Зерно

Реферат на тему: Зерно

Оглавление

• Введение
• Семейство злаковых
• Семейство гречишных
• Семейство бобовых
• Список литературы

Введение

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам — злаковых, гречишных и бобовых,

Семейство злаковых

Основные хлебные культуры — пшеницу, рожь, овес, кукурузу, рис, просо, сорго относят к семейству злаковых (Graminial), классу однодольных растений.

Различают две формы злаковых — яровые и озимые. Яровые растения высевают весной, за летние месяцы они проходят полный цикл развития и осенью дают урожай. Озимые растения сеют осенью, до наступления зимы они прорастают, а весной продолжают свой жизненный цикл и созревают несколько раньше, чем яровые. Озимую и яровую формы имеют пшеница, рожь, ячмень и тритикале. Все остальные злаки бывают только яровыми. Озимые сорта, как правило, дают более высокий урожай, однако их можно выращивать в районах с высоким снежным покровом и достаточно мягкими зимами.

К биологическим признакам, характеризующим злаковые культуры, относят строение корня, стебля, листьев, цветков и др.

Корень злаков — мочковатый, хорошо развитый (длина корешков достигает 3 м и более, а кукурузы и сорго — 8 — 10 м), но у пшеницы, ржи, ячменя и овса основная часть корневой системы расположена на глубине до 20 — 30 см, поэтому эти злаки особенно чувствительны к засухе. Корневая система остальных злаковых культур уходит в землю глубже, поэтому они более засухоустойчивы.

Стебель злаков — соломинка, состоящая из трех — пяти междоузлий, соединенных стеблевыми узлами. У ячменя, ржи, овса и мягкой пшеницы соломина внутри пустая, что при неблагоприятных погодных условиях приводит к полеганию растений и большим потерям урожая, особенно у высокорослых растений. Поэтому при выведении новых сортов злаков стремятся к получению средне- и короткостебельных растений. Стебель твердой пшеницы и остальных злаков заполнен паренхимной тканью.

Листья злаков ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля. Листья являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность.

Цветок злаков (за исключением кукурузы) называется колоском, который состоит из стержня, завязи с двумя перистыми пестиками и тремя тычинками. Снаружи завязь прикрывают колосковые чешуи (пленки), выполняющие роль околоцветника. В зависимости от длины тычиночных нитей и строения пестика цветки могут быть самоопыляющимися и перекрестноопыляемыми (рожь, кукуруза).

Урожайность перекрестноопыляемых злаков менее устойчива и зависит от погоды в период цветения. Колоски большинства злаков одноцветковые, а у овса в одном колоске иногда могут быть собраны две-три завязи. Зерна, развивающиеся в многоцветковых колосках, более мелкие и неоднородные по крупности. Они снижают товарные качества, затрудняют переработку зерна.

Цветки злаков собраны в соцветия. У колосковых злаков (пшеницы, ржи, ячменя) соцветием является сложный колос. У пшеницы и ржи на каждом уступе стержня сложного колоса развивается по одному зерну, а всего их в колосе содержится от 30 до 60. У разных сортов ячменя на каждом уступе стержня может развиваться как по одному зерну (двурядный), так и по два-три (многорядный). Многорядный ячмень дает неоднородное по крупности зерно.

Метельчатые злаки — овес, просо, рис, сорго имеют соцветия в виде метелки, у которой колоски располагаются на удлиненных ветвящихся цветоносах. Количество зерен в метелке бывает от 50 — 60 (овес) до нескольких сотен (чумиза). Обычно верхушечные колоски зацветают несколько позже, чем нижние, поэтому в зерновой массе метельчатых злаков часто встречаются недозревшие зерновки.

Особое место среди злаков занимает кукуруза — однодомное раздельнополое растение, женские цветки которого собраны в початки, расположенные в пазухах листьев по 3 — 5 на одном стебле, а мужские — в метелки, растущие по одной на верхушке стебля. Початок состоит из стержня, на котором вертикальными рядами располагаются от 300 до 1000 зерновок. Снаружи початок покрыт видоизмененными листьями-обертками. Зерна составляют около 60 % массы початка.

Плод злаков — зерновка — развивается из оплодотворенной завязи цветка. При обмолоте пшеницы, ржи и тритикале зерновки легко отделяются от цветковых пленок. Не имеет их кукуруза. Эти злаки называются голозерными. У остальных злаков цветковые пленки плотно облегают зерновку и при обмолоте не отделяются. Эти культуры называют пленчатыми (ячмень, овес, рис, просо, сорго). Чем больше масса цветковых пленок на поверхности зерновки — ядра и чем труднее они удаляются, тем соответственно меньше выход крупы или муки при переработке такого зерна.

