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 _________________ | ||
Руководитель доцент _____________ И.А.Супрунова | ||
|
Регистрационный № ________ ___________ ___________________ подпись И.О.Фамилия « _____» ___________________ 20 г. |
Оценка _________________________
____________ ___________________
подпись
«_____» ________________ 20 г. | |
г. Владивосток
2012
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
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…………………………………………………………
1.4 Химический состав гороха, фасоли, чечевицы, сои………………….....…27
1.5 Характеристика белков злаковых и бобовых культур и
их аминокислотный состав…………………………………………..…..….
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЛКОВ ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР В
ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ…………………………...………
2.1 Понятие функциональных ингредиентов и продуктов питания………….39
2.2 Основные этапы создания
функционального продукта………………
2.3 Преобразование традиционного пищевого
продукта в функциональный…………………………………………
2.4 Научные принципы обогащения продуктов
микро- нутриентами…………………………………………………
2.5 Технологические приемы обогащения
продуктов микронутриентами……………………………………
2.6 Показатели, определяющие качество функционального
продукта…………………………………………………………
2.7 Использование белков
злаковых и бобовых культур
в пищевой промышленности………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……..…………………………………………
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
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
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 зна
Ячмень — кормовая,
продовольственная и
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).
Рис.8. Рожь
1.2 Краткая характеристика представителей семейства бобовых
Горох (Pisum) – данная культура выращивается практически повсеместно. В спелых плодах гороха содержится много легкоусвояемых сахаров, витаминов и аминокислот. С ботанической точки зрения горох является травянистым однолетником, относящимся к семейству бобовых. Стебли полые, длиной от 15 см (карликовые сорта) до 2 м и более. Цветки бело-розовые, белые или ярко-красные. В зависимости от характеристик спелых плодов и способа их использования, различают лущильные, полусахарные и сахарные сорта. Лущильные сорта отличаются наличием слоя грубых волокон на внутренних створках стручков, на ощупь он напоминает жесткий пергамент. У сахарных разновидностей стручки нежные, почти без волокон. Цвет, форма и размер горошин зависят от разновидности культивируемых растений. Горох способен легко усваивать и накапливать азотные соединения из атмосферного воздуха и почвы, поэтому он не нуждается в дополнительной органической подкормке и является прекрасным предшественником для большинства выращиваемых на огороде распространенных овощных культур (рис. 9).
Рис. 9. Горох.
Фасоль (Phaseolus) – в крупных семенах популярного огородного растения содержится очень много белковых соединений, обладающих высокой питательной ценностью, а также крахмал, легкоусвояемые сахара, клетчатка, каротин, витамины группы В, РР, аскорбиновая кислота и другие полезные для человека биологически активные вещества. Зеленая разновидность бобов содержит мало белков, но очень много витамина С и микроэлементов. Фасоль рекомендуется включать в пищевой рацион при диабете, заболеваниях печени, дисфункции желчевыводящих путей.
Обыкновенная фасоль с ботанической точки зрения является травянистым однолетником, относящимся к семейству бобовых (рис. 10). В зависимости от способа применения различают лущильные и сахарные (овощные) сорта. Лущильные разновидности предназначены для получения долго хранящегося сухого зерна, овощные используются вместе со стручками для приготовления различных горячих и холодных блюд.
Рис.10. Фасоль.
Чечевица (Lens esculenta Moench) – однолетнее, сравнительно низкорослое растение. Стебель тонкий, четырехгранный, склонный к полеганию. Листья парноперистые, заканчиваются усиками. Цветки мелкие, белые или слегка голубоватые. Сидят поодиночке или по 2...3 в пазухах листьев. Бобы короткие, плоские, с 1...3 семенами. В первый период вегетации чечевица растет медленно, с началом цветения ее рост ускоряется. Преобладает самоопыление. Созревшие бобы склонны к растрескиванию, а при перестое опадают.
У культурной чечевицы различают два подвида: крупносемянную (тарелочную) и мелкосеменную. Крупносеменная чечевица отличается более высоким ростом (50...70 см), крупными бобами и крупными плоскими зелеными и пятнистыми семенами диаметром 6...9 мм. Период вегетации 80... 120 дней. Масса 1000 семян 55...65 г и более.
Мелкосеменная чечевица более низкорослая (до 50 см), с более мелкими бобами и мелкими выпуклыми семенами диаметром 2...5 мм различной окраски. Период вегетации 65...70 дней, она более засухоустойчива. Масса 1000 семян 25...30 г.
