Будова і хімічний склад зерна кукурудзи

Зерно кукурудзи за розміром, різновидністю форм і забарвленням істотно відрізняється від зерен інших злакових культур. Зерна кукурудзи різноманітні за розміром: дрібні мають довжину – 9, ширину – 5, товщину – 4 мм, а великі відповідно 18, 8, і 6 мм. У більшості сортів і гібридів маса 1000 зерен дорівнює 170…520 г, тоді як у пшениці – 30…40 г.

У качані кукурудзи 75…85 % маси належать зерну, а 15…25 % стрижневі качана.

У зерні кукурудзи розрізняють оболонку, алейроновий шар, зародок, ендосперм і чохлик. Оболонка і алейроновий шар захищають внутрішні частини зерна від пошкодження і зараження хвороботворними мікроорганізмами. Крім того, алейроновий шар є носієм забарвлення зерна. Зародок довгастої форми розташований у нижній частині зерна. Він є найніжнішою і легко ушкоджуваною частиною зерна.

На рис. 17.4 показана будова зернівки кукурудзи.

Рисунок 17.4. 1 – ендосперм, 2 – алейровний шар, 3 – оболонка,

4 – зародок, 5 – чохлик

Під оболонкою зерна розміщений ендосперм - крохмалисте тіло з товстостінними білковими клітинами, заповненими крохмалем. У кукурудзяному зерні на частку оболонки припадає 6…8 , зародка – 8…-12, ендосперму – 80…85 % до сухої речовини.

Зволоживши зерно, його можна розділити на складові. Ця властивість його покладена в основу технології переробки зерна кукурудзи на крохмаль.

Хімічний склад зерна залежить від грунтово-кліматичних умов вирощування, сорту і підвиду кукурудзи, терміну вирощування і збирання.

Середній хімічний склад дозрілої кукурудзи, % на суху речовину, становить у %: крохмаль – 68,0 - 74,0; сирий білок – 9,0…12,0; жир – 4,0…6,5; цукри (загальні) – 2,0…3,0; клітковина – 2,0 - 3,0; пентозани – 4,0…6,0; зола – 1,0…2,0.

Хімічні речовини в зерні розподілені між складовими частинами нерівномірно: приміром, крохмаль становить в ендоспермі 80 % його загальної кількості, решта (зовсім мало) міститься в оболонці й чохлику.

У зародку крохмалю нема, зате міститься основна кількість жиру (78…90 %). Решта жиру наявна в оболонці й чохлику.

Кукурудзяний жир належить до напіввисихаючих жирів, легко розчиняється в різних органічних розчинниках, містить близько 72 % рідких і 28 % твердих жирних кислот.

Крім сортових ознак, на хімічний склад зерна впливає також стиглість кукурудзи. На пізнішій фазі стиглості відбувається в основному накопичення зеїну (переважаючий вид білка в зерні), зменшується кількість небілкового водорозчинного азоту. Незважаючи на накопичення нерозчинного у воді зеїну зріла кукурудза переробляється легше, ніж недозріла. Високобілкові сорти кукурудзи містять зеїну більше, ніж низько білкові.

У кукурудзяному зерні різні білки розподілені між його складовими частинами нерівномірно: у зародку міститься близько 70 % глобуліну всього зерна; у решті частин переважають зеїн і глобулін. Білки зародка за біологічною цінністю вищі, ніж білки оболонки і ендосперму, оскільки білок зеїну має менше амінокислот. У білках кукурудзи (переважно в білках зародка і ендосперму) наявні майже всі амінокислоти: аргінін, гістидин, лізин, тирозин, фенілаланін, лейцин, валін, глутамінова кислота, аланін, пролін та ін.

Зола кукурудзяного зерна міститься переважно (75 %) у зародку. Склад хімічних елементів золи кукурудзи, % до маси золи: оксид калію 26…38, фосфорнокислі солі 40…50, оксид магнію 14…18, оксид кальцію 1…З і оксид кремнію 0,5…5. Близько 10 % золи перебуває в алейроновім шарі, 10 – в ендоспермі, 5 – у чохлику та оболонці.

У процесі перероблення зерна значна частина мінеральних речовин переходить в екстракт, глютенові води і виділяється із зародком. Присутність фосфору в золі ускладнює виділення заліза з патокових і глюкозних сиропів у виробництві. Клітковина і пектинові речовини наявні: в оболонці близько 50 %, в зародку – 30 %, в ендоспермі - 20 %. У процесі перероблення зерна клітковина виділяється із зародком та грубою мезгою. Пентозани частково розчинні й виділяються з екстрактом, а нерозчинні – із зародком, грубою і дрібною мезгою. В оболонці їх міститься близько 43 %, у зародку – 20, в ендоспермі – 37 %. Розчинних вуглеводів у ендоспермі є 60 – 65, а в зародку 35…40 %. Вони представлені в основному глюкозою і мальтозою і під час перероблення виділяються з екстрактом.