Вантажознавство (продовольчі вантажі – біологічні процеси і впливи). Навчальний посібник

10

окис етилену. Таким чином, додавання О3 у повітряне середовище вантажних приміщень при правильному його дозуванні, поліпшує умови зберігання вантажів.

Етилен (С2Н4) і тепло викликають активізацію всіх життєвих процесів, що призводить до передчасного старіння й усе більш швидкому накопиченні продуктів дихання. Етилен – це безбарвний газ, який володіє солодкий етиловим запахом. З фізіологічної точки зору етилен – це гормон (від грець. hormao – збуджую, привожу в рух), що прискорює процес біологічного старіння й дозрівання.

Всі рослини й їх частини виробляють етилен у великих або малих дозах. Ефект від етилену залежить не тільки від самого продукту, але також і від температури, концентрації С2Н4 і часу впливу його на продукт. Багато продуктів, якщо етилен на них впливає тривалий час, стають чутливими до нього, коли концентрація становить щонайменше 0,1 частин на мільйон (ЧНМ).

Етилен і етилові частки використовуються в комерційних цілях для прискорення процесу дозрівання деяких фруктів, наприклад, бананів. При вмісті етилену в повітрі 0,02 % дозрівання прискорюється в 4 – 10 разів. У зв'язку із цим при морському транспортуванні фруктів неприпустиме складування незрілих плодів з дозрілими, які більш інтенсивно виділяють етилен, ніж незрілі, і в такий спосіб провокують останні до передчасного дозрівання. Це спостерігається не тільки в плодів одного виду, але й при спільному складуванні плодів різних видів.

Інтенсивність виділення етилену залежить від таких факторів, як: ступінь зрілості, виду фрукта, температури зберігання й ін. Особливо велика кількість етилену виділяється при інтенсифікації дихання плодів.

Щоб уникнути передчасного дозрівання плодів при морському транспортуванні необхідно видаляти етилен вентиляцією повітря в приміщенні або очищенням його озонуванням.

Однією з характеристик зернових вантажів є наявність у них просторів між зернами – шпарин заповнених повітрям. Вони становлять значну частину об’ємну зернового насипу й істотно впливають на фізичні властивості й фізіологічні процеси.

Повітря, яке циркулює (від лат. circulus – круг) по шпаринах, конвекцією (від лат. convectio – приношення, доставка) сприяє передачі тепла й переміщенню парів води. Значна газопроникність зернових мас дозволяє використовувати цю властивість для продування їх повітрям (при активному вентилюванні) або вводити в них пари хімічних препаратів для знезаражування – дезінсекції (від лат. insectum – комаха). Запас повітря, а отже, і О2 створює в зерновій масі певний період (іноді дуже тривалий) нормального газообміну для її живих компонентів.

Ступінь доступу повітря до різних шарів зернового вантажу (ступінь аерації), а також його характеристика мають величезне значення в життєдіяльності зернової маси, а отже, впливають на всі біологічні процеси, що відбуваються в ній. Відповідна за своїми характеристиками (температурою, вологістю і кількістю повітрообмінів) вентиляція забезпечує схоронність і гарний якісний стан зерна.

Циркуляція повітря підсилює випаровування, тому що безупинно видаляється повітря, яке збагачене паром, і надходить більш сухе.

Із гладкої поверхні випаровується вологи менше, ніж із шорсткуватої; вантажі,

11

що мають дрібнозернисту структуру, за інших рівних умов, випаровують води більше, ніж вантажі із грубозернистою структурою.

Швидкість повітряного потоку також може впливати на інтенсивність усихання. Так, віддача продуктом тепла в повітряне середовище відіграє велику роль, оскільки тепло необхідно для випару вологи. У зв'язку із цим, усихання інтенсифікується з підвищенням швидкості повітряного потоку, що прискорює теплообмін і перешкоджає утворення зони високої вологості повітря над поверхнею продукту. Це явище використовується при зберіганні: у дуже вологих вантажів створюється сильний потік повітря, а у вантажів з нормальним рівнем вологості – слабкий.

