Белки злаковых и бобовых культур и их использование в пищевой промышленности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Дальневосточный  федеральный университет»

 

 

 

ШКОЛА БИОМЕДИЦИНЫ

 

Кафедра пищевой  биотехнологии

 

 

 

Бубнова Юлия Евгеньевна

 

БЕЛКИ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ  КУЛЬТУР И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В  ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

 

 

Студент гр. С7403      _________________                                                                      (подпись)
Руководитель  доцент _____________  И.А.Супрунова
Регистрационный №  ________ ___________  ___________________       подпись                      И.О.Фамилия « _____» ___________________  20  г.	Оценка  _________________________   ____________  ___________________           подпись                            И.О.Фамилия   «_____» ________________ 20   г.

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Владивосток

2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..…………...….3

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР ……………..…4

1.1 Краткая характеристика представителей семейства злаковых…………….4

1.2 Краткая характеристика представителей семейства бобовых………..…..14

1.3 Химический состав зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, проса, сорго,

      кукурузы………………………………………………………………….…..19

1.4 Химический состав гороха, фасоли, чечевицы, сои………………….....…27

1.5 Характеристика белков злаковых и бобовых культур и

      их аминокислотный состав…………………………………………..…..….31

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЛКОВ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР  В

    ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ…………………………...…………..…..39

    2.1 Понятие функциональных ингредиентов и продуктов питания………….39

2.2 Основные этапы создания  функционального продукта……………….….41

2.3 Преобразование традиционного пищевого продукта в функциональный…………………………………………………………………42

2.4 Научные принципы обогащения продуктов микро- нутриентами……………………………………………………………….….….43

2.5 Технологические приемы обогащения продуктов микронутриентами…………………………………………………………....…45

2.6 Показатели, определяющие качество функционального продукта……………………………………………………………………….…47

2.7 Использование белков  злаковых и бобовых культур  в пищевой промышленности……………………………………………………………..….49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……..………………………………………………………..….….51

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………...……….55

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Эти продукты получают по разным технологиям. Однако все они имеют в качестве основного сырья зерно различных зерновых культур: пшеницы, ржи, кукурузы, проса гречихи, овса, риса, ячменя. Для производства крупы используется и горох (зернобобовые)[1].

По химическому составу  зерновые культуры делят на четыре группы, выделим две –  богатые  крахмалом (хлебные злаки) и белком (бобовые культуры). Первая культура является основным сырьем для получения хлеба, крупы и других хлебопродуктов, представители второй (горох) используются для получения крупы[1].

Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства. Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна. Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, так же большое значение придается эффективному использованию удобрений.

Очень важным аспектом является то, что бобовые и злаковые культуры являются основными источниками растительного белка, пищевых волокон, витаминов, минеральных элементов. Жиры зернобобовых и бобовых относятся к биологически ценным, так как в их состав входят эссенциальные жирные кислоты (линолевая, линоленовая), витамин Е, а также фосфолипиды, в том числе лецитин. Характерным для всех зерновых является низкое содержание лизина. Поэтому они являются незаменимыми компонентами в пищевой промышленности.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА  ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ  КУЛЬТУР

 

 

1.1 Краткая характеристика представителей семейства злаковых

Существенное сельскохозяйственное значение имеют растения, принадлежащие примерно к 30 родам, которым и будет дана краткая характеристика.

Кукуруза (Zea mays) — однолетнее однодомное растение. Родина — Мексика. В последние столетия распространилась по всему земному шару.

Рис. 1. Кукуруза

Один из крупнейших травянистых злаков, стебель достигает высоты 5 и более метров, листья крупные, шириной до 12 см; мужские цветки собраны в верхушечное соцветие — метелку, состоящую из колосовидных веточек (рис.1). Колоски расположены на веточках парами; один на ножке, второй почти сидячий. Каждый колосок состоит из 2 колосковых чешуи, между которыми 2 мужских цветка; цветковых чешуи 2. Тычинок, как и у подавляющего большинства злаков, 3.