По внешнему виду (морфологическим признакам) зерновки злаковых культур подразделяют на настоящие (пшеница, рожь, ячмень, овес) и просовидные (остальные культуры).

На рис. 1 показан внешний вид зерновки пшеницы и риса. Форма зерновки  (рис.1а) продолговатая или продолговато-овальная, со стороны спинки четко различим зародыш, который выглядит небольшой овальной вмятинкой. С противоположного конца зерна видна бородка (хохолок), образованная выростами клеток наружного слоя оболочек. Длина волосков и густота бородки являются родовым и видовым признаками настоящих злаков. Со стороны брюшка вдоль всей зерновки проходит бороздка (желобок), углубляющаяся внутрь зерновки на 1/2-1/3 ее толщины и иногда образующая там петлю, осложняя отделение оболочек при выработке сортовой муки.

Просовидные злаки могут иметь форму продолговатую, округлую (просо, сорго) или клиновидно-овальную (кукуруза). Характерной особенностью этих злаков является отсутствие у зерновок бороздки и бородки.

Зерновка любого злака состоит из трех основных частей зародыша, эндосперма и оболочек.

Зародыш, состоит из корешка, стебелька и почечки, дающих жизнь новому растению. Зародыш плотно прилегает к эндосперму, от которого отделен видоизмененной семядолей — щитком. Через щиток, богатый ферментами, питательные вещества при прорастании из эндосперма поступают в зародыш.

Эндосперм - основная часть зерновки. Представляет собой мучнистое ядро, в котором сосредоточены запасные питательные вещества. В центре эндосперма клетки крупные, тонкостенные, часто неправильной формы. При удалении от центра размер клеток постепенно уменьшается, форма их становится близкой к прямоугольной призме. Внутри клеток белки образуют как бы сплошную матрицу, в которую вкраплены крахмальные гранулы разных размеров. В центральной части эндосперма наряду с мелкими и средними находится много крупных гранул крахмала. По мере удаления от центра к оболочкам количество и размеры крахмальных гранул уменьшаются, а доля белка увеличивается. Краевой слой эндосперма — алейроновый, прилегающий к оболочкам, по виду резко отличается как от внутренней его части, так и от оболочек. Он образован толстостенными клетками и правильной, почти кубической формы. Алейроновый слой пшеницы, ржи, овса состоит из одного ряда клеток, ячменя — из трех — пяти рядов. Эта особенность строения зерновки ячменя может быть использована для обнаружения под микроскопом примеси ячменной муки к пшеничной или ржаной. Клетки алейронового слоя заполнены мелкими тельцами (у некоторых видов и сортов пшеницы в виде кристалликов) с вкрапленными между ними мельчайшими капельками жира.

Оболочки защищают семя от воздействия внешней среды. Голозерные злаки имеют две оболочки. Снаружи зерновка покрыта плодовой оболочкой (перикарпием), которая образуется из стенок завязи и состоит из трех слоев крупных толстостенных одревесневших клеток, пустых внутри. Расположение слоев клеток в перикарпии напоминает  — кирпичную кладку, что придает оболочке большую прочность.

Семенная оболочка образуется из стенок семяпочки и также состоит из трех слоев клеток, но мелких и неправильной формы. В среднем — пигментном слое семенной оболочки содержатся красящие вещества, придающие окраску зерновке.

При современной технологии переработки зерна оболочки м алейроновый слой стремятся удалить. При этом толщина оболочек и алейронового слоя, образующих отруби, оказывает влияние на качество вырабатываемого продукта. Очень тонкие оболочки легко измельчаются и переходят в муку, а чрезмерно толстые затрудняют отделение эндосперма, уменьшая выход муки. У пшеницы толщина плодовой и семенной оболочек колеблется от 0,03 до 0,97 мм, а алейронового слоя — от 0,03 до 0,06 мм. Интересно отметить, что алейроновый слой пшеницы, состоящий всего из одного ряда клеток, по толщине приближается к оболочкам. Как правило, мелкое зерно имеет более толстые оболочки.

Соотношение анатомических частей зерновки злаков имеет важное технологическое значение. Чем больше оболочек, тем меньше питательных веществ содержит зерно и меньше соответственно выход продуктов при переработке. У голозерных злаков содержание колеблется (в %): эндосперма — от 70 до 85, алейронового слоя — от 4 до 12, плодовой и семенной оболочки — от 5 до 9, зародыша — 1,5 — 7 (у кукурузы до 15) массы зерновки.

