Процесс прорастания пшеницы

Ольга Зингер
Эксперт в проращивании семян и зерен
Приветствую всех! Сегодня мы с вами узнаем о чудесном процессе, который происходит при прорастании зерна пшеницы, и о том, почему прорастающее зерно так полезно, и даже лечебно для человека.
Пшеница - один из самых распространенных компонентов продуктов питания, основа хлебобулочных, макаронных и крупяных изделий. Зерновки пшеницы содержат целый комплекс ценных для организма человека микроэлементов: фосфор, калий, магний, марганец, кальций, цинк, железо,
селен, медь, ванадий и другие элементы.
Зерно́вка
— простой сухой односемянный нераскрывающийся плод, характерный для растений семейства Злаки, или Мятликовые (Poaceae).

Википедия
Зерновка пшеницы имеет удивительное по своей структуре строение: семенная и плодовая оболочки, алейроновый и крахмальный слои (вместе они составляют энодсперм) и зародыш, отделенный от эндосперма щитком.
Плодовая и семенная оболочки
от 3,5 % до 4,5 % минеральных веществ (их также называют "золы")
от 43 % до 45 % гемицеллюлоз (они нужны для укрепления оболочки) и пентозанов (это питательные вещества "низкого уровня", человеку ими питаться не может, а вот грибки или насекомые, и даже животные-вегетарианцы - вполне могут)
от 18 % до 22 % клетчатки,
от 4,5 % до 4,8 % азотистых веществ, немного сахара и жира (питательные вещества "более высокого уровня"
Алейроновый слой
Химический состав алейронового слоя характеризуется высоким содержанием
белков – более 38 %, преимущественно относящихся к альбуминам и глобулинам, не способным образовывать клейковину, от 9 % до 10 % жира, 6 % сахара (сахарозы), 15 % клетчатки, 9-10 % золы, значительное количество водорастворимых витаминов: В1 и В2 и особенно витамина РР.
Крахмальный слой
Это "запас питания" для зародыша, достаточный для того, чтобы прорасти и стать самостоятельным растением. Алейроновый и крахмальный слой при помоле превращаются в белую муку.

Количество крахмала зерна составляет от 78 % до 82 % от массы эндосперма,
сахарозы около 2 %, редуцирующих сахаров от 0,1 % до 0,3 %, белков от 13 % до 15 % ( в основном это белки, которые образуют клейковину (глютен).
Зародыш
Когда зерно перемалывают, зародыш вместе с оболочкой, отходит в отруби, так как большое количество жира, имеющегося в зародыше, мешает долгому хранению муки. При этом, он содержит огромное количество питательных веществ и витаминов - насыщенные жирные кислоты, Зола, Вода, Пищевые волокна, Натрий, Калий, Фосфор, Магний, Кальций, Медь, Марганец, Селен, Цинк, Железо.
По сравнению с белой мукой
зародыш пшеницы содержит:
в 50 раз больше витамина E
Основного антиоксиданта, который замедляет процессы старения в организме
в 10 раз больше витамина В6
Он нужен нам для обмена веществ, синтеза нейромедиаторов, а также производства гемоглобина
в 3-4 раза больше витаминов F и P
F - укрепляет клеточные оболочки, сохраняет влагу в коже, тем самым обеспечивая ее упругость и эластичность и борясь с морщинами, а P улучшает кровообращение
в 2-3 раза больше аминокислот
которые нужны человеку, чтобы синтезировать необходимые белки для восстановления повреждений - нервов, внутренних органов, мышц. Ценность потребляемого с пищей белка для человека зависит от содержания в нем незаменимых аминокислот.
в 4-5 раз больше жирных кислот
Незаменимые жирные кислоты препятствуют развитию атеросклероза, улучшают кровообращение, защищают сердце.
Пшеничные зародыши
- ещё не проросшие ростки в пшеничном зерне

Википедия
Зародыш пшеницы богат витаминами В1, В2, РР, полезными макро- и микроэлементами, содержит активные ферменты.

