Технология хлеба

Министерство образования  и науки Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра пищевых  биотехнологий

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине “Технология хлеба”

 

ТХК-08-03 (В-2)

 

 

 

 

 

Исполнитель

студент гр. ТХК-2008                                                        С.С. Братцева

 

 

Руководитель

доцент, к.т.н.

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2012

Вариант 2

1. Зерно пшеницы и ржи. Строение, химический состав, показатели качества. Влияние качества зерна на хлебопекарные свойства муки.

Строение и химический состав зерна пшеницы и ржи

Несмотря на значительное разнообразие формы, размеров и химического состава семян хлебных растений, нетрудно выделить ряд общих свойств  в строении и функциях семян различных видов и родов этих растений и выяснить наиболее важные их особенности.

Типичным примером плода  злаков является зерновка пшеницы (рис. 1).

Зерновка состоит из нескольких анатомических частей —  оболочек, эндосперма и зародыша, которые характеризуются различными физиологическими функциями и в связи с этим имеют разное строение и химический состав.

Рис. 1. Продольный разрез зерновки пшеницы;

оболочек 1, алейронового слоя 2, эндосперма 3 и зародыша 4.

Оболочки защищают зерновку от вредных внешних воздействий  — механических повреждений и  попадания ядовитых веществ, особенно опасных для зародыша. Благодаря непроницаемости оболочек для разнообразных органических и неорганических веществ зерно можно обрабатывать ядохимикатами, чтобы уничтожать споры грибов, вызывающих болезни растения. Оболочки пропускают внутрь зерна воду и кислород, необходимые для прорастания зерна. При повреждении оболочек открывается доступ микроорганизмам внутрь зерна. Это снижает его стойкость при хранении.

Самая наружная оболочка, которую называют плодовой, состоит из трех слоев клеток: продольного, поперечного и трубчатого.

Продольный слой включает несколько рядов клеток, идущих вдоль  главной оси зерна. Этот слой слабо  окрашен в соломенно-желтый цвет. На верхушке зерна клетки продольного  слоя образуют полые выросты бородку. У твердой пшеницы бородка выражена очень слабо.

Клетки поперечного  слоя расположены перпендикулярно  к главной оси зерна. Этот слой окрашен в более интенсивный желтый цвет. Поперечный и продольный слои плодовой оболочки соединены непрочно, нередко между ними имеются разрывы или они полностью отстают один от другого.

Трубчатый слой состоит  из отдельных или соединенных  между собой трубочек. Около зародыша этот слой сплошной, в других частях зерна встречаются лишь отдельные его клетки.

Следующая за плодовой семенная оболочка также состоит из трех слоев — прозрачного водонепроницаемого слоя, который плотно срастается со вторым ярко окрашенным пигментным слоем, и гиалинового совершенно прозрачного набухающего слоя.

Главная масса зерна  заполнена эндоспермом, или мучнистым ядром, развившимся из оплодотворенного вторичного ядра зародышевого мешка. Эндосперм состоит из наружного алейронового слоя из толстостенных крупных клеток, заполненных зернами крахмала. Этот слой — хранилище питательных веществ, необходимых для развития зародыша.

Зародыш - зачаток будущего растения, который при доступе кислорода и определенных температуре и влажности почвы начинает прорастать, используя запасы, отложенные в эндосперме. Зародыш прилегает к эндосперму со стороны спинки зерна и состоит из почечки, зачаточного корешка и щитка. Последний является образованием, характерным для зародыша злаков, и представляет собой плоское тело, одной стороной обращенное к эндосперму, а другой, вогнутой, охватывающее зародыш* Биологическое назначение щитка состоит в том, что через него питательные вещества из эндосперма поступают в зародыш.

При оценке технологических  и питательных свойств зерновки немаловажное значение имеет количественное соотношение анатомических частей: зародыша, оболочек и эндосперма. Оболочки, состоящие в основном из неусвояемых человеческим организмом веществ, не представляют ценности для питания. Они являются по существу балластом. Зародыш содержит много полноценных белковых веществ, жира и углеводов, а также витаминов. Однако вследствие высокого содержания жира он способствует прогорканию муки, если попадает в нее.

Наибольшее значение как источник легко усвояемых  питательных веществ имеет эндосперм, в связи с этим особый практический интерес представляют содержание эндосперма в зерновке и возможность отделения его от оболочек и зародыша.

Соотношения различных  частей зерновки пшеницы и ржи, обобщены в таблице 1.