Вентиляція під час транспортування може бути внутрішньою, за допомогою холодного повітря для встановлення попередньої необхідної температури, або за допомогою потоку свіжого повітря. Свіже повітря необхідне, щоб витиснути СО2 і етилен, які утворюються продуктами під час респірації (від лат. respiro – дихаю), що може призвести до дефіциту О2 у вантажних приміщеннях транспортного засобу.

Вентиляція повітря позитивно впливає на схоронність багатьох товарів. Вона сприяє зниженню температури в сховище, видаленню з нього зайвої вологи, зниженню концентрації СО2, а також активізує захисні функції товарів – зерна, свіжих плодів, овочів й ін. Залежно від способу подачі повітря розрізняють природну, природ- но-примусову, примусову й активну вентиляцію.

Ступінь аерації зернової маси істотно впливає на мікрофлору (від лат. floris – квітка). Присутність в основному аеробних мікроорганізмів у зерновій масі показує, що при доступі повітря до неї й при наявності інших сприятливих умов (наприклад, достатньої вологості й певній температурі) всі вони, і в першу чергу цвілеві гриби, будуть активно розмножуватися. При цих умовах у початковий період зберігання, коли повітря просторів між зернами (шпарин) має нормальний склад, тобто містить і О2, мікрофлора зернової маси може розвиватися досить бурхливо.

Якщо обмежити доступ повітря в зернову масу, то в міру зменшення в ній запасу О2 і накопичення СО2 буде спостерігатися пригнічення життєдіяльності аеробних мікроорганізмів і скорочення їхньої чисельності. Міцелій (від грець. mykes – гриб) (грибниця) пліснявих грибів (плісняви, цвілі) при цьому перестає рости, вони втрачають здатність утворювати спори, а наявні спори не проростають. Поряд із цим не відбувається й масового розвитку анаеробів. Крім того, анаеробні мікроорганізми, які є на зерні, не мають здатність помітно руйнувати клітковину й крохмаль. Таким чином, з мікробіологічної точки зору, зберігання зерна без доступу повітря забезпечує захист його від розвитку мікроорганізмів.

Вплив аерації зернової маси на її мікрофлору необхідно враховувати при провітрюванні й активному вентилюванні. Обробка зернової маси з підвищеною вологістю недостатнім числом обмінів повітря призводить до спалаху мікробіологічних процесів. Таким чином, при зберіганні зернових мас необхідно вміло використовувати доступ до них повітря й пам'ятати, що ступінь аерації зернової маси впливає на стан її мікрофлори. Закономірність цього впливу наступна:

– обмеження доступу повітря до зернової маси, скорочення в ній запасу О2 і накопичення СО2 – пригнічує мікрофлору й зменшує її чисельність;

12

–доступ повітря, який супроводжується зниженням вологості зернової маси або її охолодженням, також пригнічує розвиток мікроорганізмів;

–провітрювання, переміщення або продування вологої зернової маси повітрям, яке не супроводжуються зниженням її вологості або досить ефективним зниженням температури, сприяють розвитку мікроорганізмів, і в першу чергу цвілевих грибів.

1.2 Вплив температури

Температура повітря є одним з основних факторів, що впливають на швидкість процесів, які протікають у вантажах при зберіганні. Підвищення температури прискорює хімічні, фізичні, біохімічні й мікробіологічні процеси.

Великий вплив на інтенсивність дихання зерна має температура. Підвищення температури до 50 – 60 °С викликає посилення дихання, низькі температури знижують активність дихальних процесів.

При підвищених температурах зернової маси (понад 50 °С) сипкість зерна знижується й воно починає псуватися в результаті самозігрівання. Навіть невелике підвищення температури є ознакою виникнення самозігрівання. Необхідно також враховувати, що при підвищенні температури зволоженого зернового вантажу можливе утворення отрутних і вибухонебезпечних газів, а також самозаймання. Для зниження температури до нормальної, варто здійснювати вентиляцію зернової маси.