Белок зародыша имеет повышенную биологическую ценность, поскольку является концентратом структурных и ферментативных белков, близким по своим свойствам к физиологическим белкам животной ткани.
строение зерна пшеницы
Как прорастает зерно?
Зерно – живой организм, находящийся в покое и, следовательно, как и в любом живом организме, в нем совершается постоянный, хотя и медленный, обмен веществ, поддерживающий жизнь зародышевой клетки.

Сухие семена злаковых обладают влажностью до 15 %, т.е. вся вода в них прочно связана белками, при такой влажности осуществляется нормальное дыхание зерна.

Прорастание зерна – удивительный процесс, который не имеет аналогов по скорости, энергетической силе, количеству биохимических превращений.

сухое зерно
набухшее зерно
проросшее зерно
На процесс прорастания наиболее существенно влияют три фактора:
☝️влажность,
☝️температура
☝️и наличие кислорода.

При повышении влажности, появляется свободная вода, которая резко увеличивает интенсивность дыхания и другие процессы метаболизма.

Под влиянием свободной воды улучшается проницаемость клеточных стенок.

Пористое строение плодовой оболочки зерна хорошо приспособлено для быстрого поглощения влаги. Однако удержать влагу плодовые оболочки не могут, она переходит в семенную оболочку, алейроновый слой, эндосперм и в сам зародыш.

Вода поступает в зерно главным образом со стороны зародыша (с более округлой стороны зерна). В целом зерне его клеточные структуры представляют собой высохшие мицеллы, которые с большой силой притягивают к себе воду. Зерно набухает
Влага удерживается в зерне
Появившаяся в зерне свободная влага обеспечивает переход в раствор ферментов и питательных веществ и их миграцию к зародышу. Резервные нерастворимые вещества зерна превращаются в растворимые и легкоусвояемые зародышем.

Благодаря повышению активности ферментов, в зерне ускоряются биохимические процессы, особенно его дыхание.
Проростки пшеницы полезны при дисбактериозе, при лечении хронических колитов, гастритов и гастродуоденитов. Они помогают при комплексном лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки в стадии ремиссии (но обратите внимание, что они противопоказаны при обострениях и непереносимости глютена).

Благотворно влияют на работу кровеносной и нервной систем, облегчают последствия стрессов, замедляют процессы старения.

Проростки используются в лечении аллергии, сахарного диабета и ожирения. Улучшают состояние кожи и ногтей, уменьшают седину.
Какие зерна прорастут быстрее?
Быстрее других в благоприятных условиях прорастает то зерно которое сможет быстрее поглотить и использовать повышение влажности.

Водопоглотительная способность зерна и скорость проникания в него воды
обусловлены рядом факторов, важнейшими из которых являются:
стекловидность, качество белков, исходная влажность, выполненность и крупность зерна, сорт и район произрастания.
Стекловидность / мучнистость
- определенная консистенция зерна, определяемая при изломе или разрезе зерна. Стекловидными зёрнами называются такие, которые при просвечивании прозрачны. Излом их похож на излом стёкла.

Википедия
Стекловидность, являясь внешним признаком каче­ства зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна. Для мучнистого зерна характерна слабая связь крахмала с белком. В стекловидном эта связь очень прочная.
Стекловидное зерно в разрезе кажется прозрачным с блеском. Разрез мучнистого зерна напоминает поверхность куска мела.

Чем выше стекловидность зерна, тем быстрее оно поглощает воду.
Стекловидное зерно слева, мучнистое справа
Содержание белка - определяет качество пшеницы для муки и хлеба, оно связано с количеством и качеством клейковины и с тем, насколько быстро зерно прорастет.

☝️ Смотрите как интересно:
Как определяют содержание белка
Количество белка в пшенице определяют по содержанию азота в одном зерне, результат умножают на белковый коэффициент 5,7 для пшеницы; (в зерне пшеницы обычно в 5.7 раз больше белка, чеми азота). В домашних

Определение качества пшеницы
И еще одно условие качества зерна - выполненность.

