ГЛАВА II ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РЖИ И РЖАНОЙ МУКИ (1959 год)

ГЛАВА II ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РЖИ И РЖАНОЙ МУКИ (1959 год)

По химическому составу зерно ржи отличается от зерна других злаков.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Химический состав зерна ржи различными авторами представлен различно.

Так, Шаль в своих известных таблицах химического состава продуктов питания дает следующий состав зерна ржи (табл. 19).

При удалении оболочек процентное содержание углеводов увеличивается, а количество белка уменьшается. Форнет [249] дает следующий химический состав ржи в %:

В большой степени химический состав ржи зависит от крупноты зерна. Л. Н. Любарский [128] в своих работах отмечает, что с величиной зерна ржи связаны биологические и технологические свойства зерна.

В табл. 20 приведен средний химический состав зерна ржи разной крупноты при 15% влажности по Нейману—Пельсенке .

У щуплого зерна оболочки (по отношению к целому зерну) занимают больший процент.

Зависимость химического состава ржи от крупноты зерна и ее окраски представлена в табл. 22 (работа В. С. Смирнова и А.С. Мелениной [240]).

Рожь просеивали через набор сит с диаметром отверстий 3,0; 2,5; 2,0 мм. В колонках под этими цифрами в таблице 21 приведены результаты анализа соответствующих по крупноте фракций зерна. Предварительно рожь сортировали по цвету.

В таблице ярко отражено увеличение зольности и клетчатки в более мелких зернах.

Резко меняется химический состав ржи в зависимости от места произрастания (табл. 21).

Основными веществами ржи являются углеводы (главным образом крахмал) —от 62,25 до 69,64% и белки — от 7,7 до 15,0%.

АЗОТИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА РЖИ

Белки ржи при отмывании их из теста не дают связанной клейковины, какая получается при отмывании пшеничного теста.

Но все же белки ржи играют значительную роль в образовании ржаного теста, хотя процессы, происходящие при этом, недостаточно еще изучены.

Количество белка в зерне ржи колеблется от 7,7 до 17% к весу зерна и зависит от места произрастания, климатических и почвенных условий.

Нейман—Пельсепке [296] приводят следующие данные о содержании белка в % в зерне ржи разных стран:

Установлено [52], что по мере перемещения посевов ржи на восток и юго-восток СССР количество белка в зерне повышается.

Указывается также [46], что географический фактор больше влияет на содержание белка, чем сорт ржи.

Содержание белка зависит также и от цвета ржи.

В свое время Фишер (щит. по Гончаренко) отметил зависимость между цветом зерна и содержанием белка.

Л. Н. Любарский [128—131] установил зависимость между содержанием белка, цветом, стекловидностью и размером зерна. Крупное зеленое зерно содержит больше белка, и оно более стекловидно, чем мелкое. Крупное желтое зерно, наоборот, хотя и более стекловидно, но содержит меньше белка, чем мелкое.

Состав белков ржи

Глютенин в зерне ржи определить очень трудно, поэтому разные исследователи указывают различное его содержание. Считают, что белковый состав пшеницы и ржи почти одинаков.

Отдельные белки ржи и пшеницы мало отличаются по своему элементарному составу (табл. 2-3) (191].

В связи с разным процентом содержания азота белковый коэффициент для пшеницы обычно принимают 5,7, а для ржи— 6,25.

Распределение азота по фракциям белка ржи и пшеницы в % на с. в. представлено в табл. 24 [196].

Белки зерна ржи и пшеницы мало отличаются по составу аминокислот.

Нет большой разницы в составе глиадина и глютенина пшеницы и ржи (табл. 25).

М. С. Резниченко и др. [204] указывают на пониженное содержание пролина в глиадине ржи по сравнению с глиадином пшеницы.

Гоффман и Гортнер (цит. по Иванову [63]) дают следующее содержание аргинина, гистидина, цистина, лизина в глиадине пшеницы и ржи (табл. 26).

Глютенин ржи содержит значительно больше лизина и аргинина.

Аминокислотный состав белков целого зерна ржи и пшеницы приведен в табл. 27 (по данным Блок — Боллинга [26]).

УГЛЕВОДЫ

Большую часть зерна ржи составляют углеводы, из которых преобладает крахмал. Кроме того, имеются в небольшом количестве клетчатка, пентозаны, сахара и характерные для ржи трифруктозаны (левулезаны).

Количество углеводов в зерне ржи зависит от крупноты и цвета зерна, от района произрастания (см. таблицы 20, 21, 22). Обычно при увеличении процентного содержания белка снижается содержание углеводов и наоборот.

