Пищевая Биохимия / Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. - Биохимия зерна и хлебопродуктов

ГЛАВА 12

Разработан производственный метод определения содержа- ния проросшего зерна, названный методом числа падения. Ме- тод заключается в определении вязкости клейстеризованной бол- тушки в вискозиметре простой конструкции. Вычисляют качественное число (QH) ржи с учетом степени ее прорастания, измеренной числом падения, QH = (число падения х 0,8) + (всхо- жесть х 04) — (содержание свободных жирных кислот х 0,5).

Технологическое достоинство ржи дифференцируется по величине QH: I сорт >= 150, II сорт 50—149 и III сорт <= 50.

На научной и практической основе разработаны многочис- ленные приемы повышения качества проросшего зерна и по- лучаемого из него хлеба, применяемые в сельском хозяйстве, на мукомольных заводах, хлебозаводах.

Основной метод борьбы с прорастанием зерна ржи на кор- ню — выведение раннеспелых сортов, уборку которых можно провести в конце лета, до наступления влажного периода, или сортов, устойчивых к прорастанию зерна в колосе до и во время уборки урожая. Здесь многое зависит от селекции, так как при-

знак устойчивости ржи к прорастанию на корню передается по наследству при гибридизации. Проросшее зерно рекомендует- ся хранить в сухом помещении. Партии зерна с различной сте- пенью прорастания следует хранить отдельно. Для снижения ферментативной активности применяют сушку проросшего зер- на при более высокой температуре, чем нормального. Важно при этом не допускать ухудшения качества клейковины.

При переработке проросшего зерна в муку изменяют режим подготовки его к размолу и режим размола. Наиболее эффек-

тивное средство улучшения качества хлеба при использовании муки из проросшего зерна пшеницы на хлебозаводе — повы- шение кислотности теста на 1 —2°, чего можно достигнуть при- менением жидких дрожжей. При этом активность а-амилазы снижается, состояние мякиша существенно улучшается.

Для улучшения качества ржаной муки из проросшего зер- на применяют сушку при повышенной температуре (нагрев до 65—70 °С) или гидротермическую обработку — увлажне- ние перед размолом до 23—25% и прогрев при 75—78 °С при- мерно 2 мин. Продолжительность хранения муки из ржи, со- держащей проросшие зерна, не должна превышать 2—3

_______________ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СОЗРЕВАНИЯ ЗЕРНА

недель. Оправдало себя добавление к такой муке 5—10% пше- ничной муки.

Распространено ошибочное убеждение, что разжижение клейстеризованной водно-мучной суспензии на кипящей во- дяной бане, измеряемого методом числа падения для оценки

степени прорастания зерна является результатом действия фермента а-амилазы. Такое расширенное понимание всеоб- щности действия а-амилазы сложного комплексного процес- са прорастания, разносторонне регулируемого многими фак- торами, противоречит биологической логике. Установлено и многократно доказано, что ведущее значение для физичес-

кого состояния и реологических свойств пшеничного теста имеет клейковина, а ее главной составной частью являются так называемые клейковинообразующие белки — глиадин и глютенин. Так же общепризнанно, что биологическую основу

прорастания зерна составляет повышение активности всех его ферментативных систем, причем фермента а-амилазы в зерне пшеницы нет, и он образуется лишь при прорастании. Все ферменты действуют избирательно, каждый из них спо- собен разорвать строго определенную связь. Это значит, что а-амилаза не может оказать никакого влияния на состояние белков и клейковины, как и на протеолитические ферменты гидролизующие, т. е. разжижающие клейковину. Биологиче-

ское назначение гидролитических ферментов заключается в том, что они под влиянием соответствующих биологических механизмов из зародыша через щиток перемещаются в эндо- сперм, гидролизуют в нем соответствующие высокомолеку- лярные органические вещества. Продукты гидролиза пере-

двигаются в зону тронувшегося в рост зародыша и здесь используются на синтез необходимых органических соеди- нений, идут на построение клеток и тканей нового растения. Таким образом, разжижение клейстеризованной водно-муч- ной суспензии представляет собой суммарный результат дей- ствия всех ферментов зерна, и каждый из них вносит свою долю в конечную степень разжижения. Ошибочное припи- сывание ферменту а-амилазе единоличной способности из-

менять состояние и признаки проросшего зерна и в результате ухудшать его технологические достоинство, видимо, порож-