Такий же вплив температура робить й на дихання плодів.

Вплив температури на інтенсивність дихання обумовлене тим, що для протікання всіх бімолекулярних реакцій потрібна активуюча енергія.

Швидкість охолодження плодів, рівень і хід температури в період зберігання також впливають на активність дихання плодів, що зберігаються. Зниження температури впливає на активність ферментів у мітохондріях (від грець. mitos – нитка й chondrion – зернятко, крупинка). При цьому температура діє через оболонку й м'я- коть плодів, усе більше охолоджуючи їх, а сам процес підкоряється фізичним закономірностям. Мітохондрії – органели («органи» найпростіших, які виконують різні функції) тваринних і рослинних клітин. У мітохондрії протікають окислювальновідновні реакції, які забезпечують клітини енергією.

Припустимою нижньою межею для плодоовочів є кріоскопічна (від грець. kryos – холод, мороз, лід і skopeo – дивлюся) точна (від –0,5 до –3,5 °С) – температура при якій життєдіяльність максимально загальмовується, але немає необоротних фізіологічних змін. При такій температурі утворюються кристали (від грець. krystallos – крига) льоду в клітині, які, збільшуючись в об’ємні, руйнують цілісність клітин. Це призводить до активізації мікробіологічних процесів в вантажах.

При замерзанні інших вантажів підвищується їхня твердість внаслідок перетворення води в лід і об’єм продукту збільшується. Це може привести до розтріскування скляної тари (банок, пляшок) і деформації металевої й дерев'яної тари.

Температура помітно впливає на консистенцію жирів. Багато жирів, які тверді при кімнатній температурі, при підвищенні її до точки плавлення переходять у розплавлений стан. Температуру плавлення й застигання жирів необхідно враховувати

13

при зберіганні. Рослинні масла при зниженні температури нижче точки застигання гуснуть, що утрудняє витягання (виливання) їх з бочок і цистерн.

З підвищенням температури збільшується об’єм вантажів, особливо рідких, що може призвести в ряді випадків до витікання рідких вантажів із пляшок, бочок, бідонів й іншої тари.

Температура дуже впливає па швидкість проходження біохімічних процесів. Швидкість протікання ферментативних процесів значною мірою залежить від температури тканини, в якій вони відбуваються. Чим вище температура, тим активніше ці процеси. Ферменти діють не тільки в плодоовочевих вантажах, но й в омертвлених тканинах організму, зокрема в тканинах м'яса тварин і птахів після забою, а також у тканинах заснулої риби.

При температурі нижче 0 °С діяльність ферментів уповільнюється. Під час перевезення плодоовочевих вантажів їх біологічна активність має досить важливе значення, так як, якщо вона не підтримується на належному рівні, відбувається порушення обміну речовин, виникають так звані фізіологічні захворювання, а також послабляється опір мікроорганізмам.

Підвищення температури на 10 °С прискорює ферментативні реакції в 1,3 – 5 разів, а хімічні ще сильніше.

При досягненні температурного оптимуму (від лат. optimum – найкраще), який для більшості ферментів перебуває в межах від 30 до 50 °С, швидкість ферментативних процесів стає максимальною. Але при подальшому підвищенні температури до 60 – 80 °С відбувається денатурація (від лат. natura — природні властивості) білкової частини ферментів, і вони припиняють свою дію як каталізатори (від грець. katalysis

–руйнування). У середовищі зі зниженою вологістю ферменти витримують більш високу температуру. При зниженні температури нижче 0 °С ферменти не руйнуються, але активність їх різко знижується. Вплив температури на активність ферментів необхідно враховувати при зберіганні й сушінні зерна. Так, для кращого збереження зерна його охолоджують, застосовуючи так званий режим зберігання зернової маси в охолодженому стані. При сушінні зерна, щоб не відбулася денатурація білкової частини молекули ферментів, необхідно строго дотримувати температурного режиму, не допускаючи перегріву зерна в гарячих камерах сушарок.