Ф. И. Гончаренко [46] дает следующее содержание углеводов в зерне ржи в % на с. в.

Сахара. Моносахариды в зрелом зерне обычно не встречаются. Из дисахаридов в нормальном зерне имеется сахароза.

А. Р. Кизель и В. Л. Кретович [68] приводят процентное содержание разных сахаров на с. в. для пшеницы и ржи.

По Нейману—Пельсенке [296] среднее содержание сахарозы в зерне пшеницы 0,6%, в зерне ржи — 3,0%.

Содержание в зерне ржи мальтозы, по разным источникам, колеблется от 0,2 до 4,3%, причем зерно ржи содержит мальтозы больше, чем зерно пшеницы. Эти колебания зависят от года урожая, сорта зерна и других факторов.

Фруктозаны (левулезаны). Раньше некоторые исследователи (Колэн и др.) находили в зерне ржи трисахарид—раффинозу, но с открытием Тильмансом во ржи трифруктозанов стало ясно, что раффинозы в зерне ржи нет. По наличию трифруктозанов рожь резко отличается от пшеницы. На этом основан метод определения примеси ржаной муки в пшеничной. Ниже приводится процентное содержание трифруктозанов на с. в. зерна (данные различных исследователей).

Кретович считает, что в растении ржи имеется несколько гомологов полифруктозидов с разным количеством фруктозных остатков. В зрелых зернах ржи имеется коллоидный полифрук-тозид (граминин), содержащий в молекуле 10 остатков

Крахмал. Крахмалу зерна ржи ряд авторов придает больше значения, чем белку. Это объясняется особой структурой и свойствами крахмала ржи. По форме крахмальных зерен рожь и пшеница мало различаются. Зерно крахмала ржи по размеру несколько больше, чем зерно пшеницы, причем размер зерен сильно колеблется в зависимости от места произрастания, сорта и других причин. Размер крахмальных зерен ржи лежит в пределах от 14 до 52 мк.

Многие исследователи считают, что крахмальное зерно снаружи имеет оболочку, а внутри состоит из отдельных слоев или частиц. Так, В. А. Николаев и Н. П. Шульц [157] утверждают, что крахмальное зерно пшеницы (и ржи) состоит из двух лежащих друг около друга чечевиц. Промежуток между ними, занимающий всю экваториальную зону крахмального зерна, авторы называют условно срединной пластинкой, которая состоит из радиально расположенных кристалликов и так же расположенных линейных пор. Благодаря неодинаковой плотности

вещества пластинка разбивается еще на ряд концентрических кругов. Чечевицы также состоят из массы лежащих поперек чечевиц кристалликов, приблизительно перпендикулярно расположенных по отношению к наружной стороне каждой чечевицы, и почти параллельны между собой. Между концами пластинки и концами обеих чечевиц остается два кольцеобразных пространства, имеющих в разрезе форму полувеера, состоящих также из кристалликов. В крахмальных зернах, лежащих ребром, наблюдается слоистость; в плосколежащих зернах такая слоистость менее заметна. Катц и Ханзен предполагают, что крахмальные зерна построены из отдельных частей (размером в 1 мк), правильно расположенных в тангенциальные слои. Пои намачивании крахмальное зерно делится радиальными тангенциальными трещинами на отдельные части размером 1 мк. О наличии трещин и пор в крахмальном зерне указывают и другие авторы.

В зерне ржи содержится от 47,7 до 62,7% крахмала.

Даже при очень тщательном выделении крахмала из зерна он не является чистым, а имеет примесь других веществ (в основном белка).

Имеются указания [262] на наличие гемиделлюлозы в ржаном и некоторых других крахмалах.

В зависимости от сорта, условий созревания, удобрений и других причин содержание крахмала в зерне значительно колеблется.

Декстрины. Декстрины в нормальном непроросшем зерне ржи отсутствуют. Из других полисахаридов второго порядка в зерне ржи имеются клетчатка и гемицеллюлоза. Оболочки зерна и клеточные стенки состоят главным образом из гемицеллюлоз, которые, с одной стороны, являются механическими скелетными веществами, а с другой — запасными веществами.

Гемицеллюлоза. Гемицеллюлозы зерна в основном - состоят из пентозанов.

Нейман—Пельсенке [296] дают среднее содержание пентозанов у ржи 8,5%, у пшеницы 7,5%.

Кроме того, рожь содержит растворимые в воде углеводы, тающие вязкие растворы — слизи, состоящие почти на 90% из пентозанов.

В оболочках зерна в небольшом количестве содержатся пектиновые вещества и лигнин.

