Кислотність зерна

Кислотність зерна і борошна є важливим показником їх якості. При зберіганні борошна або крупи, при псуванні зерна під час зберігання кислотність, як правило, підвищується. Таким чином, вона може служити показником якості, точніше, показником свіжості зерна або продуктів його переробки.

Для визначення кислотності береться певна наважка розмолотого зерна, борошна або крупи, робиться бовтанка у воді і потім титрується розчином лугу. Можна визначати кислотність за водною витяжкою. Для цього беруть наважку розмолотого зерна, крупи або борошна, розбовтують її в дистильованій воді, дають відстоятися певний час, відфільтровують витяжку і титрують її лугом. Застосовують також визначення кислотності зерна, борошна і крупи за спиртовою або ефірною витяжкою.

Необхідно відзначити, що показники кислотності, що визначається по бовтанці, завжди будуть трохи вище ніж кислотності, що визначається по витяжці.

Кислотність зерна і борошна залежить, по-перше, від білків, які, як відомо, містять карбоксильні групи, що зв'язують луг. По-друге, кислотність борошна і крупи залежить від жирних кислот, які вивільняються в результаті розщеплення жирів під дією ліпази. По-третє, кислотність зерна і борошна залежить від фосфорної кислоти, яка у вигляді різних з'єднань міститься в зерні в значній кількості. По-четверте, кислотність зерна залежить також від оцтової, молочної, яблучної і інших органічних кислот (зокрема циклу Кребса), що зазвичай містяться в зерні і борошні у незначній кількості. Вміст оцтової і молочної кислот значно збільшується, якщо зерно, крупа або борошно зіпсувалося в результаті самозігрівання або прокисання.

Дуже чутливим показником свіжості борошна і крупи є кислотність спиртової або ефірної витяжки, оскільки в спиртову і ефірну витяжку переходять жирні кислоти, що відщеплюються при гідролізі жиру.

Вплив сорту і грунтово кліматичних умов на хімічний склад і біохімічні властивості зерна

Ботанічні відмінності видів і сортів зернових культур чинять великий вплив на хімічний склад і біохімічні властивості зерна. Так, наприклад, відомо, що тверда і м'яка пшениця сильно розрізняються по своїх технологічних якостях. Мука з твердої пшениці є сировиною для виготовлення макарон і є важливим компонентом при складанні сумішей як добавка до борошна, одержуваної з м'якої пшениці. Завдяки такій домішці якість борошна значно поліпшується.

За хімічним складом і за біохімічними властивостями зерно твердої і м'якої пшениці сильно розрізняється. Так, зерно твердої пшениці містить, як правило, більше білка і клейковини; клейковина твердої пшениці має значно кращі механічні властивості, ніж клейковина пшениці м'якої. Борошно з твердої пшениці є, як кажуть хлібопіки, «міцної на жар», тобто дає хліб з блідою кіркою, що зумовлено особливостями крохмально-амілазного комплексу твердої пшениці.

Сортові біохімічні особливості пшениці мають велике технологічне значення. Окремі сорти мають високу врожайності, не вилягають і виявляють інші корисні якості. Проте можуть давати зерно з дуже низькими хлібопекарськими якостями. Хліб з борошна таких сортів виходе дуже поганим, він розпливається, з недостатньо високим підйомом, недостатньо пористим. Це може бути зумовлено особливостями білків клейковини, вони дуже легко атакуються протеолітичними ферментами борошна і дріжджів, що і викликає розпливання тіста.

Амінокислотний склад білків різних сортів зернових культур досить помітно розрізняється. Це видно відносно білків сої і рису. Досліджуючи білки склоподібного і борошнистого рису, японський вчений Т. Тадокоро встановив, що вони помітно відрізняються за амінокислотним складом.

В білках різних сортів кукурудзи також міститься різна кількість амінокислот. Так, наприклад, встановлено, що зерно різних сортів кукурудзи відрізняється за вмістом лізину. Оскільки лізин є незамінною амінокислотою, дуже важливою в харчуванні людини і в годівлі тварин, і оскільки в білках кукурудзяного ендосперма його дуже мало, звичайно, було б корисним істотно підвищити його вміст в білках кукурудзи і таким чином підвищити харчову і кормову цінність зерна кукурудзи. В Україні одержані мутантні форми кукурудзи з підвищеним вмістом лізину в зерні.

Ведуться також роботи з виведення нових сортів пшениці, ячменю і рису, більш багатих на лізин, а отже, з більшою харчовою і кормовою цінністю.

В США проведені також цікаві роботи по виведенню високоолійних сортів кукурудзи. Як відомо, кукурудзяний зародок багатий маслом. Він відбивається на спеціальних заводах і використовується для отримання масла, яке знаходить широке вживання в харчовій промисловості і техніці. Американські біохіміки показали, що різні форми кукурудзи відрізняються за вмістом масла в зерні і по його складу, а саме по співвідношенню в маслі різних ненасичених жирних кислот.

