БИОХИМИЯ ЗЕРНА


   

§15 Самосогревание зерна

  

 

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.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  БИОХИМИЯ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

 



Смотрите также:

 

зерно. Хранение зерна. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ...

При этом развитие микрофлоры ускоряется и усиливается самосогревание зерна, которое ухудшает его качество и приводит к потерям углеводов...

 

Ячмень, овес, рожь, пшеница. Ячменная мука. Зерно...

Эти микроорганизмы ускоряют процесс самосогревания зерна. Кроме озимой пшеницы ею поражается яровая пшеинца, ячмень, рожь, овес...

 

Аэрация силосов с целью обеспечения свободного выхода...

Чтобы предупредить самосогревание зерна в силосах, чаще применяют установки для измерения температуры зерна без активного вентилирования.

 

Вредители хлебных запасов. Амбарный долгоносик.

Вредят жуки и личинки, Развитие последних проходит внутри зерна.
Обычный массовый вид в очагах самосогревания зернопродуктов.

 

Зерносклады. Склады и зернохранилища

Во избежание самосогревания зерна при длительном хранении каждый закром оборудован системой активного вентилирования.

 

Болезни. Зерновые культуры поражаются головневыми...

Эти микроорганизмы ускоряют процесс самосогревания зерна. В отдельных случаях от плесневых грибов всхожесть семян пшеницы, ячменя, проса снижается от 5...

 

ВЫСУШЕННЫЕ ТРАВЯНЫЕ КОРМА. Травяная мука и резка.

Самосогревание травяных кормов не допускается: если их
После очистки зерна и семян остается значительное количество отходов, которые состоят из разных фракций.