Характеристика зернових мас

Вологість зернової маси — найважливіший і  надійний фактор регулювання її життєдіяльності. Волога в зерні є середовищем, в якому відбуваються всі життєві процеси. Сухе зерно дихає досить повільно. Так, інтенсивність дихання зерна пшениці, жита та інших злакових культур з вологістю 11 — 12 % практично дорівнює нулю. З підвищенням вологості зерна в межах сухого стану зернової маси інтенсивність дихання дещо збільшується, однак залишається низькою. Зерно середньої сухості дихає у 2 — 4 рази, вологе — в 4 — 8, сире — у 20 — 30 разів інтенсивніше, ніж сухе. Проте інтенсивність дихання зерна збільшується не прямолінійно, а по кривій, яка має критичну зону (рис. 2).

Перші порції вологи, що поглинаються сухим  зерном, посилюють його дихання незначною  мірою. При досягненні зерном певного  рівня вологості (для більшості зернових культур — близько 15 %) інтенсивність дихання різко зростає. Вологість зерна, починаючи з  

якої  різко посилюються фізіолого-біохімічні і мікробіологічні процеси та змінюються умови зберігання, називається критичною (табл. 5).

Отже, критичній  вологості зерна відповідає такий  її рівень, вище за який у ньому з'являється вільна волога, різко посилюється інтенсивність дихання і виникає загроза пошкодження мікроорганізмами.

Для більшості  сільськогосподарських культур критична вологість відповідає рівноважній вологості зерна, яка встановлюється при 75 %-й відносній вологості повітря. Найкраще брати за основу вологість повітря 60 %, тому що в атмосфері такого повітря зерно і насіння сухі, тобто не мають вільної вологи. Якщо вологість навколишнього середовища вища за 65 %, можливі зволоження сухої зернової маси і погіршення її зберігання.

Таблиця 5. Критична вологість зерна і  насіння при температурі

18 - 25 °С, %

У насінні  олійних культур порівняно з  зерном злакових значення критичної вологості менше, що пояснюється значним вмістом у них ліпідів — гідрофобних речовин, які не здатні зв'язувати вологу (рис. 3).

За вмістом  вологи зерно (насіння) буває сухе, середньої  сухості, вологе і сире. Критична вологість  знаходиться в межах середньої  сухості зерна (насіння). Зернова  маса в сухому стані (вологість нижча за критичну) стійка при зберіганні і вимагає меншого догляду,

ніж у  вологому і сирому, тому що вологе (сире) зерно досить інтенсивно дихає і може псуватися під час зберігання внаслідок самозігрівання.

Температура зернової маси. Зниження температури  значно послаблює інтенсивність  дихання всіх живих компонентів  зернової маси і сприяє збільшенню строків її зберігання (рис. 4). Чим  нижча температура, тим менша  інтенсивність дихання зерна, тобто  тим менше виділяється вуглекислого газу .

Вплив підвищених температур на інтенсивність  дихання зерна і його життєві  функції залежить також від часу, протягом якого зерно зберігалося  в цих умовах. Так, максимальна  інтенсивність дихання зерна  пшениці при 50 — 55 °С виявляється  тільки протягом короткого часу. У зерні, вологість якого вища за критичну, при продовженні дії високих температур інтенсивність дихання зменшується тим швидше, чим більша його вологість. При понижених температурах (0 — 10 °С) інтенсивність дихання зерна дуже мала, що дає змогу консервувати навіть вологе і сире зерно.

Доступ  повітря до зерна. Інтенсивність  і характер дихання зерна й  насіння прямо залежать від складу газового середовища. Так, при вільному доступі повітря до зернової маси підвищується інтенсивність його дихання, оскільки в міжзернових просторах вміст кисню достатній, тобто відбувається аеробне дихання.

У сухому зерні інтенсивність дихання  незначна, тому його посівні якості зберігаються довше. Очевидно, через низьку інтенсивність дихання в його клітинах майже не утворюється продуктів анаеробного розкладання.

При відсутності  кисню відбувається анаеробне дихання  зерна, в його тканинах нагромаджується  етиловий спирт, і воно швидко втрачає  життєздатність. Однак продовольчі  й фуражні властивості такого зерна менше змінюються, оскільки при анаеробному диханні виділення  тепла зменшується приблизно  в 30 разів і не створюються сприятливі умови для розвитку шкідливих мікроорганізмів. Герметизація зернової маси і зберігання її без доступу кисню — один з технологічних прийомів консервування сирого фуражного зерна.

