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Sezione longitudinale di un chicco di grano. Composizione chimica del grano, struttura del grano

La struttura del chicco di grano: 1 e 2 - gusci di frutta; 3 e 4 - rivestimenti di semi; 5 - strato di aleurone dell'endosperma; 6 - scudo; 7 - rene; 8 - embrione; 9 - radici rudimentali; 10 - endosperma; 11 - cresta.

Nei pani filmosi i chicchi sono ricoperti anche da scaglie di fiori. Nel frumento nudo e nella segale il chicco si separa facilmente dalle scaglie; nel miglio, nella chumiza e nel riso, le scaglie dei fiori aderiscono perfettamente al chicco; nell'orzo filmoso crescono addirittura insieme al grano.

Gli ibridi di sorgo vengono coltivati ​​per i cereali. Nel nostro Paese coltiviamo ibridi semplici con panico semicompatto, cottura veloce e uniforme. I dati sull'origine del sorgo sono riportati nella colonna. I climi più caldi hanno ampiamente sostituito il mais, e i climi umidi e freddi hanno ampiamente sostituito il mais. Attualmente nel nostro paese esistono varietà rumene e straniere con diverse raccomandazioni: siccità e tolleranza alla siccità, aree con risorse termali e di idratazione o aree con deficit termico.

L'origine di questo cereale è riportata nel riquadro. Ha origine nelle regioni montuose della Cina e del Nepal, dove ha mantenuto la sua importanza nella dieta della popolazione locale. L'origine del riso è indicata nella confezione. In Italia sono varietà precoci, caratterizzate da una tavolozza di colori, palme gialle, chicchi bianchi. La superficie coltivata e la produzione di grano sono distribuite uniformemente su tutto il territorio. Questa situazione è determinata dalle diverse condizioni pedoclimatiche esistenti nelle diverse parti del Paese. Mais Il criterio principale di zonizzazione è la costante termica.

L'endosperma del chicco è un tessuto con sostanze nutritive di riserva. Lo strato esterno dell'endosperma, direttamente adiacente al guscio, è pieno di granuli di aleurone ricchi di sostanze azotate. Sotto di esso ci sono cellule piene di granelli di amido. L'embrione si trova alla base del chicco, sul lato convesso. È costituito da uno scutello che lo collega all'endosperma, da una gemma ricoperta di foglie rudimentali, da un fusto primario e da una radice. L'embrione è piccolo rispetto all'endosperma e rappresenta l'1,5-2,5% della massa del chicco nel frumento, segale e orzo, il 2-3,5 nell'avena e il 10-14% nel mais.

Quest'area comprende la maggior parte dell'altopiano della Moldavia, una piccola parte della pianura meridionale all'incrocio con il terreno collinare dei Carpazi meridionali e la pianura nordoccidentale. Orzo L'orzo autunnale viene coltivato nelle steppe e nelle aree forestali, mentre l'orzo primaverile viene coltivato in zone fresche e umide. 20.

Le zone migliori per la coltivazione dell'orzo sono: Pianura occidentale, Oltenia e Muntenia meridionale, Pianura Baragan, Dobroja, Silvostepa Moldovei e Transilvania. La segale può essere coltivata in zone generalmente sfavorevoli ad altri cereali, è estremamente resistente all'inverno e fa buon uso di terreni sabbiosi o acidi con bassa fertilità, climi freddi e umidi o secchi. A seconda del grado in cui sono soddisfatti i requisiti per la validità della segale, nel nostro paese vengono designate le seguenti grandi aree culturali: un'area molto favorevole è occupata dalle regioni montuose e dalle zone collinari circostanti in Moldavia, Muntenia, Oltenia e Transilvania.

Composizione chimica del grano. Il chicco di grano contiene l'11...20% di proteine, il 63...74% di amido, circa il 2% di grassi e la stessa quantità di fibre e ceneri. Gli indicatori più importanti che caratterizzano la qualità del grano sono il contenuto di proteine ​​e glutine nel grano. Il contenuto proteico determina l'uso del grano. Ad esempio, per cuocere al forno sono necessari cereali con un contenuto proteico del 14... 15%, per fare la pasta - 17... 18%.

