Budowa ziarna zbożowego

Zboża to rośliny uprawne z rodziny traw (Poaceae). Ich ziarno stanowi podstawowy surowiec wielu różnych dziedzin przemysłu spożywczego. Część ziarna zbożowego konsumowana jest w gospodarstwie w postaci paszy lub bezpośrednio przeznaczana jest do wysiewu. Jak wygląda budowa ziarna zbożowego? Jak przedstawia się skład chemiczny nasion zbóż?

Ziarno zbożowe – budowa

Owocem zbóż jest ziarniak, powszechnie nazywany ziarnem. Ziarniak to suchy, niepękający owoc, który jest jednonasienną niełupką. Ziarno zbóż zbudowane jest z różnego typu komórek. Tworzą je zarówno komórki zdolne do rozwoju, jak również komórki martwe, które magazynują substancje potrzebne do rozwoju. Ziarno zbożowe stanowi podstawowe źródło pokarmu dla ludzi. Po przetworzeniu uzyskuje się z niego skrobię, mąkę, płatki, kaszę, otręby, oleje, piwo i spirytus, a także paszę dla zwierząt.

Budowa ziarna zbożowego – bruzda i bródka

Ziarno zbożowe ma kształt podłużny – z jednej strony jest spłaszczone z widoczną bruzdą wzdłuż całej długości. Przebiega ona przez brzuszną stronę ziarna. Jest ona pozostałością po wiązce naczyniowej, przez którą ziarno zapatrywane było w składniki pokarmowe przez roślinę macierzystą. Ziarno o głębokiej bruzdce uważane jest za materiał gorszej jakości. Ponadto jeden z końców ziarna zaopatrzony jest w bródkę, która powstała w wyniku połączenia włosków będących wypustkami komórek zewnętrznej warstwy okrywy nasiennej. Bródka prawdopodobnie odgrywa ważną rolę podczas regulacji wilgotności w procesie dojrzewania. Największa bródka widoczna jest u pszenicy, nieco mniejsza widoczna jest u żyta. Natomiast jęczmień i owies nie posiadają bródki, a cała ich powierzchnia pokryta jest włoskami.

Budowa nasion zbóż – zarodek

Zarodek biologicznie jest najważniejszą częścią ziarna, z której powstaje młoda roślina. Mieści się w dolnej części grzbietowej strony ziarna. Wielkość zarodka w stosunku do masy ziarniaka wynosi od 2,7% dla pszenicy do 8,4% dla kukurydzy. Zbudowany jest z cienkościennych wielokątnych komórek, które wypełnione są drobnoziarnistą plazmą. Drobne komórki zarodka wypełniają:

• ciała białkowe,
• tłuszcz,
• witaminy,
• enzymy,
• sole mineralne.

W zarodku znajduje się tarczka, łodyżka zarodkowa i korzonek, a także przewód rurkowy. Służy on do transportu soków odżywczych z bielma. Tarczka zarodka stanowi przedłużony liścień i bierze udział w transporcie składników odżywczych z bielma do rozwijającego się zarodka. Łodyżka zarodkowa zrośnięta jest z tarczką. Górna część łodyżki zarodkowej zakończona jest pączkiem natomiast dolna – korzonkiem zarodkowym. Korzonek od strony zewnętrznej otoczony jest pochwą korzeniową, która podczas kiełkowania pęka.

Nawożenie pszenicy

Budowa ziarna zbóż – bielmo

Główną masą ziarna jest bielmo, które stanowi 70-80% masy owocu.

Bielmo decyduje o wartości użytkowej ziarna. Jest ono miękiszem spichrzowym, w którym gromadzone są materiały zapasowe, z których podczas kiełkowania korzysta nowa roślina.

Składa się z komórek, które zawierają skrobię oraz białko (gluten). W bielmie wyróżnia się warstwę komórek aleuronowych i bielmo środkowe. Zewnętrzna warstwa komórek tworzących bielmo to warstwa aleuronowa. Warstwa aleuronowa:

• zawiera białko, tłuszcze, witaminy i enzymy,
• jest zbudowana z 1 warstwy komórek (jęczmień stanowią 2-4 warstwy),
• dostarcza substancje odżywcze zarodkowi w procesie kiełkowania.

Zewnętrzna warstwa komórek bielma zawiera więcej typowych dla ziarna składników w porównaniu do wewnętrznej części komórek tworzących bielmo. Bielmo środkowe zbudowane jest z dużych, wielkościennych komórek, zawierających skrobię i białko. Pełni funkcję tkanki zapasowej ziarna. Struktura bielma może być bardziej lub mniej spoista. Bielmo ziarna zbóż spoiste jest twarde, rogowe, na przekroju szkliste. Natomiast bielmo mniej spoiste jest miękkie i łatwo rozcieralne. Budowa nasion zbóż, a przede wszystkim ich skład chemiczny warunkują ich przydatność w określonych gałęziach przemysłu.