ГЛАВА 12

дено тем фактом, что на фоне увеличения активности других

ферментов активность этого фермента значительно выше по сравнению с остальными ферментами зерна. Увеличенная активность а-амилазы при прорастании зерна биологически оправдана тем, что этот фермент предназначен гидролизо- вать крахмал, на который в составе зерна приходится наи- большая часть. Иная картина наблюдается в изменении фи- зических свойств ржаного теста при прорастании зерна, в котором, в отличие от пшеницы, решающую роль при фор- мировании технологических свойств играет углеводно-ами- лазный комплекс. Но и здесь было бы неправильно считать,

что физические свойства ржаного теста регулируются одним ферментом — а-амилазой.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чем заключается сущность созревания зерна? Какие основные процессы протекают при созревании?

2.Каковы особенности процессов, возникающих на отдель ных стадиях созревания зерна?

3.Что такое послеуборочное дозревание зерна? Какие про цессы протекают при этом? Какими средствами можно уско рить послеуборочное дозревание зерна?

4.Что такое состояние покоя и старение семян?

5.Каковы условия прорастания зерна и их последствия?

6.Как изменяются при прорастании зерна белки и углево

ды?

7.Как изменяются ферменты при прорастании зерна?

8.Как изменяется клейковина при прорастании зерна?

9.Как изменяется хлебопекарное достоинство зерна при прорастании?

10.Какими методами измеряют качество проросшего зерна?

11.При помощи каких способов улучшают качество хлеба из проросшего зерна?

Глава 13

ПОВРЕЖДЕННОЕ,

НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Зерно легко подвергается воздействию неблагоприятных внешних факторов, что приводит к снижению качества и ухуд- шению технологического достоинства. В полевых условиях зер- нового хозяйства предотвратить или ослабить пагубное влия- ние таких факторов не всегда удается. Ухудшившееся качество зерна усложняет его хранение и переработку, влияет на каче- ство готовой продукции (муки, хлеба, макарон и т. д.). Следует

различать повреждения зерна в поле и при уборке урожая и при неблагоприятных условиях хранения. К поврежденному зерну в поле относят зерно проросшее, морозобойное, суховейное, по- врежденное полевыми вредителями и сорными растениями, по- лучившее механические повреждения, обесцвеченное, пожел- тевшее и др. К повреждениям зерна при хранении относят самосогревание, порчу сушкой, вредителями хлебных запасов, микроорганизмами. Повышение общей культуры земледелия, улучшение технологии растениеводства, внедрение новых уро-

жайных и устойчивых против болезней и вредителей семенных материалов, обеспечение хозяйств материально-техническими средствами способствуют сокращению потерь зерна при про- изводстве и хранении, повышению рентабельности. При про- изводстве, хранении и переработке зерна возможны условия, приводящие к приобретению зерном ядовитых свойств.

Источниками вредных для человека и животных веществ в зер- не могут быть: болезни растений, поражающие их во время роста и развития; остаточные количества ядохимикатов, применяемых в поле для борьбы с сорными растениями и вредителями; оста- точные количества ядохимикатов, используемых для уничтоже- ния вредителей хлебных запасов в складах, элеваторах, на крупя- ных и мукомольных заводах; ядовитые вещества, продуцируемые

ГЛАВА 13

в зерне при его уборке или хранении в результате развития мик- роорганизмов и вредителей. При развитии некоторых грибов на злаках зерно приобретает токсичные свойства. Употребление в пищу такого зерна вызывает у людей и животных болезни, назы- ваемые микотоксикозами. Реже токсичные вещества в зерне вы- рабатываются бактериями. Хлебные злаки часто поражаются многими грибами из рода Fusarium. Особенно часто страдают рожь, пшеница, ячмень, бобовые культуры. Рост грибов приво- дит к значительным изменениям химического состава зерна. Происходит энергичный гидролиз белков и накопление продук- тов их распада: аммиака, пептидов, аминов, свободных амино- кислот и токсичных веществ для человека и животных.

В период созревания зерна преимущественно в северной полосе России, Западной и Восточной Сибири нередки ран- ние заморозки. Наиболее пагубно они влияют на зерно пше- ницы. Повреждение созревающего зерна морозом на корню понижает урожайность, ухудшает мукомольные и хлебопекар- ные качества зерна, затрудняет его хранение, ухудшает каче- ство посевного материала.