Questa zona è caratterizzata da un clima più umido e più fresco con suoli di bassa fertilità naturale. L'area favorevole occupa le regioni collinari e dell'altopiano della Moldavia, la parte settentrionale dell'Oltenia e della Muntenia, nonché le parti centrali e occidentali dell'altopiano della Transilvania. L'area è relativamente calda e meno umida delle aree submontane, terreni moderatamente fertili, erosione o erosione.

Il territorio meno favorevole comprende la pianura rumena, Bărgăganul, Dobroeja e la pianura del Banato. Avena Le zone più favorevoli per l'avena sono: l'Altopiano della Transilvania, la Pianura Occidentale, l'Altopiano Getico e la Depressione di Gigi. Sorgo Le zone più favorevoli sono le pianure della Muntenia meridionale e dell'Oltenia, la pianura del Banato e la pianura centrale della Moldavia, principalmente nella stessa zona di distribuzione del mais. 21.

Le più pregiate sono le varietà di alta qualità di grano forte, pregiato e duro. La base della divisione grano tenero Le classi di forza della farina (forte, media e debole) si basano sul contenuto di proteine ​​e glutine nel chicco e sulla qualità del glutine.

Le proteine ​​sono il materiale principale nella costruzione dei tessuti negli esseri umani e negli animali. In termini di contenuto calorico, le proteine ​​sono superiori all'amido e allo zucchero e sono seconde solo ai grassi vegetali. Si dividono in semplici (proteine) e complesse (proteine: nucleoproteine, lipoproteine, ecc.), caratterizzate da una composizione chimica più complessa. Le proteine ​​semplici comprendono principalmente le seguenti frazioni: albumine (proteine ​​idrosolubili), globuline (proteine ​​solubili in soluzioni deboli di sali neutri), gliadine (proteine ​​solubili in alcol etilico al 70-80%), glutenine (proteine ​​solubili in soluzioni deboli acide e alcali). Le più preziose sono le gliadine e le glutenine. Per la cottura al forno, il rapporto migliore è di circa 1:1.

In successione le colture destinate all'alimentazione, si consiglia di coltivarle nelle pianure meridionali e occidentali. Standard di qualità L'esistenza di un gran numero di specie di grano ha imposto lo sviluppo di un sistema di classificazione del grano. Ogni classe è divisa in sottoclassi e le sottoclassi sono divise in cinque gradi. Le valutazioni si basano sulla purezza del grano, sulla percentuale di chicchi danneggiati o difettosi e sulle impurità. In Canada, il grano è classificato in sette classi e 19 gradi, in Argentina ci sono due tipi principali di grano e quattro gradi, e in Australia ci sono sette tipi e tre classi principali.

La qualità di una proteina è determinata dalla composizione degli aminoacidi in essa contenuti: maggiore è il loro numero, maggiore è il valore alimentare e foraggero del raccolto. I più preziosi sono gli aminoacidi essenziali: valina, lisina, triptofano, ecc.

Le proteine ​​insolubili in acqua sono chiamate glutine o glutine.

Il glutine è un grumo di sostanze proteiche rimasto dopo aver lavato l'impasto dall'amido e da altri componenti. Il gusto e le proprietà di cottura della farina dipendono dalla quantità e dalla qualità del glutine. Il contenuto di glutine umido varia dal 16 al 50% nel frumento, dal 3,1 al 9,5% nella segale e dal 2 al 19% nell'orzo.

Il grano raccolto è suddiviso in classi in base ad una serie di indicatori: stato sanitario, glaucoma, contenuto e qualità del glutine, peso ettolitrico, impurità, chicchi germogliati. La segale, coltivata in diverse parti del mondo, è classificata per tipologia o classe. In ogni caso, la classificazione si basa sulle caratteristiche fisiche del grano e sulla massa dei cereali nel loro complesso, che contribuisce al commercio della segale. In Canada, la segale viene classificata gradualmente. Esistono due tipi di standard applicati all'assunzione   i chicchi di segale sono classificati in tre gradi, la tabella degli ettolitri contiene informazioni sul contenuto di chicchi germogliati o bruciati, la presenza di altri chicchi, segale cornuta da sclerozi di segale cornuta. i limiti di impurità sono più restrittivi.

