Пшеница. Строение. Химический состав, Пищевая ценность. Требования к качеству

Зерно пшеницы по своему химическому составу и энергетической ценности является превосход­ным сырьем для производства муки и приготовления из нее печеного хлеба, крупы, макаронных изделий. Из нее также могут получать хло­пья, крахмал, а также зародышевые хлопья и отруби хлопьевидные или экструзированные.

Зерновка пшеницы состоит из трех ос­новных частей: зародыша, эндосперма и сросшихся между собой оболо­чек верхнюю — плодовую и под ней — семенную).

От количественного соотношения этих частей зерна, имеющих различную пищевую ценность, зависит выход сортовой муки и крупы.

Оболочки составляют 6—8% массы зерна. Организмом плодовые оболочки не ус­ваиваются, так как содер­жат много клетчатки, лигнина, пентозанов, минеральных солей. В семенных оболочках меньше клетчатки, пентозанов (они бо­лее богаты минеральными, азотистыми веществами, сахарами).

Эндосперм, или мучнис­тое ядро, составляет 80—85% массы зерна и является самой ценной его частью для получения муки и крупы. Состоит в основном из крахмала и белков, содержит небольшое количес­тво сахара, жира, витаминов и очень мало минеральных веществ. Все цен­ные продукты переработки зерна получают из эндосперма.

Со стороны спинки к эндосперму прилегает зародыш — зачаток бу­дущего растения. Зародыш составляет в среднем 3% массы зерна. Содержит много бел­ков, жиров, Сахаров, витаминов, ферментов. Однако при переработке его удаляют, так как жир в процессе хранения прогоркает, вызывая порчу про­дуктов переработки зерна — муки и крупы.

Химический состав пшеницы обусловлен: природными особен­ностями зерновок — видом, разновидностью, сортом; условиями выращивания — характером почвы, удобрений, количеством осад­ков, солнечных дней и др. условиями дозревания и хранения.

Углеводы составляют около 70% массы зерна пшеницы. Важнейшим запасным веществом является крахмал. Содержание крахмала колеблется от 58 до 65% и находится в обратной зави­симости от количества белков. Как правило, пшеница, выращен­ная в северо-западных районах или на поливных землях, богаче крахмалом. Его больше в мягких пшеницах и меньше в твердых. Размеры крахмальных зерен разные — от 3 до 50 мкм, причем у крупных под микроскопом наблюдается слоистое строение, что влияет на сорбцию влаги.

Азотистые вещества пшеницы представлены бел­ками, содержание небелкового азота составляет 0,1—0,2% и свидетельствует о степени созревания зерновок. Количество бел­ков колеблется от 10 до 18% и зависит от условий выращивания (амплитуда колебаний ±5%) и сортовых различий (колебания ±2%). Твердая пшеница богаче мягкой белком. В стекловидных зерновках больше белка, чем в мучнистых. Зерно, выращенное в юго-восточных районах, богаче белком зерна из северо-запад­ных районов. Яровые пшеницы, как правило, содержат больше белка, чем озимые. Кроме того, применение азотистых удобрений, а также использование предшественников, обогащающих почву азотом (бобовые), способствует повышению содержания белка в пшенице.

Пшеница считается высокобелковой, если в ней находится белка 17% и более, и низкобелковой, если его 13% и менее.

Белки пшеницы неоднородны по составу и свойствам, По аминокислотному составу белки злаков уступают животным продуктам. Они в той или иной степени дефицитны лизином, триптофаном, треонином и метионином. Следует отметить, что аминокислотный состав белков в определенной степени связан с количеством альбуминов и глобулинов, которые богаты всеми незаменимыми аминокислотами.

При добавлении к измельченному зерну воды образуется тесто, которое может быть разделено на белковые и крахмалистые ком­поненты. При промывании водой отделяется крахмал и остается вязкая белковая масса, которая называется клейковиной. Основными компонентами клейковины являются глиадин и глю­тенин. Количеством и свойствами клейковины обусловливается качество изделий из муки. Клейковина должна быть без посто­роннего запаха, светло-желтой или слегка сероватой, не липну­щей к рукам, эластичной и упругой (восстанавливать форму при надавливании или оттягивании и растягиваться без разрыва на 15—20 см при массе 4 г).