Цветковая оболочка пленчатых культур составляет (в %): у ячменя — 9 — 13, проса — 16 — 18, риса — 18 — 22, овса — 25 — 30 массы зерновки.

Семейство гречишных

Семейство гречишных (класс двудольных растений) в зерновом хозяйстве представлено единственной культурой — гречихой (Fagorpyrum Mill). Это яровое однолетнее растение, имеющее стержневой корень, травянистый ветвистый стебель, стреловидные листья. Цветки правильные, с пятилепестковым венчиком от бледно-розовой до красной окраски. Цветки собраны в соцветия — кисти. Гречиха является перекрестноопыляемым растением, хорошим медоносом. Однако цветки раскрываются лишь на один день и не одновременно на всей кисти, поэтому урожай сильно колеблется в зависимости от погодных условий в период цветения и количества насекомых-опылителей на полях. Созревание плодов также происходит не одновременно.

Плод гречихи — орешек, как и у злаков, состоит из трех частей — зародыша, эндосперма и оболочек. Зародыш очень крупный в виде ленты, похожей на латинскую букву S, пронизывает весь эндосперм, частично проходя у поверхности ядра. Эндосперм рыхлый, мучнистый, легко дробящийся при переработке. Ядро (эндосперм с зародышем) покрыто тонкой нежной семенной оболочкой розового или кремового цвета, у недозрелых ядер она может быть зеленоватой.

Снаружи орешек покрыт жесткой кожистой плодовой оболочкой, срастающейся с ядром лишь в одной точке — месте прикрепления к растению. Окраска плодовой оболочки от серебристо-серой до темно-коричневой и зависит как от сорта, так и от степени зрелости плода.

Соотношение частей плода гречихи (в %): эндосперма — 55 — 65, алейронового слоя — 4 — 5, зародыша — 10 — 15, семенной оболочки — 1,5 — 2,0, плодовой оболочки (пленчатость) — 17 — 25.

Семейство бобовых

Бобовые культуры принадлежат к семейству мотыльковых (Leguminosae), классу двудольных растений. В нашей стране пищевое использование имеют однолетние травянистые растения — горох, фасоль, соя, чечевица, чина, нут, бобы, вигна.

Корни бобовых культур стержневые, хорошо развитые, с характерной особенностью: на них поселяются два вида бактерий — азотобактер и клубеньковые, фиксирующие азот из воздуха и обогащающие почву азотистыми веществами. Стебель травянистый, вьющийся или прямостоящий, но легко полегающий, что затрудняет механизацию выращивания и уборки. Цветки с несимметричным, напоминающим летящего мотылька, околоцветником, яркой окраски — от белой до темно-фиолетовой. Они собраны в соцветия — кисти. Цветение и созревание довольно сильно растянуты во времени, что снижает урожайность и делает зерно неоднородным по крупности и степени созревания.

Плод — боб различной формы, состоящий из двух створок — мощно развитых плодовых оболочек, между которыми находятся до десяти семян округлой почковидной, иногда сплюснутой формы. Семя бобовых является сильно разросшимся зародышем, состоящим из двух первых видоизмененных листиков-семядолей, в которых находится запас питательных веществ для будущего растения, и ростка — зародышевого корешка, стебелька и почерки. Окраска семядолей является видовым и сортовым признаками семян бобовых культур и может быть белой, зеленой, желтой разных оттенков и др. Снаружи семя покрыто плотной кожурой — семенной оболочкой. Место, которым семя прикреплялось к створке боба, имеет утолщение на оболочке — рубчик. Оболочка бобовых может быть полупрозрачной, и тогда цвет семени зависит от окраски семядолей (горох, чина, нут), непрозрачной — белой, однотонно или пестро окрашенной. Как правило, темноокрашенные семена (за исключением фасоли) имеют кормовое назначение.

Соотношение частей семени (в %): семядоли — 87 — 93, росток — 1 — 2,5, семенная оболочка — 6 — 11.

Список литературы

1. Справочник товароведа продовольственных товаров, М., Экономика, 1988.
2.  Хосни Р. К. Зерно и зернопродукты. СПб.: Профессия, 2003.
3. Козьмина Н.П., Гунькин В.А., Суслянок Г.М. Зерноведение (с основами биохимии растений). М.: Колос, 1999.