Степень повреждения зерна пшеницы морозом зависит от фазы его зрелости к моменту наступления заморозков. Зерно пол- ной спелости, даже при длительном действии заморозков сохра- няет свое качество. Зерно середины восковой или более ранних стадий спелости не повреждается при температуре до —2 °С, не- значительно повреждается от —2 до —3 °С и сильно повреждает- ся при более низкой температуре, оно становится морщинистым и приобретает серо-зеленый цвет. Повреждение не полностью созревшего зерна объясняется не столько непосредственным дей- ствием холодного воздуха, сколько образованием льда в расти- тельных клетках. Кристаллы льда быстро проникают в межкле- точное пространство и внутрь клетки, разрушая ткани зерна. Это

приводит к прекращению или замедлению процессов синтеза при одновременном усилении гидролиза.

Для зерна морозобойного характерна незавершенность (прерванность) процессов биосинтеза белков и полисахари- дов. Хлебопекарные достоинства зерна морозобойного резко ухудшаются: хлеб получается с заминающимся мякишем, тем- ный, с плохой пористостью и солодовым привкусом.

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

Таблица 76

Биохимические особенности морозобойного зерна пшеницы

Биохимические особенности морозобойного зерна пшени- цы приведены в таблице 76. С повышением степени морозо- бойности уменьшаются масса 1000 зерен, всхожесть зерна, уве- личиваются его титруемая кислотность, амилолитическая активность, особенно активность а-амилазы, содержание са- харов, клетчатки, повышается зольность (рис. 53, 54).

При уменьшении общего количества белков и содержания клейковины ее качество значительно ухудшается. Клейковина становится крепкой, крошащейся. Общее количество углево-

дов в зерне по мере увеличения степени его морозобойности снижается в результате незавершенности процесса формирова- ния крахмала. Относительное содержание Сахаров и клетчатки возрастает. Для зерна морозобойного характерны повышенная интенсивность дыхания, легкая подверженность самосо- греванию, развитие микроорганизмов, особенно плесеней, что

ГЛАВА 13

усложняет его хранение. При уменьшении численности мик- рофлоры характерных для доб-

рокачественного зерна бактерий видов Pseudomonas herbicola и Pseudomonas fluerescens и появле- ния видов Aspergillus и Penicillium,

снижается стойкость зерна моро- зобойного при хранении и сокра- щаются сроки безопасного хране- ния. Морозобойная пшеница с влажностью 19% хранится без ухуд- шения качества в течение 1—4 сут. при температуре 25 °С. При той же

температуре продолжительность безопасного хранения зерна с влаж- ностью 16%, поврежденного моро- зом в стадии молочной, восковой и полной спелости, составляет соот-

ветственно 7, 10 и 13 сут. При температуре 10 °С сроки стойкого хранения зерна пшеницы с влажностью 19% увеличиваются до 13—25 сут. в зависимости от фазы созревания, при которой про- изошло повреждение, при влажности 16% такое зерно хранится до 30—49 сут., при влажности 14% — до 57—87 сут.

При температуре 0°С морозобойное зерно влажностью 14— 16% сохраняется без ухудшения качества в течение 2—4 меся- цев, а при влажности 19% — от 50 до 63 сут. в зависимости от степени спелости зерна при наступлении заморозков. При пе- реработке морозобойного зерна пшеницы применяют ряд ме- тодов, в частности его добавляют к зерну нормального качества.

Соотношение того и другого зерна устанавливают опытным путем в каждом отдельном случае. Хороший результат дает от- бор щуплых зерен в зерноочистительных отделениях мукомоль- ных заводов, поскольку примесь именно такого зерна особенно заметно ухудшает качество муки. Качество зерна морозобойно- го и его физиолого-биохимические особенности можно улуч- шить тепловой обработкой: при влажности до 16% зерно нагре- вают до 50 °С, при влажности 19% и выше — до 40 °С.

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

Разработана технологическая схема приемки и послеубо- рочной обработки морозобойного зерна пшеницы. Особен- ность этой схемы заключается в том, что зерно разделяют на

четыре категории качества ситовым способом в сочетании с сепарированием и затем применяют определенную последо-

вательность операций по обработке зерна в зависимости от целевого назначения зерна каждой категории. Морозобойное зерно пшеницы сушат с учетом его влажности при понижен- ных дифференцированных режимах, рекомендуемых ВНИИЗ для пшеницы с крепкой клейковиной. После сушки проводят ситовой анализ зерна для уточнения схемы его очистки.