Температура середовища – один з основних факторів, що визначає можливість та інтенсивність розвитку мікроорганізмів. Кожна група мікроорганізмів може розвиватися лише в певних межах температури: для одних ці межі вузькі, для інших

–відносно широкі й обчислюються десятками градусів.

Мінімальна (від лат. minimum – найменше) і максимальна (від лат. maximum – найбільше) температура визначає границі, за якими ріст мікроорганізмів не відбувається, як би довго не тривала інкубація (від лат. incubatio – висиджування яєць). Температура, при якій спостерігається максимальна швидкість росту, вважається оптимальною. На підставі температурного діапазону росту мікроорганізмів їх підрозділяють на групи.

Температура навколишнього середовища впливає на якісний склад мікроорганізмів, які виявляються на пошкоджених матеріалах. Переважний розвиток одержу-

14

ють ті мікроорганізми, у яких температурний оптимум найбільш близький до навколишніх умов. Перевищення температури середовища над оптимальною позначається на мікроорганізмах більш несприятливо, ніж її зниження. Відношення різних мікроорганізмів до температур, які перевищують максимальну для їхнього розвитку, характеризує їх термостійкість (від грець. therme – тепло). У різних мікроорганізмів вона неоднакова. Температури, що перевищують максимальну, викликають явище «теплового шоку». При нетривалому перебуванні в такому стані клітини можуть реактивуватися, а при тривалому – наступає їхнє відмирання.

Найбільше термостійкі бактеріальні спори. Термостійкість спор різних бактерій неоднакова, особливо стійкі спори термофільних (від грець. phileo – люблю) бактерій. Однак не всі клітини або спори навіть одного виду мікроорганізмів відмирають одночасно, серед них зустрічаються більш й менш стійкі.

Незважаючи на те, що при температурах нижче мінімальної, мікроби не розмножуються й активна життєдіяльність їх припиняється, багато з них невиразно довгий час залишаються життєздатними, переходячи в анабіотичний (від грець. anabiosis

–повернення до життя, оживлення) стан. При підвищенні температури вони знову повертаються до активного життя. Відмирання внаслідок низьких температур відбувається значно повільніше, ніж під дією високих температур.

Вплив температурного фактора на життєдіяльність мікроорганізмів у зерновій масі тісно пов'язане з вологістю останньої. Чим вище вологість зернової маси, тим у більш широкому інтервалі температур стає можливим розвиток мікроорганізмів.

Комахи й кліщі, як й інші безхребетні, не мають постійної температури тіла. Тому активність життєвих процесів у таких організмів не може бути постійною й залежить від температури навколишнього середовища. Оскільки всі процеси обміну речовин між організмом і середовищем протікають при різній температурі з різною швидкістю, то вплив температурного фактора середовища в житті комах і кліщів має дуже велике значення, набагато більше, ніж для теплокровних тварин.

Процеси регуляції (від лат. regula – норма, правило) температури тіла у комах і

кліщів обмежені зміною інтенсивності поглинання О2 і випаром води.

Існування й розвиток таких організмів протікають не при будь-яких температурах, а тільки в межах певних температурних порогів.

На інтенсивність загибелі шкідників під дією температури впливають швидкість, з якого змінюється температура. Так, жуки гинуть значно швидше при різкому охолодженні, ніж чим при повільному зниженні температури до того ж значення.

При зберіганні зерна, а також при огляді порожніх або заповнених сховищ, необхідно враховувати властиве комахам і кліщам явище термотаксісу (від грець. taxis

–розташування), тобто переміщення шкідників у більше теплі ділянки об'єктів (від лат. objectum – предмет). Таке переміщення шкідників відбувається в зерновій масі при її нерівномірному охолодженні або нагріванні, особливо восени або навесні. Це призводить іноді до масового скупчення шкідників у певних ділянках насипу.

