Зерновая масса - это однородная совокупность отдельно взятых зерновок, которая характеризуется определенным составом, физиологическими, биохимическими, микробиологическими и физическими свойствами.
Дыхание зерна в процессе хранения
Зерно в процессе хранения находится в состоянии неполного анабиоза. Это означает замедленный характер протекания всех жизненных процессов в зерне и отсутствие всех видимых проявлений жизни.
Основным и самым важным физиологическим процессом, который протекает в зерне (в том числе, в процессе его хранения) является дыхание. Благодаря ему клетки зерна обеспечиваются энергией. Это происходит в результате действия окислительно-восстановительных ферментов, которые приводят к окислению органических веществ (в основном, сахаров).
Различают два вида дыхания зерна. Во-первых, аэробное дыхание, которое имеет место при достаточном доступе кислорода, в связи с чем сахара окисляются до углекислого газа и воды. Во-вторых, анаэробное дыхание, которое имеет место при недостатке кислорода, из-за чего не происходит полного окисления органических веществ.
При анаэробном дыхании зерна протекает процесс спиртового брожения, что приводит к образованию этилового спирта. Кроме того, еще протекает процесс молочно-кислого брожения, что приводит к образованию молочной кислоты, в связи с чем медленно нарастает титруемая кислотность. Накопление этилового спирта и других промежуточных продуктов дыхания делает анаэробное дыхание зерна нежелательным, так как оно может привести к гибели зародыша и потере всхожести зерна.
Интенсивность дыхания оказывается под воздействием таких факторов, как влажность, температура и качество зерна. Так, наименее интенсивно дыхание происходит у сухого зерна (его влажность составляет 14 %). Если содержание влаги в зерне повысится до 15,5 %, то интенсивность его дыхания возрастет примерно в 1,5-2 раза. А при влажности зерна от 15,5 % до 17 % приведет к 4-6-кратному росту интенсивности дыхания (точные значения определяются для каждой культуры отдельно).
Зерно, которое увлажено до 50 %, начинает прорастать, что требует очень интенсивного дыхания и часто приводит к его быстрому самосогреванию. Когда в насыпи зерна относительная влажность воздуха достигает 70 %, образуются благоприятные условия для развития плесневых грибов. В данном случае нужно иметь в виду, что зерно, пораженное плесенью, дает потери, которые многократно превышают потери здорового зерна.
Зерно дышит тем интенсивнее, чем хуже его качество. В частности, повышенную интенсивность дыхания имеет зерновая масса, которая содержит травмированные, проросшие, недозрелые или щуплые семена. Следовательно, подобное зерно менее стойко при хранении.
При температуре около нуля интенсивность дыхания снижается до таких пределов, что оно становится неуловимым. Поэтому при такой температуре зерно может храниться довольно-таки продолжительное время. Промораживание может оказать на качество зерна злаковых отрицательное влияние.
Интенсивность дыхания возрастает при повышении температуры, причем с темпами большими, чем темпы роста температуры. Максимальная интенсивность дыхания проявляется при достижении температуры 50-55 градусов, после чего она начинает резко падать, так как разрушается структура белков и тормозится действие ферментов.
Имеют место следующие последствия дыхания зерна при хранении:
- убывает масса зерна (происходит потеря сухого вещества);
- в межзерновом пространстве увеличивается содержание углекислого газа;
- в межзерновом пространстве повышается относительная влажность воздуха;
- в зерне повышается гигроскопическая влажность;
- в зерновой массе образуется тепло.
Зерновая масса характеризуется низкой теплопроводностью. В связи с этим образующееся в ней тепло вызывает повышение интенсивности дыхания.
Самосогревание зерновой массы
Результатом интенсивного дыхания зерна является самосогревание зерновой массы. Оно возникает в условиях повышенной влажности зерна и температуры. Как правило, процесс самосогревания состоит из двух стадий.
Начальная стадия самосогревания сопровождается повышением температуры внутри зерновой массы до +30 градусов. Кроме того, возрастает активность ферментов, у зерна блекнет цвет, возникают сладковатый вкус и солодовый запах. Такое зерно может быть направлено на пищевые цели, но только при его смешивании с нормальным по качеству зерном.
Вторая стадия самосогревания происходит, когда внутри зерновой массы температура повышается до 40-50 градусов. При этом темнеет поверхность зерна, которая в некоторых случаях может полностью почернеть и покрыться плесенями. Плесневым (и даже гнилостно-затхлым) становится запах зерна. Этот период также характеризуется увеличением кислотности и содержания аммиака, разрушением углеводов и белка.
Такое зерно не используют на пищевые цели. В частности, оно дает некачественный плоский хлеб с трещинами.
Изменение пищевой ценности зерна
Почти сразу после завершения процесса послеуборочного дозревания зерна начинается постепенное старение коллоидов, что приводит к изменению пищевой ценности зерна.
Послеуборочным дозреванием принято называть определенный промежуток времени после уборки зерна, в течение которого у него формируются полная физиологическая зрелость и технологические достоинства. Этот период длится по-разному у различных культур (в зависимости от влажности зерна, температуры воздуха, доступа кислорода):
- для ржи и овса он составляет 15-20 дней;
- для пшеницы он составляет 1-1,5 месяца;
- для ячменя он составляет 6-8 месяцев.
Во время послеуборочного дозревания, как правило, протекают следующие процессы:
- снижается активность ферментов;
- уменьшается доля растворимых углеводов и небелкового азота, свободных жирных кислот;
- улучшается качество клейковины.
