицеллюлоза пшеницы изучена недостаточно. Известно, что она не создает проблем при переработке пшеницы в производстве спирта.

Содержание белка в зерне пшеницы колеблется в широких пределах. Зерно пшеницы твердых сортов содержит больше белков, чем зерно пшеницы мягких сортов.

В стекловидных зернах пшеницы мягких сортов белков не всегда больше, чем в мучнистых зернах.

В зерне пшеницы содержится в процентах от общего количества белка: альбумина 4, глобулина 8, глютелина 48, проламина 40.

Альбумины и глобулины представлены в основном белками-ферментами и структурными белками. Они входят в состав мембран субклеточных органелл зерна (рибосом, митохондрий, эндоплазматического ретикулума).

Альбуминами и глобулинами являются белковистые части сложных белков (нуклео-, липо- и фосфопротеидов).

Глютелины и проламины - запасные белки, накопленные в зерне в качестве питательных веществ для развития зародыша на начальных этапах прорастания зерна.

В пределах одного биологического сорта фракционный состав белков меняется в зависимости от крупности зерна: с уменьшением размеров зерна увеличивается содержание альбуминов и глобулинов, снижается содержание проламинов. Размер зерна пшеницы и общее количество белка в нем связаны непропорционально. Бывает мелкое нормально развитое зерно и мелкое щуплое зерно.

Белки неравномерно распределены в тканях зерна пшеницы. Наиболее богат белковыми веществами алейроновый слой. Много белка в зародыше. Содержание белка в эндосперме меньше, чем в целом зерне.

В пределах эндосперма белок распределен неравномерно. Если его периферические слои имеют высокую концентрацию белков, то центральная часть наиболее бедна белками по сравнению со всеми остальными частями зерна.

Липиды зерна пшеницы представлены свободными липидами (1,85%), связанными липидами (0,49)% и прочносвязанными липидами (0,35%) при суммарном содержании липидов 2,69%. Липиды в основном находятся в зародыше, а также в алейроновом слое зерна пшеницы.

Минеральные вещества зерна пшеницы, в процентах от общей массы золы, представлены: Р₂О₅ - 47,2; К₂О - 30,7; MgO - 12,8; CaO - 4,3; Na₂O - 1,7; SiO₂ - 1,6; SO₃ - 1,4; Fe₂O₃ - 0,2; остальные - 0,1.

В зерне пшеницы обнаружены также (в мг% от СВ): Mn - 3,0…6,9; Ni - 0,3…0,6; Zn - 3,7…7,9; Cu - 0,72…0,75; Mo - 0,035; Co - 7,9…8,1 и другие.

Минеральные вещества в основном находятся в зародыше (80% от общего количества), в оболочках (17% от общего количества). В эндосперме находится 3% от общего количества минеральных веществ.

Среди минеральных веществ зерна пшеницы преобладают фосфор, калий и магний.

Роль минеральных веществ описана в лекции о зерне ячменя.

Фосфор входит в состав фитина (инозитфосфорной кислоты), гидролизуемой с участием фитазы до инозита и фосфатов, в состав нуклеопротеидов, в состав АТФ - источника высокоэнергетичных фосфатов.

Калий важен для нормального развития зерна, так как повышает гидрофильность протоплазмы клеток, благоприятствует сохранению нормальной проницаемости мембран и нормальному обмену веществ.

Магний - кофермент многих ферментов. Структура рибосом связана с концентрацией в них магния. В рибосомах происходит биосинтез белков.