На початкових стадіях самозігрівання шкідники збираються до осередку (вогнища) (рос. очага) цього процесу й тим самим прискорюють його. З підвищенням температури вище оптимальної, спостерігається розселення шкідників у периферійні

15

(від грець. periphereia – окружність) осередки самозігрівання.

1.3. Вплив вологості

Більшість вантажів володіють сорбційними властивостями, тобто здатністю поглинати (сорбція) і виділяти (десорбція) рідини (пари) з навколишнього середовища. Якщо ці властивості пов'язані з водою (парами води в повітрі), то вони називаються гігроскопічними (від грець. hygros – вологий). Для гігроскопічних вантажів характерні обидва процеси – сорбція (від лат. sorbeo – поглинаю) і десорбція. Деякі вантажі здатні тільки виділяти вологу в навколишнє середовище за рахунок випару води, яка входить в їхній склад. Випар – перехід рідини в пару по вільній поверхні вантажу при температурі яка менше температури кипіння.

Для вантажів характерні наступні основні різновиди сорбції – адсорбція, абсорбція, хемосорбція. Абсорбція (від лат. absorbeo – поглинаю) – об'ємне поглинання газів або парів рідиною (абсорбентом) з утворенням розчину. Розрізняють фізичну й хімічну абсорбцію. Адсорбція (від лат. ad – на, при) – поглинання газів, парів або рідин поверхневим шаром твердого тіла (адсорбенту) або рідини. Якщо адсорбція супроводжується хімічною реакцією речовини що поглинається з адсорбентом, то вона називається хемосорбцією (хемо... – має відношення до хімії або хімічним процесам).

У загальному випадку існує 4 форми зв'язку вологи з вантажами – хімічно зв'я- зана, капілярна, молекулярна, гравітаційна:

–конституційна (хімічно зв'язана або міцно-зв'язана,) волога, яка хімічно зв'я- зана (входить до складу) з речовиною вантажу (хемосорбція);

–капілярна (від лат. capillaris – волосний), гігроскопічна волога, яка всмоктується (віддається) пористими частками вантажу (порами, капілярами) з (в) навколишнього повітря;

–молекулярна (плівкова або зовнішня волога) волога, яка утворює водяну плівку на поверхні часток вантажу (обволікаюча, огортаюча їх) і утримується силами молекулярного притягання;

–гравітаційна волога (вода капілярів або шпарин (пір), зовнішня волога), яка заповнює (повністю або частково) вільні простори між окремими частками вантажу (шпаринами). Вона характерна, в основному, для навалочних вантажів, а наявність шпарин у них одержало назву шпаруватості (рос. скважистости).

Будь-які процеси, які пов'язані зі зміною вологості (вологовмісту) у вантажі й навколишнім середовищі під час їхнього зберігання й перевезення визначаються вологістю повітря.

Розрізняють вологість повітря абсолютну (від лат. absolutus – безумовний, необмежений) і відносну. Вона також характеризується пружністю водяних парів, дефіцитом вологості й точкою роси.

Абсолютною вологістю повітря в % називається кількість водяних парів у грамах, що утримується в 1 м3 повітря. Для вантажів – вологовміст, тобто відношення маси вологи, що випарувалася, до маси сухого залишку.

Кількість водяних парів у повітрі при даній температурі збільшується до пев-

16

ного граничного значення, що називається максимальною пружністю або пружністю насичення. Пружність водяних парів – це тиск, що роблять водяні пари. Кількість водяних парів, яка необхідна для насичення при даній температурі, а отже, і максимальна пружність (тиск насичення) пару зростає в міру підвищення температури.

Відносна вологість (ВВ) повітря в % – це відношення пружності водяних парів, що втримуються в повітрі, до максимальної пружності. Або по-іншому – відношення фактичної абсолютної вологості до максимально можливого при заданій температурі. Вона показує ступінь насичення повітря водяними парами. ВВ вантажів в % – відношення маси вологи, що випарувалася, до первісної маси (вологої).

