Хранение ячменя

11.04.2017
Интенсивные процессы обмена веществ, необходимые во время роста, обусловлены передвижением питательных веществ в зерне, поэтому содержание влаги в нем очень высокое. По мере приближения к полной спелости эти процессы ослабевают и влажность зерна постепенно снижается, что сопровождается изменением физико-химического состояния: подвижные гидрозоли заменяются малоподвижными гидрогелями. Зерно переходит в состояние покоя. Такому состоянию соответствует влажность, не превышающая 15%. Она называется критической; превышение этого предела приводит к усилению биохимических и физиологических процессов.
Величина критической влажности 15% (вернее, 14,5—15,5%) обусловлена тем, что зерно состоит преимущественно из крахмала, белков и клетчатки, Крахмалом связывается около 12% воды, белками около 19%, клетчаткой около 16%, поэтому целым зерном может связываться некоторое среднее количество воды, что и соответствует указанным выше 15%.
Вода, содержащаяся в зерне, настолько прочно соединяется с коллоидами, что уже не может выполнять функции растворителя, а превращается в связанную воду.
В клетках всех живых организмов вода находится в двух состояниях: свободном и связанном. Вещества зерна являются в большой массе лиофильными коллоидами, которые обладают способностью связывать значительные количества поды благодаря действию абсорбционных сил. Эта вода носит название связанной и отличается от свободной воды тем, что имеет свойства твердого тела и очень низкую диэлектрическую постоянную, нс замерзает при температуре 0°С и не обладает свойствами растворителей. Часть воды находится внутри растительных тканей и вследствие особенностей микроструктуры клеток тесно связана с ними. При нормальных условиях хранения связанная вода не оказывает неблагоприятного действия и не нарушает состояния покоя; однако ткани зерна, обладающие гигроскопичностью, в случае избыточной влажности окружающего воздуха способны поглощать ее.
Критическая влажность зерна совпадает с появлением в нем: свободной воды, поэтому превышение величины этой влажности играет основную роль в процессе дыхания зерна. Чем выше влажность, тем большее количество кислорода поглощается зерном.
Процесс поглощения водяных паров происходит до тех пор, пока между влажностью зерна и влажностью окружающего воздуха не установится равновесие; отсюда и влага зерна в этих условиях называется равновесной. Она зависит от относительной влажности окружающего воздуха и заметно меняется в зависимости от ее величины.
Быстрее всех поглощает влагу зародыш, затем оболочка зерна и медленнее всего эндосперм, поэтому зародыш бывает наиболее влажным. Он реагирует очень быстро на каждое изменение относительной влажности воздуха повышением или понижением содержания влаги.
Зерно очень быстро поглощает влагу из различных примесей, особенно из семян сорняков, обломков стеблей и т. п., в которых в период уборки содержится больше воды, чем в зрелом зерне ячменя. Этим вызывается необходимость обязательной очистки ячменя перед поступлением его на хранение.
Равновесная влага лежит в основе распределения влаги в массе хранящегося ячменя; влага из более теплых участков перемещается в более холодные.
Очень важным фактором, влияющим на состояние зерна при хранении, помимо влажности, является температура окружающего воздуха. Чем она выше, тем ниже равновесная влажность зерна при одной и той же относительной влажности воздуха.
Повышение температуры воздуха в обычных условиях хранения зерна влечет за собой усиление дыхания. Даже при низкой температуре (10—11° С) происходит дыхание зерна, а следовательно, и потери веществ, затрачиваемых на этот процесс, вследствие того, что зерно, отделенное от колоса, в противоположность самому растению не имеет источника для восполнения произведенных затрат. Об этом можно судить по количеству выделяемой зерном углекислоты.
По данным чешских авторов, количество углекислого газа, выделяемого зерном при постоянной влажности (14—15%), на 1 кг ячменя за 24 ч при температуре 18°С составляет 1,4 мг, при 30° С — 7,5 мг, при 40°С — 30 мг, при 52°С — 24,9 мг.
При температуре 18°С и влажности 11% 1 кг зерна выделяет 0,3—0,4 мг СО2, при влажности 14,5% — 1,4 мг, при 16,9% — 123 мг, при 20,5% — 359 мг, при 30% — 2000 мг СО2.
Более высокая температура ведет к резкому нарушению всех функций зерна и постепенно к его гибели. У большинства злаков, в том числе и у ячменя, этот предел лежит при температуре свыше 55° С, когда происходит коагуляция белков в плазме клеток и жизнедеятельность их прекращается.
Результатом ненормальных условий хранения является самосогревание зерна, которое имеет большое практическое значение, так как приводит к порче ячменя.
