книги из ГПНТБ / Егоров Г.А. Влияние тепла и влаги на процессы переработки и хранения зерна

на с водой. Это нужно для того, чтобы был создан запас влаги для развития физиологических процессов, свя­ занных с прорастанием зерна. Однако удержать влагу оболочки не могут. Этой цели служит семенная оболоч­ ка, особенно алейроновый слой эндосперма и сам заро­ дыш. Влага быстро перемещается в них и прочно свя­ зывается их высокополимерами, что гарантирует ис­ пользование поступившей влаги для жизненных нужд зерна. Перенос влаги в эндосперм необходим для ги­ дролиза его белков и углеводов, продукты которого транспортируются затем к зародышу и расходуются на построение тканей ростка и корешков нового растения.

Механизм внутреннего влагопереноса в зерне пост­ роен биологически целесообразно. Причем эта целесо­ образность заложена уже в структурных особенностях зерновки, в связи с чем и у зерна, потерявшего жизне­ способность, этот механизм в общих чертах остается неизменным [88].

Важную роль в организации внутреннего влагопе­ реноса играет алейроновый слой. Э. В. Сахаров [125] установил, что влагосодержание поверхностных слоев зерна длительное время (при температуре 20° С до 4 ч) остается неизменным, хотя в зародыше и эндосперме четко регистрируются изменения. Это может быть толь­ ко следствием обмена влагой между зародышем и алей­

скорость поступления воды внутрь зерна кукурузы ос-; тается неизменной и не зависит от того, покрыта об­ ласть зародыша влагоизолирующим веществом или нет. Это является следствием взаимного обмена влагой меж­ ду алейроновым слоем и зародышем, так как изоляция снаружи зерна эту транспортировку нарушить не может.

ство выражений удовлетворяет только ограниченному отрезку графиков, т. е. действительно лишь для неболь­ шого промежутка процесса. Наиболее удачным являет­ ся предложенное М. С. Смирновым [131] уравнение:

^ - " • - • щ т - • - < 9 1 > где Ъ и k — постоянные.

зерна, находящегося в закроме для отволаживания. Эти кривые получены при проведении исследования на мель­ нице ВНИИЗ. Повышение температуры зерна в этом случае происходит также в результате выделения теп­ лоты гидратации. Кривые развиваются плавно, а по истечении некоторого срока свидетельствуют о прекра­ щении выделения тепла. Этот период имеет для разных образцов зерна различную протяженность, несмотря на одинаковые режим увлажнения и исходное состояние зерна по влажности.

Кривые разрыхления эндосперма

Выше было показано, что снижение плотности зер­ на, т. е. увеличение его удельного объема, может быть истолковано как разрыхление эндосперма, представляю­ щее собой суммарное отражение преобразований ис­ ходной структуры и физико-химических свойств зерна при гидротермической обработке. Большой интерес представляет собой анализ кинетики этих изменений.

виваются не плавно, а волнообразно. Отклонение экспериментальных значений удельного объема от средней величины достигает 0,01 см3 /г, что соответству­ ет изменению плотности зерна на две единицы во вто­ ром знаке, т. е. величине, надежно регистрируемой пикнометрическим методом, даже при использовании технических весов первого класса.

Разность между близлежащими минимальным и максимальным значениями достигает 0,02 см3 /г; плот­

развития кривых удельного объема не является след­ ствием естественного разброса экспериментальных то­ чек. По-видимому, волнообразность кривых объективно отражает наблюдающийся в действительности периоди-

чески развивающий­ ся процесс разрых­ ления эндосперма.

На это указыва­ ет также и посте­ пенное исчезновение «волн», по мере за­ вершения развития процесса. Показа­ тельно также, что при повышении тем­ пературы эти коле­ бания сглаживают­ ся, почти исчезают

разца пшеницы (Безостая 1, Киевской области) выде­ лили полностью стекловидные и мучнистые зерна и эти фракции по отдельности подвергли иммерсионному ув­ лажнению. Полученные при этом кривые приведены на рисунке 70. Для стекловидной фракции «волны» выра­ жены четко, а для мучнистой они преобразуются в «сту­ пеньки». Это наглядно свидетельствует о существенном влиянии структурных преобразований на развитие из­ менений удельного объема зерна.

Из ВЫШеИЗЛОЖеННОГО Следует, ЧТО кривые АУуд—т могут быть определены как кривые разрыхления эндо­ сперма. Логично также назвать период, в течение ко­ торого происходит интенсивное изменение удельного объема зерна, периодом активного разрыхления эндо­ сперма. Завершение этого периода свидетельствует об окончании в основном структурных преобразований эндосперма.

Таким образом, кривые разрыхления эндосперма наглядно отображают воздействие на зерно данного режима гидротермической обработки. Кроме того, ха­ рактер развития их дает важную информацию о про­ должительности процесса структурных преобразований в эндосперме.

Эти различия относятся к величине контракции, а так­ же к продолжительности периода, в течение которого возрастает ее абсолютное значение.

Изменение комплексной характеристики процесса набухания зерна при увлажнении

В главе V I для оценки процесса набухания зерна при увлажнении была введена безразмерная комплекс­ ная величина М = С'р. Анализ показывает, что кинети­ ческие кривые величины М2 при иммерсионном увлаж­ нении пшеницы для разных температур проходят через максимум, положение которого практически не зависит

Изменение характеристик внутреннего влагопереноса во времени

Фактор времени при гидротермической обработке оказывает большое влияние на все процессы, происхо­ дящие в зерне. Перенос влаги внутри зерна, гидратация его веществ сопровождаются изменением их свойств: теплофизических, структурно-механических, биохимиче­ ских и др. Одновременно с этим непрерывно изменяет­ ся энергия связи влаги с веществами зерна, а также термодинамические параметры. Развивается набухание биополимеров зерна, изменяется конформация их мо­ лекул, степень кристалличности белков и углеводов, причем направление этих процессов в разные периоды может быть диаметрально противоположным.

Не меньшее значение имеет изменение во времени граничных условий, в частности снижение интенсивно­ сти поступления воды из оболочек в эндосперм.

Все это, вместе взятое, и определяет зависимость характера внутреннего переноса влаги в зерне, а сле­ довательно, и коэффициента диффузии влаги от про­

лучено, что значения этого коэффициента для начала процесса иммерсии и средние по процессу существенно

*fO

определенное снижение расхода энергии на этот про­ цесс.

рез максимум. Это значит, что вначале сопротивление внутреннему переносу влаги возрастает, а после некото­ рого периода времени снижается. Предположительно, увеличение значения критерия Кіт может быть связа­ но с заглублением зоны испарения влаги, а уменьше­ ние— с необратимыми изменениями структуры зерна, в частности с образованием в' его эндосперме микро­ трещин.

На рисунке 75 показано, как влияет на критерий Кіт продолжительность процесса гидротермической обра­ ботки зерна при разных температурах. Непосредственно после увлажнения зерна критерий Кіт имеет высокие значения, которые в течение некоторого времени сохра­

механизмом проникания воды в зерно [43]. Первона­ чальную задержку влаги в оболочках и алейроновом