Пророщування зерна Теоретичні основи пророщування зерна

Мета солодорощення - утворення гідролічних ферментів і розчинення між­клітинних стінок ендосперму, що необхідно для постачання зародка живильними речовинами.

Умови пророщування зерна повинні бути такими, щоб втрати вуглеводів на дихання і утворення нових вегетативних частин зерна були мінімальними при най­меншій наявності мікроорганізмів.

Морфологічні зміни при пророщуванні зерна

Процес пророщування зерна починається з розвитку корінців і пелюстки. Спо­чатку корінець розвивається під оболонками зерна, потім оболонки прориваються біля основи зерна і корінець виходить назовні. Цей період росту зерна називають "накльовуванням". Потім корінець розгалужується, утворюючи 3-5 корінців. Пе­люстка розвивається і росте в напряму до верхньої частини зерна (рис. 4.4). Неба­жано, щоб цей зародковий паросток виступав із верхівкової частини зерна й утво­рював так званий "гусар", оскільки це пов'язано з надмірними втратами цукрів та амінокислот.

78

Рис. 4.4 Морфологічні зміни ячмінного зерна при проростанні

У просяному солоді пелюстка під м'якинною оболонкою мало помітна, корі­нець тільки один, в 2-2,5 рази довший діаметра зерна. У вівсяному солоді стебли­нка виходить зовні, корінці тонші, але довші, ніж у ячмінного солоду.

При проростанні зерна проходять цитологічні зміни його складових частин. Стінки клітин ендосперму, в яких розміщені крохмальні зерна, складаються в ос­новному із целюлози, білкових та пектинових речовин. Під дією ферментів прохо­дить їх гідроліз, тобто їх розчинення. Стінки клітин алейронового шару також час­тково гідролізуються.

Розчинення речовин зерна починається біля зародка і під час проростання про­сувається до його кінчика (рис. 4.4).

У результаті цього майже всі клітини розчиняються, ендосперм легко розтира­ється руками, залишаючи на пальцях білу смугу. Зона розчинення співпадає з дов­жиною пелюстки під оболонкою зерна.

Біохімічні зміни в зерні при пророщуванні

Відповідно до дослідженнь А.Н.Баха і А.І.Опаріна активність ферментів у зерні, що росте в колосках рослини, збільшується в результаті їх синтезу в лис­тях і стеблах і міграції в зерно, їх активність найвища в період молочної зріло­сті зерна. Потім ферменти адсорбуються на протоплазменних структурах клі­тин (білку, целюлозі та ін.) І в дозрілому зерні знаходяться в зимогенному (не­активному) стані.

У зерні жита і вівса міститься активна -амілаза, в зерні ячменю і вівса неве­лика кількість -амілази. При пророщуванні зерна ферменти переходять в актив­ний стан і, крім того, проходить їх новоутворення. У пророщеному зерні всіх куль­тур вміст -амілази не перевищує її концентрації в вихідному зерні, тобто вона накопичується в солоді в результаті звільнення із зимогенного стану.

79

-амілаза під дією гіберелінів в алейроновому шарі синтезується при проро­щуванні зерна, а також частково звільнюється із зимогену. При підвищенні волого­сті зерна і солоду активність амілаз зростає.

При солодорощенні активність протеолітичних ферментів збільшується май­же в 4 рази. Розрізняють три групи цих ферментів: протеїнази (ендопептидази), що гідролізують нативні білки до поліпептидів і пептидів; пептидази (екзопептидази), які гідролізують поліпептиди і пептиди до амінокислот; амідази, що каталізують гідроліз амідів з утворенням аміаку й амінокислот. Пептидази беруть участь в акти­вуванні амілолітичних ферментів, що знаходяться в зимогенному стані. В активу­ванні амілаз беруть участь також цитази, у склад яких входять целюлази, геміцелю-лази і -глюкозидази.

У солоді з протеїназ міститься фермент типу папаїну, із пептидаз - амінопеп­тидази, карбоксипептидази і дипептидази. Активність протеїназ під час солодоро-щення збільшується майже в 40 разів, пептидаз - дещо менше.

Під час пророщування в зерні накопичуються також ліпази і фосфотази (фіта-за та нуклеотидаза).

Активність мальтази ( -глюкозидази) при солодорощенні збільшується при­близно в 2 рази.

Гідролітичні ферменти (амілази, протеази, фосфотази, ліпази) утворюються в основному під дією гормонів, біоактиваторів, ідентичних гіберелінам, які дифун­дують в алейроновий шар зерна і активують синтез ферментів. Тобто, ендосперм зерна розрихлюється в основному ферментами, що переходять із тканини алейро­нового шару зерна, і в меншій кількості ферментами зародка.

У солоді активуються оксидази, що активують молекулярний кисень, перок-сидази, що активують кисень перекису водню, і каталази, що розкладають перекис водню на воду і неактивний кисень.

Важливим для оптимізації технології солодорощення є те, що з підвищенням ступеня замочування зерна збільшується кількість утворених амінокислот, але з подовженням тривалості солодорощення їх вміст знижується, бо амінокислоти ви­користовуються для побудови високомолекулярних білків у паростках. Це може призвести до зменшення концентрації змінного азоту в солоді, що негативно впли­не на азотне живлення дріжджів і швидкість їх накопичення. У розробленій В.О.Маринченком із співробітниками технології солоду з використанням процесу механоактивування ферментів передбачено збільшувати вологість солоду (до 48-50 %) і зменшувати майже в 2 рази термін його пророщування.