Вступ
Зерно є основним продуктом сільського господарства. Із зерна виробляють важливі продукти харчування: муку, крупу, хлібні і макаронні вироби. Зерно необхідне для успішного розвитку тваринництва і птахівництва, що пов'язане із збільшенням виробництва м'яса, молока, масла і інших продуктів. Зернові культури служать сировиною для отримання крохмалю, патоки, спирту і інших продуктів.
Всемірне збільшення виробництва зерна - головне завдання сільського господарства.
Оброблювані зернові культури відносять до трьох ботанічних родин - злакових, гречаних і бобових.
І. Загальна характеристика зернових
Родина злакових
Основні хлібні культури - пшеницю, жито, овес, кукурудзу, рис, просо, сорго відносять до родини злакових (Graminial), класу однодольних рослин.
Розрізняють дві форми злакових - ярові і озимина. Ярові рослини висівають навесні, за літні місяці вони проходять повний цикл розвитку і восени дають урожай. Озимі рослини сіють восени, до настання зими вони проростають, а навесні продовжують свій життєвий цикл і дозрівають декілька раніше, ніж ярини. Озиму і ярову форми мають пшениця, жито, ячмінь і трітікале. Решта всіх злаків буває тільки ярими. Озимі сорти, як правило, дають вищий урожай, проте їх можна вирощувати в районах з високим сніжним покривом і достатньо м'якими зимами. До біологічних ознак, що характеризують злакові культури, відносять будову кореня, стебла, листя, квіток і ін.
Корінь злаків - мичкуватий, добре розвинений (довжина корінців досягає 3 м і більш, а кукурудза і сорго - 8 - 10 м), але у пшениці, ячменю і вівса основна частина кореневої системи розташована на глибині до 20 - 30 см, тому ці злаки особливо чутливі до засухи. Коренева система решти злакових культур йде в землю глибше, тому вони більш посухостійкі.
Стебло злаків - соломинка, що складається з трьох - п'яти межиузлів, сполучених стебловими вузлами. У ячменю, вівса і м'якої пшениці соломина всередині порожня, що за несприятливих погодніх умов призводить до вилягання рослин і великих втрат урожаю, особливо у високорослих рослин. Тому при виведенні нових сортів злаків прагнуть до отримання середньо- і короткостебельних рослин. Стебло твердої пшениці і решти злаків заповнене паренхимною тканиною.
Листя злаків ланцетоподібне, з паралельним жилкуванням. Біля основи вони згорнуті в трубочки, що прикріплює їх до стеблових вузлів і охоплює частину стебла. Листя є основними фотосинтезуючими органами; тому їх число, розміри і стан істотно впливають на урожайність.
Квітка злаків (за винятком кукурудзи) називається колоском, який складається із стрижня, зав'язі з двома перистими маточками і трьома тичинками. Зовні зав'язь прикривають колоскові луски (плівки), такі, що виконують роль оцвітини. Залежно від довжини тичинкових ниток і будови товкача квітки можуть бути такими, що самозапилюються і перехресно -обпилюваними (жито, кукурудза).
Врожайність перехресно -обпилюваних злаків менш стійка і залежить від погоди в період цвітіння. Колоски більшості злаків одноквіткові, а у вівса в одному колоску іноді можуть бути зібрані дві-три зав'язі. Зерна, що розвиваються в багатоквіткових колосках, дрібніші і неоднорідніші по велиині. Вони знижують товарні якості, утрудняють переробку зерна.
Квітки злаків зібрані в суцвіття. У колоскових злаків (пшениці, жита, ячменю) суцвіттям є складний колос. У пшениці і жита на кожному уступі стрижня складного колоса розвивається по одному зерну, а всього їх в колосі міститься від 30 до 60. У різних сортів ячменю на кожному уступі стрижня може розвиватися як по одному зерну (дворядний), так і по два-три (багаторядність). Багаторядний ячмінь дає неоднорідне по величині зерно.
Волотеві злаки - овес, просо, рис, сорго мають суцвіття у вигляді волоті, у якої колоски розташовуються на подовжених гілчастих цвітоносах. Кількість зерен у волоті буває від 50 - 60 (овес) до декількох сотень (чумиза). Зазвичай верхівкові колоски зацвітають декілька пізніше, ніж нижні, тому в зерновій масі волотистих злаків часто зустрічаються зернівки, що недозріли.
Особливе місце серед злаків займає кукурудза - однодомна роздільностатева рослина, жіночі квітки якої зібрані в качани, розташовані в пазухах листя по 3 - 5 на одному стеблі, а чоловічі – у волоті, що ростуть по одній на верхівці стебла. Качан складається із стрижня, на якому вертикальними рядами розміщюються від 300 до 1000 зернівок. Зовні качан покритий видозміненим листям-обгорткою. Зерна складають близько 60 % маси качана.
