|
|
Зерно — живая биологическая
система, чутко реагирующая на внешние условия. Имея сложный химический
состав, зерно находится в состоянии постоянных изменений, в нем происходит
непрерывный биологический обмен веществ (метаболизм) как внутри самого зерна,
так и окружающей средой. В обмен веществ вовлекается весь сложный химический
состав зерна, что в конечном счете определяет его технологическое достоинство
и пищевую ценность. Динамическое изменение массы и состава зерна проявляет
себя с момента высева семян в поле, в период роста и развития злакового
растения, при его созревании, уборке, транспортировании, хранении и
переработке.
Существуют три фактора, от которых зависит состояние
зерна, его качество и технологические особенности. Первый фактор—
генетический, заложенный в биологической природе зерна, передаваемый по
наследству и заложенный в его клетках и тканях. Второй фактор — внешние
условия, при которых злаковое растение растет и развивается, а затем хранится
и перерабатывается: здесь учитываются производственные условия и
оборудование, материальная основа хранения — различные типы хранилищ и
переработки — промышленные предприятия (мукомольные заводы, хлебозаводы,
макаронные фабрики и т. д.). Третий фактор — совокупность воздействий,
оказываемых человеком на зерно на всех этапах его роста, развития, хранения,
транспортирования и переработки (агротехнические, механические,
физико-химические, биологические).
Интенсивная технология, применяемая в производстве зерна,
улучшает условия его развития и созревания, приближает их к оптимальным,
улучшает качество зерна.
В основе всех изменений зерна, его составных частей,
отдельных тканей лежат разнообразные и сложные биохимические процессы,
нашедшие отражение в данном учебнике по биохимии зерна и продуктов его
переработки.
С момента государственных заготовок зерна ответственность
за его сохранность, переработку и рациональное использование ложится на
работников предприятий Министерства хлебопродуктов (элеваторов, мукомольных и
комбикормовых заводов, хлебозаводов и др.).
Инженеры-технологи, механики и экономисты только тогда
могут обеспечить необходимый производственный уровень на всех этих
предприятиях, когда они будут вооружены прочными знаниями о процессах,
происходящих в зерне, изучат биохимию зерна и продуктов его переработки. Эти
знания составной частью входят в подготовку руководителей и
инженерно-технических работников системы хлебопродуктов. Без этих знаний невозможно
получение высокого производственного эффекта в хранении и переработке зерна —
предотвращение снижения качества и порчи зерна, поступающего в распоряжение
государства, получение максимальных выходов и хорошего качества готовой
продукции (муки, хлеба, крупы, комбикормов и др.К ликвидация потерь зерна.
В последние годы биохимия зерна, а также практика его
хранения и переработки пополнились новыми достижениями. Получены данные о
нуклеиновых кислотах, играющих такую же важную роль в жизненных процессах, как
белки, в том числе в генетическом механизме. При все более возрастающем
применении минеральных удобрений и пестицидов в результате нарушений,
допускаемых при их использовании, в зерне накапливаются токсические вещества,
в том числе тяжелые металлы (кадмий, свинец, мышьяк и др.). Разрабатываются
меры для их удаления при переработке зерна. Выявлено существенное влияние на
процессы обмена веществ пищевых волокон — клетчатки и других веществ.
Установлено, что наибольший эффект достигается при включении в суточный
рацион человека пшеничных отрубей (оболочечных частиц зерна).
Мукомольные заводы приступили к массовому производству
пищевых пшеничных отрубей. Выделяемый при переработке пшеницы в муку зародыш,
богатый биологически полноценными белками, витаминами и минеральными
веществами, до сих пор направлялся в корма для животных. В последнее время
мукомольные заводы начали выработку пшеничных зародышей, применяемых также
для биологического обогащения пшеничного хлеба. Возникла задача расширенного
изучения химического состава пищевых пшеничных отрубей и зародыша, а также их
изменения при их хранении. В биологических процессах злаковых растений
активное участие принимают фенольные соединения. За последнее десятилетие
выявлены ранее неизвестные данные об этом классе соединений, содержащихся в
большом количестве (3...4 и до 10%) в зерне.
Содержание и качество клейковины является наиболее
информативной мерой хлебопекарного достоинства зерна и муки пшеницы.
Клейковина известна свыше 200 лет. Однако до сих пор не раскрыты до конца ее
уникальные свойства, благодаря которым пшеница является единственной
культурой, дающей хлеб с присущими только ей отличными качественными
признаками. Нет удовлетворительного экспресс-метода (механизированного)
выделения клейковины из зерна и муки.
Для улучшения качества хлеба зерно с низкими
хлебопекарными достоинствами смешивают с зерном лучшего качества (сильной). В
этой связи возникает необходимость оценить смесительную ценность зерна пшеницы
разного качества. Предполагается, что смесительная ценность зерна есть его
способность, обусловленная биологическим и физическим комплексом партии
зерна, прежде всего белка с его уникальными свойствами, взаимодействовать с
разнокачественным зерном других партий и давать при определенных их
количественных соотношениях зерновую смесь заданного технологического
достоинства. Остается нерешенным вопрос, каким образом происходит это
взаимодействие, каков его механизм. Только установив такой механизм, можно будет,
зная химический состав зерна, регулировать процесс смешивания
разнокачественных партий зерна с точно намечаемыми оптимальными результатами.
Качество зерна зависит от большого числа признаков
(химических, физических и др.)—не менее 100. Зависимости между показателями
качества зерна из-за большого числа факторов колеблются в значительных
пределах (при коэффициентах корреляции от 0,1 до 0,9).
Выявление закономерностей варьирования признаков качества
и их взаимной обусловленности — задача исключительной важности. Ее решение
позволит найти математические выражения взаимообусловленности, которые станут
основой однозначной оценки технологического качества зерна при помощи ЭВМ.
Еще одно направление совершенствования биохимического
исследования зерна заключается в том, чтобы, опираясь на достижения других
отраслей науки (физики, оптики, электроники, молекулярной биологии и т. д.),
изыскать методы экспресс-определений, в том числе с привлечением
автоматизированных средств, содержания и состава важнейших веществ зерна —
белков, различных углеводов (прежде всего Сахаров и клетчатки), липидов
(жира), витаминов, минеральных веществ (в том числе токсичных).
Необходимо стремиться к тому, чтобы ускоренные
автоматизированные системы оценки химического состава зерна, промежуточных и
конечных продуктов его переработки можно было включить в общую
технологическую схему и тем самым создать предпосылки перехода к мукомольному
заводу-автомату.
Велики успехи биохимии зерна. Еще более грандиозны ее
будущие достижения, которых она обязательно добьется в тесном содружестве с
другими интенсивно развивающимися отраслями науки.
|