Інтенсивність дихання зернової маси залежить також  від стану і якості зерна. Під  час спостереження за партіями зерна  з різними дефектами виявлено їх підвищену інтенсивність дихання  і меншу стійкість при зберіганні. Так, зернова маса, яка містить  багато недозрілих зерен (підмочених під час збирання або транспортування, пророслих, щуплих, роздавлених та ін.), менш стійка при зберіганні, внаслідок чого можливе суцільне її самозігрівання.

Отже, для  підвищення стійкості зерна при  зберіганні його треба після збирання просушити і якнайшвидше видалити з нього всі фракції зерна  й домішки з підвищеною інтенсивністю  дихання у процесі очищення й  сортування. Виділені фракції зерна  пониженої якості переробляють на комбікорм  або зберігають окремо.

На інтенсивність  дихання зернової маси впливають  і ботанічні особливості культури. Наприклад, зерно м'якої пшениці  дихає інтенсивніше, ніж зерно твердої, а інтенсивність дихання зерна пшениці вища, ніж зерна гречки.

 
3.2. Післязбиральне дозрівання  і проростання  зерна

Якість  свіжозібраного зерна залежить переважно  від умов дозрівання, стиглості та вмісту вологи в період збирання і подальшого зберігання. Свіжозібрана зернова маса неоднорідна за вологістю і стиглістю окремих зерен, має високу фізіолого-біохімічну і мікробіологічну активність, понижені енергію проростання та схожість, погані технологічні властивості, нестійка під час зберігання.

При правильному  зберіганні зерна через кілька тижнів воно набуває якостей нормального повноцінного. Процеси, які відбуваються в зерні й насінні під час зберігання та приводять до поліпшення його посівних і технологічних якостей, називають післязбиральним дозріванням. Характеризується воно двома показниками: підвищенням схожості та зниженням інтенсивності дихання.

Дослідження показали, що в результаті складних біохімічних процесів змінюються хімічний склад і властивості зерна, зменшується активність ферментів, відбувається перетворення низькомолекулярних сполук на більш складні, знижуються вміст цукрів, небілкових азотистих речовин, кислотне число жиру і титрована кислотність. Разом з тим збільшується вміст білків, крохмалю, жиру та поліпшуються технологічні і посівні властивості зерна.

Тривалість  періоду післязбирального дозрівання зерна залежить, крім сортових особливостей, від умов його наливання і дозрівання в полі та умов подальшого зберігання. Основними показниками є температура і вологість середовища. Якщо в період наливання і дозрівання зерна була дощова й прохолодна погода, то тривалість періоду його післязбирального дозрівання збільшується. Воно значно прискорюється, якщо зерно після збирання висушене до вмісту зв'язаної вологи і зберігається при підвищеній температурі (20 - 22 °С) та доброму доступі кисню.

Для прискорення  післязбирального дозрівання зерно  сушать на установках активного вентилювання або зберігають після збирання в  сухому стані при температурі 20 — 22 °С протягом двох-трьох тижнів з наступним охолодженням активним вентилюванням. Доведено, що післязбиральне дозрівання відбувається тільки тоді, коли процеси синтезу в зерні й насінні переважають над процесами гідролізу, а вологість їх нижча за критичну або в межах критичної. У зерні з підвищеною вологістю процеси гідролізу переважають над процесами синтезу і якість зерна не поліпшується, а погіршується.

Сухе  зерно, добрий доступ повітря та підвищена  температура — основні фактори  післязбирального дозрівання. Так, за сприятливих умов зберігання процеси  післязбирального дозрівання зерна  пшениці закінчуються протягом 1— 1,5 міс, жита 10— 15 діб, вівса — 20 діб, ячменю 6 — 8 міс. Насіння олійних культур  також має певний період післязбирального дозрівання. Насіння кукурудзи після  сушіння (видалення надлишкової вологи) зразу стає фізіологічно повноцінним.

Проростання зерна. При різкому порушенні  режиму обробки і зберігання зерна  в насипу можуть проростати як окремі зерна, так і цілі шари зернової маси. Однак для проростання зерна  необхідні певні умови — достатня вологість, тепло і доступ повітря.