При поступлении зерна морозобойного на хлебоприемном предприятии устанавливают систематическое наблюдение за температурой, влажностью зерна и наружного воздуха, запахом и цветом зерна, зараженностью его вредителями. В ожидании суш- ки зерно размещают в складах или на площадках, оборудованных установками для активного вентилирования. Зерно, прошедшее обработку, размещают и хранят отдельно по категориям качества и в пределах каждой категории — раздельно по влажности.

При работе с мукой из зерна морозобойного на хлебозаводе также применяют смешивание муки разного качества. Основ- ным мероприятием служит повышение кислотности для сни- жения декстринируюшего действия а-амилазы. Для этого тесто готовят на жидких дрожжах, добавляют часть спелого теста, оставленного от предыдущего приготовления, или на специ- альных молочнокислых заквасках.

ГЛАВА 13 ___________________________________________________________

§1. ЗЕРНО ПРОМОРОЖЕННОЕ

Внашей стране до 40% запасов зерна хранится при минусо- вых температурах. При этом создаются благоприятные есте- ственные условия для длительного хранения зерна. При низ-

ких температурах в зерне резко замедляются биологические процессы (прежде всего интенсивность дыхания), снижается

ипочти приостанавливается жизнедеятельность вредителей

имикрофлоры, что обеспечивает хорошую сохранность зер- на. Семенное достоинство сухого зерна (всхожесть, энергия прорастания, сила роста) при хранении в промороженном со- стоянии не снижается. Зерно пшеницы и ржи кондиционной влажности (14—16%), хранящееся при температуре до —30 °С, не снижает всхожести и энергии прорастания.

На зерно влажное и сырое минусовые температуры действу- ют губительно — всхожесть и энергия прорастания снижают- ся. Чем выше влажность и ниже температура хранения, тем в большей степени ухудшаются семенные достоинства зерна. Исследовали свежеубранную пшеницу влажностью 22,7% с незаконченным послеуборочным дозреванием и нашли, что при температуре хранения —25 °С процесс дозревания в пше- нице протекает очень медленно. Технологические достоинства промороженного зерна также снижаются. Особые трудности в зимний период возникают для мукомольных заводов.

Мукомольные и хлебопекарные достоинства зерна пшени- цы с низкой влажностью (11,5—14,0%) при хранении его в ус- ловиях минусовых температур ухудшаются. Содержание сы- рой и сухой клейковины немного снижается, клейковина становится более крепкой, гидратационная способность ее при этом уменьшается (при —40°С на 4—7%), содержание водора- створимого белкового азота также снижается (при —40 °С на 9-14%). При замораживании до -20 °С и ниже в клейковин- ном белке происходит частичная денатурация. При перера- ботке зерна, хранившегося при минусовой температуре, на-

блюдается снижение выходов муки высоких сортов и ее качества (зольность повышается на 0,02 и 0,06%), что ухудша-

ет производственные показатели мукомольного завода и его рентабельность.

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

Для исправления технологического достоинства зерна пше-

ницы его перед размолом необходимо прогреть до температуры не ниже +15 °С. В этом случае практически полностью восста- навливается его технологическое качество. Того же результата достигают при помощи гидротермической обработки зерна.

§ 2. ЗЕРНО СУХОВЕЙНОЕ

Недостаточная обеспеченность сельскохозяйственных расте- ний водой, сопровождаемая обычно высокой температурой (за- суха), или действие сухих ветров при высокой дневной темпера- туре и низкой относительной влажности воздуха (суховей) ухудшают качество зерна, снижают урожаи и могут приводить к полной гибели посевов. Наиболее часто это наблюдается в юж- ных и юго-восточных районах РФ. Существенное влияние нарост и развитие злакового растения, урожайность и качество зерна при суховее оказывают уровень агротехники, продолжительность воз- действия экстремальных условий, устойчивость сорта.

Однодневные, интенсивные суховеи в большинстве случа- ев повреждают лишь вегетативную массу, что почти не сказы- вается на качестве зерна. Продолжительный суховей (4—5 сут) ведет к значительному его повреждению. При действии засухи или суховея в период формирования колоса, цветения или в самом начале налива зерно может совсем не образоваться. Зер- но пшеницы, захваченное суховеем в период ранней молоч- ной спелости и позднее, становится более или менее щуплым. Чем раньше зерно захвачено суховеем, тем сильнее уменьша- ется его масса.

