6.1. Биохимические процессы, происходящие в сырье при хранении

Зерна злаков, семена масличных культур, клубни картофеля, корни сахарной свеклы являются живыми организмами. Часть крахмала зерновых злаков и клубней картофеля, клубней сахарной свеклы при хранении подвергается ферментативному гидролизу. При этом крахмал превращается в гексозы

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O = nC₆H₁₂O₆

Образовавшиеся гексозы окисляются до диоксида углерода и воды

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O + энергия (2870 кДж)

Этот процесс называют аэробным дыханием.

При хранении зерновых злаков и корней сахарной свеклы в отсутствии кислорода воздуха происходит анаэробное дыхание (спиртовое брожение)

C₆H₁₂O₆ = 2CO₂ + 2C₂H₅OH + энергия (234 кДж)

Клубни картофеля в отличие от многих других растений обладают очень слабой способностью накапливать спирт в анаэробных условиях, поэтому они быстро портятся даже при кратковременном отсутствии кислорода. При этом вместо этилового спирта образуется молочная кислота (C₃H₆O₃).

Нормальным видом дыхания является аэробное. В результате дыхания растительного сырья происходят потери ценных веществ – углеводов. Эти потери неизбежны, но так как они зависят от интенсивности дыхания, то необходимо стремиться по возможности уменьшить эту интенсивность и тем самым снизить потери.

Интенсивность дыхания выражается числом милиграммов диоксида углерода, выделяемого 1 кг плодов в час. Так, при температуре 3°C для картофеля интенсивность дыхания составляет 2 мг(кгч), свеклы – 5 мг/(кгч). Интенсивность дыхания зерна значительно меньше, так, для ячменя влажностью 14...15% при температуре 18°С она составляет 0,06 мг/(кгч).

Интенсивность дыхания зависит от многих факторов: вида и сорта растительного организма, степени его зрелости, наличия повреждений, условий внешней среды и состояния покоя. Клубни картофеля в первые дни после уборки, недозревшие, мелкие, поврежденные или с нарушенным к весне покоем дышат интенсивнее. При повышении температуры интенсивность дыхания увеличивается.

Наименьшая интенсивность дыхания корней сахарной свеклы находится при температуре 1…3°C, при температуре около 0°С интенсивность дыхания несколько увеличивается. С повышением температуры и влажности интенсивность дыхания возрастает.

Зерно наиболее интенсивно дышит при температуре 55°С. Дальнейшее повышение температуры снижает интенсивность дыхания вследствие снижения активности ферментов. Очень влажное зерно (влажностью 30% и более) дышит весьма интенсивно, очень сухое (влажностью до 12%) – дышит слабо, интенсивность дыхания при понижении влажности стремится к нулю. Потери сухих веществ зерна в сутки составляют 0,05...0,2%.

Влажность зерна, при которой в нем появляется свободная влага и резко повышается интенсивность дыхания, называется критической. Для зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса критическая влажность составляет 14,5...15,5%, для зерна кукурузы и проса – 12,5...14%, для семян подсолнечника – 7...8%, семян сои – 11...12%, семян льна, рыжика, рапса – 8%. На интенсивность дыхания зерна влияют также доступ воздуха, состояние зрелости, условия уборки и транспортировки урожая.

Отсутствие кислорода в межзерновых пространствах и над зерновой массой сокращает интенсивность дыхания. Однако хранение зерна без доступа воздуха снижает его прорастаемость. Зерно, предназначенное для производства солода, следует обязательно хранить с доступом воздуха. Без доступа воздуха можно хранить только зерно и семена, предназначенные для переработки без проращивания. Недозрелые и поврежденные морозом зерна обладают большей интенсивностью дыхания, чем нормально вызревшие.

Зерно, подмоченное при уборке или во время транспортировки, даже после высушивания обладает при хранении большей интенсивностью дыхания, чем неподмоченное такой же влажности. Выполненное и крупное зерно дышит менее интенсивно, чем щуплое, мелкое. Нарушение целостности зерна – повреждение его оболочки, раздробление на части – приводит к повышению интенсивности дыхания. Зерновая масса, содержащая много неполноценных зерен (подмоченных и с другими дефектами), обладает повышенной интенсивностью дыхания, менее устойчива при хранении и требует весьма тщательного наблюдения. Интенсивное дыхание может привести к ухудшению качества и порче зерна.