Крупносемянную чечевицу используют главным образом для пищевых целей, мелкосемянную – на корм скоту
Чечевица – длиннодневное растение, однако она более теплолюбива, чем горох (рис.11). Всходы выдерживают заморозки до -5 °С. Оптимальная температура в генеративный период 19...20°С.
Временный недостаток влаги чечевица переносит легче, чем горох, поэтому она хорошо удается в районах неустойчивого увлажнения. В период налива семян повышенная влажность почвы вызывает рост вегетативной массы в ущерб урожаю семян. Чечевица предпочитает рыхлые суглинистые и супесчаные почвы с нейтральной реакцией среды. Из-за медленного роста в начале вегетации эта культура требует чистых от сорняков полей или применения гербицидов. На чечевице применяют те же гербициды, что и на сое.
Рис. 11. Чечевица.
Сорта чечевицы. В Центрально-Черноземном регионе возделывают сорта: Красноградская 250, Пензенская 14, Петровская 4/105, Петровская 6, в Средневолжском – Петровская зеленозерная, Петровская юбилейная, Петровская 4/105, Петровская 6; в Нижневолжском – Красноградская 250, Петровская 4/105, ПСЕ–4.
Соя (Soybean) – стебли культурной сои от тонких до толстых, опушённые или голые. Высота стеблей от очень низких (от 15 см) до очень высоких — до 2-х и более метров. У всех видов рода Соя, включая вид культурной сои, листья тройчатосложные, изредка встречаются 5, 7 и 9-листочковые, с опушёнными листочками и перистым жилкованием. Первый надсемядольный узел стебля имеет два простых листа (примордиальные листья). Эти первичные листья в соответствии с биогенетическим законом Мюллера-Геккеля рассматриваются как филогенетически более древние формы листьев. Общим признаком для всех видов сои является наличие слаборазвитых шиловидных прилистников в основании рахиса и прилистников в основании отдельного листочка. Венчик цветка фиолетовый различных оттенков и белый. Плод сои представляет собой боб, вскрывающийся двумя створками по брюшному и спинному швам и обычно содержащий 2-3 семени. Бобы преимущественно крупные — 4-6 см длиной, как правило, устойчивые к растрескиванию (рис.12).
Рис. 12. Соя.
1.3 Химический состав зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, проса, сорго, кукурузы
Пшеница. В таблице 1 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.
Таблица 1 – Химический состав зерна пшеницы
Вода, % |
14,0 |
Белки, % |
11,8 |
Жиры, % |
2,2 |
НЖК, % |
0,4 |
Моно- и дисахариды, % |
2,5 |
Крахмал,% |
55,5 |
Углеводы, % |
59,5 |
Пищевые волокна, % |
10,8 |
Зола, % |
1,7 |
Na,мг % |
8 |
K, мг % |
337 |
Ca, мг % |
54 |
Mg, мг % |
108 |
P, мг % |
370 |
Fe, мг % |
5,4 |
Кар, мг % |
10 |
Витамин А(РЭ), мг % |
2 |
Витамин Е(ТЭ), мг % |
3,0 |
Витамин В1, мг % |
0,44 |
Витамин В2, мг % |
0,15 |
Витамин РР, мг % |
5,3 |
Витамин С, мг % |
0 |
Энергетическая ценность, ккал |
305 |
Рожь. В таблице 2 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.
Таблица 2 – Химический состав зерна ржи
Вода, % |
14,0 |
Белки, % |
9,9 |
Жиры, % |
2,2 |
НЖК, % |
0,2 |
Холестерин, мг % |
0 |
Моно- и дисахариды, % |
1,5 |
Крахмал,% |
54,0 |
Углеводы, % |
55,8 |
Пищевые волокна, % |
16,4 |
Зола, % |
1,7 |
Na,мг % |
4 |
K, мг % |
424 |
Ca, мг % |
59 |
Mg, мг % |
120 |
P, мг % |
366 |
Fe, мг % |
5,4 |
Кар, мг % |
20 |
Витамин А(РЭ), мг % |
3 |
Витамин Е(ТЭ), мг % |
2,8 |
Витамин В1, мг % |
0,44 |
Витамин В2, мг % |
0,20 |
Витамин РР, мг % |
1,3 |
Витамин С, мг % |
0 |
Энергетическая ценность, ккал |
283 |
Ячмень. В таблице 3 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.