Зерно починає проростати тільки при поглинанні крапельно-рідкої вологи та зволоженні до 40 % і вище, наприклад, при сильному зволоженні зернової маси опадами або ґрунтовою вологою чи в результаті конденсації води за різких перепадів температури.

Якщо  для індивідуального розвитку рослини (онтогенезу) проростання зерна — звичайний етап життєвого циклу, то для зберігання і промислової переробки цей процес небажаний, оскільки призводить до зниження його якості та псування. Проросле зерно має зародковий корінець і брунечку, коричневе забарвлення зародка, збільшений об'єм, понижені сипкість та в'язкість водно-борошнистої суспензії, підвищений вміст розчинних у воді речовин. Вміст сухої речовини в такому зерні значно зменшується, оскільки на проростання й підвищення інтенсивності його дихання витрачається велика кількість органічних речовин.

Якість  клейковини пророслого зерна м'якої пшениці змінюється більше, твердої  — менше. Борошно з пророслого зерна солодке на смак, що знижує його хлібопекарські властивості. Крім того, при переробці на борошно  змінюються режими підготовки його до розмелювання та самого розмелювання. Найефективнішим заходом підвищення якості хліба з такого борошна на хлібозаводі є збільшення кислотності тіста на 1 — 2°, чого досягають застосуванням рідких дріжджів. При цьому активність а-амілази знижується і стан м'якушки випеченого хліба значно поліпшується.

Для підвищення якості житнього борошна з пророслого зерна його сушать при підвищеній температурі (65 — 70 °С) або застосовують гідротермічну обробку, зволожуючи перед розмелюванням до 23 — 25 % і прогріваючи близько 2 хв при 75 - 78 °С. Тривалість зберігання житнього борошна з малопророслого зерна — 2-3 тижні.

Ретельний контроль за вологістю зерна в  різних шарах і ділянках насипу, запобігання утворенню краплинно-рідкої вологи в зерновій масі — основні заходи запобігання проростанню зерна під час його зберігання.

 
4. Самозігрівання зернових  мас

Якість  свіжозібраного зерна залежить переважно  від умов дозрівання, стиглості та вмісту вологи в період збирання і подальшого зберігання. Свіжозібрана зернова маса неоднорідна за вологістю і стиглістю окремих зерен, має високу фізіолого-біохімічну і мікробіологічну активність, понижені енергію проростання та схожість, погані технологічні властивості, нестійка під час зберігання.

При правильному  зберіганні зерна через кілька тижнів воно набуває якостей нормального повноцінного. Процеси, які відбуваються в зерні й насінні під час зберігання та приводять до поліпшення його посівних і технологічних якостей, називають післязбиральним дозріванням. Характеризується воно двома показниками: підвищенням схожості та зниженням інтенсивності дихання.

Дослідження показали, що в результаті складних біохімічних процесів змінюються хімічний склад і властивості зерна, зменшується активність ферментів, відбувається перетворення низькомолекулярних сполук на більш складні, знижуються вміст цукрів, не-білкових азотистих речовин, кислотне число жиру і титрована кислотність. Разом з тим збільшується вміст білків, крохмалю, жиру та поліпшуються технологічні і посівні властивості зерна.

Тривалість  періоду післязбирального дозрівання зерна залежить, крім сортових особливостей, від умов його наливання і дозрівання в полі та умов подальшого зберігання. Основними показниками є температура і вологість середовища. Якщо в період наливання і дозрівання зерна була дощова й прохолодна погода, то тривалість періоду його післязбирального дозрівання збільшується. Воно значно прискорюється, якщо зерно після збирання висушене до вмісту зв'язаної вологи і зберігається при підвищеній температурі (20 - 22 °С) та доброму доступі кисню.

Для прискорення  післязбирального дозрівання зерно  сушать на установках активного вентилювання або зберігають після збирання в  сухому стані при температурі 20 — 22 °С протягом двох-трьох тижнів з наступним охолодженням активним вентилюванням. Доведено, що післязбиральне дозрівання відбувається тільки тоді, коли процеси синтезу в зерні й насінні переважають над процесами гідролізу, а вологість їх нижча за критичну або в межах критичної. У зерні з підвищеною вологістю процеси гідролізу переважають над процесами синтезу і якість зерна не поліпшується, а погіршується.