Физиологические процессы, происходящие в зерне при хранении.

Зерновая масса – сложная биологическая система, представляет собой биоценоз, т.е. совокупность живых организмов с более или менее одинаковыми условиями жизни. Процессы, происходящие в зерновой массе в результате жизнедеятельности входящих в нее живых компонентов (зерно, семена, семена сорняков, микроорганизмы, насекомые и клещи), называют физиологическими.

Жизнедеятельность зерновой массы при хранении проявляется в виде дыхания, послеуборочного дозревания, прорастания. Эти процессы имеют большое практическое значение, так как умение регулировать их ход позволяет сохранить зерно и сократить потери при хранении.

Дыхание – это важный физиологический процесс, лежащий в основе обмена веществ живых организмов. При дыхании происходит процесс преобразования и распада органических веществ, и прежде всего, сахаров. В результате этого выделяется энергия, необходимая организму для поддержания жизненных реакций.

При свободном доступе кислорода к зерну процесс дыхания совершается в соответствии с уравнением аэробного дыхания:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ ® 6СО₂ + 6Н₂О₂ + 674 × 4,19 × 10³ Дж.

гексоза

В условиях полного отсутствия О₂ в воздухе зерновая масса переходит на анаэробное дыхание:

С₆Н₁₂О₆ ® 2СО₂ +С₂Н₅ОН + 28,2 × 4 × 19 × 10³ Дж.

этиловый спирт

Первое уравнение характеризует аэробный процесс диссимиляции – аэробное дыхание, когда наблюдается полное окисление гексозы с образованием исходных продуктов фотосинтеза – диоксида углерода и воды.

Второе – типичное уравнение спиртового брожения, т.е. анаэробного процесса, когда гексоза расщепляется с образованием этилового спирта.

При нормальном хранении зерновых масс, достаточном доступе к ним воздуха в зернах и семенах преобладает процесс аэробного дыхания. Однако им свойственно и анаэробное дыхание, которое рассматривают как приспособительный процесс зерна к неблагоприятным условиям окружающей среды.

Характер процесса дыхания можно определить дыхательным коэффициентом СО₂/О₂. если процесс дыхания происходит в точном соответствии с уравнением аэробного дыхания, то отношение объемов выделяемого и поглощаемого диоксида углерода (дыхательный коэффициент) равно единице. В тех случаях, когда семена расходуют часть кислорода не только на дыхание, но и на другие нужды, например, окисление жиров, дыхательный коэффициент бывает меньше единицы. Пример – семена масличных культур.

Их приведенных уравнений дыхания следует, что оно приводит к следующим явлениям: потере в массе сухих веществ, увеличению количества гигроскопической влаги и повышению относительной влажности воздуха межзерновых пространств; образованию тепла в зерновой массе.

На окисление гексоз при дыхании зерновой массы потребляется кислород из межзернового пространства и выделяется диоксид углерода. В элеваторах и складах, где хранят зерно, увеличивается содержание диоксида углерода и снижается количество кислорода, т.е. изменяются условия хранения. Если насыпь зерна не проветривается, то в отдельных ее слоях накапливается диоксид углерода и создаются анаэробные условия хранения, что не всегда допустимо при хранении. Этиловый спирт, выделяемый при анаэробном дыхании, угнетает жизнедеятельность зерна и приводит к потере его всхожести.

Таким образом, обеспечить лучшую сохранность можно, если зерновая масса в период хранения находится в состоянии анабиоза, т.е. в состоянии пониженной жизнедеятельности (с пониженной интенсивностью дыхания).

Он интенсивности дыхания зависит сохранность зерновой массы. Чем она выше, тем труднее уберечь зерновую массу от порчи и тем больше потери ее массы.

Интенсивность дыхания зависит от ряда факторов: влажности, температуры, степени аэрации зерновой массы, продолжительности хранения, а также некоторых особенностей качества и состояния.

Влажность – сухое зерно имеет замедленный газообмен. Так, интенсивность дыхания пшеницы, ржи, при влажности 11-12 % практически равна нулю. Сырое зерно дышит в 20-30 раз интенсивнее сухого.

Температура – интенсивность дыхания увеличивается с повышением температуры до 50-55 °С. При пониженных температурах интенсивность дыхания очень мала. Низкая температура консервирует даже влажное зерно.

Доступ воздуха к зерну – усиленное вентилирование зерновой массы повышает интенсивность ее дыхания. Хранение зерно без проветривания сопровождается увеличением в воздухе межзернового пространства диоксида углерода, вынуждающего клетки переходить на анаэробное дыхание: интенсивность дыхания снижается.