La resa e la qualità del glutine sono fortemente influenzate dalle condizioni esterne. Se il riempimento dei cereali avviene in climi caldi e secchi, il contenuto di glutine aumenta. I danni al grano causati da insetti dannosi ne riducono significativamente la qualità.

Il buon glutine si allunga in lunghezza e resiste allo stiramento senza rompersi.

A. ha sviluppato uno standard in cui la segale è classificata in 4 gradi. I sottotipi sono suddivisi in classi caratterizzate da: massa ettolirica, contenuto di impurità, basso contenuto di cereali. In Europa ci sono paesi che hanno incluso lo standard della segale e i valori minimi di alcuni indicatori che valutano la qualità dei prodotti da forno. In Romania i cereali vengono classificati gradualmente. I semi non devono contenere additivi, sostanze tossiche, residui di pesticidi o altri contaminanti che possano nuocere alla salute umana.

Impurità fisico-chimiche umidità densità apparente cereali rotti cereali rugosi cereali danneggiati da insetti parassiti cereali altri cereali. Questo standard si riferisce al peso ettolitro, al contenuto di grano, al contenuto di impurità. Conservazione dei cereali I cereali sono organismi viventi. Respirano e in determinate condizioni germinano. I processi respiratori sono importanti, si svolgono a livello di ogni cellula e servono come fonte di energia. Tuttavia, se non mantenuta bassa, la respirazione può produrre una quantità significativa di calore.

Il glutine di frumento ha le proprietà più preziose, grazie alle quali il pane integrale è altamente poroso e digeribile. Il glutine di segale è di qualità significativamente inferiore al glutine di frumento: è meno elastico ed estensibile, quindi il pane di segale ha meno porosità e volume.

Gli estrattivi privi di azoto sono rappresentati principalmente da carboidrati, tra i quali predomina l'amido, che è contenuto nell'endosperma e costituisce circa l'80% di tutti i carboidrati. Il resto viene da zucchero di canna, localizzato principalmente nel germe (circa 1,5% della massa del chicco). Ci sono più carboidrati nella parte centrale del chicco che in quella periferica. A seconda della posizione dei chicchi di amido nelle cellule dell'endosperma, i chicchi di cereali possono essere farinosi o vetrosi. Nei cereali con endosperma farinoso, gli spazi tra i granuli di amido grandi sono riempiti da un gran numero di piccoli granuli di amido provenienti da un sottile strato proteico. Nel grano vetroso non ci sono quasi grani di amido piccoli e gli strati proteici sono più spessi e riempiono tutti gli spazi tra i grani di amido grandi.

Le emissioni di calore, combinate con una bassa conduttività termica e diffusione della massa del grano, portano all'accumulo di calore e alla tostatura, che influiscono negativamente sulla qualità e sulla quantità del grano immagazzinato. I fattori che influenzano la respirazione sono: umidità, temperatura e disponibilità di ossigeno. Il contenuto di umidità dipende dall'umidità relativa e la conservazione del grano, ad esempio, ha un'umidità pari o inferiore al 14%. Un gran numero di parassiti: roditori, insetti e microrganismi possono anche influenzare negativamente la qualità dei raccolti di grano immagazzinati.

Vengono realizzati contenitori per il grano o silos di stoccaggio, ma i metodi moderni includono l'uso di un contenitore sigillato che può essere trattato con anidride carbonica o azoto per ridurre l'infestazione e rallentare la respirazione. Le strutture per lo stoccaggio dei cereali devono soddisfare determinate condizioni: essere facilmente accessibili, fornire un'area di stoccaggio asciutta e fornire un'aerazione meccanica dei prodotti immagazzinati.

Per migliorare la qualità della farina di mais, prima della macinazione si elimina il germe del mais, da cui si ottiene un olio commestibile e medicinale.

