2.4 Процеси, що відбуваються в зерновій масі при зберіганні

Зернова маса являє собою досить складний і динамічний в часі комплекс. Крім зерна як основної складової насипу в ньому обов'язково перебувають мікроорганізми, мінеральні та органічні домішки і можуть перебувати шкідники ( комахи та кліщі).

Крім взаємодії між згаданими організмами і зерном в самому зерні в залежності від навколишніх умов можуть розвиватись різноманітні процеси фізіологічної та біохімічної природи. Серед процесів такої природи значної уваги заслуговують післязбиральне достигання, старіння, проростання, життєдіяльність шкідників та мікрофлори. Післязбиральне достигання.

Численними дослідженнями встановлено, що свіжо зібране зерно не відзначається високими технологічними та посівними якостями, що в основному зумовлюється незавершеністю багатьох біохімічних процесів у ньому. Особливу роль в покращенні цих властивостей зерна належить післязбиральному достиганню, коли зерно після очищення від домішок і підсушування розміщують у сховищах. Чільне місце в післязбиральному достиганні відводиться вторинному синтезу з низькомолекулярних сполук органічних полімерів ( білків, рослинних жирів та крохмалю). В ході вторинного синтезу виділяється теплова енергія із-за підвищення інтенсивності дихання, виділяється вода і вуглекислий газ. При цьому може виникнути небезпека виникнення в насипу вогнищ пере зволоження з наступним розвитком самозігрівання. Завдяки післязбиральному достиганню істотно покращується схожість, енергія проростання, підвищується вміст клейковини. Створення сприятливих умов для післязбирального достигання полягає у регулярному провітрюванні сховища й підтриманні в ньому відносної вологості повітря не вище 60 %. Через деякий час після засипки на зберігання в зерні знижується вміст водорозчинних низькомолекулярних органічних сполук.

Старіння зерна

Зниження схожості зерна при використанні його в якості насіння може бути не лише внаслідок незавершеності післязбирального достигання, але і в результаті його старіння. Це відбувається при тривалому зберіганні чи несприятливих умовах зберігання. Підвищена вологість зерна особливо за підвищеної температури, різко прискорює процес старіння: скачкоподібно інтенсифікуються процеси обміну речовин, витрачаються вуглеводи на дихання, знижується вміст інших метаболітів.

Зниження і втрату схожості можуть також викликати перегрів зерна при його підсушуванні, заморожування вологого зерна, розвиток мікроорганізмів. Зниження чи повна втрата схожості має значний вплив на хімічний склад, якість і технологічні властивості зерна.

При тривалому зберіганні зерна в наслідок його старіння спостерігається істотне ослаблення дихання. Це відбувається одночасно із зниженням схожості і є результатом зниження активності окислювально-відновних систем, що можна прослідкувати за ослабленням активності дегідрогеназ у зародку.

При тривалому зберіганні в результаті біохімічних процесів в зерні накопичується аміак, що також здійснює пригнічуючий вплив на життєздатність зародка. Вміст аміаку в насінні, що втратило схожість, може зростати порівняно з нормальним зерном у 2 рази.

Зерно зі зниженою життєздатністю і при її повній втраті. менше поглинає пароподібної та рідкої вологи. Це може призвести до виникнення нерівномірності розподілу вологи в насипу і спричинити до гніздового самозігрівання. При втраті схожості в насіння стає більш крихким, що призводить до його надмірного подрібнення при переробці, збільшенню частки мучки серед продуктів помолу, знижує якість і стійкість при зберіганні борошна і круп.

Крім того зерно, що втратило схожість, характеризується зниженим імунітетом до пронинення через його оболонки сапрофітної мікрофлори. Розвиток мікрофлори.

Мікрофлора зерна є його обов'язковим компонентом і представлена бактеріями і багатьма видами переважно сапрофітних грибів. В основному мікрофлора в зерновому насипу зосереджується на домішках і лише незначна частіша її поселяється на оболонках зерна. Однак в разі наявності механічних пошкоджень плодових оболонок зерна значна кількість мікроорганізмів заселяє його запасні поживні речовини.

Значний вплив на життєдіяльність мікроорганізмів мають також вологість зерна і температура в насипу. При більшості режимів зберігання зерна для зниження негативного впливу на зерно, що зберігається, мікрофлори вдаються до зниження вологості зерна, коли вона підтримується на рівні трохи нижче від критичної. Навіть незначне підвищення вологості зерна вище критичної спричиняє до значного підвищення інтенсивності життєдіяльності мікроорганізмів.

