В зерне проросшем и самосогревающемся активны липаза, декстринизирующие и протеолитические ферменты, резко снижающие потребительские достоинства зерна.

Витамины. Зерно хлебных злаков, гречихи и бобовых культур богато водорастворимыми витаминами. Зерновые продукты являются важнейшим источником витаминов B₁, PP и отчасти В₂. Зародыши зерна содержат также значительное количество витамина Е.

В зависимости от условий произрастания, сортовой принадлежности и других причин состав зерна может колебаться в значительных пределах. Так, например, содержание белка в пшенице колеблется от 9–10 до 18–20 %, крахмала – от 60 до 73 %, клетчатки – от 2 до 3,5 %, золы – от 1,3 до 2,5 %.

Зерно основных хлебных культур

Пшеница (Triticum). Наиболее важной продовольственной культурой является пшеница. В мировом производстве зерно пшеницы (наряду с кукурузой и рисом) занимает преобладающее место. Значение пшеницы в народном хозяйстве обусловлено некоторыми ее особенностями. Оно отличается наибольшим содержанием эндосперма (мучнистого ядра) – 80–84 % веса зерна. Это дает возможность при переработке пшеницы получать высокие выходы сортовой муки. Благоприятными являются также белковый, углеводный и ферментативный комплексы пшеницы. В числе белков пшеницы основное место (85 %) приходится на долю глиадина и глютенина (находящихся в пшенице в соотношении от 1: 1 до 1,5: 1). Набухая, эти белки образуют связную, эластичную клейковину; свойства клейковины обусловливают возможность получения из пшеничной муки хлеба с высокой пористостью, хороших по качеству макаронных и других изделий.

Зерно пшеницы по внешним (морфологическим) признакам характеризуется формой, размером, окраской. Форма зерна овальная, вдоль брюшка проходит глубокая бороздка (образующая в зерне воздушную полость). Со стороны спинки, на остром конце, находится зародыш, а на тупом – волоски опушения (бородка). Окраска зерна различная – от светло-желтой (белозерная пшеница) до темной красновато-коричневой (краснозерная пшеница). Масса одного зерна колеблется от 30 до 45 мг.

Снаружи зерно покрыто плодовыми и семенными оболочками.

В состав плодовых и семенных оболочек входит: 3,5–4,5 % минеральных веществ, 43–45 % гемицеллюлоз и пентозанов, 18–22 % клетчатки, 4,5–4,8 % азотистых веществ, немного сахара и жира.

Внутренняя часть зерна – эндосперм – подразделяется на наружный (алейроновый) слой и собственно эндосперм – мучнистое ядро.

В состав алейронового слоя входит большое количество белка – около 25 %, преимущественно альбуминов и глобулинов, не образующих клейковину, 9–10 % жира, 6 % сахара (сахарозы), 15 % клетчатки, 8–11 % минеральных веществ (золы), значительное количество гемицеллюлоз. Алейроновый слой богат водорастворимыми витаминами В₁, В₂ и PP. Алейроновый слой составляет в среднем 7 % веса зерна (от 5 до 9 %).

Эндосперм, или мучнистое ядро, занимает всю внутреннюю часть зерна. Эндосперм содержит весь крахмал зерна, количество которого составляет 73–82 % веса эндосперма, около 2 % сахарозы, 0,1–0,3 % редуцирующих сахаров, 13–15 % белков, в основном глиадина и глютелина, образующих клейковину.

Особенно характерным является малое содержание в эндосперме золы (0,3–0,5 %), жира (0,5–0,8 %), пентозанов (1–1,5 %), клетчатки (0,1–0,15 %). Благодаря особенностям химического состава эндосперма полученные из него продукты отличаются высокой пищевой ценностью и усвояемостью. Масса эндосперма составляет 78–84 % от веса зерна.

Зародыш, находящийся на остром конце зерна, представляет собой часть зерна, из которой развивается новое растение.

Зародыш содержит 33–39 % белков, в том числе нуклеопротеиды, альбумины, глобулины и проламины; свыше 25 % сахаров, главным образом сахарозу; 12–15 % жира; 2,2–2,6 % клетчатки и около 5 % минеральных веществ.

Он богат витаминами (в мг/кг): Е – 158, В₁ – 62, В₂ – 14,5, В₆ – 15, РР – 75, а также полезными минеральными соединениями и содержит активные ферменты. Масса зародыша составляет 2–3 % от массы зерна.

Различают ботаническую и товарную классификации пшеницы.