В зависимости от степени зрелости зерна в момент захвата суховеем скорость дальнейшего поступления в него питатель- ных веществ снижается до 40—60%. Под влиянием суховея зна- чительно увеличивается стекловидность зерна пшеницы. Так, в контрольной пробе при массе 1000 зерен равной 32,3 г, стек- ловидность составляла 47,5%; в зерне, подвергавшемся дей- ствию опытного суховея в течение 5 сут., масса 1000 зерен уменьшилась до 25,8 г, а стекловидность возросла до 100%. Действие суховея заключается в основном в ускорении созрева- ния зерна. Качество суховейного зерна приведено в таблице 77.

ГЛАВА 13 ___________________________________________________________

Таблица 77

Сравнительная характеристика зерна нормального и захваченного в естественных условиях суховеем

Основная особенность растений, подвергавшихся суховею, в том, что многие важные ферменты азотного, углеводного и фосфорного обмена ингибируются, что, в конечном счете, ве- дет к щуплости и неполноценной белковости зерна. Приток углеводов в зерно затруднен: высокая температура тормозит фотосинтез и может привести к гидролизу полисахаридов зер- на. Суховейное зерно богаче нормального белковым азотом и клейковиной и соответственно беднее растворимыми соеди- нениями азота (аминокислотами и др.). Недостаточный при- ток углеводов в зерно может привести к уменьшению содержа- ния в нем жира по сравнению с зерном нормальным.

Из суховейного зерна можно получить хлеб удовлетвори- тельного качества. Ущерб от суховея заключается в резком сни- жении урожая и уменьшении выхода муки и крупы, поскольку относительная величина его периферийных слоев и, следователь- но, отрубей больше, а доля мучнистого ядра меньше, чем в нор- мально выполненном зерне из-за небольших размеров зерновки.

_____________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

§ 3. СТЕКАНИЕ (ИСТЕКАНИЕ) ЗЕРНА

Нередко наблюдается, что во время созревания и уборки зер- но быстро и сильно «худеет», становится щуплым, на нем появ- ляются мучнистые пятна, иногда розоватый налет, а также чер- ный зародыш. Это явление в различных местах называется по-разному: роса медовка, медвяная роса, грибная чернь, чер- ная плесень, черноточечная болезнь колосьев и зерна пшеницы и ржи, падение натуры, стекание и т. д. В результате этого явле- ния урожай заметно снижается, энергия прорастания и всхо- жесть уменьшаются, технологические качества ухудшаются.

Вприведенных названиях отражено разнообразие причин, вызывающих это заболевание (биохимические процессы, про- исходящие в растении и зерне, развитие микроорганизмов и др.). Стекание зерна во время его созревания в Нечерноземной зоне понижает намолоты озимой пшеницы на 20% и более. Дождевание на ранних стадиях созревания злакового расте- ния значительно снижает накопление сухого вещества в зер- не, приводит к существенному недобору зерна. На более по-

здних стадиях созревания растения слабее реагируют на действие дождя, урожай снижается незначительно.

Дождевание, особенно на ранних фазах созревания, резко

изменяет течение физиологических процессов и химический состав зерна (табл. 78).

Взлаковом растении уменьшается приток ассимилятов к зер- ну — дождевой водой из эндосперма вымываются растворимые углеводы, образующиеся при гидролизе из ранее накопленного крахмала, усиливается расход накопленных веществ на дыха- ние. Во время затяжных дождей растрачиваются не только уг- леводы, но и азотистые, а также минеральные вещества.

Таким образом, действие затяжных дождей наряду с

уменьшением сухого вещества нарушает обмен веществ в последующей фазе развития зерна. В условиях влажной по- годы, сильных долго не спадающих рос и туманов во время созревания зерна и во время жатвы механизм истекания зер- на еще больше усложняется. Выявлено, что в этот период истекание зерна протекает в виде своеобразного двухфазно- го заболевания.