Женские цветки собраны  в пазушные соцветия — початки. Каждый початок имеет многослойную обвертку, образованную влагалищами листьев. Одноцветковые женские колоски с пленчатыми колосковыми и цветковыми чешуями расположены попарно вдоль початка параллельными рядами. Из двух парных колосков развивается один, Цветок в другом колоске остается бесплодным. Столбик длинный, нитевидный с раздвоенным рыльцем. Пучок столбиков к моменту цветения высовывается из початка. Мужские цветки у данного растения созревают на несколько дней раньше женских, чем и достигается перекрестное опыление, осуществляемое посредством ветра.

Кукуруза — кормовая, продовольственная и техническая  культура. По занимаемой площади на земном шаре она уступает только пшенице. Огромное количество кукурузы выращивается для приготовления силоса. Стебли, листья и початки кукурузы богаты сахаром и прекрасно силосуются. Зерно используется в корм скоту, а также для производства разнообразных пищевых продуктов. Из стеблей кукурузы и кукурузных кочерыжек химическая промышленность изготовляет целый ряд синтетических продуктов. Сухие листья и стебли кукурузы используются также для изготовления бумаги. Цветочные столбики заготовляются как лекарственное сырье (желчегонное средство).

Существует несколько  разновидностей кукурузы и сотни  сортов. Высокой урожайностью отличаются гибриды кукурузы.

Сорго (Sorghum) — в СНГ произрастает 8 видов, из них лишь один — многолетнее растение. Все однолетние виды возделываются в культуре.

Рис.2. Сорго

Это крупные растения с метельчатым соцветием (рис.2).

Сорго сахарное (S. caccharatum) — возделывается на Украине, на Северном Кавказе и в Нижнем Поволжье. Достигает высоты свыше 2 м. Стебель заполнен паренхимой, богатой сахаром. Используется на сено, зеленый корм, как пастбищное растение и на силос. В молодых листьях иногда при условиях, ухудшающих рост, накапливается синильная кислота, вызывающая отравление животных. Зерно также используется на корм скоту. Засухоустойчиво. Большое хозяйственное значение имеет соргогумаевый гибрид — многолетнее кормовое растение, полученное в результате скрещивания сорго с многолетним корневищным сорняком — гумаем (S. halepense). Рекомендуется к возделыванию на песчаных землях засушливой зоны.

Сорго поникшее, или джугара (S. сетиит), возделывается в Средней Азии как зерновая культура. Зерно употребляется в пищу и как концентрированный корм.

Пшеница (Triticum) — однолетние за исключением нескольких видов, возделываемые растения. Всего насчитывается около 20 видов пшеницы, из которых мировое значение как продовольственные культуры имеют два вида: пшеница мягкая, или обыкновенная (Т vulgare). и твердая (Т. durum).

Мягкая пшеница —  наиболее широко распространенный вид. Колос этой пшеницы более или менее плотный или рыхлый. Колоски 4—5-цветковые, нижние цветковые чешуи с остью или безостые (рис. 3); соломина полая Зерновка мучнистая или мучнисто-стекловидная. Возделываются озимые и яровые формы.

Твердая пшеница менее широко распространена. Колос плотный.

Колоски 3—4-цветковые, два  нижних цветка в каждом колоске обязательно с длинной остью. Соломина выполнена белой паренхимой или имеет лишь узкий просвет. Зерновки стекловидные.

Оба вида возделываемых пшеницы имеют большое количество разновидностей. Виды и разновидности пшеницы легко скрещиваются между собой.

Пшеницы введены в  культуру с древнейших времен. Дикие  предки их не найдены.

Пшеница—продовольственная культура. Отходы от переработки зерна пшеницы (отруби и др.) представляют собой ценный концентрированный корм.

Рис. 3. Пшеница

Ячмень (Hordeum) — однолетние и многолетние растения. Соцветие— сложный колос. Характерная морфологическая особенность: колоски сидят на оси не в одиночку, а группами по три колоска. Колоски одноцветковые. Колосковые чешуи щетиновидные или ланцето-шиловидные. Нижняя цветковая чешуя с длинной остью. Зерновка обычно срастается с цветковыми чешуями, но бывают и голозерные ячмени.