Плід злаків - зернівка - розвивається із заплідненої зав'язі квітки. При обмолоті пшениці, жита і трітікале зернівки легко відділяються від квіткових плівок. Не має їх кукурудза. Ці злаки називаються голозерними. У решти злаків квіткові плівки щільно облягають зернівку і при обмолоті не відділяються. Ці культури називають плівчастими (ячмінь, овес, рис, просо, сорго). Чим більше маса квіткових плівок на поверхні зернівки - ядра і чим важче вони відділяються, тим відповідно менший вихід крупи або муки при переробці такого зерна.
За зовнішнім виглядом (морфологічними ознакам) зернівки злакових культур підрозділяють на справжні (пшениця, жито, ячмінь, овес) і просоподібні (решта культур).
Малюнок 1
Зернівки злаків
А – пшениці
Б- рису
На мал. 1 показаний зовнішній вигляд зернівки пшениці і рису. Форма зернівки (1а) довгаста або довгасто - овальна, з боку спинки чітко помітний зародок, який виглядає невеликою овальною вмятиною. З протилежного кінця зерна видно борідка (чубок), утворена виростамі клітин зовнішнього шару оболонок. Довжина волосків і густина борідки є родовою і видовою ознаками справжніх злаків. З боку черевця уздовж всієї зернівки проходить борозенка (жолобок), що заглиблюється всередину зернівки на 1/2-1/3 її товщини і іноді створююча там петлю, ускладнює відділення оболонок при виробленні сортової муки.
Просоподібні злаки (1б) можуть мати форму довгасту, округлу (просо, сорго) або клиновидно-овальну (кукурудза). Характерною особливістю цих злаків є відсутність у зернівок борозенки і борідки.
Зернівка будь-якого злака складається з трьох основних частин зародка, ендосперма і оболонок. На мал. 2 показана будова зернівки пшениці.
1 – плодова оболонка,
2 – насіннева оболонка,
3 – алейроновий шар,
4 – ендосперм,
5 – щиток,
6 – зародок,
7 - бородка
Зародок, складається з корінця, стеблинки і брунечки, що дають життя новій рослині. Зародок щільно прилягає до ендосперму, від якого відокремлений видозміненою сім'ядолею - щитком. Через щиток, багатий ферментами, поживні речовини при проростанні з ендосперма поступають в зародок.
Ендосперм - основна частина зернівки. Є борошнистим ядром, в якому зосереджені запасні поживні речовини. У центрі ендосперма клітини великі, тонкостінні, часто неправильної форми. Далі від центру розмір клітин поступово зменшується, форма їх стає близькою до прямокутної призми. Усередині клітин білки утворюють як би суцільну матрицю, в яку вкраплені крохмальні гранули різних розмірів. У центральній частині ендосперма разом з дрібними і середніми знаходиться багато крупних гранул крохмалю. У міру віддалення від центру до оболонок кількість і розміри крохмальних гранул зменшуються, а частка білка збільшується.
Крайній шар ендосперма - алейроновий, прилеглий до оболонок, по виду різко відрізняється як від внутрішньої його частини, так і від оболонок. Він утворений товстостінними клітинами і правильною, майже кубічної форми. Алейроновий шар пшениці, жита, вівса складається з одного ряду кліток, ячменю - з трьох - п'яти рядів. Ця особливість будови зернівки ячменю може бути використана для виявлення під мікроскопом домішки ячмінної муки до пшеничної або житньої. Клітини алейронового шару заповнені дрібними тільцями (у деяких видів і сортів пшениці у вигляді кристалів) з вкрапленими між ними найдрібнішими крапельками жиру.
Оболонки захищають сім'я від дії зовнішнього середовища. Голозерні злаки мають дві оболонки. Зовні зернівка покрита плодовою оболонкою (перікарпієм), яка утворюється із стінок зав'язі і складається з трьох шарів крупних товстостінних кліток, що одеревіли, порожніх всередині.
Розташування шарів клітин в перікарпії нагадує цегляну кладку, що додає оболонці велику міцність.
Насінна оболонка утворюється із стінок семябруньки і також складається з трьох шарів клітин, але дрібних і неправильної форми. В середньому - пігментному шарі насінної оболонки містяться фарбувальні речовини, що додають забарвлення зернівці.
При сучасній технології переробки зерна оболонки алейронового шару прагнуть видалити. При цьому товщина оболонок і алейронового шару, створюючих отруби, робить вплив на якість продукту, що виробляється. Дуже тонкі оболонки легко подрібнюються і переходять в муку, а надмірно товсті утрудняють відділення ендосперма, зменшуючи вихід муки. У пшениці товщина плодової і насінної оболонок коливається від 0,03 до 0,97 мм, а алейронового шару - від 0,03 до 0,06 мм. Цікаво відзначити, що алейроновий шар пшениці, що складається всього з одного ряду клітин, по товщині наближається до оболонок. Як правило, дрібне зерно має товщі оболонки.
Співвідношення анатомічних частин зернівки злаків має важливе технологічне значення. Чим більше оболонок, тим менше поживних речовин містить зерно і менше відповідно вихід продуктів при переробці. У голозерних злаків зміст коливається (у %): ендосперма - від 70 до 85, алейронового шару - від 4 до 12, плодової і насінної оболонки - від 5 до 9, зародка - 1,5 - 7 (у кукурудзи до 15) маси зернівки.