Качество клейковины оценивают с помощью прибора ИДК-1. На навеску клейковины 4 г воздействуют после 15-минутной вы­держки в воде при 18 °С свободно опускающимся грузом (пуан­соном). Деформирующая нагрузка продолжается 30 с, после чего записывают показания прибора в условных единицах. Клейко­вину считают; хорошей (I группа качества), если показания нахо­дятся в пределах 45—76 единиц, удовлетворительной (II группа качества) — при 20—40 (крепкая) и 80—100 (слабая), неудовле­творительной — 0—15 и 105—120 единиц.

Количество клейковины в пшенице колеблется от 18 до 54%. Оно зависит в большей степени от условий выращивания и в мень­шей от сортовых особенностей. Так, пшеницы с Северного Кав­каза клейковины, а из северо-западных районов—27—35%. В засушливые годы содержание клейковины повышается, а в зерне, выращенном на орошаемых землях, ее всегда меньше. В озимых пшеницах клей­ковины так же, как и белка, меньше, чем в яровых. По количеству клейковины яровые мягкие и твердые пшеницы мало различаются.

В зерне, выращенном в неблагоприятных условиях, клейко­вины меньше и качество ее иное, У морозобонного зерна клей­ковина крошащаяся, со слабой растяжимостью; у зерна, пророс­шего или поврежденного клопом-черепашкой, — сильно тяну­щаяся, несвязная.

Качество клейковины в большей степени, чем количество, зави­сит от вида и сорта зерна. Например, клейковина мягкой пшеницы характеризуется хорошей упругостью и растяжимостью, что позволяет получать хлеб высокого объема, поэтому мука из мягких пшениц широко применяется в хлебопекарной промышленности.

Клейковина твердых пшениц обладает высокой упругостью и меньшей растяжимостью, поэтому муку используют в макарон­ной промышленности. При оценке качества пшеницы относят к высококлейковинным, если клейковины в них более 30%, и к низкоклейковинным— менее 20%.

Л и п и д ы находятся в пшенице в небольшом количестве —2,5—2,9% ее массы, основная часть их сосредоточена в зародыше. На долю свободных липидов приходится 64—69%, связанных — 17—21 и прочносвязанных — 14—15%. Жирнокислотный состав этих липидов различен: в свободных липидах ненасыщенных жир­ных кислот 86%, в связанных—81,5 и в прочносвязанных— 66,9%. Из ненасыщенных жирных кислот преобладает линолевая, в свободных липидах на ее долю приходится 65,3%, на олеино­вую— 16,6 и на линоленовую—4,3%. Наличие ненасыщенных кислот обусловливает высокую окислительную способность ли­пидов.

Минеральные вещества составляют 1,6—2,2% массы пшеницы, их содержание зависит от условий выращивания и степени выполненности зерновок. Из минеральных веществ больше всего фосфора, в значительных количествах находятся калий и магний, но кальция мало. Фосфор присутствует в виде фосфатов и в виде органических соединений, на долю неорганического фосфора приходится около 10% общего его содержания. Среди природ­ных сахароспиртов инозит обнаружен в составе липида (фосфати-дилинозит) и в составе фитиновой кислоты (гексафосфорнокислый эфир инозита). Кальций-магниевая соль фитиновой кислоты (фи-тат) составляет примерно половину общего фосфора. Кроме того, фосфором богата глобулиновая фракция белков, в которой иден­тифицировано значительное количество нуклеиновых кислот (РНК, ДНК). Он обнаружен также в липидах, клейковине и крахмале.

Токоферолы в зерне пшеницы находятся в небольшом количестве — 280 мг %, из них примерно ¹/з составляет р-5,8-дн-метилтокоферол, а на долю а-токоферолов приходится около 20%.

К а р о т и н о и д ы представлены в основном ксантофиллом (лютеин) и его эфирами с жирными кислотами. В свободном со­стоянии они преобладают в мягкой пшенице (85% общего содер­жания), а в связанном—в твердой (78% общего содержания).

В мягкой пшенице каротиноиды составляют 0,08 мг % массы зерна, а к количеству липидов—4,6 мг %.

Количество тиамина в пшенице колеблется от 0,6 до 0,8 мг %, а р и бофл а ви н а — от 0,06 до 0,1 мг %.

Известно около 20 видов пшеницы, из которых наибольшее рас­пространение получили мягкая и твердая пшеница. На долю мягкой пшеницы в нашей стране приходится 90 % посевов и сборов, твердой около 7 %. Мягкая пшеница предназначена для получения хлебопекар­ной муки, а твердая — макаронной муки, крупы. Мягкая и твердая пшеницы отличаются между собой по ряду признаков: окраске, фор­ме, стекловидности и т. д.

