2. Прорастание и старение зерна при хранении и мероприятия, предупреждающие эти явления

Для убранного с поля зерна, прошедшего период послеуборочного дозревания, характерно состояние покоя. При этом интенсивность дыхания очень мала, процесс прорастания отсутствует. Обмен веществ, хотя и медленно, все же происходит в зерне. В таком состоянии зерно может долго храниться. Но, если внешние условия будут влиять на него, на определенном этапе зерно пробудится к жизни и прорастет. Это явление наблюдается при нарушении технологии обработки и хранения зерна.

Основными факторами, определяющими возможность прорастания, являются влага, воздух и тепло.

Установлено, что семена, богатые белками, могут поглощать влагу до 150% их веса, богатые углеводами - до 80%, богатые жирами - около 140%. Установлено также, что прорастание возможно и при меньшем количестве поглощенной влаги (40-70%). Наименее требовательны в этом отношении просо, кукуруза (38-45%), более влаголюбивы пшеница, ячмень, рожь и овес (50-80%) и особенно семена бобовых. На скорость поглощения воды зерном существенное влияние оказывает температура. С ростом температуры увеличивается количество поглощенной воды.

Семена могут прорастать и при низких положительных температурах. Так, семена пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи при наличии других благоприятных условий прорастают при 2-5°С, подсолнечника и кукурузы - при 8-10°С. Такие температуры часто наблюдаются в зерновой массе в холодный период хранения, и даже весьма желательны, как в значительной степени ограничивающие жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей. Из этого следует, что температура редко бывает фактором, ограничивающим возможность прорастания семян при хранении.

Если учесть, что семена хорошо прорастают в темноте и при хранении достаточно обеспечены кислородом, то можно сделать вывод, что основным фактором, тормозящим процесс прорастания семян при хранении, является более низкая их влажность, чем это требуется для прорастания.

Из приведенных выше данных следует, что для набухания и прорастания семенам хлебных злаков требуется поглотить 50-80% воды от собственной массы, то есть больше, чем они могут сорбировать ее в виде пара из воздуха. Иначе говоря, даже максимально возможной равновесной влажности (30-36%) недостаточно для начала процесса прорастания. Оно становится возможным лишь в результате появления в зерне капельно-жидкой влаги. Такая влага может появиться в зерновой массе при перевозках или при плохой гидроизоляции хранилищ; она образуется также в зерновой массе вследствие конденсации водяных паров в межзерновых пространствах (явление термовлагопроводности). В итоге влажность отдельных зерен или целого слоя в зерновой массе может быть значительно выше ее средней влажности. Этим объясняется факт прорастания зерен в партиях, средняя влажность которых значительно ниже необходимой для прорастания.

Главная особенность прорастания - распад в эндосперме и семядолях высокомолекулярных веществ (крахмал, белок, жир) до низкомолекулярных растворимых веществ при участии влаги и под действием ферментов.

Прорастание сопровождается усиленным дыханием, значительным выделением тепла и потерей массы сухого вещества. Так, установлено, что зерно ржи в течение суток теряет 0,7% сухого вещества, в течение пяти суток от начала прорастания - до 5% массы. Оставшиеся в зерне сухие вещества за это же время претерпевают существенные изменения. Высокомолекулярные коллоидные запасные вещества при участии воды и ферментов превращаются в кристаллоидные, хорошо растворимые и легко диффундирующие через оболочки клеток. В зернах, богатых углеводами, особенно энергично идет процесс гидролиза крахмала до сахаров. Энергичное превращение крахмала в сахар становится возможным только в результате значительного возрастания активности амилазы. Как установили академики А.Н. Бах и А.И. Опарин, эта активность достигает максимума на шестой и восьмой день прорастания. Увеличивается также активность протеолитических и других ферментов. Происходит гидролиз белков до пептонов, пептидов и аминокислот; идет также и расщепление жира. Часть гидролизованных веществ используется для построения развивающихся клеток и тканей зародыша (ростка и корешков).

При прорастании зерно теряет свежесть, приобретает сладкий вкус и солодовый запах, в нем энергично идут гидролитические процессы. Часть гидролизованных веществ используется для построения развивающихся клеток и тканей зародыша (ростка и корешков).

Таким образом, в случае прорастания зерен при хранении происходят следующие явления:

- потеря массы сухого вещества;

- выделение значительного количества тепла, что может привести к повышению температуры зерновой массы и усилению в ней всех процессов жизнедеятельности;

- ухудшение качества зерна.

В результате прорастания семена выходят из категории посевного материала, резко ухудшаются мукомольные и хлебопекарные качества зерна, уменьшается выход продуктов при переработке.

Для хранения и промышленной переработки зерна этот процесс нежелателен, т.к. приводит к снижению качества и порчи.

При прорастании зерна в период хранения оно увеличивается в объеме, снижается его сыпучесть, уменьшается вязкость водно-мучной суспензии, повышается доля растворимых в воде веществ. Мука из проросшего зерна имеет сладковатый вкус.

Сухая масса зерна при прорастании может на половину уменьшаться за счет расхода сухого вещества на дыхание. Происходят потери не только сухих веществ, также выделяется теплота, усиливаются процессы жизнедеятельности и ухудшаются семенные, мукомольные и хлебопекарные свойства.

Прорастание не во всех случаях приводит к ухудшению качества хлеба. Гидролиз белковых веществ при прорастании зерна с крепкой клейковиной может оказать положительное влияние на хлебопекарные качества муки и качество хлеба. Пшеничная мука из проросшего зерна дает плохой по качеству хлеб с липким мякишем, пониженной эластичностью, сладкий на вкус, корка красно-бурой окраски. Подовый хлеб имеет повышенную расплываемость.

В то же время, при правильной организации хранения зерновых масс прорастание можно предотвратить. Наблюдения за влажностью зерновой массы в отдельных ее участках и слоях, а также проверка партий зерна на содержание примесей (выявление проросших или начинающих прорастать зерен) позволяют своевременно обнаружить это явление в начальной форме. Отсутствие в зерновой массе капельно-жидкой влаги и предпосылок к ее образованию исключает возможность прорастания зерна.

В результате длительного хранения, либо при неблагоприятных условиях хранения происходит старение зерна, при этом снижается всхожесть, замедляются дыхание и биохимические процессы. Если зерно теряет способность к прорастанию, его жизненные функции угасают, хотя еще сохраняются в виде активности ферментов зерна. Старение также идет под действием ферментативного комплекса зерна и при участии кислорода воздуха. Однако основная направленность его противоположна дозреванию. Все процессы старения коллоидов в зерне протекают значительно медленнее, чем в продуктах его переработки. Поэтому резервное хранение хлебных продуктов во всех странах производится именно в виде сырья, а не муки и крупы. Следует отметить, что даже при самых благоприятных условиях хранения жизненные процессы в зерне продолжаются (хотя и с малой интенсивностью) и коллоиды, образующие зерно, постепенно изменяются, стареют, снижают свою пищевую ценность.