ЖИРЫ, ВИТАМИНЫ И МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Жиры

Жира в зерне ржи содержится от 1,68 до 2,5%. Он представляет собой желтоватую, полу высыхающую жидкость, состоящую главным образом из ненасыщенных кислот. Зародыш зерна ржи имеет следующее содержание ненасыщенных и насыщенных кислот в масле (табл. 28 и 29).

Жир зерна ржи содержит больше ненасыщенных кислот (в основном олеиновую и линолевую).

Жир зерна характеризуется следующими физико-химическими показателями, табл. 30 (по данным различных авторов).

Физико-химические показатели жира зерна ржи близки к показателям пшеницы и других злаков.

При экстракции эфиром из ржи извлекаются другие жиропо-добные вещества (глицериды). Эти соединения в отличие от жира не омыляются, их содержится во ржи примерно 7,5% от общего количества экстрагируемых эфиром веществ. К этим веществам относятся фосфатиды (лецитин) и фитостерины (стериды, стеролы). Во ржи, по Нейману, лецитина содержится

0,55% (в основном в зародыше).

По Вемеру [326], в зародыше ржи находится 2% фитостерина (ситостерина).

Н. П. Козьмина и В. Л. Кретович [80, 81] приводят следующее содержание фосфатидов (в % на с. в.): в зерне ржи 0,57, в зерне пшеницы 0,65.

Витамины

Уже самые ранние исследования, посвященные распределению витаминов в зерне, показали, что они сконцентрированы в зародыше и периферийных частях зерна, включающих и алейроновый слой. Содержание витаминов в эндосперме (а следовательно, и в муке высших сортов) невелико.

В последнее время возрос о содержании витаминов в зерне усиленно изучался. Подавляющая часть работ посвящена изучению содержания витаминов в зерне и продуктах помола пшеницы, однако получены также данные и по содержанию витаминов группы В в зерне и муке ржи.

Так, К. Л. Поволоцкая, А. А. Кондрашова, О. И. Пушкинская и Е. П. Скоробогатова [171] исследовали содержание тиамина, рибофлавина и никотиновой кислоты в зерне ржи различных сортов для двух годов урожая (1945, 1948). Полученные ими данные приведены в табл. 31.

Минеральные вещества

Содержание минеральных веществ в зерне ржи колеблется в довольно широких пределах, примерно от 1,5 до 3%, среднее содержание золы в зерне ржи около 1,9—2,0%, оно зависит от места произрастания, климата, сорта зерна, вносимого удобрения и других факторов [85]. Зольность ржи незначительно выше, чем зольность пшеницы.

Е. Д. Казаков [66] определил зольность отдельных анатомических частей зерна ржи, что видно из табл. 32 (в % на абсолютно с. в.).

Указывается [295] следующее содержание отдельных минеральных веществ в зернах ржи и пшеницы в % на с. в.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РЖАНОЙ МУКИ РАЗНЫХ ВЫХОДОВ

При сортовом размоле зерна стремятся к тому, чтобы в высшие сорта муки как можно меньше попало оболочек с алейроновым слоем и зародыша. Напротив, в муке больших выходов и в особенности в отрубях этих частей зерна много; or этого и зависит химический состав муки разных выходов.

Химический состав разных продуктов помола ржи, по Нейману—Пельсенке [296], приведен в табл. 33 (в % на с. в.).

Для сравнения приводим химический состав отдельных частей зерна пшеницы по Н. Б. Роменскому [208] (в % на с. в., табл. 34).

Таблица 34

КРАТКИЕ выводы

1. Количество белка .в ржаном зерне колеблется от 7,0 до 16,57%. На содержание белка в зерне ржи влияют различные факторы: место и условия произрастания (метеорологические, агрикультурные), сорт, размер и цвет зерна.

2. Белки ржи по растворимости разделяют на те же фракции, что и белки пшеницы (глиадин, глютенин, альбумин, глобулин). По аминокислотному составу белки ржи и пшеницы также близки друг к другу.

3. Для зерна ржи по сравнению с пшеницей характерно высокое содержание фруктозанов.

4. Также характерно для ржи наличие значительного количества пентозанов, образующих специфические слизи, сообщающие водным вытяжкам из ржаной муки очень высокую вязкость.

5. Зерно ржи содержит витамины группы В (тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота). Содержание тиамина в различных сортах ржи колеблется от 4,18 до 7,80 мг/кг, 'рибофлавина — от 1,10 до 1,87 мг/кг и никотиновой кислоты — от 4,1 до 13,4 мг/кг с. в.

содержание .. 1 2 3 4 ..