ВВ повітря при одній і тій же абсолютній вологості може змінюватися залежно від коливань температури. Зниження температури супроводжується збільшенням ВВ повітря – він зволожується, а при підвищенні температури – стає сухіше.

Дефіцитом вологості називається різниця між максимальною пружністю парів при даній температурі й дійсної (фактичної) їхньої пружності. Ця величина показує кількість парів (вологи), яка необхідна для повного насичення повітря.

Якщо ВВ дорівнює 100 %, то повітря повністю насичене водяними парами, а коли дорівнює нулю, то повітря не містить водяних парів, тобто абсолютно сухе.

Точкою роси називається температура, при якій повітря повністю насичене водяними парами. Подальше зниження температури створює надлишкову кількість водяних парів і повітря стає перенасиченим. У цьому випадку надлишок водяних парів конденсується (згущається). Якщо конденсація відбувається при температурі вище 0 °С, то конденсат випадає (осідає) у вигляді крапель води – роси; при температурі нижче 0 °С утворюється іній.

Вирішальним фактором при розробці оптимальних умов зберігання гігроскопічних вантажів є активність води aW, під якою розуміється відношення тиску p водяної пари в граничному шарі над поверхнею матеріалу до тиску p0 водяної пари над чистою водою при одній і тій же температурі

aW = p / p0.

Значення aW залежить від компонентного складу матеріалу, його вологовмісту, хімічного складу й структури.

Активність води може бути використана для оцінки стану води у вантажах та її причетності до хімічних і біохімічних змін. По величині активності води виділяють вантажі з:

–високою вологістю – aW від 1,0 до 0, 9;

–проміжною вологістю – aW від 0,9 до 0,6;

–низькою вологістю – aW від 0,6 до 0,0.

Активність води показує ступінь зв'язаності її молекул. У чистої води вона дорівнює 1. Відносно неї всі розчини мають aW менше 1. Чим менш активність води, тим більше величина сил утримання води (рос. водоудерживающих) у субстраті (від лат. substratum – підстилка, основа), тим менш доступна вода для мікроорганізмів.

Сили утримання води виражають в одиницях тиску (барах, паскалях й ін.), які характеризують термодинамічну роботу, яку витрачає мікроорганізм для витягування

17

води. Це так званий водний потенціал ( ), який для чистої води дорівнює 0. Відносно чистої води всі розчини мають негативні потенціали, які виражаються в негативних барах.

Залежно від вологості повітря й вологості гігроскопічних вантажів частина води випаровується з них або, навпаки, поглинається. Через певний час між кількістю води у вантажі й ВВ повітря встановлюється рівновага – рівноважний вологовміст (вологість) вантажу. Тобто при вологовмісті вантажу в стані його термічної й молекулярної рівноваги температура й парціальний тиск парів на поверхні вантажу й навколишньому середовища рівні, тому не відбувається усушка (всихання) або зволоження вантажу.

Якщо пружність парів над поверхнею вантажу вище, ніж у повітрі, то він втрачає вологу, а навпаки – поглинає. Чим вище ВВ повітря, тим вище пружність водяних парів і тем більше відповідна їй рівноважна вологість вантажу.

Сорбційні властивості вантажів також характеризуються гігроскопічною точкою – ВВ повітря над насиченим розчином вантажу (наприклад, для цукру, солі 46 – 84 %). Вплив ВВ повітря на різні види вантажів має певні особливості.

У зерні й насінні завжди присутнє та або інша кількість води. Її вміст залежить від культури, її анатомічних (від грець. anatome – розсічення) особливостей, кількості гідрофільних колоїдів (від грець. kolla – клей і eidos – вид), ступеня спілості, умов збирання, зберігання й транспортування врожаю. Колоїд – дисперсна (від лат. dispersio – розсіювання) система, проміжна між суспензією (від лат. suspensio – підвішування) і емульсією (від лат. emulsus – видоєний).