На поверхности отдельных зерен находится очень большое количество микроорганизмов (бактерий и плесневых грибов), которые появились еще в период формирования и созревания зерна. Микроорганизмы, особенно термофильные бактерии, при своем развитии значительно повышают температуру зерновой массы. Таким образом, процесс самосогревания начинается с деятельности ферментов зерна, а развитие микроорганизмов является следствием физиологических процессов, происходящих в зерне.
Температура зерна при самосогревании может значительно повышаться (до 50° С и даже выше). Это сопровождается образованием посторонних запахов. Пока процесс протекает в аэробных условиях, появляется слабый солодовый (хлебный) запах, усиливающийся по мере повышения температуры. Когда в межзерновом пространстве накапливается достаточное количество углекислоты, дыхание аэробных бактерий и плесеней прекращается и в глубоких слоях зерна, куда доступ воздуха прекращен, создаются благоприятные условия для жизнедеятельности анаэробных бактерий. Происходит смена микрофлоры.
В результате самосогревания в зерне повышается кислотность, происходит глубокий распад белков с накоплением аминокислот и даже аммиака. При распаде части белков образуются дурнопахнущие продукты в виде сероводорода и меркаптана. Из углеводов в результате распада образуются редуцирующие сахара, органические кислоты; из жиров — альдегиды и кетоны, которые распадаются дальше.
Все это имеет свое отражение в образовании специфических запахов и изменении цвета зерна. Здесь протекает сахаро-аминная реакция. Зерна ячменя желтеют, местами краснеют и даже приобретают вид поджаренных. Кончики зерен обычно при этом темнеют, в особенности если зерно предварительно было сильно подмочено. Уже повышение температуры до 35° С ведет к изменению светлого цвета ячменных зерен.
К образовавшемуся вначале хлебному запаху примешиваются спиртовой и эфирный, далее он сменяется затхлым, плесневелым и даже гнилостным. В результате этого в зерне появляется неприятный запах, нс удаляемый никаким проветриванием, и зерно как биологический организм погибает.
Особенно сильное влияние самосогревание оказывает на всхожесть зерна. Имеются наблюдения, что при повышении температуры только до 23° С прорастаемость снижалась с 93 до 67%, а дальнейшее нагревание до 31—46° С влекло за собой снижение прорастаемости до 50% и ниже. Переход аэробного дыхания в анаэробный процесс сопровождается накапливанием продуктов, являющихся токсическими для аэробно дышащего организма, Жизнеспособность зародыша ослабляется. Для устранений этого явления требуется нормальный доступ кислорода (воздуха), но при высокой влажности, несомненно, дыхание будет чрезмерно интенсивным и поведет к излишним потерям. Изменение температуры на энергию дыхания сказывается меньше, чем изменение влажности.
В пивоварении ячмень приходится хранить длительное время.
В табл. 14 показана максимальная продолжительность сохранения нормальных свойств ячменя в присутствии воздуха при разной влажности его и различной температуре хранения (по Изобарту).

Важным моментом для сохранения нормального качества ячменя требуется засыпка зерна на хранение при низкой температуре и небольшой влажности. При температуре 10—12° С ячмень даже с влажностью 16—18% может сохраняться в течение полугола и дольше.
Высокий слой ячменя при хранении требует аэрирования зерна. Высокая влажность ячменя при закладке его на длительное хранение должна быть снижена искусственным подсушиванием, причем для сохранении нормальной всхожести температура воздуха для подсушивания не должна быть высокой; чем влажнее ячмень, тем ниже должна быть температура воздуха. При влажности ячменя 18% допустимая температура сушки может быть 59° С.
Для проветривания ячменя в случае его самосогревания следует применять воздух с определенной относительной влажностью, которая не должна превышать 80%.
Сохранение жизнеспособности ячменя и связанной с ней прорастаемости является самым важным показателем качества ячменя при его хранении. Низкая температура хранения и небольшая влажность зерна гарантируют сохранение физиологических свойств ячменя. Зерно при температуре 5—10° С можно длительно хранить даже с влажностью 17,5—20% и, наоборот, при влажности до 12,5 — при температуре даже 30° С.
Многие исследователи изучали поведение отдельных составных частей ячменного зерна при хранении. Например, Тайфель с сотрудниками установил, что при хранении в нормальных условиях в течение 7 месяцев существенных изменений в содержании олигосахаридов не наступало. Несколько уменьшалось содержание сахарозы. Это, по-видимому, указывает на то, что потребление сахаров и ферментативное их новообразование находятся в равновесии. Однако повышение температуры нарушает установившееся равновесие. Уже при хранении в течение 10 сут при температуре 19—22° С и относительной влажности воздуха 90— 95% содержание основных сахаров — сахарозы и рафинозы — значительно уменьшалось, а количество мальтозы начинало повышаться, которая в свежеубранном ячмене не всегда обнаруживается.