Квіткова оболонка плівчастих культур складає (у %): у ячменю - 9 - 13, просо - 16 - 18, рису - 18 - 22, вівса - 25 - 30 маси зернівки.
Родина гречкових
Родина гречкові (клас дводольних рослин) в зерновому господарстві представлено єдиною культурою - гречкою (Fagorpyrum Mill). Це ярова однорічна рослина, що має стрижньовий корінь, трав'янисте гіллясте стебло, стрілоподібне листя. Квітки правильні, з п'ятипелюстковим віночком від блідо-рожевого до червоного забарвлення. Квітки зібрані в суцвіття - щиток. Гречка є перехреснозапилюючою рослиною, хорошим медоносом. Проте квітки розкриваються лише на один день і не одночасно на всій кисті, тому урожай сильно коливається залежно від погодних умов в період цвітіння і кількості комах - обпилювачів на полях. Дозрівання плодів також відбувається не одночасно.
Плід гречки - горішок, як і у злаків, складається з трьох частин - зародка, ендосперма і оболонок. Зародок дуже великий у вигляді стрічки, схожої на латинську букву S, пронизує весь ендосперм, частково проходячи у поверхні ядра. Ендосперм рихлий, борошнистий, такий, що легко дробиться при переробці. Ядро (ендосперм із зародком) покрите тонкою ніжною насінною оболонкою рожевого або кремового кольору, у недостиглих ядер вона може бути зеленуватою.
Зовні горішок покритий жорсткою шкірястою плодовою оболонкою, що зростається з ядром лише в одній точці - місці прикріплення до рослини. Забарвлення плодової оболонки від сріблясто сірого до темно-коричневого і залежить як від сорту, так і від ступеня зрілості плоду.
Співвідношення частин плоду гречки (у %): ендосперма - 55 - 65, алейронового шару - 4 - 5, зародка - 10 - 15, насінної оболонки - 1,5 - 2,0, плодової оболонки (плівчаста) - 17 - 25.
Родина бобових
Бобові культури належать до сімейства метеликових або бобових (Leguminosae), класу дводольних рослин. У нашій країні для харчування використовують однорічні трав'янисті рослини - горох, квасолю, сою, чечевицю, чину, нут, боби.
Коріння бобових культур стрижньове, добре розвинене, з характерною особливістю: на них поселяються два види бактерій – азотобактерії і клубенькові, фіксують азот з повітря і збагачують грунт азотистими речовинами. Стебло трав'янисте, в'юнке або прямостояче, але легко лежаче, що утрудняє механізацію вирощування і прибирання. Квітки з несиметричною, таким, що нагадує метелика, що летить, оцвітиною, яскравого забарвлення - від білого до темно-фіолетового. Вони зібрані в суцвіття - кисті. Цвітіння і дозрівання доволі сильно розтягнуті в часі, що знижує врожайність і робить зерно неоднорідним по величині і ступеню дозрівання.
Плід - боб різної форми, що складається з двох стулок - могутньо розвинених плодових оболонок, між якими знаходяться до десяти насіння округлої ниркоподібної, іноді сплюснутої форми. Сім'я бобів є зародком, що сильно розрісся, складається з двох перших видозмінених листків - семядолей, в яких знаходиться запас поживних речовин для майбутньої рослини, і паростка - зародкового корінця, стеблинки і почерки. Забарвлення сім'ядолей є видовою і сортовою ознаками насіння бобових культур і може бути білим, зеленим, жовтим різних відтінків і ін. Зовні сім'я покрите щільною шкіркою - насінною оболонкою. Місце, яким сім'я прикріплялося до стулки боба, має потовщення на оболонці - рубчик. Оболонка боба може бути напівпрозорою, і тоді колір сім'я залежить від забарвлення сім'ядолей (гороху, чину, нуту), непрозорим - білою, однотонним або строкато забарвленим. Як правило, темнозабарвлене насіння (за винятком квасолі) має кормове призначення. Співвідношення частин насіння (у %): сім'ядолі - 87 - 93, паросток - 1 - 2,5, насінна оболонка - 6 - 11.
ІІ. Харчова цінність зерна
Харчова цінність зерна і продуктів його переробки визначаються хімічним складом, засвоюваністю речовин, створюючих їх, і залежить від багатьох чинників. Зернові культури, що відносяться до різних сімейств, відрізняються не тільки співвідношенням поживних речовин, але і їх складом і властивостями.
Зерно злаків не має різких відмінностей по кількості речовин, що містяться, але характеризується певними особливостями. Ядро плівчастих культур після видалення квіткової плівки за вмістом основних речовин наближається до хімічного складу голозерних злаків. Білки - найважливіші речовини, що входять до складу будь-якої живої клітини. Їх вміст в зерні, склад і властивості визначають технологічні і харчові переваги продуктів переробки зерна.
Дата: 2019-05-29, просмотров: 622.