La cenere del pane filmoso si trova principalmente nelle pellicole e nei chicchi nudi si trova nel guscio del frutto. Nella macinazione complessa, la maggior parte delle ceneri finisce nella crusca, quindi migliore è la separazione della farina dalla crusca, minore è la quantità di ceneri che contiene. La cenere del pane (ad esempio il grano) è ricca di acido fosforico (circa il 50% della massa delle ceneri) e povera di calcio (2,8%), contiene leggermente più magnesio (12%), l'ossido di potassio è circa 30 % della massa di cenere.

Consente di controllare il grano durante lo stoccaggio. Struttura anatomica dei cereali I chicchi di cereali hanno una composizione anatomica simile. La struttura e la composizione anatomica dei cereali sono mostrate nella figura e nella tabella. Il grano ha una forma ovoidale con una lunghezza che dipende dalla varietà e diversità, nonché dalla sua collocazione nella spezia e dal suo sviluppo.

Struttura anatomica dei chicchi di grano. I grani sulla superficie dorsale sono lisci, ad eccezione dell'inserzione nella regione dell'orecchio, dove la membrana fetale è rugosa, luogo in cui si trova l'embrione. Il chicco di grano ha un mento sulla superficie ventrale, che nella maggior parte dei chicchi può penetrare quasi fino al centro del chicco. Le gabbie sono allungate, ma sono lunghe e larghe come una barba. Sopra la pelle, all'esterno della sottile epidermide, i granelli sono relativamente impermeabili all'acqua, che però, a causa dello sfregamento, dell'urto, può danneggiarsi o rompersi.

La fibra costituisce la base delle pareti cellulari e dei gusci dei cereali, quindi ce n'è di più nel pane filmoso. I chicchi piccoli contengono più fibre dei chicchi grandi.

L'acqua, che regola i processi fisiologici vitali, si trova nel grano nelle seguenti forme: 1) legata chimicamente, inclusa nelle molecole delle sostanze in proporzioni rigorosamente definite (questa acqua è costante e inerte); 2) legato fisico-chimicamente, incluso nella composizione del grano in varie proporzioni; questa forma di comunicazione include acqua legata ad adsorbimento, assorbita osmoticamente e strutturale; 3) legati meccanicamente, o liberi, la cui quantità può variare notevolmente; quest'acqua viene facilmente rimossa una volta essiccata. I semi di cereali vengono conservati con un contenuto di umidità non superiore al 14-15% (stato secco all'aria).

L'ipoderma è uno strato cellulare altamente compresso di cellule epidermiche. Lo strato sottile della parete cellulare facilita la migrazione dell'acqua e favorisce la separazione del pericarpo esterno da quello interno.  Lo strato interno di cellule del pericarpo è presente principalmente tra le estremità del chicco: i maschi sono strati cellulari appiattiti 1-2, le linee cellulari embrionali 1-2 sono larghe e collegate tra loro.

Lo strato di celle inclinate si trova sulla maggior parte della superficie del componente. Lo strato di cellule tubolari si trova parallelo all'asse longitudinale dei chicchi e presenta spazi liberi tra loro. Strato di semi e strato di pigmento. Lo stampo avvolge completamente i semi. Lo sperma è strettamente legato allo strato cellulare tubolare e allo strato non cellulare. È costituito dalla cuticola esterna, dalla cuticola colorata e dalla cuticola. Lo strato ialino proviene dalle pareti dell'ovaio del fiore. Si trova tra il tegumento e lo strato di aleurone ed è strettamente collegato ad entrambi.

Oltre a proteine, carboidrati, grassi e ceneri, i cereali contengono enzimi e vitamine.

Gli enzimi svolgono un ruolo importante nel convertire le sostanze di riserva del seme in una forma digeribile per il seme in germinazione. Enzimi principali: diastasi, amilasi - scompongono i carboidrati (amido e zucchero); lipasi, che scompone i grassi; un gruppo di enzimi proteolitici che modificano le proteine; enzimi ossidativi - perossidasi.