З речовинами зерна і його анатомічних структур вода зв'язана по-різному: хімічно, фізіко-хімічно й механічно (від грець. mechane – знаряддя, машина).

Хімічно зв'язана вода входить до складу молекул речовин.

До фізіко-хімічній зв'язаної води відносяться адсорбційно-зв'язана, осмотичнопоглинена й структурна вода. Молекули води, які поглинені (сорбовані) гідрофільними колоїдами, втрачають властивості розчинника, не можуть легко переміщатися й брати участь у хімічних реакціях. Тому воду, зв'язану фізіко-хімічно, називають зв'я- заною. У зерні, що містить воду тільки в такому стані, фізіологічні процеси зведені до мінімуму.

Механічно зв'язана вода розміщена в мікро- і макрокапілярах (від грець. makros

– великий, довгий) зерна. Вона має всі властивості води й називається вільною. Така вода легко видаляється при висушуванні.

У зерновій масі спостерігаються сорбційні явища: адсорбція, абсорбція, капілярна конденсація й хемосорбція. Фактично вони не припиняються ніколи, тому що зовнішні ділянки насипу зернової маси, які контактують з повітрям, безупинно змінюють свою вологість залежно від його параметрів.

При тривалому зберіганні зерна підвищеної вологості або в умовах високої ВВ повітря, воно піддається активному впливу мікроорганізмів і покривається колоніями (від лат. colonia – поселення) цвілевих грибів (цвілі).

Кожному значенню ВВ повітря, і температури відповідає певна кількість пог-

18

линеної або виділеної вантажем води. Зерно поглинає водяні пари доти, поки не наступить так звана гігроскопічна рівновага, тобто припиниться обмін вологи між зерном і повітрям. Стала вологість зерна при даних параметрах вологості й температури повітря називається рівноважною.

Рівноважна вологість окремих зерен або насіння у зерновій масі неоднакова внаслідок розходження їхніх розмірів, виповненості й ін. Навіть окремі анатомічні частини всього зерна (рос. зерновки) або насіння характеризуються неоднаковою вологістю. У зародка злакових більш висока вологість, ніж в ендосперму (від грець. endon – усередині й sperma – насіння). Ендосперм – тканина насіння рослин, яка запасає і у якій відкладаються живильні речовини, необхідні для розвитку зародка.

Рівноважна вологість зерна й насіння залежить також від температури повітря: з її зниженням величина рівноважної вологості зростає.

Вологість дуже впливає на протікання біологічних процесів у зерновій масі, головним з яких є «дихання» зерна. Цей процес призводить до втрати маси сухої речовини зерна, збільшенню кількості гігроскопічної вологи, зміні складу повітря у вантажному приміщенні (наприклад, збільшенню кількості СО2), а також виділенню тепла. Це сприяє розвитку мікроорганізмів, що, в остаточному підсумку, може призвести до самозігрівання, а іноді й до проростання зерна.

Окремі зерна й зернова маса в цілому гарні сорбенти. Їх значна сорбційна ємність пояснюється двома причинами: капілярна-шпаруватою колоїдною структурою кожного зерна й шпаруватістю зернової маси.

Шпаруватість зернової маси, яка забезпечує її проникність, дає можливість кожному зерну брати активну участь у процесах сорбції й десорбції.

Вода в сухому зерні (до 14 % включно) міцно зв'язана з гідрофільними колоїдами, нерухлива й не бере участь у реакціях обміну речовин. У зв'язку із цим процеси життєдіяльності в зерні (наприклад, дихання й ін.) знижені, немає умов і для розвитку мікроорганізмів.

Стан середньої сухості (понад 14 до 15,5 включно) характеризується тим, що в зерні з'являється невелика кількість вільної води. Рівень, при якому з'являється вільна волога, називають критичною (від грець. krisis – рішення, поворотний пункт) вологістю. При такій вологості помітно зростає інтенсивність «дихання» зерна й стає можливим активний розвиток мікроорганізмів.

