БИОХИМИЯ ЗЕРНА


   

§ 2. Влага в зерне

  

 

Влага в зерне имеет большое значение для его качественной оценки, хранения. Хранение зерна и все виды его переработки теснейшим образом связаны с содержанием влаги. Она — важнейший фактор сохранности зерна. Влага — среда для биохимических реакций и превращений, которая участвует в фотосинтезе, обеспечивает структуру коллоидов цитоплазмы, определяет конформацию и функциональную активность ферментов, а также структурных белков клеточных мембран и органоидов.

Увлажнение изменяет физические свойства зерна, снижает сопротивление раздавливанию, повышает эластичность оболочек. При высокой влажности затрудняется дробление, повышаются затраты электроэнергии, сйижается выход готовой продукции, снижается ее качество. Сушку — важнейший способ обработки зерна при хранении и переработке его в муку, кру- лу и другие продукты — организуют с учетом содержания влаги в зерне. Развитие микроорганизмов, а также клещей, насекомых и других вредителей, жизнедеятельность которых приводит к большим потерям зерна, связано с содержанием влаги в зерне.

Увлажнение вызывает или ускоряет многие физико-химические и биологические процессы (набухание, гидролитическое расщепление высокомолекулярных веществ, дыхание), усложняющие хранение и переработку зерна. Если не принять необходимых мер, эти процессы приводят к ухудшению качества зерна, и даже к полной его порче. Влага на разных этапах биохимических превращений в зерне обладает неодинаковой реакционной способностью. Различная степень готовности влаги вступать в те или иные биохимические реакции — следствие разной величины прочности ее связи с тканями зерна. Влага выступает в роли активатора биохимических процессов в зерне. Если в сухом зерне эти процессы выражены настолько слабо, что практически с ними при хранении и переработке можно не считаться, то при увлажнении они становятся решающими для технологического достоинства и качества зерна.

Между влажностью зерна и активностью ферментов существует тесная связь. Влага — обязательный участник ферментативных процессов. С повышением влажности зерна активность ферментов возрастает. Чем больше влаги, тем менее прочно она связана с сухими веществами зерна и тем легче протекают ферментативные реакции. Влага в зерне — могучий фактор всех биологических и физико-химических процессов, а также технологического достоинства зерна.

Форма и виды связи влагц с сухими веществами зерновки, распределение по отдельным ее тканям и частям оказывают решающее влияние на состояние зерна, весь комплекс процессов, происходящих в нем, сохранность, переработку и пищевое достоинство. В основе современных представлений о формах и видах связи влаги с материалом лежит предложенный П. А. Ре- биндером термодинамический принцип — величина энергии этой связи, развитый Е. Д. Казаковым применительно к живым растительным тканям с учетом роли воды в жизнедеятельности клетки. При работе с зерном обычно учитывают равновесную, гигроскопическую и критическую влажность. Различают также влагу свободную и связанную.

Под свободной понимают влагу, отличающуюся невысокой энергией связи с тканями зерна, легко из него удаляемую. «Наличие свободной влаги обусловливает значительную интенсивность дыхания и других биохимических процессов, приводящих к быстрой порче зерна при хранении и ухудшающих его фи» зико-механические свойства.

Наступает состояние, когда зерно перестает сорбировать влагу и его влажность будет равновесна влажности окружающего воздуха. Если поместить влажное зерно в сухой воздух, оно будет подсыхать до тех пор, пока влажность зерна не придет в равновесие с влажностью воздуха. Влажность зерна, соответствующая состоянию равновесия, называют равновесной.

При равновесном влагосодержании упругость паров в капиллярах зерна равна упругости в окружающем воздухе. Количество гигроскопической и равновесной влаги зависит от ряда условий, из которых основные: химический состав и физическая структура зерна; способ достижения равновесия (увлажнение или высушивание); величина исходной влажности и характер предварительных воздействий на зерно (многократность увлажнения и высушивания, механические повреждения) ; степень зрелости зерна и т. д.

На величину равновесной влажности оказывает влияние температура: при одной и той же относительной влажности воздуха более высокой температуре отвечает более низкая равновесная влажность зерна, и, наоборот, сниженная температура приводит к повышению равновесной влажности зерна. Мелкое зерно при равных условиях быстрее и больше поглощает гигроскопической влаги, чем крупное. Это объясняется тем, что мелкое зерно имеет большую поверхность, чем крупное.