ГЛАВА 13____________________________________________________________

Таблица 78

Изменение химического состава зерна ячменя Винер при дождевании в разные периоды

В первой, неинфекционной фазе увлажнения зерна, осо- бенно при повышенной температуре во время фаз молочной, восковой, а также полной спелости зерна на корню, в валках и при высокой влажности семян резко возрастает (в 2,5 раза) активность гидролитических ферментов, главным образом амилаз. Одновременно протеолитические ферменты расщеп-

ляют белки и переводят их в низкомолекулярные азотистые вещества. Накопление водорастворимых веществ повышает осмотическое давление в клетках, что усиливает приток в них

воды с влажной поверхности зерна в результате чего из зерна

________ _____________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

выделяются сахара и азотистые вещества, и оно обедняется питательными веществами. Растворы органических веществ смачивают поверхность зерна, а также пленки и стержень ко- лоса. При интенсивном развитии процесса колос на вкус ста- новится сладковатым (роса медовка, медвяная роса).

Одновременно в зерне значительно усиливается дыхание.

Синтезируемая при дыхании вода дополнительно увлажняет зерно, что еще более усиливает гидролитические и окислитель- ные процессы. Нарастание процессов в неинфекционной фазе способно за 1—3 сут. привести к большим потерям массы, сни- жению урожая, ухудшению его посевных, технологических и кормовых качеств.

Для второй, инфекционной фазы болезни характерно заселе- ние колосьев и зерна микробной флорой — грибами. При разви-

тии грибов на растениях появляются черные точки или пятна различной формы и размеров, при глубоко зашедшем процессе — сплошной черный, реже розовато-белый налет плесени на зерне и на пленках колоса. Грибы, разрастаясь, быстро внедряются и во внутренние ткани зерна. Раньше считали, что для грибной черни или черной плесени достаточно высокой влажности и благопри- ятной для развития грибов температуры. Теперь становится оче- видна необходимость для развития грибов питательной среды — продуктов осахаривания крахмала и гидролиза белков в первую, неинфекционную фазу истекания зерна.

Существенное значение имеют также продукты жизне- деятельности самих развивающихся на зерне грибов, прежде всего гидролитических и других ферментов, усиливающих рас- пад его углеводов, белков, липидов и других веществ. Пред- ставления о сущности стекания позволяют лучше понять та- кие явления, как черный зародыш пшеницы, бактериальный меланоз (почернение ядра проса), а также накопление различ- ных токсинов в зерне и продуктах его переработки.

К числу практических мер для защиты урожая от стекания зерна относятся проведение уборки и послеуборочной обра- ботки урожая в сжатые сроки, максимальное сокращение раз- рыва между жатвой и обмолотом валков при раздельной убор- ке, правильный выбор при орошении последнего дождевания перед наливом зерна. Важное значение имеют: оптимизация

ГЛАВА 13 ___________________________________________________________

режима минерального питания злакового растения, посколь- ку в условиях орошения обеспеченность азотными удоб- рениями и микроэлементами (марганец) снижает стекание зерна; применение хлорхолинхлорида (препарата ТУР) и дру- гих ретардантов; селекция зерновых культур на устойчивость к стеканию и грибной черни пшеницы.

§ 4. ЗЕРНО ПОЖЕЛТЕВШЕЕ

Пожелтение зерна наиболее характерно для риса. Примесь пожелтевших зерен в крупе портит внешний вид готовой про- дукции, придает крупе неприятный вкус, запах и ухудшает ку- линарные свойства. При содержании в партии риса от 0,5 до 2% пожелтевших зерен невозможна выработка крупы высшего сор- та. При содержании пожелтевших зерен более 5% невозможно получить крупу даже второго сорта. По размерам желтые зерна меньше нормальных (по длине и ширине на 2,0—0,5%).

Процесс пожелтения зерна риса начинается в хозяйствах,

особенно когда валок лежит на мокрой почве или смачивается

иуплотняется осадками. При длительном хранении на хлебо- приемных предприятиях интенсивность окраски возрастает. Гибель зародыша также способствует пожелтению.

Условия, благоприятные для пожелтения, — это повышен- ные влажность зерна риса (более 20%) и температура (30 °С и выше). В результате накопления продуктов распада белков и углеводов происходит реакция меланоидинообразования, что

иприводит к пожелтению зерна риса. Наблюдаемое при гид-

ротермической обработке зерна риса при получении из него крупы нежелательное потемнение ядра — также результат ме- ланоидинообразования. Ряд авторов считают, что желтую ок- раску оболочек вызывают соединения полифенольного харак- тера. В желтых зерновках полифенолы под воздействием фермента монофенол-монооксигеназы (о-дифенолоксидазы) превращаются в о-хиноны, которые, в свою очередь, могут давать темноокрашенные соединения. Наиболее интенсивно окрашены плодовая и семенная оболочки.

