|
|
При неблагоприятных условиях
хранения, особенно при повышенной влажности и значительной засоренности, в
зерновой •массе начинается процесс самосогревания, при котором ее температура
может подняться до 55... 65 °С, а иногда и до 70... 75 °С. Главные причины
самосогревания — тепло, выделяемое в результате дыхания зерна и
микроорганизмов, а также низкая теплопроводность зерновой массы.
Самосогревание зерна представляет собой сложный процесс, в котором
одновременно участвуют ферменты зерна и эпифитная микрофлора. Самосогревание
сопровождается значительными изменениями химического состава, семенных и
технологических достоинств .зерна под влиянием высокой температуры и
интенсивного развития микроорганизмов. В результате развития плесневых грибов
при хранении зерна с повышенной влажностью снижается ©схожесть зерна,
интенсифицируется дыхание микроорганизмов, что приводит к потере сухих
веществ, возрастанию влажности и температуры зерновой массы, к
самосогреванию.
Установлена способность обычных плесеней хранения (виды
Aspergillus, Penicillium, Mucor) образовывать более 200 вредных и токсичных
для организмов человека и животных веществ, среди которых ввиду особой
токсичности и канцероген- ности наибольшую опасность представляют
афлатоксины. При самосогревании, сопровождающемся обугливанием зерна,
начинаются химические процессы, не свойственные живому зерну, .а характерные
для мертвых органических продуктов. Обугливание зерна происходит главным
образом в результате разложения углеводов и накопления гуминовых соединений,
обуглившееся зерно может быть использовано спиртовой промышленностью, так как
не содержит веществ, угнетающих деятельность дрожжей.
Самосогревание может быть причиной порчи зерна не только
при хранении его в складах и элеваторах, но и в послеуборочный период, во
время сушки и очистки обмолоченного зерна на токах. Партия зерна, содержащая
много сорняков и битых зерен, подвержена самосогреванию больше, чем более
влажное, но менее засоренное зерно. В зерне дефектном и самосогревающемся
происходит нарастание численности плесеней хранения н уменьшение полевых
плесеней (виды Alternaria, Helmintho- sporium, стерильный мицелий). Отношение
этих- показателей в нормальном зерне равно 0,23, в самосогревшемся оно
достигает 8,25. Преобладающая группа микроорганизмов в дефектном и
самосогревшемся зерне — грибы A. flavus (26,0 ... 65,7% всех плесневых
грибов), причем их количество увеличивается по мере ухудшения его качества.
На зерне заплесневевшем, но еще не самосогревшемся, преобладают пенициллы,
развитие A. flavus незначительно.
Технологическое достоинство зерна пшеницы изменяется в
зависимости от температуры и продолжительности самосогревания. Зерно в
начальной стадии самосогревания приобретает солодовый запах, свойственный
прорастающему зерну. Вкус зерна сладковатый. Внешние покровы зерна сначала
обесцвечиваются, а затем становятся красноватого цвета. Эндосперм приобретает
сероватый оттенок. Зерно с солодовым запахом отличается от нормального более
высоким содержанием моносахаридов, повышенной кислотностью, более высоким
кислотным числом жира. Мука из такого зерна содержит большое количество
оболочек и обладает увеличенной активностью ферментов. Хлеб получается более
темный, чем из нормального зерна. Солодовый запах и его последствия частично
могут быть устранены при очистке и помоле зерна, а также в процессе
тестоведе- ния и выпечки хлеба. Партии пшеницы с солодовым запахом в
большинстве случаев перерабатывают в муку в смеси с нор- нальным зерном.
На последующих стадиях самосогревания с повышением
температуры до 40... 50 °С и выше наблюдается общее потемнение покровов
зерна, а затем эндосперма. При этом цвет зерна изменяется от темно-красного
до коричневого и даже черного. Наиболее глубокие физиолого-биохимические
изменения происходят в поверхностном слое очага самосогревания ( 84),
всхожесть намного ниже, чем в контроле; интенсивность дыхания, содержание
аммиака, кислотность по болтушке, кислотное число жира очень высокие. Эти
показатели свидетельствуют о распаде в самосогревшемся зерне углеводов,
белков и жиров. Содержание клейковины резко снижается, в некоторых случаях ее
невозможно отмыть. В одних случаях она укреплялась, в ряде случаев (в
поверхностных слоях) ослаблялась, в результате гидролиза ферментами плесневых
грибов.