Часть зерновки	Пшеница	Рожь
Оболочки	5,5 - 8,0	6,5 - 12,2
в том числе: плодовые	3,3 - 6,0	6, 3 - 6,6
семенные	1,1 - 2,0	5,3 - 5,5
Алейроновый слой	6,8 - 8,8	8,4 - 12,0
Эндосперм	77,0 - 82,0	72,8 - 78,0
Зародыш	1,5 - 3,0	2,5 - 5,6

Таблица 1. Соотношение анатомических частей зерновки пшеницы и ржи, в %

Эндосперм составляет около 4/5 массы зерна, то есть основную массу зерновки. Эти данные характерны для большинства злаков - пшеницы, ржи.

Однако соотношение  различных анатомических частей зерна варьируется в довольно широких пределах в зависимости  от многих факторов, четкое выявление  которых не всегда возможно.

Так доля плодовых оболочек в зерне пшеницы составляет от 3 до 5% массы зерновки. При этом содержание оболочек у твердой пшеницы более высокое, чем у мягкой. Толщина оболочек зерновки у ржи выше, чем у пшеницы (табл. 2).

Содержание эндосперма в нормальной зерновке пшеницы и ржи также колеблется в определенных пределах. Так, эндосперм зерновки пшеницы составляет 77—82% массы зерна. Однако отметить какие-либо закономерности в разрастании эндосперма, зависимость доли его в зерне от сорта, условий произрастания растений или других факторов пока не удалось. Но нарушения нормального хода развития зерновки сильно сказываются, прежде всего, на содержании эндосперма, Если в процессе созревания зерно подверглось каким-либо неблагоприятным воздействиям (мороз, засуха) до того, как был закончен синтез веществ эндосперма, то последний при высыхании будет щуплым, плохо выполненным и его относительное содержание резко понизится. В некоторых случаях в недоразвитых зернах содержание эндосперма снижается до 45—50%, а количество оболочек соответственно повышается.

Таблица 2. Толщина оболочек зерна пшеницы и ржи

 

Оболочки	Толщина (в микронах)
	пшеница	рожь
Плодовые (все слои)	30-62	45-35
Семенные (все слои)	6-9	28-42
Алейроновый слой	33-45	51-68

 

Зерно пшеницы и ржи имеет сложный химический состав. Оно состоит из многих жизненно необходимых человеку веществ. Все вещества, входящие в состав плодов и семян зерновых и масличных культур, подразделяют на две большие группы: органические и неорганические. К органическим веществам относятся белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, ферменты, витамины, пигменты и некоторые другие. К неорганическим веществам относят минеральные вещества и воду.

Белки играют особо важную роль в жизненных процессах человека и животных. Белки входят во все ферменты. Зерно является одним из основных источников обеспечения человека белком. Белки состоят из аминокислот. Различают аминокислоты полноценные, или обязательные, или незаменимые, и неполноценные. Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называют биологически полноценными; остальные относят к неполноценным. Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме человека и животных и должны входить в готовом виде в состав пищи.

Белки зерна признают биологически неполноценными, так как они содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот лизина и треонина.

На долю углеводов  в составе зерна приходится среди  других веществ наибольшая часть (в зерне основных культур до 60%). Значение углеводов состоит в том, что они принимают участие в дыхании и брожении, являются одним из основных источников энергии и мускульной силы для животных организмов. В зерне находятся разнообразные углеводы: простые сахара, или моносахариды (пентозы, гексозы); дисахариды (сахароза, или тростниковый сахар; мальтоза, или солодовый сахар); крахмал; целлюлоза; гемицеллюлозы; слизи, или гумми. Из простых сахаров наибольшее значение имеют гексозы - глюкоза и фруктоза. В зрелом зерне их немного - 0,2%. Они сбраживаются дрожжами при брожении теста и при выпечке хлеба.

Мальтоза также принимает  активное участие в спиртовом  брожении. Крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, слизи составляют группу веществ, относящихся к полисахаридам второго порядка.

Крахмал откладывается в клетке эндосперма в виде крахмальных зерен, или гранул различной формы, характерной для разных культур. Крахмал, обладая в клейстеризованном состоянии коллоидными свойствами, вместе с белками (клейковиной) определяет консистенцию теста и структуру хлеба. Гидролиз крахмала играет важную роль в процессе тестоприготовления, влияя на качество хлеба. На долю крахмала приходится наибольшая часть углеводов.