Пшеница мягкая (обыкновенная хлебопекар­ная) образует довольно рыхлый колос, остистый или безостый. Колоски 2,5-цветные, но обычно Только 2...3 цветка образуют зерно. В зависимости от условий выращивания и сортов зерно имеет раз­личную консистенцию — мучнистую, полустекловидную или стекло­видную. Пшеница представлена яровыми, полуозимыми и озимыми формами.

Сорта мягкой пшеницы имеют различную стекловидность и хлебо­пекарные свойства. В связи с этим ее делят на три группы: сильную, слабую, и среднюю.

В мировой практике сильной пшеницей называют такую пшеницу, мука из которой в тесте при соответствующем технологическом про­цессе способна давать формоустойчивый хлеб большого объема с хо­рошим и пористым мякишем, или ее могут использовать в качестве улучшителя для слабой пшеницы.

Стекловидность сильных сортов свыше 60%, а содержание сырой клейковины не менее 28 %. По стандарту на пшеницу (ГОСТ 9353-90) сильной считается пшеница, относящаяся к первому и вто­рому классам.

Среднюю пшеницу используют для получения хорошего хлеба без добавления сильной. За эту способность такие сорта признаны ценны­ми. Ценной пшеницей отдельного сорта или смеси сортов называют пшеницу, характеризующуюся генетически обусловленными высоки­ми хлебопекарными качествами, используемыми для производства хлебопекарной муки в чистом виде или в смеси с небольшим количест­вом слабой в хлебопекарном отношении пшеницы. Средние сорта имеют стекловидность 40...60%, количество клейковины не менее 23 % и представлены пшеницей 3 класса.

Слабая пшеница дает хлеб с пониженными показателями качества, поэтому для получения хорошего хлеба к ней необходимо добавлять сильную пшеницу Для слабой пшеницы характерно низкое содержа­ние клейковины (до 20%), низкое содержание белка (9...12%), невы­сокая стекловидность (до 40%). К слабой пшенице относят пшеницу 4 класса.

В мировом производстве мягкой пшеницы удельный вес сильной составляет 15...20%, средней — 25...30%, слабой —50...55%. Цена сильной пшеницы почти всегда на 10...100 % выше, чем слабой.

В России пшеница подразделяется на типы, подтипы, классы и сорта. В основу деления на типы положены следующие признаки; бо­танический вид (мягкая или твердая), биологическая форма (озимая или яровая) и цвет (краснозерная или белозерная). Признаки для раз­деления пшеницы на подтипы — цвет зерна и степень стекловидности его в разломе.

В соответствии с ГОСТ Р 52554-2006 пшеницу делят на 6 ти­пов:

- тип 1 - мягкая яровая краснозерная:

- подтип 1 - темно-красная, стекловидность не менее. 75 %;

—подтип 2 - красная, стекловидность не менее 60%;

— подтип 3 - светло-красная, стекловидность не менее 40 %;

— подтип 4 - желтая, стекловидность менее 40 %; ' •

— тип 2 - яровая твердая:

— подтип 1 - темно-янтарная, стекловидность не менее 70 %;

— подтип 2 - светло-янтарная, стекловидность не ограничивается;

— тип 3 - мягкая яровая белозерная:

— подтип 1 - белозерная, стекловидность не менее 60 %\

— подтип 2 - белозерная,стекловидность менее 60 %;

— тип 4 - мягкая озимая краснозерная, делится на 4 подтипа ана­логично пшенице типа 1;

— тип 5 - мягкая озимая белозерная, на подтипы не делится;,

— тип 6 - озимая твердая, на подтипы не делится.

Деление на типы и подтипы не дает полного представления о ка­честве пшеницы, поэтому стандартом предусматривается деление мяг­кой пшеницы и твердой пшеницы—на 5 классов. У мягкой пшеницы к пер­вым трем классам (высшему, первому, второму) относят сильную пшеницу, которая может не только самостоятельно использоваться в хлебопечении, но и служить улучшителем слабых пшениц. Пшеница третьего класса относится к ценной, так как может самостоятельно ис­пользоваться в хлебопечении и не требует улучшения. К четвертому классу относится пшеница, которая требует улучшения сильной, и только после этого может быть использована в хлебопечении. Пшени­ца 5 класса используется как фуражная.

Твердую пшеницу 1...4го классов используют на продовольственные цели (макаронные изде­лия, крупа). Для получения макарон высокого качества обычно ис­пользуют твердую пшеницу 1 и 2 классов, а пшеница 5­го класса используется на фуражные и технические цели.

Формирование цены на пшеницу на мировом рынке, в первую оче­редь, связано со специфическими показателями качества: натура, стекловидность, клейковина, число падения.