Активность а-амилазы в верхних слоях зерновой насыпи
возросла, о чем можно судить по числу падения — косвенному показателю ее
активности. Активизация а-амилазы в данном случае объясняется усилением
развития плесневых грибов — продуцентов а-амилазы, а также активизацией
амилаз зерна при его увлажнении в результате переконденсации влаги.
Увеличение числа падения и, наоборот, снижение автолитической активности
средних и нижних слоев самооогревшейся зерновой массы связано с частичной
тепловой инактивацией гидролитических ферментов и увеличением вязкости
мучного клейстера под влиянием высоких температур.
При самосогревании уменьшается стекловидность, зольность
муки намного возрастает, белизна снижается в результате перехода в муку
большего количества отрубянистых частей. Далеко зашедший процесс
самосогревания приводит к снижению натуры и массы 1000 зерен. Хлеб,
выпеченный из муки, полученной из самосогревшегося зерна, низкого качества.
Мука из зерна, расположенного в центре и внизу очага самосогревания, дает
хлеб с высокими значениями H/D> что указывает на укрепление клейковины.
Хлеб из зерна поверхностных слоев отличается пониженной формоустойчивостью,
темным заминающимся мякишем, при хранении в нем быстро начинают проявляться
признаки картофельной болезни.
Ухудшение биохимических и хлебопекарных достоинств зерна
происходит под влиянием следующих факторов: активной химической деятельности
(главным образом гидролитической) плесневых грибов и длительного воздействия
повышенных (до 50...60°С) температур, оказывающих воздействие на белки, липиды
и ферменты зерна. Действие этих факторов неодинаково по зонам самосогревшейся
зерновой массы — в наружных слоях преобладающее влияние оказывает один
фактор, а в центре и в низу очага самосогревания — другой. Верхний слой
зерновой массы глубиной до 0,7 м при самосогревании наиболее опасен с точки
зрения накопления плесневых грибов — возможных продуцентов микотоксинов.
По действующей в системе Министерства хлебопродуктам СССР
классификации зерно, имеющее солодовый запах, относится к дефектному 1-й
степени; плесенно-затхлый — ко 2-й степени; гнилостно-затхлый — к 3-й
степени; изменившее оболочку (почерневшее) — к 4-й степени. Дефектное зерно,
начиная со» 2-й степени, для продовольственных целей непригодно.
Классификация зерна по степеням порчи очень приблизительна, субъективна.
Ведутся поиски объективного количественного метода измерения свежести зерна и
степени его порчи. Некоторые предложения не нашли пока практического
применения (процентное содержание бактерий Pseudomonas herbicola, газовая
хроматография, масс-спектрометрия, изменение окраски зерна под влиянием
различных химических веществ, показатель рН и др.).
Убедителен и объективен для оценки свежести зерна метод
определения всхожести. Удачен подход к оценке глубины порчи зерна
количественным измерением соединений, образующихся при порче в результате
распада входящих в состав зерна органических веществ. Характерный признак
порчи — возрастание количества аммиака и аминосоединений, извлекаемых из
зерна паром. При лабораторных исследованиях дополнительно определяли
протеолитическую активность (в процентах водорастворимого азота £
общему). В нормальном зерне пшеницы она равна 2,34; при солодовом запахе —
2,2; слабоплесневелом — 5,6; плесневелом — 7,6; плесневело-затхлом — 13,6;
гнилостно-затхлом — 56,32.
По мере усиления порчи зерна и появления характерных
запахов в нем заметно повышаются кислотность по болтушке, кислотное число
жира, диастатическая и протеолитическая активность, постепенно увеличивается
содержание моносахаридов ( 85). При сильном плесневении и дальнейшей порче
зерна пшеницы в нем уменьшается содержание крахмала, понижаются количество и
качество клейковины, повышается содержание водо- и спирторастворимого азота.
Разработан объективный количественный метод оценки качества зерна пшеницы,,
подвергавшегося самосогреванию, по содержанию аммиака, а также количеству и
характеру поврежденных зерен.
|