Ботаническая классификация предусматривает деление пшеницы на виды и разновидности. Виды пшеницы отличаются по морфологическим признакам – строению стебля, колоса, зерна, а также по особенностям строения ядра зародышевых клеток. Всего насчитывается более пятнадцати видов пшеницы.

В России имеют широкое распространение два вида пшеницы – мягкая и твердая.

Товарная классификация продовольственного зерна пшеницы предусматривает деление пшеницы на типы в зависимости от ботанической принадлежности (мягкая, твердая, белозерная, краснозерная) и формы культуры (озимая, яровая) и на подтипы в зависимости от интенсивности окраски (темная, светлая) и стекловидности зерна.

Рожь (Secale cereale). Рожь является вторым по значению хлебным злаком. Выращивают ее в большинстве областей европейской части России, особенно в северных районах. В сельском хозяйстве известны две формы культурной ржи – озимая и яровая.

Зерно ржи отличается по внешним признакам от пшеницы.

Оно более длинное, узкое, зародышевый конец явно заострен.

Бороздка входит вглубь эндосперма, но менее чем у пшеницы.

Общая стекловидность зерна ржи может достигать 30–40 %.

В зерне ржи больше оболочек, включая алейроновый слой, и зародыша, но меньше эндосперма, чем в зерне пшеницы.

Необходимо отметить особенности химического состава зерна ржи. Наиболее значительно отличается от пшеницы белковый и углеводный состав зерна ржи. Рожь содержит в среднем несколько меньше белков, чем пшеница, причем доля водорастворимых белков и первичных продуктов гидролиза белков – протеоз – составляет до 30 % всех азотистых веществ ржи.

В числе нерастворимых в воде белков преобладают проламины (глиадин) при пониженном количестве глютенина (соотношение 2: 1). Крахмала во ржи меньше, чем в пшенице.

Наиболее характерным для ржи является общее высокое содержание водорастворимых веществ, составляющих 12–17 % веса зерна, тогда как в пшенице 5–7 %.

В России распространено около 50 различных сортов ржи.

Наиболее распространенные сорта ржи: Вятка, Харьковская 194, Безенчугская, Омка.

Кукуруза (Zеa mays). Кукуруза в мировом производстве зерна, наряду с пшеницей и рисом, занимает одно из первых мест.

Эта высокоценная культура является самой урожайной. Она дает 50 ц и более зерна и свыше 300 ц зеленой массы с гектара.

Кукуруза принадлежит к просовидным хлебным злакам.

Зерно кукурузы разнообразно по размеру, форме, консистенции и окраске. Зерно может быть крупное, с вдавленной вершиной, полустекловидное (зубовидное); среднее, с выпуклой вершиной, почти полностью стекловидное (кремнистое); среднее, овальное, мучнистое (крахмалистое); мелкое, овальное или заостренное, стекловидное (лопающееся). По окраске чаще всего встречаются кукуруза белая и желтая, содержащая в эндосперме желтые красящие пигменты. Эндосперм может быть мучнистый и стекловидный, чаще полустекловидный, белый или окрашенный (желтый).

Химический состав эндосперма кукурузы следующий: крахмала – 80–83 %, белка – 8–9, пентозанов – 3–5, сахара – 3–4, клетчатки – 0,4–0,5 %, жира – 1–1,1, минеральных веществ – 0,5–0,6. Зерно кукурузы бедно витаминами B₁, B₂, PP. Зародыш кукурузы содержит значительное количество витамина Е.

В соответствии с ГОСТ 13634-90 “Кукуруза. Требования при заготовках и поставках” в зависимости от цвета и формы зерна различают несколько типов кукурузы: зубовидная желтая, зубовидная белая, кремнистая желтая, кремнистая белая, полузубовидная желтая, полузубовидная белая, лопающаяся белая, лопающаяся желтая, восковидная.

Ячмень (Hordeum sativum). В России распространены озимые и яровые сорта, однако преимущественно возделывают яровые сорта ячменя, отличающиеся коротким вегетационным периодом (70 дней).

По строению колоса различают ячмень многорядный и двурядный. Различное строение колоса сказывается на форме и размере зерна. Снаружи зерно ячменя покрыто цветочными пленками, плотно соединенными с лежащими под ним плодовыми оболочками. Их масса составляет от 9 до 14 % массы зерна. Семенные оболочки могут быть светлоокрашенными (желтозерные ячмени) или же могут содержать темные сине-зеленые пигменты (зеленозерные ячмени). Для продовольственных целей (мука, крупа) лучшим считается светлоокрашенное зерно.