Таблица 3 – Химический состав зерна ячменя
Вода, % |
14,0 |
Белки, % |
10,3 |
Жиры, % |
2,4 |
НЖК, % |
0,4 |
Холестерин, мг % |
0 |
Моно- и дисахариды, % |
1,3 |
Крахмал,% |
54,6 |
Углеводы, % |
56,4 |
Пищевые волокна, % |
14,5 |
Зола, % |
2,4 |
Na,мг % |
32 |
K, мг % |
453 |
Ca, мг % |
93 |
Mg, мг % |
150 |
P, мг % |
353 |
Fe, мг % |
7,4 |
Кар, мг % |
0 |
Витамин А(РЭ), мг % |
0 |
Витамин Е(ТЭ), мг % |
1,7 |
Витамин В1, мг % |
0,33 |
Витамин В2, мг % |
0,13 |
Витамин РР, мг % |
4,5 |
Витамин С, мг % |
0 |
Энергетическая ценность, ккал |
288 |
Овес. В таблице 4 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.
Таблица 4 – Химический состав зерна овса
Вода, % |
13,5 |
Белки, % |
10,0 |
Жиры, % |
6,2 |
НЖК, % |
1,0 |
Холестерин, мг % |
0 |
Моно- и дисахариды, % |
1,1 |
Крахмал,% |
53,7 |
Углеводы, % |
55,1 |
Пищевые волокна, % |
12,0 |
Зола, % |
3,2 |
Na,мг % |
37 |
K, мг % |
421 |
Ca, мг % |
117 |
Mg, мг % |
135 |
P, мг % |
361 |
Fe, мг % |
5,5 |
Кар, мг % |
20 |
Витамин А(РЭ), мг % |
3 |
Витамин Е(ТЭ), мг % |
1,4 |
Витамин В1, мг % |
0,47 |
Витамин В2, мг % |
0,12 |
Витамин РР, мг % |
1,5 |
Витамин С, мг % |
0 |
Энергетическая ценность, ккал |
316 |
Рис. В таблице 5 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.
Таблица 5 – Химический состав зерна риса
Вода, % |
14,0 |
Белки, % |
7,5 |
Жиры, % |
2,6 |
НЖК, % |
0,4 |
Холестерин, мг % |
0 |
Моно- и дисахариды, % |
0,9 |
Крахмал,% |
61,4 |
Углеводы, % |
62,3 |
Пищевые волокна, % |
9,7 |
Зола, % |
3,9 |
Na,мг % |
30 |
K, мг % |
314 |
Ca, мг % |
40 |
Mg, мг % |
116 |
P, мг % |
328 |
Fe, мг % |
2,1 |
Кар, мг % |
0 |
Витамин А(РЭ), мг % |
0 |
Витамин Е(ТЭ), мг % |
0,8 |
Витамин В1, мг % |
0,34 |
Витамин В2, мг % |
0,08 |
Витамин РР, мг % |
3,8 |
Витамин С, мг % |
0 |
Энергетическая ценность, ккал |
303 |
Просо. В таблице 6 приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части [2].
Таблица 6 – Химический состав зерна просо
Вода, % |
13,5 |
Белки, % |
11,2 |
Жиры, % |
3,9 |
НЖК, % |
0,4 |
Холестерин, мг % |
0 |
Моно- и дисахариды, % |
1,9 |
Крахмал,% |
52,4 |
Углеводы, % |
54,6 |
Пищевые волокна, % |
13,9 |
Зола, % |
2,9 |
Na,мг % |
28 |
K, мг % |
328 |
Ca, мг % |
51 |
Mg, мг % |
130 |
P, мг % |
320 |
Fe, мг % |
3,5 |
Кар, мг % |
10 |
Витамин А(РЭ), мг % |
2 |
Витамин Е(ТЭ), мг % |
0,6 |
Витамин В1, мг % |
0,39 |
Витамин В2, мг % |
0,07 |
Витамин РР, мг % |
2,8 |
Энергетическая ценность, ккал |
298 |
- Белки, их роль и функции в питании человека
- Белки, липиды и углеводы вирусов
- Белки, строение, свойства, значение
- Белково-кремовые торты
- Белогорск и его окрестности
- Белогорск и его окрестности
- Белое движение
- Белгілі баспа жүйесі Аdobe page Maker
- Белевское кружево
- Белинский и Жуковский как переводчики XIX века
- Белка обыкновенная
- Белки в сырах
- Белки злаковых и бабовых культур и их использование в пищевой промышленности
- Белки злаковых и бобовых культур и их использование в пищевой промышленности
