1.1. Характеристика зернових культур

На внутрішньому та міжнародному ринках за призначенням зерно класифікується як продовольче, фуражне, технічне, насінне.

Продовольчі зернові культури за ботанічними ознаками поділяються на родини: хлібні злаки, гречані (гречка) і бобові (горох, квасоля, соя, чечевиця, нут, чина).

Основу асортименту вирощуваного в Україні зерна складають злакові культури. Зерно усіх злаків схоже за будовою і це показано на рисунку 1 на прикладі пшениці.

Зерно пшениці має овальну форму. Випукла сторона зерна називається спинкою, протилежна – черевце. Поздовж черевця проходить борозенка. На гострому кінці зерна є борідка.

Рисунок 1 – Будова зерна пшениці: 1 – борідка, 2 – плодова і насіннєва оболонки, 3- алейроновий шар, 4 – ендосперм, 5 – зародок

Оболонки - зовні покривають зерно і складаються з клітковини, геміцелюлози, лігніну та мінеральних солей. Вони не представляють харчової цінності, крім того погіршують колір і засвоюваність борошна і крупи.

Алейроновий шар - уявляє собою один ряд великих клітин, які містять значну кількість мінеральних речовин, білків, цукрів, жирів і вітамінів. Однак ці цінні речовини практично не засвоюються, тому що клітини товстостінні і недоступні для ферментів шлунково-кишкового тракту людини.

Ендосперм - складає біля 80% маси зерна.. Він складається з великих тонкостінних клітин, заповнених крохмалем і білками. Частка жиру, вітамінів та мінеральних речовин незначна (за виключенням сої, вівса і проса). Ендосперм - найцінніша частина зерна для одержання борошна і крупи

Зародок - уявляє собою тканини з живих клітин, які при проростанні формують коріння, листя та стебло. У зародку, порівняно з іншими частинами зерна, зосереджена найбільша кількість жирів, білків, цукрів, мінеральних речовин, вітамінів, ферментів. Але присутність зародка погіршує якість борошна і крупи, тому що його жир не стійкий і легко згіркає.

Зерна плівчастих культур (рису, проса, ячменю, вівса), крім вказаних складових частин, мають зовні ще квіткову оболонку, яка охороняє ядро від шкідливого зовнішнього впливу. При виготовленні сортового борошна та крупи квіткову оболонку, плодові і насіннєві оболонки, алейроновий шар і зародок відділяють від зерна повністю або частково і одержують висівки, які використовуються на корм тваринам. Очищені висівки також використовуються в харчовій промисловості в якості харчової добавки, що містить баластні речовини.

До родини злакових належать такі важливі культури як пшениця, жито, ячмінь, овес, кукурудза, просо, рис.

Пшениця - має унікальні технологічні властивості завдяки вмісту клейковиноутворюючих білків. У неї найбільш широкий спектр використання, порівняно з іншими культурами. Розрізняють пшеницю ярову та озиму: ярову сіють весною, а озиму - восени.

Пшениця поділяється на два види – тверда та м’яка, а згідно консистенції ендосперму – на склоподібну, напівсклоподібну та борошнисту. Чим твердіша консистенція ендосперму, тим вища склоподібність. Борошнистість зерна пояснюється наявністю мікропорожнин у ендоспермі. Тверді види пшениці мають склоподібну консистенцію, а м’які – склоподібну, напівсклоподібну або борошнисту.

Пшениця має велику кількість різновидів. В харчовій промисловості переважно використовують м’яку борошномельну пшеницю. Тверда пшениця (дурум) є сировиною для вироблення макаронного борошна і крупи.

За якістю пшениця поділяється на шість класів, відповідно до чого встановлюються закупівельні та відпускні ціни. Найбільш цінний – перший клас, а найбільш ходовий – третій. Зерно четвертого – шостого класів, по суті є фуражним.

Жито - відрізняється від пшениці формою, кольором, хімічним складом зерна. Вузьке і довге зерно жита має меншу масу. Вміст ендосперму у ньому нижчий, ніж у зерна пшениці, що зумовлює менший вихід сортового борошна. Жито переважно використовується для виготовлення житнього борошна, хлібного квасу. Житній хліб виходить більш щільнім і менш пористим, ніж з пшениці, тому що білки жита не утворюють клейковину, бо основна їх частка розчиняється у воді.

Тритікале –це гібрид пшениці і жита, який володіє високою зимостійкістю і якісним зерном, за властивостями близьким до пшениці. Тритікале містить до 20% білків, які утворюють слабку клейковину. Борошно з тритікале придатне для випікання пряників, хліба, схожого до житньо-пшеничного, для виготовлення пластівців. Зерно використовується в Україні як кормова культура в той час як за рубежем є сировиною для виготовлення продовольства.

Кукурудза – третя за значущістю зернова культура, що належить до високоврожайних теплолюбних і засухостійких культур. Зерно кукурудзі зовні вкрите дуже розвинутими плодовими і насінними оболонками. Великий зародок кукурудзи дає змогу одержувати рослинну олію. Ендосперм багатий на крохмаль і бідний білками, тому кукурудзу використовують для виготовлення борошна, крохмалю, фруктозних сиропів, пластівців і круп”яних паличок. Він за консистенцією буває борошнистим і склоподібним, за кольором – білим або жовтим. За формою і будовою качана і зерна кукурудза поділяється на зубоподібну, кременисту, крохмальну і лопнуту. Інші різновиди (цукрова, соскоподібна, плівчаста) вирощуються в незначної кількості.