Под семенными оболочками лежит алейроновый слой. Его масса в среднем составляет 13 %. На остром конце зерна под пленками лежит довольно крупный зародыш, занимающий 3 % от веса зерна. Зародыш богат сахарами, белками и содержит до 22 % жира. Масса эндосперма составляет 63–68 % от массы зерна. Эндосперм ячменя может быть мучнистым, полустекловидным и стекловидным.

Для ячменя характерны значительные колебания в составе, обусловленные различием условий произрастания в северных и южных районах страны. Особенно большие колебания наблюдаются в содержании белка (9–18 %), крахмала (50–60 %), клетчатки (6–8 %), минеральных веществ (2,5–3,5 %). Ячмень используют для изготовления крупы, муки, пива, солода, на кормовые цели.

Оценка ячменя производится по ГОСТ 28672-90 “Ячмень.

Требования при заготовках и поставках”. Базисные нормы, в соответствии с которыми проводят расчет на заготовляемый ячмень, следующие: влажность – 14,5 %, натура – 570–630 г/л (в зависимости от района), сорная примесь – 2,0 %, зерновая примесь – 2,0 %, зараженность вредителями не допускается.

Ячмень делят на классы: зерно 1-го класса предназначено для использования на продовольственные цели, 2-го класса – для выработки солода в спиртовом производстве, комбикормов и на кормовые цели.

Овес (Avena sativa). Это одна из самых распространенных зерновых культур. Овес сеют преимущественно в центральных областях, на Урале и в Западной Сибири. Масса одного зерна в среднем – 25 мг. По форме различают зерно короткое двузерное, так называемое шведское, полное грушевидное – шатиловское, удлиненное – лейтевицкое, длиннопленчатое и тонкое – игольчатое.

Принадлежность овса к той или иной форме имеет значение для его использования. Для переработки в крупу, толокно, муку наиболее пригодно зерно шведское и шатиловское, имеющее короткие хорошо выполненные ядра. Зерно остальных форм (длиннопленчатое, игольчатое, лейтевицкое) имеет в основном фуражное назначение.

В соответствии с ГОСТ 28673-90 “Овес. Требования при заготовках и поставках” зерно овса в зависимости от формы зерна и окраски цветковых пленок подразделяется на типы и подтипы.

Базисные нормы, в соответствии с которыми проводят расчет на заготовляемый овес, следующие: влажность – 13,5 %; сорная примесь – 1,0 %; зерновая примесь – 2,0 %; натура – 460 г/л; зараженность вредителями не допускается.

Зерно крупяных культур

Просо (Panicum miliaceum). Просо относится к хлебным просовидным злакам. Это ценная засухоустойчивая культура.

Просо распространено в центрально-черноземных областях, в Поволжье и Оренбургской области.

Зерно проса мелкое, его длина составляет 2–2,5 мм, овальной, почти шарообразной формы, различной окраски – белое, кремовое, желтое, красное, коричневое, серое или черное. Масса одного зерна равен 4–7 мг. Снаружи зерно проса покрыто окрашенными блестящими цветочными пленками, очень жесткими, богатыми клетчаткой и золой. Их масса составляет от 14 до 23 % веса зерна.

Ядро проса – от бледно-желтого до ярко-желтого цвета, мучнистое или стекловидное. Лучшим обычно считается просо с желтым стекловидным ядром.

Ботаническая классификация проса осуществляется по строению метелки (развесистое, пониклое, комовое) и окраске цветочных пленок. В пределах каждой разновидности выделены селекционные сорта, отличающиеся определенными качественными показателями – засухоустойчивостью, урожайностью, качеством зерна.

В соответствии с ГОСТ 22983-88 “Просо. Требования при заготовках и поставках” зерно проса, заготовляемое и поставляемое для переработки в крупу, на солод, комбикорма и на кормовые цели, в зависимости от окраски цветочных пленок подразделяют на типы: тип I, тип II, тип III.

Базисные нормы, в соответствии с которыми производят расчет на заготовляемое просо, следующие: влажность – 13,5 %; сорная примесь – 1,0 %; зерновая примесь – 1,0 %; зараженность вредителями хлебных запасов не допускается.

Рис (Oryza sativa). Эта зерновая культура в мировом производстве зерна занимает почти такое же место, как пшеница и кукуруза. Особенно много риса производят Китай, Бирма, Индия, Япония, Вьетнам, где рис в рационе питания имеет такое же значение, как хлеб в западных странах. В России производство риса сравнительно невелико. Основные посевы его находятся на Дальнем Востоке – в долине реки Уссури, а также в Краснодарском крае.

