Физиологические процессы, происходящие в зерновой массе. Дыхание зерновой массы.

Как любой живой организм, зерно дышит. Для поддержания жизнедеятельности зерна также необходим приток энергии. Эта энергия поступает при полном расщеплении глюкозы при поглощении кислорода с выделением двуокиси углерода и воды. Ферменты, находящиеся в зерне, расщепляют крахмал эндосперма через промежуточные формы до виноградного сахара. В семенах масличных культур происходит расщепление жирных кислот до сахаров.

Дыхание - это процесс диссимиляции. Диссимиляция сахара происходит аэробно, т.е. в присутствии кислорода и анаэробно путем брожения с образованием этилового спирта.

Аэробное дыхание описывается формулой:

С₆ Н₁₂ О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О + 2763 кДж тепла.

Формула анаэробного дыхания имеет вид:

С₆Н₁₂О₆ =2СО ₂ + 2С₂Н₅ОН +115 кДж тепла.

Хранение зерновой массы при достаточном доступе воздуха сопровождается аэробным дыханием и наоборот, при хранении без доступа воздуха преобладает анаэробное дыхание.

Для характеристики дыхания и для определения типа дыхания вводится понятие - дыхательный коэффициент, равный отношению объема выделенного зерном диоксида углерода к объему кислорода, поглощенного при дыхании.

При чисто аэробном дыхании К = 1, при анаэробных процессах выделяется больше СО₂ без расхода О₂. По Л. А. Трисвятскому хранение зерновых масс сопровождается как аэробным, так и анаэробным дыханием.

Аэробное дыхание сопровождается выделением влаги и тепла, в результате в зерновой массе увеличивается гигроскопическая влага, увеличивается относительная влажность межзернового пространства, повышается температура. Все это сопровождается потерей сухих веществ зерна.

Величина потерь зерна зависит от интенсивности дыхания.

При дыхании зерновой массы образуется диоксид углерода. Задерживаясь в межзерновом пространстве как более тяжелый газ, СО₂ угнетает процесс аэробного дыхания.

При анаэробном дыхании выделяется этиловый спирт, который угнетает жизненные функции клетки зерна. Выделившаяся в процессе аэробного дыхания влага увлажняет зерно, интенсивность дыхания увеличивается, температура зерновой массы повышается. Из-за плохой теплопроводности тепло не уходит из зерновой массы в окружающую среду и является одной из причин процесса самосогревания.

На интенсивность дыхания очень сильно влияет влажность зерновой массы. Чем больше влажность, тем интенсивнее оно дышит.

Таблица 3 Зависимость интенсивности дыхания зерна пшеницы от его влажности

Влажность зерна пшеницы, %	Температура зерна, 0С	Интенсивность дыхания, мг СО2 за 24 ч на 100 г сухого вещества
		0,4
		1,4

 

Интенсивность дыхания зерновой массы зависит не только от влажности. С повышением температуры интенсивность дыхания возрастает. Эту зависимость можно продемонстрировать следующими данными (табл. 4).

Таблица 4 Зависимость интенсивности дыхания зерна пшеницы от его температуры

Температура зерна, °С	Влажность зерна, %	СО2 мг за 24 ч на 100 г сухого вещества
	14-15	1,4
	14-15	7,5
	14-15
	14-15

 

С понижением температуры до 10 и до 0°С интенсивность дыхания резко падает. Это явление часто используют в практике хранения зерна.

Охлаждением сырой зерновой массы можно несколько увеличить сроки ее безопасного хранения. Однако, этим приемом нельзя длительно пользоваться. Поэтому главной технологической операцией послеуборочной обработки зерна является его сушка.

Повышенной интенсивностью дыхания обладает недозрелые и морозобойные зерна. При одних и тех же режимах хранения интенсивность дыхания у недозревшего и морозобойного зерна даже в сухом состоянии в 2 раза выше, чем у нормального зерна.

Аналогичная закономерность наблюдается у подмоченного во время уборки зерна. После сушки интенсивность дыхания у такого зерна выше, что вызвано активацией ферментов при увлажнении зерна.

Щуплые зерна также дышат интенсивнее, чем выполненные. Интенсивность дыхания щуплых зерен на 25% выше. Это явление объясняется большей поверхностью щуплой зерновки.

Интенсивность дыхания у битых и поврежденных зерен выше, чем у целых. Это объясняется механическим раздражением клеток и увеличенным содержанием микроорганизмов на поврежденных участках.

Интенсивность дыхания различна у каждого ботанического вида. При одинаковых условиях интенсивность дыхания у кукурузы выше, чем у злаковых. Интенсивность дыхания мягкой пшеницы выше, чем твердой.

Влажность зерна, при которой начинает резко возрастать интенсивность дыхания зерна, называется критической. Для большинства зерновых культур она колеблется в пределах 14-15%. Критическая влажность зернобобовых культур и кормовых трав из семейства бобовых лежит в пределах 15-16%. Критическая влажность масличных семян ниже, чем у зерновых, и ее значение зависит от масличности семян.