Condire l'intero chicco tranne la zona in cui si trova l'embrione. È costituito da cellule incolori, compresse molto resistenti, con pareti ispessite. Endosperma  Strato aleuronico È costituito da grandi cellule cubiche con pareti spesse, dove sono presenti numerosi piccoli granelli di aleurone e goccioline di sostanze grasse. Contengono anche le cellule dello strato di aleurone gran numero plasma con piccoli vacuoli in cui si accumulano le proteine.  endosperma di amido. Questa è la parte anatomica principale del chicco di grano. Le sue cellule sono piene di numerosi granuli di amido intrappolati in una rete proteica.

Le vitamine (composti dalla composizione chimica complessa e varia) sono di grande importanza per le piante, l'uomo e gli animali. I chicchi di cereali contengono un complesso di vitamine (B1, B2, B6, PP, E, A, ecc.).

Un tipico esempio di chicchi di cereali è il frutto del grano. Il chicco di grano ha forma ovale-allungata, la parte convessa del chicco è detta dorsale, mentre la parte opposta è detta ventrale. Sul lato ventrale della cariosside è presente un solco profondo, il cosiddetto solco, il luogo di adesione delle pareti dell'ovaio. Nella parte superiore del frutto c'è un ciuffo, o barba, costituito da escrescenze simili a peli del guscio esterno. L'embrione si trova nella parte inferiore del chicco.

Nell'endosperma dell'amido possono comparire vari bicchieri e aree di pasta. Nei granuli di amido appaiono rotondi e vitrei e sono separati da una notevole quantità di materiale proteico; nei granuli di polvere sono intrecciati su lati diversi, in modo che ci sia meno spazio per il materiale proteico e, in quanto rimane, spazio. Le pareti delle cellule dell'endosperma vetroso sono più spesse dei grani morbidi. Per il grano duro questa frazione proteica non esiste. Queste foglie sono ricoperte da un coleptil, una guaina. È ricoperto da una buccia molto sottile, fatta eccezione per la punta, nella parte anteriore della quale è presente un piccolo poro attraverso il quale emergono le foglie durante la germinazione.

Un chicco di grano può essere caratterizzato da tre dimensioni: la lunghezza è considerata la distanza tra la base e la parte superiore del chicco, la larghezza è tra i lati e lo spessore è tra le superfici ventrale e dorsale.

Il solco del chicco di grano forma un anello, che complica il processo di trasformazione del grano in farina.

Il frutto del grano è costituito da tre parti principali: endosperma, germe e guscio (frutto e seme).

Nella parte superiore ci sono nodi e internodi. Le interfacce sono molto brevi, appaiono le foglie.  Ipocotilo Collega la gemma superiore alla radice inferiore e allo scutello dall'interno.  Radicale È costituito da una radichetta e da 2-4 radici secondarie. La radice radicale è costituita da cellule merismatiche protette da grandi cellule del parenchima che formano una collettivizzazione.

Scutello  a forma di scudo o disco e costituito da cellule del parenchima arrotondato circondate da uno strato di cellule colonnari - epitelio, più arrotondate da un lato e più affilate dall'altro, che penetrano nel parenchima dell'endosperma. 32. Il mais ha gli stessi componenti anatomici del chicco di grano. Nel pericarpo, sul bordo del dente e sopra l'embrione, è presente una zona di attacco della seta che funge da sporgenza del pericarpo. Contiene una base di filo di seta. Nella parte inferiore del chicco c'è un'area in cui il chicco si attacca alla pannocchia.

Il guscio del frutto protegge il chicco dall'esterno. È formato dalle pareti dell'ovaio ed è costituito da diversi strati di cellule. Lo strato longitudinale è costituito da file di cellule allungate, di colore giallo paglierino. Sono queste cellule che formano la barba nella parte superiore del chicco. Le cellule dello strato trasversale si trovano perpendicolari all'asse principale del grano. Lo strato trasversale è colorato intensamente giallo. Gli strati trasversali e longitudinali non sono saldamente collegati tra loro. Il terzo strato di cellule è chiamato strato tubolare perché è costituito da tubi; solo nella zona dell'embrione è continuo.

