Послеуборочное дозревание зерна

Сущность процесса созревания зерна состоит в том, что рас­творимые в воде низкомолекулярные вещества (аминокислоты, сахара и др.), образовав­шиеся в зеленых листьях и стеблях, перемещаются в зерно. Сахара, нахо­дившиеся в зерне на его ранних стадиях созревания, превращаются в крахмал и гемицеллюлозы, из свободных аминокислот синтезируются белки, идет формирование клейковины у пшеницы.

Зерно полной (технической) зрелости имеет пониженные се­менные и технологические качества. Полная физиологическая зрелость зерна, при ко­торой оно отличается наивысшей всхожес­тью­ и энергией прорастания, на­ступает через некоторое время в процессе его хранения. Этот период называ­ется периодом после­уборочного дозревания. На этой стадии в зерне продол­жаются те процессы, которые начались при его созревании, в результате за­вершается синтез белка, крахмала, жира, уменьшается актив­ность ферментов, снижается интенсивность дыхания. Наступает состояние покоя.

При правильном хранении в зерновой массе не происходят нежелательные физиологические процессы, а, напротив, в первый период хранения свежеубранного зерна происходит его дальнейшее дозревание, которое заключается в повышении жизнеспособности семян, их всхожести и энергии прорастания. Отмечается также улучшение технологических качеств в небольших пределах: повышается качество сырой клейковины в зерне пшеницы, увеличивается выход масла при переработке маслосемян. Комплекс сложных биохимических процессов в зерне и семенах при хранении, приводящих к улучшению их посевных и технологических качеств, получил название послеуборочного дозревания.

В процессе послеуборочного дозревания происходят уменьшение содержания в зерне водорастворимых веществ, постепенное снижение активности ферментов, сокращение интенсивности дыхания, а также синтез сложных химических веществ (белков, крахмала, жиров). В результате зерно становится физиологически зрелым и вступает в состояние покоя, приобретая повышенную устойчивость при хранении.

Послеуборочное дозревание происходит только в том случае, если синтетические процессы в семенах преобладают над гидролитическими. А для этого необходимо, чтобы зерно находилось в сухом состоянии (с влажностью ниже критической). Это главное условие для нормально протекающего процесса дозревания. В свежеубранном зерне с повышенной влажностью преобладание процессов гидролиза приводит не к уменьшению физиологической активности, а к ее дальнейшему росту. Зерно не только не улучшает своих посевных качеств, но может и снизить их. Послеуборочное дозревание в таких партиях зерна не происходит. Важнейшим условием, обеспечивающим процесс послеуборочного дозревания, является также температура. Зерно дозревает только в условиях положительной температуры и наиболее интенсивно при 15-30 ^оС. Наиболее интенсивно послеуборочное дозревание протекает при активном доступе воздуха. Недостаток кислорода и накопление в зерновой массе диоксида углерода замедляют дозревание. В результате проведенных исследований многими учеными установлено, что заметного увеличения количества клейковины у пшеницы не происходит, но улучшается качество клейковины, она становится более растяжимой и эластичной. Процесс дозревания отражается благоприятно и на потреби­тельской ценности зерна, и качестве продуктов переработки его. Так мука, полученная из зерна, после окончания в нем процес­са послеуборочного дозревания обладает лучшими хлебопекар­ными свойствами, крупа – лучшей разваримостью; стойкость зерна в хранении повышается.

Продолжительность периода послеуборочного дозревания у различных культур разная от 3 недель до 5 месяцев. Короткий период послеуборочного дозревания у озимых культур.

Завершение послеуборочного дозревания и вступление зерна в состояние покоя фактически являются началом процесса старения. По данным В. Л. Кретовича, покой представляет собой важное свойство растений, предохраняющее семена от преждевременного прорастания и позволяющее им длительное время сохранять жизнеспособность и пищевую ценность.

Способы хранения зерна

Хранение зерна может быть временным (краткосрочным) и длительным (долгосрочным). Первое по продолжительности исчисляется в сутках или месяцах (один-три), второе длится от нескольких месяцев до нескольких лет.