У вологому середовищі ферменти більше активні, тому що волога є й середовищем, і речовиною, при участі яких відбуваються різні ферментативні процеси. При підвищенні вологості зерна активність ферментів зростає, дихання зерна стає більш інтенсивним і підсилюються гідролітичні процеси.

Плодоовочі постійно втрачають вологу з двох причин:

–при витраті цукру або крохмалю на процес дихання;

–при усушці (всиханні) через різницю ступеня насичення вологою плодів і навколишнього повітря.

Для рослинних вантажів використовується термін «втрати при диханні». Ці втрати в масі, що обумовлені зменшенням вмісту вологи при диханні фруктів, не можуть бути відновлені (як раніше через кореневу систему); через втрату води зни-

19

жується тургор (від лат. turgor – роздування, наповнення), тобто здатність клітин до набрякання, і плоди в'януть.

Під час перевезення й зберігання плодоовочевих вантажів ВВ не повинна виходити за межі встановлених оптимальних діапазонів (75 – 90 %). При його перевищенні починається конденсація водяних парів на поверхні вантажу або на огородженні вантажного приміщення, що сприяє розвитку мікроорганізмів. Наднормативне зниження ВВ повітря призводить до інтенсивного випару вологи з вантажу й, отже, до підвищення природних втрат через всихання.

Вологість середовища впливає на розвиток мікроорганізмів. У клітинах більшості мікроорганізмів є до 75 – 95 % води, з якої в клітину надходять живильні речовини й віддаляються з неї продукти життєдіяльності. Чим вище вологість навколишнього середовища, тим інтенсивніше йде обмін речовин між клітиною й середовищем, тим швидше й краще розвиваються й розмножуються мікроорганізми.

Потреба у волозі в різних мікроорганізмів коливається в широких межах. По величині мінімальної потреби у волозі для росту їх розділяють на групи.

При зберіганні швидше псуються вантажі, що містять велику кількість вологи (наприклад, овочі, фрукти, м'ясо, риба, яйця й ін.). Також мікроорганізми можуть розвиватися на зерні, крупі, у борошні й інших продуктах, вологість яких значно менша, ніж вміст вологи в їхніх клітинах. Пояснюється це здатністю мікроорганізмів до усмоктування води.

Якщо вологість зерна вище критичної, то при наявності інших сприятливих умов (головним чином певної температури) мікроорганізми в ній бурхливо розвиваються, що супроводжується помітними змінами якості зерна.

Мікроорганізми можуть використовувати тільки вільну або слабко-зв'язану воду. Початок росту мікроорганізмів на гіроскопічному матеріалі відбувається при такому його вологовмісті, коли з'являється не зв'язана вода.

У тілі комах є 48 – 67 % води, трохи більше її перебуває в личинках і гусеницях (63 – 70 %) і ще більше в тілі кліщів. Тому тільки при вмісті у вантажах певного мінімуму вологи, комахи й кліщі можуть існувати й розмножуватися. Поповнення запасів води в організмі шкідників обов’язково необхідно, тому що відбувається втрата її в процесі обміну речовин (наприклад, при диханні, виділенні разом з екскрементами (від лат. excrementum – виділення) й ін.).

При нестачі вологи в навколишнім середовищі кліщам і комахам властивий позитивний гідротаксис. У сховищах вони розташовуються в сирих (вогких) й поганопровітрюваних місцях, а в зернових вантажах переміщаються в більш зволожені ділянки насипу. Вміст вологи в тілі шкідників залежить від вологості споживаної їжі.

Для більш-менш тривалого існування комахи мають потребу в меншій вологості продукту, ніж для завершення нормального циклу розвитку. Тому при низької вологості вантажів, незважаючи на наявність зараженості, чисельність шкідників може не збільшуватися.

Потреба у волозі в різних комах неоднакова; вона залежить також від виду їжі (наприклад, рід і вид зерна, борошна, крупи, висівок й ін.), температурного режиму й інших факторів. Кліщі більше вимогливі до вологості продуктів, ніж комахи.