Anche il rivestimento del seme è costituito da tre strati di cellule. Il primo strato di cellule è trasparente e impermeabile. Il secondo strato è dipinto. Il terzo strato si chiama rigonfiamento ed è completamente trasparente. Il rivestimento del frutto e del seme svolge una funzione protettiva.

I gusci sono capaci di far passare acqua e ossigeno all'interno del chicco, ma trattengono anche una grande quantità di sostanze organiche e inorganiche. Questo è essenziale per la germinazione del grano. La composizione chimica dei gusci è costituita da fibre.

L'embrione è il rudimento della futura pianta. È costituito da una gemma, una radice rudimentale e uno scutello. Sul germoglio si può distinguere il cono di crescita (meristema) del fusto primario e talvolta le foglie rudimentali. Lo scutello confina da un lato con l'endosperma e dall'altro ricopre l'embrione. Attraverso lo scutello, i nutrienti entrano nell'embrione durante la germinazione dei semi. Lo scutello è ricco di enzimi. Lo scutello e l'epiblasto sono rudimenti dei cotiledoni.

La parte più importante del chicco di grano è l'endosperma. È costituito da uno strato esterno di cellule chiamato strato di aleurone. Questo strato è costituito da cellule grandi, a pareti spesse, quasi rettangolari, piene di proteine ​​intervallate da grasso. Le cellule dello strato di aleurone sono trasparenti. Nel frumento, nella segale e nell'avena, lo strato di aleurone è costituito da un solo strato di cellule, mentre nell'orzo è costituito da diversi strati (da due a quattro). La parte interna dell'endosperma è costituita da grandi cellule a pareti sottili piene di amido. L'endosperma è il tessuto nutriente del seme, formato a seguito della doppia fecondazione e che serve per il supporto vitale dell'embrione.

Per l'alimentazione umana, l'endosperma è di grande valore, poiché contiene una quantità significativa di sostanze nutritive. Il germe del grano, pur essendo ricco di proteine, grassi, vitamine e minerali, è molto difficile da macinare. Inoltre, la farina contenente parti del germe non si conserva bene. Pertanto, quando si trasforma il grano in farina, il germe viene rimosso. I gusci dei frutti e dei semi sono quasi privi di sostanze nutritive, quindi le aziende molitorie cercano di separare i gusci per ottenere farina di alta qualità.

Di notevole interesse è la questione della relazione quantitativa tra le singole parti del grano. È necessario prestare particolare attenzione quando si studia la morfologia dei cereali. Il contenuto di endosperma nel chicco di grano è l'indicatore più importante della qualità del grano per l'industria molitoria. Conoscendo la percentuale di endosperma nel chicco, puoi calcolare la quantità di farina di alta qualità.

Il metodo per determinare questo rapporto è difficile da implementare nei laboratori di produzione. Si tratta della macerazione preliminare del chicco, della separazione manuale dell'embrione con lo scutello; La cosa più difficile è separare i tegumenti e lo strato di aleurone dall'endosperma.

Sono stati fatti tentativi per sviluppare dispositivi (ad esempio un fotoanalizzatore) che possano essere utilizzati per determinare il rapporto tra le parti del grano. La quantità di endosperma può essere calcolata teoricamente sulla base dei dati sul contenuto di sostanze minerali (contenuto di ceneri). Tuttavia, tutti questi metodi sono adatti solo per lavoro di ricerca. Pertanto, abbiamo dovuto cercare altri modi per determinare indirettamente il rapporto tra endosperma e membrane. Come risultato della ricerca, è stato definito il concetto di riempimento del grano, che gioca un ruolo importante nella valutazione delle proprietà di macinazione della farina.

Tra gli indicatori che caratterizzano il rapporto tra endosperma e gusci di grano e, di conseguenza, il suo valore nutrizionale e le proprietà di macinazione della farina, includono anche: forma e dimensione dei grani, natura, peso di 1000 grani, densità, filmosità, dimensione dei grani e uniformità.

Dai dati presentati in tabella. 1 mostra che il contenuto di endosperma nel grano varia ampiamente dal 77,0 all'84,1%, quindi la resa teorica della farina può variare in modo abbastanza significativo.

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