Лише 12-15% врожаю кукурудзи використовується як продовольча сировина. На ринок надходить, в основному, фуражна кукурудза, що користується великим попитом.

Ячмінь складає конкуренцію кукурудзі за ціною, але перевершує її за поживною цінністю. До 20% зібраного ячменю витрачається на продовольчі цілі – виробництво крупи, пива, борошна. Для його вирощування потрібні специфічні умови та свої ботанічні сорти. Витрати на його вирощування окупаються світовими цінами.

Рис - круп’яна культура, яка має високу врожайність. Вона відноситься до теплолюбних та вологолюбних рослин, тому засівається на зрошувальних та затоплених землях на невеличкій території в Криму, у Херсонській та Одеській областях.

Зерно рису має круглясту або подовжену форму, покриту квітковими плівками, які легко відділяються від ядра. Ендосперм рису багатий на крохмаль і бідний на білки, вітаміни, жири, мінеральні речовини. Він може бути склоподібним або борошнистим. Вище ціниться склоподібний, тому що дає більший вихід крупи.

Рис використовується не тільки для виробництва круп, а й борошна, з якого одержують продукти дитячого і дієтичного харчування. Потреби в рисі з боку крупозаводів і населення в основному задовольняються за рахунок імпорту з Краснодарського краю, Індії, В’єтнаму, Єгипту, Пакистану, Китаю.

Просо – цінна круп’яна культура, яка відноситься до теплолюбних та засухостійких рослин.

Зерно проса покрите квітковими плівками, які легко відділяються від ядра. Ядро проса має круглясту форму, жовте або сіре забарвлення, може бути склоподібним і борошнистим. Біологічна цінність білків проса знаходиться на рівні білків пшениці.

Овес - має дуже плівчасте зерно білого або жовтого кольору, але плівки з ядром не зростаються і легко знімаються. Звільнене від плівок зерно за зовнішнім виглядом схоже з зерном жита. Особливістю хімічного складу вівса є підвищений вміст незамінних амінокислот і легкозасвоюваного жиру.

Використовують овес для виробництва продуктів дитячого і дієтичного харчування: вівсяної крупи, пластівців, толокна, печива, різних харчових сумішив. Він є також незамінним кормом для худоби та птиці.

Родина гречишних культур представлена гречкою звичайною. Зерно гречки тригранне, покрите грубою плодовою оболонкою коричневого або сірого кольору (рисунок 2). Оболонка з ядром не зростається і легко відділяється. Ендосперм гречки борошнистий. Він містить повноцінні за амінокислотним складом білки (12%), стійкі до окислення жири (2,5%), легкозасвоювані вуглеводи – крохмаль та цукри (60%). В зерні багато фосфору, кальцію, заліза і різних мікроелементів. Гречка є джерелом вітамінів В₁, В_2, Р, РР та органічних кислот.

Зерно гречки використовують для виготовлення крупи та борошна, що цінуються в дитячому та дієтичному харчуванні

Рисунок 2 - Зерно гречки в розрізі: 1 - оболонка, 2 - ендосперм, 3 – зародок

Родина бобових має широкий асортимент зернових культур, які вирощуються на всій території України. Продовольче значення мають горох, квасоля, чечевиця, соя, боби, чина, нут.

Будова насіння бобових культур інша, ніж злаків та гречки (рисунок 3). Зерно покрито щільною насіннєвою оболонкою, під якою лежать дві сім’ядолі, з’єднані паростком.

Рисунок 3 - Будова зерна бобових культур: 1 – сім’яна оболонка, 2 – зародок, 3 – стебло, 4 – корінець, 5 – сім’ядоля

За хімічним складом насіння бобових відрізняється великим вмістом білків, за властивостями схожих з білками тваринного походження (20-40%) і зниженою кількістю вуглеводів (5-40%). Присутня невелика кількість жиру – 2%. Винятком є тільки соя, яка його містить до 20% . Бобовим властивий добрий склад мінеральних речовин і вітамінів.

Недоліком бобових є те, що вони погано розварюються (від 90 до 120 хвилин). Це обмежує їх використання в кулінарії. Лише з гороху виготовляють крупу, інші культури використовуються у виді сім’ян.

Горох займає перше місце серед бобових культур. Продовольчий горох залежно від забарвлення сім'ядолей поділяється на жовтий і зелений, за розміром - на великій, середній і малий, за призначенням – круп’яний і консервний.

З гороху виробляють крупи, борошно, харчові концентрати.

Квасоля поділяється за кольором на три типи: білу, кольорову однотонну і кольорову різнобарвну. Використовують її в кулінарії для варки супiв, приготування начинок та інших страв.

Соя– культура, що адаптована до умов півдня України. Це найцінніша продовольча та кормова культура через високий вміст білків. Серед інших зернових культур вона є предметом міжнародної торгівлі. Використовується соя для виробництва борошна, олії, харчових концентратів, комбікормів, білкових препаратів та іншого. Використовується все: насіння, зелена маса, корені. Навіть грунт після неї збагачується азотом. Соя культура тепло- і світлолюбна, тому у промислових масштабах вирощується в США, Бразилії, КНР, Аргентині, в азіатських країнах, звідки і постачається на світовий ринок.

Боби в їжу вживаються в зеленому і зрілому виді, а також переробляються на консерви. В Україні не мають масового розповсюдження.