Разом з тим, далеко не всі мікроорганізми вдається нейтралізувати висушуванням зерна. Є специфічна група грибів ( плесені старіння), , які можуть викликати псування зерна навіть при вологості значно нижчій від критичної.

Оптимальною для розвитку переважної більшості мікроорганізмів є температура в межах від 30 до 40˚С. Відхилення від вказаного діапазону спричиняє до пригнічення життєдіяльності мікрофлори.

З часом видовий склад мікрофлори зерна зазнає істотних змін. В першу чергу гинуть неспороутворюючі бактерії, а також гриби, що викликають пліснявіння.

Надійний захист зерна від псування мікроорганізмами можливий лише у випадках, коли попереджується потрапляння в насип краплинно - рідкої води й підвищення вологості зерна вище критичної. Ефективним чинником попередження розвитку плесеней у зерні при зберіганні є зберігання його без доступу повітря, але при цьому слід обов'язково вологість підтримувати на рівні не нижче критичної.

Зниження температури зернового насипу до 10˚С призводить до припинення живлення і розмноження комах та кліщів, а проморожування зерна до -15°С спричиняє їх масову загибель.

Проростання зерна супроводжується інтенсивним диханням, виділенням енергії та великими витратами сухої речовини, призводить до значного погіршення його технологічних та посівних якостей. Частіше всього при зберіганні зерна фактором, що лімітує проростання є волога. Оскільки звичайно зерно зберігається при вологості трохи нижчій від критичної, то проростання зерна при зберіганні можливе лише при грубому порушенні прийнятих режимів зберігання, коли має місце попадання у зернову масу, краплинно-рідкої вологи. Головним чином це трапляється із-за несправностей підлоги, крівлі чи стін зерносховища.

Самозігрівання - це процес підвищення температури зернової маси із-за різкого підвищення інтенсивності дихання зерна й мікроорганізмів, що знаходяться на його оболонках і домішках.

Поштовхом до виникнення й розвитку процесу самозігрівання завжди служить виникнення в насипі осередків з вологістю, що перевищує критичну. Частіше всього осередки підвищеної вологості зерна виникають не у зв'язку з потраплянням до нього краплинно-рідкої вологи, а із-за стикання насипу вздовж поверхонь, шо його обмежують з середовищами, які мають істотно нижчу від самого насипу температуру. В цьому випадку на деякій невеликій відстані від площини розподілу середовищ, що істотно різняться за температурою, водяна пара з повітря між зернових проміжків насипу охолоджуючись досягає стану насичення і утворює конденсат, за рахунок якою відбувається підвищення вище критичної вологості зерна . то викликає різке зростання інтенсивності дихання зерна та мікрофлори, виділяється додаткова кількість водяної пари і вона перемішуючись від первинного осередку самозігрівання остигає, конденсується і спричиняє до посилення дихання зерна і мікроорганізмів уже в нових частинах насипу Так процес пересувається в просторі і може охопити більшу частину насипу. Посилення дихання не лише супроводжується виділенням води і вуглекислого газу, а й енергії у вигляді тепла, тому насип нагрівається. Самозігрівання зерна можливе завдяки дуже низьким температурам - та теплопровідності насипу зерна. При запущених формах самозігрівання можливе підвищення температури в насипі до 55-65°С і вище.

В ході розвитку самозігрівання температура до 25°С підвищується повільно, після чого темпи зростання різко підвищуються. При досягненні температури 65°С зерно безповоротно втрачає всі свої технологічні та посівні якості. Різке зростання температури насипу з перевищенням 25°С пов 'язано з тим, що після цієї температури створюються оптимальні умови для дихання переважної більшості мікроорганізмів зерна. При температурі насипу нижче 10°С самозігрівання не розвивається.

Серед заходів по припиненню процесу самозігрівання у зерновому насипу найефективнішими є охолодження та просушування.

Самозігрівання може проявлятись в трьох основних формах:

- гніздове - в ділянках насипу кулястої форми;

- пластове - у вертикальних чи горизонтальних шарах насипу, як правило, вздовж поверхні підлоги та стін;

- суцільне - охоплює весь насип.