Пшеница — одна из важнейших сельскохозяйственных культур, играющая ключевую роль в питании человека. Основным продуктивным органом пшеницы является колос, в котором формируются зерна — семена растения, являющиеся источником пищевых продуктов и сырьем для промышленности. Понимание строения колоса и зерна пшеницы, а также химического состава зерна, особенно белков, имеет большое значение для агрономии, пищевой промышленности и биотехнологий.
▎Строение колоса пшеницы
Колос — это соцветие пшеницы, состоящее из оси (колосковой оси) и прикрепленных к ней колосков. Колос имеет удлинённую форму и состоит из множества колосков, расположенных поочередно с двух сторон оси. Каждый колосок содержит 2–5 цветков (цветковая чешуя), которые после опыления превращаются в зерна.
Основные части колоса:
• Ось колоса — центральный стержень, на котором располагаются колоски.
• Колоски — мелкие структуры, несущие цветки и впоследствии зерна.
• Чешуи колоска — защитные образования, окружающие цветки и зерна.
• Остистые придатки — у многих сортов пшеницы колоски имеют остистые выросты (усы), которые помогают в распространении семян.
Колос развивается постепенно: сначала формируются цветки, затем происходит опыление и оплодотворение, после чего начинают развиваться зерна.
▎Строение зерна пшеницы
Зерно пшеницы — это семя растения, состоящее из нескольких основных частей, каждая из которых выполняет свою функцию:
1. Покровы зерна (оболочка)
Внешняя часть зерна — твердая оболочка (отруби), которая состоит из нескольких слоев клеток. Она защищает внутренние части зерна от повреждений и потери влаги. Оболочка содержит клетчатку, минералы и витамины.
2. Эндосперм
Основная часть зерна, содержащая запас питательных веществ — крахмал и белки. Эндосперм служит источником энергии для прорастания семени. Он состоит преимущественно из крахмала (около 70–75%) и белков (около 10–15%).
3. Зародыш (эмбрион)
Маленькая часть зерна, из которой развивается новое растение. Зародыш богат жирами, белками, витаминами и минеральными веществами.
4. Щиток
Тонкий участок на поверхности зародыша, через который происходит поглощение воды во время прорастания.
▎Состав зерна пшеницы
Зерно пшеницы — сложный биологический объект с разнообразным химическим составом:
• Углеводы — основная часть приходится на крахмал (60–70%), который находится в эндосперме.
• Белки — составляют примерно 10–15% массы зерна.
• Жиры — около 2%, сосредоточены главным образом в зародыше.
• Минеральные вещества — около 1–2%, преимущественно в оболочке и зародыше.
• Витамины — группы B, E и другие.
• Клетчатка — в основном в оболочке.
▎Белки пшеницы: виды и значение
Белки пшеницы играют важную роль как в питании человека, так и в технологических процессах при производстве муки и хлеба. Они делятся на несколько классов по их растворимости и функциональным свойствам:
1. Глютелины
Это растворимые в слабых кислотах или щелочах белки. Глютелины обеспечивают прочность теста, его упругость и эластичность.
2. Глиадины
Белки, растворимые в спирте, отвечающие за вязкость теста. Глиадины вместе с глютелинами формируют группу белков, называемых глютеном — основным компонентом теста, дающим ему способность к подъему и удержанию газа при выпечке.
3. Альбумины
Водорастворимые белки, содержащиеся в меньших количествах. Они выполняют ферментативные функции и участвуют в метаболизме зерна.
4. Глобулины
Белки, растворимые в солевых растворах. Играют вспомогательную роль в питательном обмене зерна.
▎Функции белков в зерне
• Обеспечение запасного питания для зародыша во время прорастания.
• Формирование структуры теста при переработке муки.
• Влияние на качество хлеба, его объем и текстуру.
▎Заключение
Колос пшеницы — сложное соцветие, состоящее из множества колосков с цветками, которые превращаются в зерна. Зерно пшеницы состоит из оболочки, эндосперма и зародыша, каждый из которых имеет свои особенности и химический состав. Основной пищевой компонент зерна — крахмал и белки, среди которых ключевую роль играют глютелины и глиадины, образующие глютен. Понимание строения и состава зерна помогает улучшать сорта пшеницы, оптимизировать технологии переработки и создавать качественные продукты питания.