Рассматриваются некоторые особенности структуры строения зерна пшеницы, изменения в зерне под влиянием условий внешней среды и технологических факторов
Развитие и созревание зерна включают следующие процессы: увеличение линейных размеров и объема зерна; накопление сухого вещества и увеличение массы зерна; синтез высокомолекулярных соединений из веществ, поступивших в зерно из других частей растения; перераспределение и синтез сложных органических веществ, входящих в состав зерна; снижение влажности.
Зерно пшеницы достигает наибольшей длины к фазе молочной спелости – 7,0 мм, а к фазе полной спелости уменьшается до 6,6-6,8 мм. Максимальная ширина зерна отмечена к концу тестообразной фазы – 4,0 мм, в стадии полной спелости она равна 3,0 мм.
Эндосперм пшеницы вначале развивается по типу нуклеарного, т.е. деление ядер не сопровождается делением перегородок. Процесс деления во всех ядрах протекает синхронно, и они заполняют микрокапиллярную часть зародышевого мешка. Клеточные стенки закладываются после заполнения зародышевого мешка многочисленными ядрами. Нуклеарный эндосперм у пшеницы полностью превращается в клеточный, который характеризуется тем, что каждое деление первичного ядра сопровождается возникновением стенки клетки В крахмалистом эндосперме образуются тонкостенные клетки: в субалейроновом слое – короткие, почти квадратные, в центре – удлиненные. Клетки заполнены протоплазмой с гранулами крахмала. [1]
При дальнейшем развитии эндосперм увеличивается в объеме. При этом в продольном слое плодовой оболочки из большого количества рядов тонкостенных круглых клеток образуются путем слияния два-четыре ряда. Клетки первого ряда сохраняют округлую форму и правильное расположение, остальные растягиваются по окружности зерна. Стенки клеток утолщаются, в них постепенно исчезают крахмальные гранулы. Семенные оболочки становятся тоньше.Алейроновый слой увеличивается в объеме, в нем резко выделяются отдельные зерна алейрона и центральное ядро.
По мере созревания пшеницы изменяется соотношение количеств амилозы и амилопектина. Отмечен более быстрый синтез амилопектина на ранних стадиях отложения крахмала. В зрелом зерне содержание амилозы составляет 17-19%.
Одновременно с преобразованием структуры эндосперма в процессе созревания зерновки изменяется его химический состав. Так, накопление крахмала находится в линейной связи со временем созревания. Уже на ранних стадиях созревания зерновки пшеницы внутри пластид (протеопластов), окруженных липопротеидными мембранами, обнаруживают сферические или овальные белковые гранулы величиной 0,1-20 мкм, названные белковыми тельцами. Количество и размер белковых телец при созревании зерна пшеницы увеличивается. Незрелое зерно изучаемых сортов давало высокозольную муку с низкой седиментационной оценкой. Хотя установлено наличие клейковины в зерне фазы молочной спелости (влажностью 55-65%), по свойствам она резко отличалась от клейковины зрелого зерна. Клейковина недозрелого зерна, как правило, малосвязная, короткорвущаяся, с низкой гидратационной способностью.[2]
Исследованиями выявлены существенные различия в количестве сырой и сухой клейковины, отмытой из зерна разных сортов пшеницы фазы молочной спелости. Наибольшее содержание клейковины (7,74-15,03%: 3,19-5,05%) было в зерне твердозерных сортов пшеницы (Эритроспермум, Лютесценс), наименьшее (0,72-1,89%: 0,31-0,66%) – в зерне мягкозерных сортов (Альбидум) Изменение микроструктуры зерновки в различных условиях созоевания. Особенности года урожая заметно влияют на характеристику получаемого зерна. Так, снижение урожая и качества зерна может быть обусловлено преждевременным прекращением притока сухих веществ, связанным с почвенно- климатическими условиями.[3]
Одним из распространенных дефектов зерна является недостаточная его выполненность – щуплость. Причинами щуплости могут быть: действие засухи, суховея и заморозков, «стекание», подгар, грибковые и вирусные заболевание, бактериозы, полевые вредители и т.д. Степень щуплости зависит прежде всего от стадии налива, в которой зерно подверглось неблагоприятным воздействиям. Суховейное зерно обычно более узкое, с морщинистой оболочкой. В нормальном зерне четко выделяются отдельные клетки алейронового слоя, в суховейном зерне клеточные стенки тонкие, едва различимые. Толщина оболочек и алейронового слоя суховейного слоя суховейного зерна составляляла 65 мкм (выполненного – 88 мкм). Самым существенным дефектом суховейного зерна является уменьшение доли эндосперма и увеличение количества оболочек по сравнению с нормально выполненным зерном [4].
Отмечены различия в микроструктуре щуплого зерна сортов твердой и мягкой пшеницы. Твердая пшеница несколко быстрее приобретает признаки щуплости. Характерной ее особенностью является так называемая скрытая щуплость, когда при нормальном внешнем виде, выполненности и структуре плодовой оболочки в зерне образуется небольшое количество хондриосомного крахмала. Степень повреждения зерна заморозками зависит от фазы его спелости и продолжительности действия низкой температуры. Отмечены изменение окраски зерна (потемневшая, зеленая, белесоватая), отслаивание и морщинистость плодовой оболочки, относительное увеличение доли оболочек и алейронового слоя. Морозобойное зерно характеризуется пониженными значениями массы 1000 зерен, плотности и объемной массы. Для него характерно повышенное содержание водорастворимых веществ, золы и клетчатки, возрастание активности ферментов амилазы и каталазы, уменьшение количества (при одновременном ухудшении качества) клейковины и крахмала. При продолжительном воздействии атмосферных осадков зерно пшеницы может прорастать в колосе, так и в валках. При этом значительно уменьшается масса сухого вещества зерна, так как оно дышит, происходит распад белковых веществ, переход ферментов из адсорбированной в водорастворимую форму и резко повышается их активность.
Знание некоторых особенностей микроскопического строения сортов пшеницы, изменений в зерне под влиянием условий внешней среды и технологических факторов позволяет повысить эффективность использования зерновых ресурсов.
Список литературы:
- Дрогалин, К.В. Очистка семян от трудноотделимой примеси / К.В.Дрогалин, Б.В.Жиганков, М.В. Карпов. - М.:Колос, 1978.- 128 с.
- Крупы повышенной питательной ценности / С. П. Лопатинский. - М. : Колос, 1978. - 144 с.
- Луткин Н.И., Морар К.К. Приборы для контроля технологического процесса в потоке /Н.И.Луткин,К.К.Морар. – М.: Колос, 1978.- 159 с.
- Мясников А.В. Товароведение зерна и продуктов его переработки./А.В.Мясников, под ред Л.А.Трисвятского. – М.:Колос, 2005. - 172 с.