При благоприятных условиях произрастания, растение реализует все свои возможности и формирует семена с максимально возможной длиной, шириной и толщиной, где интенсивно откладывается органическое вещество и таким образом получаются крупные семена с самой высокой массой зерен.

Такие семена имеют 100 %-ную выполненность – максимальную для данной культуры и в данной зоне.
Научные подробности и правильные условия прорастания зерен
Зерно обладает сорбцией (способностью поглощать воду и пары воды) и десорбцией (отдачей влаги). Вместе они называются гигроскопичностью.

Сорбция как сложное явление включает:

1. абсорбцию (уплотнение молекул воды на поверхности зерна)

2. адсорбцию (проникновение воды путем диффузии в зерно)

3. капиллярную конденсацию (поглощение воды с образованием конденсата в капиллярах зерна)

4. хемосорбцию (поглощение воды зерном, сопровождающееся реакцией, которая ведет к химическим изменениям составных частей зерна)
Для всех сортов пшеницы характерно, что при прорастании зерно вначале интенсивно поглощает воду, а затем по мере насыщения, скорость проникновения влаги постепенно уменьшается.

Эндосперм твердой пшеницы плотнее, чем мягкой. Оболочки твердой пшеницы поглощают воду значительно быстрее, чем оболочки мягкой пшеницы, а вот внутри зерна вода поглощается тем быстрее, чем мягче зерно. Это означает, что быстрее набухнет зерно с более высокой мучнистостью, хотя если бы мы выбирали зерна для муки, более высоким качеством обладают более стекловидные зерна.

Таким образом влага проникает вглубь зерна и образует твердые растворы с коллоидами, составляющими в зерне пшеницы от 80 % до 85 %.
Прорастающие семена пшеницы — это особенный питательный продукт. Помимо витаминов и минеральных веществ, в них содержатся простые сахара, аминокислоты и жирные кислоты, которые легко усваиваются нашим организмом.

Оболочка зерна нормализует работу желудочно-кишечного тракта.

Проростки пшеницы помогают обмену веществ, компенсируют недостаток витаминов и минералов, повышают иммунитет, очищают организм от шлаков и токсинов.
Белковые вещества, набухая, могут поглотить воды до 250 % и более,
крахмал – от 30 % до 35 %, слизи до 800 %.

В воде не набухают и не растворяютс жиры, растворимые в жирах пигменты, каротиноиды, хлорофилл, жирорастворимые витамины и др.

В воде растворяются: сахара, свободные аминокислоты, фосфаты, большинства левулезанов и др.

Высокий уровень белка в зерне пшеницы приводит к уплотнению белково-крахмального комплекса, это уменьшает проникнование воды в эндосперм во время проращивания и замедляет преобразование эндосперма и образование ферментов.

Воздействие температурного фактора на зерно, способствует расширению капилляров оболочек и ускорению проникновения воды, что катализирует некоторые положительные явления, обуславливающие структурные и биохимические изменения зерна и его составных частей.
Интенсивность дыхания зерен в зависимости от их температуры и влажности
Прорастание характеризуется двумя взаимно связанными процессами:
преобразованием запасных веществ эндосперма с помощью воды и синтезом новых веществ в зародыше, изменяющим биохимический состав зерна.

Увеличивается содержание ферментов, так как становится более активным дыхение. При дыхании зерна происходит как полное, так и частичное окисление сахаров.

Недостаточный приток кондиционированного воздуха при проращивании приводит к нарушению естественного дыхания зерна и образованию двуокиси углерода и спирта, что затормаживает жизненные процессы в зерне.
При проращивании в зерне протекают сложные морфологические превращения, заключающиеся в развитие зародыша и нарушение клеточной структуры эндосперма, и биохимические – активация ферментов, превращение сложных веществ в простые, процесс дыхания тканей.


Трансформация зерна при прорастании
Начинается самое интересное про трансформацию зерна при прорастании. Ух...

Чтобы создать проросток, перестраивается все зерно, активируются ферменты, уменьшается содержание нерастворимых соединений и увеличивается количество растворимых.

