2. Основні фізіолого-біохімічні процеси, що протікають в зернових масах при їх зберіганні

2.1. Дихання зерна

При достатньому доступі повітря проходить аеробне дихання, яке виражається наступним рівнянням:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6Н₂О + 6СО₂ +2822 кДж

При недостачі кисню зерно отримує енергію не за рахунок прямого окислення речовин, а за рахунок їх розщеплення. Характер дихання в цьому випадку анаеробний (інтрамолекулярний), він характеризується реакціями внутрішньомолекулярного окислення – відновлення і зображається таким сумарним рівнянням:

С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 118 кДж

Цей процес менш економічний.

Як видно з рівнянь реакцій, внаслідок дихання зерна мають місце наступні процеси:

1. Втрати сухих речовин (СР) зерна.

2. Підвищення вологості зерна і повітря міжзернового простору.

3. Зміна складу міжзернового простору в результаті виділення спирту і СО₂.

4. Накопичення теплоти в зерновій масі.

Енергія дихання залежить від багатьох факторів: ступеню зрілості зерна, вологості, температури, ступеню аерування.

Більшу енергію дихання має недозріле і свіжезібране зерно.

В зерні розрізняють зв’язану (конституційну) вологу, яка міцно утримується колоїдами ендосперму, та гігроскопічну, що вільно переміщається по капілярам. Вологість зерна, при якій в ньому з’являється вільна вода, називається критичною і за даними проф. В.Л. Кретовича вона становить 14,5-15,5%. З підвищенням вологості вище критичної енергія дихання зерна різко зростає.

Збільшується енергія дихання і з підвищенням температури, що є результатом високої чутливості ферментів до температури. Однак є максимально допустима температура, вище якої енергія дихання уже не зростає. Вона становить 45-55⁰С. Вище цієї температури зерно як живий організм гине.

Доступ атмосферного повітря до зернової маси також впливає на інтенсивність і характер дихання. При тривалому зберіганні зерна без продування в міжзерновому просторі накопичується СО₂ і дихання стає інтрамолекулярним. Проте висока концентрація СО₂ відображається на енергії дихання лише при високій вологості зерна.

2.2. Післязбиральне дозрівання зерна

Свіжезібране зерно погано проростає. Це пояснюють слабкою газо- і водопроникливістю оболонок зерна. Крім того, за даними М.М.Запрометова однією з причин поганого пророщування такого зерна є фенольні сполуки, що входять до складу оболонок і блокують ферменти дихання. Потрібен час для конденсації і окислення цих сполук.

При зберіганні свіжозібраного зерна протікає ряд біохімічних процесів, в результаті яких зерно досягає фізіологічної зрілості, проходить так зване післязбиральне дозрівання. В цей період синтетичні процеси переважають гідролітичні; проходить синтез білків із амінокислот, синтез крохмалю із цукрів, накопичується жир.

При низькій вологості і температурі 15-25°С зерно дозріває протягом 1,5-2 місяців і його технологічні властивості поліпшуються.

2.3. Життєдіяльність мікроорганізмів в зерновій масі

На поверхні зерен завжди знаходиться велика кількість мікроорганізмів. У одному грамі зерна може міститись до кількох десятків мільйонів їх екземплярів. Це представники всіх таксономічних груп: бактерії, дріжджі, плісені, актиноміцети.

Їх розвиток на пошкоджених ділянках зерен призводить до пліснявіння зерна, втрат СР, підвищення температури зернової маси, накопичення токсичних речовин.

За хімічним складом зерно є найбільш сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів. Крім цього необхідною умовою їх активної життєдіяльності є достатня кількість вологи та середні температури.

Зниження вологості зерна до рівня критичної і запобігання утворенню крапельно-рідинної вологи надійно захищає зернову масу від впливу мікроорганізмів.

Охолодження зернових мас також запобігає розвитку мікробів. Зниження температури навіть до мінусових значень (при вологості не вище 17-18%) на якісні показники зерна не впливає.