Рис относится к просовидным злакам. Зерно риса снаружи покрыто грубыми цветочными пленками, которые составляют 19–21 % массы зерна, содержат большое количество клетчатки и золы. Под пленками лежит ядро риса. Оно покрыто снаружи тонкими серебристыми плодовыми оболочками, далее находятся также тонкие семенные оболочки – сероватые у белого риса или красные у краснозерного зерна.

Ядро риса бывает различной формы (овальное, удлиненное, округлое) и различной консистенции (стекловидное, частично стекловидное и мучнистое).

Алейроновый слой и зародыш риса сравнительно богаты витаминами B₁ и др. Однако они почти полностью отделяются при шлифовке и полировке риса. Минеральные вещества находятся в пленках и оболочках зерна, которые также удаляются при производстве крупы.

В соответствии и ГОСТ 6293-90 “Рис. Требования при заготовках и поставках” нешелушеное зерно риса в зависимости от отношения длины к ширине и консистенции зерна подразделяется на типы и подтипы.

Базисные нормы, в соответствии с которыми проводят расчет на заготовляемый рис, следующие (в %): влажность – 14; сорная примесь – 1; зерновая примесь – 2; красные зерна риса – 2; пожелтевшие зерна риса – 0,3; зараженность вредителями не допускается.

Гречиха (Polygonum fagopyrum). Относится к семейству гречишных растений. Зерно гречихи имеет трехгранную форму. Масса одного зерна равна 18–25 мг. Снаружи зерно гречихи покрыто грубыми плодовыми оболочками.

Масса плодовых оболочек составляет 16–22 % от массы зерна. Под плодовыми оболочками находится ядро. Оно также имеет трехгранную форму, с плодовыми оболочками соединено лишь в одной точке – рубчике, у основания ядра. Снаружи ядро покрыто тонкими кремовыми или зеленоватыми, у сушеной гречихи – коричневыми семенными оболочками. Их вес составляет 1,5–2,0 % от веса зерна. Далее лежит тонкий алейроновый слой (4–5 %) и мучнистый рыхлый эндосперм, занимающий 60–65 % веса зерна. Внутри ядра находится крупный зародыш. Зародыш гречихи имеет форму пластинки, согнутой S-образно. Большая часть его находится внутри эндосперма. Масса зародыша – около 10 % от массы зерна.

В среднем химический состав гречихи следующий: белок – 12–15,5 %, крахмал – 61–62, клетчатка – 12–15, жир – 2,5–2,9, сахар – 1,5, минеральные вещества – 2–3 %. В числе особенностей состава гречихи нужно отметить высокую полноценность белков – глобулинов, альбуминов, нуклеопротеидов, благоприятный минеральный состав, особенно по содержанию кальция и железа, и большое содержание витаминов B₁, В₂ и PP.

Гречиха может быть двух подвидов – крылатая: коричневая с выступами на ребрах, и бескрылая: коричневая с серебристым оттенком, с округлыми ребрами. В посевах гречихи наряду с местными сортами распространены селекционные, более урожайные и дающие ценное зерно.

В соответствии с ГОСТ 19092-92 “Гречиха. Требования при заготовках и поставках” базисные нормы качества, по которым проводят расчеты на заготовляемую гречиху, следующие: влажность – 14,5; сорная примесь – 1,0; зерновая примесь – 0,1; зараженность вредителями не допускается.

Заготовляемая гречиха по качеству подразделяется на три класса, каждый из которых имеет ограничительные нормы по всем показателям, за исключением влажности, которая для всех классов должна быть не более 19 %.

Показатели безопасности продовольственного зерна.

В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 “Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов” допустимые уровни (не более) токсичных элементов (мг/кг) следующие: свинец – 0,5; мышьяк – 0,2; кадмий – 0,1; ртуть – 0,03; микотоксинов: афлатоксин В1 – 0,005 для пшеницы; дезоксиниваленол – 0,7 для ячменя; Т-2-токсин – 1,0; зеараленон – 1,0 для пшеницы, ячменя и кукурузы, для остальных видов зерна – 0,1; бенз(а)пирен – 0,001.

Допустимые уровни пестицидов (мг/кг): гексахлорциклогексан (α-, β-, γ-изомеры) – 0,5, ДДТ и его метаболиты – 0,02, гексахлорбензол – 0,01 для пшеницы, ртутьорганические пестициды, 2,4-Д кислота, ее соли и эфиры не допускаются.

Допустимые уровни радионуклидов (Бк/кг): цезий-137 – 70, стронций-90 – 40.

Зерно бобовых культур

К числу зернобобовых культур относятся горох, чечевица, фасоль, соя, бобы вика, чина, нут, маш. Посевы бобовых культур в России пока незначительны. Наиболее распространены горох, чечевица, фасоль и соя.