Физиологические процессы в зерне
Зерна для поддержания жизни получают необходимую им энергию за счет дыхания
(окисления составных частей зерна)
Дыхание |
|
Аэробное |
Анаэробное |
С6Н12О6 + 6О2 → 6Н2О + 6СО2 + 674 ккал |
С6Н12О6 → 2СО2 + 2С2Н5ОН + 27 ккал |
При достаточном доступе воздуха к зерну преобладает аэробное дыхание.
Оба вида дыхания приводят к потере сухого вещества и повышают температуру зерна.
При интенсивном дыхании может произойти самосогревание
Самосогревание
1-я стадия |
2-я стадия |
3-я стадия |
При повышении температуры от 25 до 300С зерно теряет блеск |
При повышении температуры от 35 до 400С зерно отпотевает, снижается сыпучесть, появляется легкий запах солода, зерно темнеет |
При повышении температуры до 500С и выше зерно сильно темнеет, появляется затхлый или плесневелый запах, снижается сыпучесть |
Разновидности самосогревания
Гнездовое
самосогревание
может возникнуть
вследствие:
увлажнения
какого-то участка зерновой массы;
образования в
зерновой массе участка
с повышенным
содержанием примеси и пыли
Пластовое
самосогревание
возникает вследствие
образования
греющего пласта
в результате
перепада температур
Сплошное
самосогревание
обычно является
следствием
высокой влажности зерна
1
2
3
4
5
6
Виды пластового самосогревания:
1 и 6 – низовое; 2 и 4 – верховое;
3 – вертикальное в складе;
5 – вертикальное в силосе
Самосогревание – результат интенсивного дыхания зерна. Этот процесс делят на две стадии:
Начальная – температура внутри зерновой массы повышается до 300С, возрастает активность ферментов, зерно обесцвечивается и приобретает солодовый запах и сладковатый вкус. В нем повышаются доля моносахаридов, титруемая кислотность и кислотное число жира. Такое зерно можно использовать на пищевые цели, смешивая его с нормальным по качеству зерном.
При повышении температуры внутри зерновой массы до 40-50 0С, при этом поверхность зерна темнеет, вплоть до полного почернения, и может покрыться плесенями. Запах становится плесневым и даже гнилостно-затхлым. Увеличивается кислотность, содержание аммиака, снижается содержание клейковины. Под действием ферментов плесени и собственных ферментов зерна происходит разрушение углеводов и белков. Зерно, подвергшееся 2-й стадии самосогревания, дает некачественный плоский хлеб с трещинами. На пищевые цели такое зерно не используется. Считается, что причиной возникновения самосогревания в поверхностном слое (до 0,7 м от поверхности) является развитие плесеней, а в глубинных слоях – деятельность собственных ферментов и высокая температура, так как развитие плесеней задерживается недостатком кислорода.
Изменение пищевой ценности зерна связано с постепенным старением коллоидов, которое начинается практически сразу после завершения процесса послеуборочного дозревания зерна. Обычно полная физиологическая зрелость зерна и его технологические достоинства формируются через определенный промежуток времени после уборки урожая, т.к. зерно убирают в стадии технической спелости (влажность зерна 18-25%). Этот период называют послеуборочным дозреванием. Для разных культур он может колебаться от 15-20 дней у ржи и овса, 1-1,5 месяца – для пшеницы, 6-8 месяцев – для ячменя. На его продолжительность влияет влажность зерна, температура воздуха, доступ кислорода.
Во время послеуборочного дозревания снижается активность ферментов, происходит синтез высокомолекулярных органических соединений (образуются полисахариды, белки, жиры, уменьшаются доля растворимых углеводов и небелкового азота, свободных жирных кислот), улучшается качество клейковины.
Завершение послеуборочного дозревания и вступление зерна в состояние покоя является началом процесса старения. Все процессы в зерне протекают значительно медленнее, чем в продуктах переработки. Поэтому резервное хранение хлебных продуктов производится в виде сырья, а не муки и крупы.
При хранении зерна наблюдается изменение белков: снижается их растворимость и атакуемость пищеварительными ферментами, повышается содержание аминного азота и уменьшение содержания белков, хотя общее содержание азотистых веществ остается постоянным. Постепенно изменяется аминокислотный состав белков. Уменьшается содержание углеводов за счет дыхания. Расщепляются сложные липиды (фосфо- и гликолипиды, глицериды) с накоплением свободных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты, особенно свободные под действием кислорода воздуха и фермента липоксигеназы окисляются с образованием перекисей, гидроперекисей и вторичных продуктов окисления.
Следует отметить, что изменение витаминов происходит довольно медленно. Наиболее быстро окисляются каротиноиды, потери которых за год хранения достигают 50-70% от исходного количества. Постепенно при хранении происходит снижение активности ферментов, технологических и пищевых достоинств. Зерно становится более хрупким, легко дробится при переработке с образованием повышенного количества отходов, снижается выход продукции и ее качество.