Целлюлоза вместе с гемицеллюлозами является основой клеточных стенок, обусловливая механическую прочность и эластичность растительных тканей. Целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин относятся к пищевым волокнам, оказывающим большое влияние на пищевую ценность и качество хлеба. Эти вещества содержатся главным образом в отрубях и оболочечных частях зерна. Они не усваиваются организмом человека, но выполняют важные физиологические функции, выводя из организма тяжелые металлы и снижая энергетическую ценность хлеба.

Слизи или гумми — коллоидные полисахариды, образующие при растворении в воде вязкие и клейкие растворы. Особенно много их в ржаном зерне (до 2,8%).

Липиды — жиры и жироподобные вещества, играющие важную роль в физиолого-биохимических процессах. Они важный источник энергии. В жирах содержится большая группа жирорастворимых витаминов (А, D, Е, К), В состав жиров злаковых большей частью входят ненасыщенные высокомолекулярные жирные кислоты.

Ферменты выполняют  функции регуляторов биохимических  процессов. Это биологические катализаторы белковой природы, обладающие способностью ускорять течение различных биохимических реакций обмена веществ в организме. Из большого числа ферментов, имеющихся в зерне, очень важны протеолитические (протеиназы), действующие на белковые вещества, затем амилазы (а- и р-амилазы), расщепляющие крахмал, а-глюкозидаза (мальтаза), расщепляющая мальтозу, и 3-глицерол - липаза, гидролизующая жир. Ферменты имеют большое значение при созревании зерна, его хранении и переработки в муку и хлеб.

Витамины, как и ферменты, выполняют функции регуляторов обмена веществ в организме. Они входят активной частью в состав ферментов. В зерне содержатся многие важные витамины: тиамин (В.), рибофлавин (В₂), ниацин (РР), пиридоксин (В_б), токоферолы (Е), пантотеновая кислота и др.

Пигменты составляют группу красящих веществ. Они принимают участие в обмене веществ растений. Наибольшее значение имеют каротаноиды, окрашивающие растения или их части в желтый и оранжевый цвет, и хлорофилл, придающий растениям зеленую окраску и принимающий участие в важнейшем процессе ассимиляции диоксида углерода - фотосинтезе.

Минеральные вещества входят в состав органических соединений (в основном) и находятся в клетках в виде раствора; те и другие переходят в состав золы, которая образуется в результате полного сгорания продукта при высокой температуре (750—800° С). Зола составляет 1,5—3,0% от массы зерна. Большая часть минеральных веществ содержится в периферийных слоях зерна и зародыше.

Вода входит в состав зерна. На всех этапах созревания, хранения и переработки зерна вода является обязательным условием и активным участником всех реакций в нем. Во влажном зерне значительно усиливаются дыхание и другие биохимические процессы, что приводит к потере сухого вещества, самосогреванию и быстрому ухудшению качества зерна. Большое значение имеет критическая влажность (для основных зерновых культур 14,5—15,5%). Ниже этого уровня содержания воды процессы в зерне протекают замедленно, и качество зерна сохраняется без изменения. При влажности выше критической процессы в зерне резко усиливаются, при этом качество зерна быстро ухудшается и, если не принять необходимые меры, оно может быть полностью испорчено.

Пшеница - одна из важнейших зерновых культур. Это главная продовольственная культура для большинства населения земного шара. Ценность пшеницы заключается в том, что ее белки способны образовывать клейковину, имеющую большое значение при производстве хлеба, макаронных изделий, манной крупы и других изделий. Пшеничная мука дает хлеб лучшего качества, более вкусный и полнее усваиваемый, чем мука из зерна других культур (ржи, ячменя, овса, кукурузы). Пшеничное зерно и продукты его переработки имеют диетическое значение (хлебные изделия, приготовленные из целого зерна, с добавлением отрубей, клейковины и др.).

Пшеница — культура однолетняя. В России возделывается пшеница озимая (высеваемая осенью) и яровая (высеваемая весной). Озимую пшеницу, как менее зимостойкую, по сравнению с яровой, высевают в более южных районах. На долю яровой пшеницы приходится 70-75% всей посевной площади под пшеницей, на долю озимой — 25-30%.

Пшеница представлена большим  разнообразием видов. В нашей стране наиболее распространены два вида — мягкая и твердая пшеница. На долю мягкой пшеницы в России приходится около 90% всех посевов. Твердая пшеница более требовательна к плодородию почвы, по урожайности она обычно уступает мягкой. Важно уметь различать зерно мягкой и твердой пшеницы по внешнему виду (табл. 3).