Проникновение воды в зерно

11.04.2017
Вода в зерно ячменя проникает через семенную оболочку, которая является полупроницаемой перегородкой. Как только зерно погружается в воду, создается разность концентраций поди внутри и снаружи зерна, вследствие чего вода начинает проникать через оболочку. По мере того как эндосперм и зародыш нее более и более пропитываются водой, увеличивается диффузия воды от одной растительной клетки к другой. Клеточная оболочка, обладая свойством полупроницаемой перегородки, имеет чрезвычайно большое значение во всех процессах обмена веществ. Она состоит из веществ, строение и свойство которых обеспечивают определенную конфигурацию клетки, проницаемость воды и растворенных в пей веществ. Оболочка способна набухать. В состав протоплазмы входят белковые вещества, обладающие более высокой гидрофильностью, благодаря чему избухаемость протоплазмы значительно выше, чем веществ оболочки.
Следует добавить, что белки, являющиеся гелем, способны впитывать очень большие количества воды, развивая при этом огромное давление.
Проникновение води внутрь клеток подчиняется законам диффузии и осмоса.
Осмотические свойства наряду с коллоидной природой веществ клетки обусловливают те явления, на основании которых происходит поступление воды внутрь клетки. Эти же явления определяют процесс пропитывания водой замачиваемого зерна.
Вещества эндосперма и зародыша находятся в коллоидном состоянии; одна часть их (крахмал и клетчатка) является ограниченно набухающими гелями; другая часть неограниченно набухает (белки и высокомолекулярные продукты распада белков), т. е. при насыщении водой вещества пептизируются и образуют гель. Вещества зерна по степени набухания располагаются в следующий ряд: гумми-вещества, белковые вещества, крахмал, клетчатка. Способность поглощения этими веществами воды при набухании характеризуется соответствен но следующими величинами (в %): 800, 180, 70 и 30. В общей сложности ткани ячменного зерна способны поглощать до 68% воды.
Мякинная оболочка ячменя снаружи состоит из утолщенных клеток, пропитанных веществами, не пропускающими воду. Поступление воды начинается через трахеиды, открывающиеся у зародышевой части, где мякинная оболочка не покрывает зерно. Сначала клетки плодовой и семенной оболочек адсорбируют воду, которая таким образом продвигается внутрь зерна. Семенная оболочка как полупроницаемая пленка регулирует поступление воды внутрь зерна, задерживая содержащиеся в ней соли. Вода, поступившая через семенную оболочку, адсорбируется веществами зерна. С течением времени мякинная оболочка после частичного растворения пропитывающих ее веществ начинает сама адсорбировать воду, которая затем поступает нс только извне, но и со стороны зерна и делает оболочку эластичной.
Чем тоньше оболочка ячменя, тем быстрее она впитывает воду и зерно достигает более высокой влажности.
Распределение воды внутри зерна неравномерное; в части зерна, близко расположенной к зародышу, всегда влаги содержится больше, чем в верхней и особенно в средней части зерна. При содержании влаги у основания зерна 47,1% влажность его в средней части составляла 38,3%, а в верхней — 39,1%.
Протоплазма клеток с содержащимися в ней веществами в покоящемся зерне представляет собой обезвоженный коллоидный студень, поэтому мицеллы этих веществ при замочке с большой силой притягивают воду, что выражается в значительном увеличении объема зерна за счет этой коллоидно-связанной воды.
В первые часы замочки вещества ячменного зерна очень энергично поглощают воду, но по мере насыщения зерна водой процесс все более и более замедляется и достижение полной степени замочки в последние часы происходит очень медленно:

Если принять влажность зерна до замочки 16%, то в первые сутки замачивания оно поглотило 23% воды, во вторые — 4%, а в третьи только 2%.
Па скорость поглощения воды зерном большое влияние оказывает температура. Например, при 112-часовой замочке ячменя при температуре 10°С градус замочки равнялся 43,3%, при температуре 21,3°С — 48,2 %.
Температура воды, применяемой при замачивании ячменя, не должна быть слишком высокой, во всяком случае, она не должна оказывать отрицательного влияния на жизнедеятельность зерна, в особенности зародыша. В воде при более высокой температуре растворимость кислорода меньше, чем при более низкой. Особенно большое значение это имеет в начальной стадии замочки. Вместе с тем при высокой температуре бактериальная флора, находящаяся на поверхности зерен ячменя, усиленно развивается и потребляет значительное количество кислорода, что может привести к недостатку его для дыхания зародыша.
Наибольшее количество воды сосредоточено в зародыше. Каждое зерно окружено тонкой пленкой воды, содержание которой составляет 2—3% от общего ее количества. Клеточные оболочки обладают ограниченной растяжимостью, что приводит к определенному состоянию равновесия, которое характеризует степень насыщения водой отдельных клеток и всего зерна в целом.
Зародыш и эндосперм имеют различный состав, этим создается разность во влажности и концентрации между растворенными веществами эндосперма и содержимым зародыша и образуются двусторонние диффузионные токи от эндосперма к эмбриональным клеткам и обратно. При этом низкомолекулярные растворимые в воде вещества (аминокислоты, сахара) проникают в зародыш, где из них синтезируются высокомолекулярные вещества, используемые на построение зародышевого листка, и ростков, Увеличивается потребность в снабжении клеток низкомолекулярными соединениями, иначе рост зародыша должен был бы прекратиться. При действии ферментов начинается распад сложных молекул, которые в этом случае находятся в благоприятных условиях влажности.