Budowa ziarna zbożowego – okrywa owocowo-nasienna

Okrywa owocowo-nasienna stanowi okrywę ziarniaka. Stanowi średnio 5-10% masy ziarniaka (ok. 28% w jęczmieniu i owsie). Powstaje w wyniku zrośnięcia owocni składającej się z kilku warstw, łupiny nasiennej oraz resztek obielma. W okrywie znajduje się szereg warstw różnego kształtu i wyglądu. Łuska stanowi zewnętrzną część ziarna. Do jej zadań zalicza się:

• zabezpieczenie zarodka przed wysychaniem,
• ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi,
• ochrona przed porażeniem przez patogeny chorobotwórcze i szkodniki.

Łuska jest przepuszczalna dla tlenu i wody. Dodatkowo, jest bogata w celulozę, błonnik i witaminy, a także w składniki mineralne: wapń, fosfor, potas i żelazo. Główną masę ziarniaka stanowi nasiono, które zawiera zarodek oraz bielmo stanowiące jego znaczną część. Łuskę budują cienkie błonki, które tworzą łupinę nasienną i owocową. Natomiast owocnię najczęściej pokrywają włoski, które tworzą bródkę ziarna. Dodatkowo ziarno jęczmienia i owsa posiada plewę, która zrośnięta jest z łuską.

Skład chemiczny nasion zbóż

Budowa ziarna zbożowego, w tym obecność poszczególnych składników odżywczych warunkuje zastosowanie nasion poszczególnych gatunków zbóż w określonej gałęzi przemysłu. Zawartość poszczególnych składników w suchym ziarnie:

• woda 14-15% ziarna,
• węglowodany przyswajalne 60-70% ziarna,
• błonnik (celuloza) 1-4% ziarna,
• białka 9-14% ziarna,
• tłuszcze 1,4-4,5% ziarna,
• sole mineralne 1-2% ziarna.

Ziarno większości gatunków zbóż wyróżnia się niewielką zawartością witamin. Ze względu na niską zawartość włókna surowego ziarno większości gatunków zbóż jest paszą łatwo strawną. Wyjątek stanowi owies, który zawiera ok. 10% włókna surowego.

Ziarno owsa i jęczmienia

Skład chemiczny ziarna owsa zależy od odmiany. Spośród wszystkich gatunków zbóż, owies ma najwięcej włókna w łuskach. Powoduje to przede wszystkim obniżenie jego strawności i wartości energetycznej. Budowa nasion zbóż odmian owsa wyróżnia się dużą zawartością witaminy E oraz witaminy B. Ponadto, ziarno to stanowi dobrą paszę dla koni oraz dla bydła. Jednak ze względu na wysoką zawartość tłuszczu nie nadaje się do tuczu świń.

Dodatkowo, ziarno jęczmienia zawiera niewielką ilość karotenu i witaminy D.

Żyto, pszenica i pszenżyto

Wartość odżywcza ziarna żyta ograniczają zawarte w nim substancje antyżywieniowe.

Pszenica stanowi pokarm dla ludzi, a na pasze stosuje się nadwyżki lub poślad. Ziarno pszenicy stosuje się w żywieniu wszystkich grup zwierząt, a zwłaszcza drobiu. Budowa ziarna zbożowego odmian pszenżyta wyróżnia bardzo duża zmienność w składzie chemicznym w stosunku do innych zbóż.

Mniejsza w porównaniu do żyta zawartość składników żywieniowych sprawia, że ziarno pszenżyta jest bardziej strawne niż ziarno żyta. Ziarno pszenżyta nadaje się zwłaszcza do żywienia trzody oraz drobiu.

Przeczytaj także:

Budowa kłosa

Bibliografia

1. Dziki D., Grundas S., Różyło R., Laskowski J., Ocena właściwości fizycznych ziarna pszenicy przy wykorzystaniu analizatora pojedynczych ziarniaków. Inżynieria Rolnicza. 2011, 15 (1), s. 39-46. [Google Scholar]
2. Haber T., Cacak-Pietrzak G., Ceglińska A., Porównanie budowy wewnętrznej ziarna wybranych zbóż. Przemysł Spożywczy. 1997, 51 (06), s. 20-22. [Google Scholar]
3. Hebda T., Micek P., Zależności pomiędzy właściwościami geometrycznymi ziarna zbóż. Inżynieria Rolnicza. 2005, 9 (6),  s. 233-241. [Google Scholar]
4. Janicki J., Wybrane zagadnienia z biochemii ziarna zbóż. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. 1972, 125, s. 37-51. [Google Scholar]
5. Koper R., Nowoczesne metody badań właściwości mechanicznych ziarna zbóż. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. 1987, 320, s. 29-41. [Google Scholar]
6. Warechowska M., Wybrane właściwości fizyczne ziarna zbóż a energochłonność rozdrabniania. Agricultural Engineering. 2014, 18 (1), s. 239-249. [Google Scholar]