В начале проращивания зерна питание проростка обеспечивается небольшим запасом сахаров, аминокислот, минеральных и других питательных веществ, которые растворяются в воде.

Вода, поступая в зерно, создает гидратную оболочку вокруг белков. Повышается активность ферментов и начинается расщепление всех высокомолекулярных соединений зерна, активация его "энергетического запаса".

В первую очередь они действуют на резервный белок, который находится в клетках эндосперма ближе всего к алейроновому слою. Продукты гидролиза резервного белка являются источником азотистого питания зародыша.

Изменяется белковый состав зерна, увеличивается ферментативная активность пептидаз, фосфатаз и др., что в итоге сопровождается увеличением уровня незаменимых аминокислот, уменьшением общего содержания жиров при увеличении содержания полиненасыщенных жирных кислот,
снижением уровня нерастворимых пищевых волокон при одновременном повышении растворимых пищевых волокон, снижением содержания фитатов, глютена и др.
Амилаза
α-амилаза - фермент, помогающий организму усваивать сложные углеводы, в семенах активна при прорастании

β-амилаза - расщепляет плодовый крахмал на сахара́, в семенах она активна еще в непроросшем зерне. β-Амилаза пшеницы является ключевым компонентом при образовании солода.


Википедия
Активность α-амилазы значительно увеличивается после нескольких часов проращивания в результате расщепления адсорбировавших ее белков под действием протеолитических ферментов. При проращивании β-амилаза повышает свою активность главным образом за счет новообразования этого фермента. Активность и новообразование протеолитических ферментов при проращивании зерна увеличивается в четыре раза.

В результате увеличения активности ферментов протеаз,
белки разлагаются до аминокислот. Аминокислоты частично усваиваются зародышем, а отчасти - продолжают распад и превращаются в нуклеотиды. Таким образом, белок в пророщенном зерне становится более легко усваиваемым, в нем увеличивается содержание незаменимых аминокислот.

Во время образования проростка около 24 % крахмала в зерне превращается в сахара, из них:

10 % уходит на дыхание,
3-4 % – на построение корешков и ростков
10 % остается в виде сахара.

Из фазы "минимальное поддержание жизнедеятельности, максимальная сохранность" зерно переходит в фазу "активное освоение ресурсов, ускоренный рост и развитие".

✅В результате при употреблении проростков в пищу, нагрузка на пищеварительную систему человеческого организма уменьшается почти на 90 %, поскольку вместе с проростками человек получает, с одной стороны – уже расщепленные, простые вещества, с другой – дополнительную ферментную систему.
Проростки пшеницы — живая многогранная система, в которой целебные для нашего организма вещества связаны друг с другом и находятся в активном состоянии. Именно поэтому они дают разнообразный оздоровительный эффект, нормализуя работу многих органов и улучшая здоровье людей любого возраста.
Разложение основных питательных веществ – лишь часть сложных процессов, связанных с проростками. Одновременно происходит и усвоение из воды необходимых макро- и микро- элементов, формируются полирибосомы, ответственные за синтез белка, работают активные фитогормоны, ускоряющие рост, синтезируются витамины.
Витамин С
Одно из главных свойств проростков пшеницы
– их способность синтезировать водорастворимый витамин С.

Помимо витамина С проростки пшеницы различных культур являются источником витаминов А, В, Е, фолиевой кислоты.

Состав проросшего зерна пшеницы

по сравнению с непроросшим
в 3 раза больше витамина E
в 5 раз больше витамина В6 и С
в 13.5 раз больше витамина B2
в 4 раза больше фолиевой кислоты
в полтора раза больше витамина B1
В большом количестве в проростках содержатся:
клетчатка, хром и литий, калий, железо.

В процессе прорастания зерна в нем возрастает концентрация стимуляторов роста, и природных антибиотиков.
Проросшие зерна злаков
  • обладают бактерицидными свойствами
  • высокой биологической активностью
  • способствуют улучшению пищеварения
  • оптимизируют обмен веществ
  • стабилизируют нервную систему
  • повышают физиологическую работоспособность