Виходячи з цього, біохіміки спільно з селекціонерами зайнялися роботами по виведенню високоолійної кукурудзи. В результаті цих робіт виведені сорти кукурудзи, які містять в зерні до 15 % масла. Співвідношення різних ненасичених жирних кислот в маслі звичайної і високоолійної кукурудзи різне. Це може служити показником якості, точніше, показником свіжості зерна або продуктів його переробки.

Для визначення кислотності береться певна наважка розмолотого зерна, борошна або крупи, робиться бовтанка у воді і потім титрується розчином лугу. Можна визначати кислотність по водній витяжці. Для цього беруть наважку розмолотого зерна, крупи або борошна, розбовтують її в дистильованій воді, дають постояти певний час, фільтрують витяжку і титрують її лугом. Застосовують також визначення кислотності зерна, борошна і крупи по спиртовій або ефірній витяжці.

Необхідно відзначити, що кислотність, що визначається за бовтанкою, завжди вище кислотності, що визначається за витяжкою.

Кислотність зерна і борошна залежить, по-перше, від білків, які, як відомо, містять карбоксильні групи, що зв'язують луг. По-друге, кислотність борошна і крупи залежить від жирних кислот, які звільняються в результаті розщеплювання жирів під дією ліпази. По-третє, кислотність зерна і борошна залежить від фосфорної кислоти, яка у вигляді різних сполук міститься в зерні в значній кількості. По-четверте, кислотність зерна залежить також від оцтової, молочної, яблучної і інших органічних кислот, що зазвичай містяться в зерні і борошні у незначній кількості. Вміст оцтової і молочної кислот значно збільшується, якщо зерно, крупа або борошно зіпсувалися в результаті самозігрівання або прокисання.

Дуже чутливим показником свіжості борошна і крупи є кислотність спиртової або ефірної витяжки, оскільки в спиртову і ефірну витяжку переходять жирні кислоти, що відщеплюються при гідролізі жиру.

У рівних сортів зернових культур фізичні і хімічні властивості крохмалю також різні. Це особливо добре видно на прикладі мозкового (зеленого) і круглого гороху. Крохмаль мозкового і круглого гороху істотно розрізняється за співвідношенням амілази і амілопектину, цих головних складових частин крохмалю. Виявляється, що крохмаль мозкового і круглого гороху помітно розрізняється також за атакуємістю амілазою, а саме: у мозкових сортів гороху крохмаль атакується амілазою набагато швидше.

Відмінності в розварюванні рису також залежать від різного співвідношення амілази і амілопектину в крохмалі.

Встановлені відмінності у вмісті амілази і її активності у різних сортів ячменю. Це важливо тому, що він вживається для виготовлення солоду в пивоварній і спиртній промисловості.

Таким чином, можна сказати, що від сортових особливостей істотно залежать хімічний склад зерна і його біохімічні властивості. Проте, особливо сильно хімічний склад зерна, а також його біохімічні і технологічні властивості залежать від кліматичних і грунтових умов: від кількості сонячних днів, кількості опадів протягом вегетаційного періоду, складу добрив і так далі.

Факт впливу кліматичних і ґрунтових умов на хімічний склад зерна ще в 1865 р. ясно показав Н. Е. Ляськовський. В своїй роботі «Про хімічний склад пшеничного зерна» він встановив, що вміст білка в зерні збільшується при пересуванні із заходу на схід і з півночі па південь з великою кількістю сонячних днів.

На вміст білка в пшеничному зерні сильно впливає вологість ґрунту, як це ясно показав своїми дослідами академік Прянішников. Чим більше вологи в ґрунті, тим нижче вміст білка і клейковини в зерні пшениці і тим нижче склоподібність зерна. Саме тому на поливних землях дуже низька склоподібність зерна і невисокий вміст в ньому білка.

Проте, по-перше, не всі сорти пшениці однаково реагують на зрошення: деякі з них дуже мало знижують вміст білка в зерні під впливом зрошення. По-друге, виявилося, що за допомогою азотних добрив, що даються одночасно з поливом, можна значно підвищити вміст в зерні білка і клейковини.

Перші дані про вплив азотних добрив на вміст білка в пшеничному зерні були одержані ще в середині минулого століття Ж - Б. Буссенго. Він вперше показав, що азотні добрива, внесені у вигляді селітри, амонійних добрив або у вигляді гною, підвищують не тільки загальний урожай зерна, але і якість зерна, вміст в ньому білка.

Досліди останніх років показали, що кліматичні і ґрунтові умови вирощування пшениці впливають не тільки на вміст білка і клейковини в зерні, але і на якість клейковини. Недолік вологи і висока температура вегетаційного періоду сприяють отриманню міцнішої клейковини. Разом з тим спадкові сортові відмінності за якістю клейковини зберігаються за різних умов зовнішнього середовища.

Під впливом зрошення змінюється також зольність зерна. Вона, як правило, при поливі знижується. Калійні добрива знижують відсоток білка в пшеничному зерні і сприяють підвищенню в ньому крохмалю.