В практике применяют два способа хранения зерна:

- в упаковке (в мешках);

- насыпью (в складах, бункерах, силосах).

Основной способ хранения зерновых масс – хранение насыпью.

Режимы хранения зерновых масс

В практике хранения зерна в различных странах применяют три режима:

- хранение зерновых масс в сухом состоянии, то есть имеющих пониженную влажность (в пределах до критической);

- хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, когда температура понижена до пределов, оказывающих тормозящее влияние на все жизненные функции компонентов зерновой массы;

- хранение зерновых масс в герметических условиях (без доступа воздуха).

Выбор режима хранения определяется технологической и экономической целесообразностью.

Хранение и процессы, протекающие при хранении

Сохранность зерна при хранении зависит от различных факторов, которые подразделяются на две группы:

1) абиотические факторы;

2) биотические факторы.

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, условия внешней среды, влияющие на сохранность продуктов. Биотические факторы связаны с живым началом, с природой продуктов как живых организмов. Биотические и абиотические факторы сохранности зерна взаимосвязаны между собой.

Абиотические факторы: температура, относительная влажность воздуха в хранилище, воздухообмен (вентиляция).

Биотические факторы:

1) биохимические процессы, или процессы обмена веществ, протекающие внутри зерна;

2) микробиологические процессы, то есть степень воздействия различных микроорганизмов на зерно;

3) развитие вредителей (насекомых, клещей) и грызунов в зерне.

К биохимическим относят процессы, обусловленные действием ферментов самого зерна. Интенсивность их протекания зависит от химического состава, особенностей обмена веществ и условий хранения. Наибольшее влияние на сохранность зерна при хранении оказывают дыхание. Выделяют два вида дыхания растительных продуктов – аэробное и анаэробное.

Процесс аэробного дыхания заключается в окислении моносахаров (глюкозы) кислородом воздуха и сопровождается потерей массы растительного объекта, повышением влажности, выделением большого количества тепла и изменением газового состава окружающего воздуха:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 2765 кДж.

Выделяющиеся при этом тепло и влага могут быть причиной дальнейшего усиления процесса дыхания. Это происходит при плохой вентиляции хранящихся продуктов.

На интенсивность дыхания также большое влияние оказывает газовый состав воздуха. Повышенные концентрации углекислого газа и пониженные концентрации кислорода сильно тормозят аэробное дыхание растительных продуктов. При снижении концентрации кислорода до 2 % и менее растительные организмы переходят на анаэробное дыхание:

С₆Н₁₂О₆ → 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН + 115 кДж.

Выделяющийся при этом этиловый спирт губительно действует на растительные ткани, приводит к потере всхожести зерна.

Микробиологические процессы – одна из главных причин порчи пищевых продуктов при хранении. Основные из них – это брожение, гниение и плесневение.

Под действием микроорганизмов изменяются прежде всего основные показатели све­жести зерна: цвет, блеск, запах и вкус. Изменение в цвете зерна сопровождается образова­нием запахов разложения, обусловленных развитием микроорганизмов.

Значительно снижают сохранность зерна при хранении и наносят большой ущерб различные вредители – насекомые и клещи, а также грызуны. Они уничтожают зерно, загрязняют их своими выделениями, являются переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.

Вредители хлебных запасов распространены очень широко и известны давно. С появле­нием хранилищ началось заселение их насекомыми и грызунами. Постепенно они образо­вали группу вредителей хлебных запасов. Часть из них настолько приспособилась к суще­ствованию в хранилищах и хранимых объектах, что потеряла связь с природой (амбарный долгоносик, амбарная моль, хрущаки). Другие способны размножаться и существовать как в природе, так и в хранилищах (рисовый долгоносик, зерновая моль, фасолевая зерновка, клещи). Третьи размножаются только в природных условиях и попадают в хранилище вме­сте с урожаем (гороховая зерновка, зерновая совка, нематоды).