Натура. Натура пшеницы должна быть равна. 750 г/л. При умень­шении 1 г натуры выход муки снижается на 0,11 % и увеличивается ко­личество отрубей. Пшеница с натурой ниже 690 г/л на сортовые помо­лы не используется. При формировании партий для хранения и переработки пшеницу по натуре классифицируют: высоконатурная —, 785г/л; средненатурная — 745...784г/л; низконатурная — ниже 745г/л.

Стекловидность. Консистенция эндосперма зерна пшеницы в зави­симости от внешнего вида поперечного разреза может быть стекловид­ной, частично стекловидной и мучнистой. При измельчении стекловидного эндосперма вырабатывается больше крупок, что обеспечивает наибольшую эффективность сортового помола, т. е. получение больше­го выхода лучших сортов муки (экстра, крупчатки, высшего и первого).

Формированию стекловидной структуры эндосперма способствует недостаток влаги при выращивании и созревании зерна, большое со­держание азота в почве. Поэтому стекловидность мягкой пшеницы мо­жет варьировать от 90.,. 100 до 20...30% и даже менее.

У пшеницы мягкой первого и второго классов стекловид­ность должна быть не менее 60 %, 1 3-го класса не менее 40 %, для остальных классов — не ограни­чивается. Для твердой пшеницы стекловидность первого и второго классов должна быть не менее 80 %, для 3го класса не менее 70 %, у осталь­ных — не ограничивается.

Число падения. Международными стандартами и ГОСТом Рос­сийской Федерации для мягкой и твердой пшеницы нормируется число паде­ния, которое характеризует состояние углеводно-амилазного комп­лекса и позволяет судить о степени пророслости зерна. При прорастании зерна часть крахмала переходит в сахар, при этом уси­ливается амилолитическая активность зерна и резко снижаются хлебопекарные достоинства муки. Число падения может быть от 60 до 600 с. Чем меньше показатель, тем выше степень пророслости и хуже качество зерна. Число падения для сильной пшеницы должно быть более 200 с, ценной — 200...151 с, слабой — 150,..80с, кормо­вой — менее 80 с.

С учетом настоятельного требования Краснодарского края в ГОСТ было введено понятие – содержание белка (определяется по требованию потребителя), что важно при экспорте зерна, хотя доминирующим при определении его качества по­ прежнему остается клейковина.

В ГОСТ Р 525542006 ввели цифровое значение группы качества клейковины. Для твердой пшеницы 1-4 классов качество сырой клейковины должно быть не ниже 2 группы, 20-100 ед. прибора ИДК, в 5м классе не ограничивается

Качество сырой клейковины для мягкой пшеницы 1го и 2 класса должно быть не ниже 1 группы, 45-75 ед. прибора ИДК,для 3 и 4 классов не ниже 2 группы, 20-100 ед. прибора ИДК, в 5м классе не ограничивается

Клейковина обуслав­ливает газоудерживающую способность теста, создает его механичес­кую основу и определяет структуру выпеченного хлеба. В тесте с достаточным количеством клейковины хорошего качества удержива­ется много диоксида углерода, в результате чего мякиш хлеба стано­вится очень пористым.

Отмытая из кусочка теста так называемая сырая клейковина содер­жит до 70 % воды. Сухие вещества клейковины на 82...85 % состоят из белков — глиадина и глютенина. Соотношение этих белков примерно одинаковое. Другие составные части клейковины (крахмал, жиры и др.) удерживаются силами сорбции.

В ГОСТ введена единая норма влажности зерна для пшеницы всех классов – 14%.

Зараженность вредителями не допускатся кроме зараджености клещем не выше 2й степени.

Сорная примесь допускается не более 2 %. В числе минеральной примеси ограничивается: содержание гальки, испорченных и фузариозных зерен, куколь, в чмсле вредной (содержание спорыньи и головни, горчака ползучего, гелиотропа), семена триходесмы не допускается.

Содержание зерновой прмеси в пшенице 1 и 4 классов не более 5, в 5 не более 15 %.

Содержание пшеницы других типов в первом, третьем, четвертом, пятом типах допускается не более 10 %, во втором и шестом — не более 15. Пшеницу, содержащую примесь зерен пшеницы других типов более этих норм, определяют как смесь «типов» с указанием состава (в %).

В посевах и заготовках основными типами являются первый и чет­вертый (яровая и озимая мягкая краснозерная пшеница) и тип второй (яровая твердая пшеница).

Дата добавления: 2015-10-02