Зерно с большим содержанием белка поглощает больше водяных паров, хотя и ненамного. Резко различающиеся пробы по содержанию белка зерна пшеницы имели разницу по влажности не более 0,7%. Воздействие температуры наружного воздуха на зерновую насыпь проявляется постепенно и сопровождается ослаблением — «затуханием» по мере проникновения в глубь зерновой насыпи. Колебания температуры воздуха образуют температурные волны: суточные — от более низкой температуры (минимум) ночью к более высокой температуре (максимум) днем и годовые —от зимнего минимума к летнему максимуму с соответствующим изменением относительной влажности воздуха и его влиянием на равновесную влажность зерна.

Относительная влажность воздуха и его температура влияют на равновесную влажность зерна и в поле. В утренние часы уборки урожая зерно более влажное, чем собранное в дневные часы. При уборке пшеницы комбайном с 6 до 7 ч утра зерна с влажностью до 14% было 47%, с 9 до 10 ч — 76, с 12 до 13 — 99%.

В производственных условиях хранения зерла наблюдается явление термовлагопроводности — перемещения влаги, вызванного градиентом температуры. В этих условиях влага перемещается из мест более нагретых по направлению к слоям или" участкам зерновой массы более холодным. Одновременно влажность отдельных участков зерна в том же направлении изменяется под влиянием конвективных потоков воздуха, несущих с собой пары влаги.

При хранении и переработке зерна его часто увлажняют ка- пельно-жидкой влагой, что приводит к весьма важным изменениям (например, при гидротермической обработке при подготовке зерна к помолу). Поглощение зерном капельно-жидкой влаги изучалось многими исследователями. В поглощении влаги: участвует вся поверхность зерна, что происходит с неодинаковой интенсивностью. В наибольшем количестве влага поглощается зародышем и в наименьшем — бороздкой ( 58).

Аналогичная картина наблюдается и при поглощении воды зерном пшеницы. Общее количество воды, поглощенное пшеничным зерном, распределяется (%):

верхняя часть зерна с бородкой     4

средняя часть зерна ближе к бородке       19

средняя часть зерна ближе к зародышу    20

нижняя часть зерна с зародышем  57

Если за 100 взять скорость движения воды через эндосперм (23,8 мл/см2-ч), в среднем она составит: через пигментный слой — 3, гиалиновый — 69 и алейроновый — 103.

Эндосперм поглощает воду неравномерно: наиболее энергично спинная часть и в наименьшей степени со стороны хохол- ковой части ( 59). На скорость поглощения воды зерном большое влияние оказывает температура. Интенсивность поглощения воды зерном при его увлажнении увеличивается с повышением температуры, в особенности свыше 40 °С.

Большая часть веществ, входящих в состав зерна, способна к; ограниченному набуханию в воде. К ним относят: большинство белковых веществ, крахмал, клетчатку, пентозаны, слизи и другие высокомолекулярные углеводы. Не набухают в воде и не растворяются в ней гидрофобные вещества — жиры и другие липиды, растворимы в жирах пигменты, каротиноиды, хлорофилл, жирорастворимые витамины и др. Часть веществ зерна растворяются в воде (сахара, свободные аминокислоты, фосфаты, большинство левулезанов и др.). Белковые вещества, набухая, могут поглотить воды до 250% и более, крахмал — 30... 35, слизи,— до &00%.

Вещества, способные к набуханию в воде, составляют в зерне пшеницы 80...85%, ржи — 72...75%.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  БИОХИМИЯ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

 



Смотрите также:

 

зерно. Хранение зерна. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ...

Выделяемая при дыхании зерна влага задерживается на его поверхности и, в свою очередь, еще больше активизирует процесс обмена вешеств...

 

Ячменный солод. ПРОИЗВОДСТВО СОЛОДА

Свободная вегетационная влага в зерне, являющаяся
Конечная влажность зерна, необходимая для его проращивания, называется степенью замачивания.

 

Зерносклады. Склады и зернохранилища

При увеличении влажности свыше 14% в зерне развивается и постепенно нарастает процесс дыхания.
эта влага постепенно передается зерну.

 

Зерносушилки. Сушка зерна

Способы сушки зерна. Для удаления излишней влаги из зерна его сушат на солнце или проветривают с применением вентиляторов.

 

ПРОРАЩИВАНИЕ ЗЕРНА. Пророщенные зёрна

...жизни зародыша к активной возможен только при достаточном количестве влаги, кислорода и
Образование и активация ферментов в зерне неразрывно связаны с...

 

Зерно. СПОСОБЫ ЗАМАЧИВАНИЯ ЗЕРНА

Для удаления излишней влаги из зерна его сушат на солнце или проветривают с применением вентиляторов.

 

Вредители хлебных запасов. Амбарный долгоносик.

16%' В зерне с влажностью 11% и ниже долгоносик не развивается.
Оптимальная температура 25...30° влажность зерна—18%.