Высказано предположение, что появившиеся в рисе свобод- ные ненасыщенные жирные кислоты адсорбируются на повер-

______________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

хности крахмальных зерен и, окисляясь кислородом воздуха, образуют продукты желтого цвета. Некоторые авторы считают, что причина образования желтой окраски зерна риса — микро- организмы — главным образом грибы и в отдельных случаях бак- терии. Развиваясь на зерне, микроорганизмы выделяют окра- шенные меланины. Опубликованы сведения о том, что некоторые штаммы грибов Penicillium и Aspergillus, вызывающие пожелтение зерна риса, выделяют токсичные вещества.

Однако не только пожелтевший, но и белый рис, зараженный некоторыми штаммами Penicillium и Aspergillus, также токсичен. Пораженный плесенями рис по внешнему виду напоминает зер- но после термической обработки. При микробиологическом анализе разницы в микрофлоре белого и желтого риса не выявле- но. Подводя итог экспериментальным и литературным данным, можно сделать вывод о том, что основная причина пожелтения риса — реакция меланоидинообразования. Микроорганизмы усиливают меланоидинообразование, поскольку, развиваясь, продуцируют активные ферменты и, следовательно, ускоряют распад органических веществ и образование свободных амино- кислот и восстанавливающих Сахаров — компонентов, из кото- рых образуются меланоидины.

Токсичные вещества, обнаруживаемые в пожелтевшем рисе, по-видимому, представляют собой метаболиты грибной флоры.

Особенности химического состава пожелтевшего зерна представлены в таблице 79.

По химическому составу пожелтевшие зерна риса значи- тельно отличаются от нормальных. Содержание сахарозы в них в 10 раз меньше, а глюкозы и фруктозы выше в 2—3 раза. Коли-

чество глюкозы увеличивается не только в результате распада сахарозы, но и в результате гидролиза крахмала.

Заметно изменение количества органического фосфора: в желтом зерне риса оно уменьшилось на 30%, а минерального одновременно возросло почти в 5 раз. Содержание белков в желтом зерне риса уменьшается при одновременном возрас- тании небелкового азота. Распад белков сопровождается об- разованием низкомолекулярных азотистых соединений (ами- нокислот, амидов).

ГЛАВА 13 ___________________________________________________

Таблица 79

Химический состав шелушеного риса с белой, желтой и коричневой окраской

_____________________ ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

пожелтевшим зерном риса от 125,5 до 204,2 мг мальтозы на 10 г сухого вещества.

Интенсивность дыхания желтых зерен риса выше по срав- нению с нормальными зернами, и вместе с тем его характер у того и другого зерна неодинаков, что нашло отражение в ве- личине дыхательного коэффициента (рис. 55). Зерна риса с розовой или коричневой окраской после удаления цветко- вых оболочек, особенно из партий зерна риса, выращиваемо- го на крайнем юге страны, относятся к разновидности риса краснозерных форм. Примесь их засоряет посевы селекци- онных форм и ухудшает товарные и технологические свой- ства зерна риса.

Пожелтение может возникнуть и развиваться при хранении зерна риса. При пожелтении зерна риса содержание различ-

ных форм связанных липидов остается примерно одинаковым (первая цифра — белый рис, вторая — пожелтевший, % сухого вещества): свободные 2,63; 2,72; связанные 0,26; 0,20; проч- носвязанные 0,16; 0,14. Суммарное содержание продуктов окисления липидов в пожелтевшем зерне риса составило 4,78% против 1,82% в белом зерне риса.

Изменение физико-химических показателей пожелтевшего зерна риса сказывается на его технологических (крупяных) дос- тоинствах. В партии крупы, полученной из зерна риса с повы-

Состав белков, особенно глобулинов и проламинов, также значительно изменился. Глобулинов в желтом зерне в пять с лишним раз больше, а проламинов, наоборот, в два раза мень- ше, чем в белом.

С появлением желтой окраски количество свободных аминокислот возрастает. Наиболее интенсивно накапливают- ся лизин, аргинин и глицин, содержание их увеличилось (со- ответственно) в 11; 6,4 и 5,3 раза по сравнению с белым зерном риса. Диастатическая активность возросла по сравнению с не-

360

Рис. 55. Интенсивность дыхания пожелтевшего зерна при хранении риса

361