Рис.4.Ячмень

Существенное хозяйственное значение имеют два вида возделываемых ячменей: ячмень обыкновенный (Н. vulgare) и двурядный (Н. distichutn). Ячмень возделывается с древнейших времен. Дикий предок ячменя двурядного — ячмень дикорастущий (Н. spontaneum), в настоящее время произрастает на Кавказе и в Средней Азии.

Ячмень — кормовая, продовольственная и техническая  культура (рис.4). Зерно ячменя идет на приготовление крупы, используется в пивоварении, а также идет на корм скоту, ячменная солома — широко используемый грубый корм. Ячмень высевают также для получения зеленого корма.

Овес (Avena) — преимущественно однолетние злаки. Листья широкие, соцветия — метелка. Колоски крупные, 2—4-цветковые. Колосковые чешуи крупнее цветковых. Нижняя цветковая чешуя обычно с остью. В различных зонах возделывается кормовая и продовольственная культур — овес посевной (A. sativd)(рис.5). Выращивается как для получения зерна, так и для зеленого корма; в последнем случае овес обычно высевается в смеси с бобовыми культурами — викой и горохом.

Рис.5. Овес посевной

Посевы зерновых бывают засорены овсюгом пустым (A. fatua) и  овсюгом Людовика (A. ludoviciana)—растениями, в молодом возрасте похожими на овес. При правильной агротехнике свсюг, как однолетний сорняк, сравнительно легко уничтожается, однако при плохой агротехнике становится опасным сорняком и может полностью заглушить посевы хлебов.

Суданская трава (S. sudanense) распространена в культуре на черноземных и каштановых почвах. Интенсивно кустится и хорошо отрастает. Дает пастбищный корм, зеленую подкормку и сено. Очень засухоустойчива. Из многих видов рода просо (Panicum) широко распространено просо посевное (P. miliaceum) — продовольственная и кормовая культура (рис.6.). Соцветие у проса — метелка. Возделывают просо для получения зерна, зеленой массы и как пастбищное растение. Зерно используется преимущественно для изготовления крупы — пшена, а также на корм птице. Пастбищная трава проса иногда вызывает отравление животных, поэтому просо используется как зерновая культура.

Рис.6. Просо

В засушливых районах СНГ возделывается  однолетний вид африканского проса, относящийся к роду Pennisetum (P. typhoideum). Это крупное растение с широкими темными листьями. Соцветие в виде плотной метелки, похожей на початок. Возделывается для получения зеленого корма и зерна, употребляемого в пищу человеком, и как концентрированный корм скоту, а также — на зеленый корм.

Рис посевной (Oryza sativa) — вторая по мировому значению после пшеницы продовольственная культура. Крупный гигрофильный злак размером до 150 см. Соцветие — метелка. Колоски одноцветковые. Колосковых чешуи 4. Цветковые чешуи плотно прилегают к зерновке, нижняя обычно с остью. Тычинок 6 (рис. 7). В СНГ возделывается на Дальнем Востоке, в республиках Средней Азии, в Закавказье, на Кубани и в южных районах Украины. Родина риса — Юго-Восточная Азия. При возделывании риса плантации обычно заливают водой; советскими учеными выведены сорта, дающие урожаи и при периодических поливах. Отходы от переработки зерновок риса используют на корм скоту.

Рис.7.Рис посевной

Род рожь (Secale) — представлен в СНГ несколькими дикорастущими видами; на больших площадях культивируется рожь посевная (S, cereale). Ближайшим предком посевной ржи является сорнополевая рожь (S. segetale), в настоящее время распространенная на Кавказе и в Средней Азии, где засоряет посевы зерновых культур. Стебель посевной ржи достигает при благоприятных условиях высоты 2 м листья широкие, соцветие — сложный колос. Колоски двухцветковые расположены на оси в два ряда. Нижняя цветковая чешуя с длинной остью. Ржаная дерть — обычный вид концентрированного корма (рис.8).