Роль кислорода и углекислого газа при замачивании ячменя

11.04.2017
В естественных условиях проращивания зерна в почве наряду с пропитыванием ячменя водой обеспечивается и доступ кислорода; он создаст нормальные условия дыхания и предотвращает накопление продуктов, образующихся в случае замены аэробного процесса на анаэробный.
Одним из промежуточных продуктов обмена веществ в клетках и тканях организма, образующихся при аэробном распаде углеводов и жиров (глицерина и жирных кислот), а также ряда аминокислот, является уксусная кислота, которая находится в виде ацетильного производного кофермента А и по мере своего образования немедленно подвергается дальнейшим превращениям,
В течение всей жизни организма происходит множество химических реакций, являющихся основой всех процессов ассимиляции и диссимиляции, теснейшим образом связанных один с другим. Первые из них (процессы ассимиляции) требуют непрерывного притока энергии и получают ее у одновременно протекающих процессов диссимиляции, т. е. окисления различных неорганических веществ. Другими словами, энергия, освобождающаяся при одной биохимической реакции, потребляется при параллельном протекании другой биохимической реакции. Как химически, так и энергетически эти процессы являются неразрывно связанными. Самым важным источником энергии у живых организмов является процесс дыхания, при котором происходит распад углеводов, образовавшихся путем фотосинтеза из углекислого газа и воды и обладающих большим запасом потенциальной энергии.
Баланс химических превращений, происходящих при дыхании, выражается уравнением
С6Н12О6 + 6O2 ? 6Н2О + 6СО2.

При полном завершении происходящего здесь процесса окисления выделяется 2862 кДж (686 икал) на 1 грамм-молекулу гексозы.
Из приведенного уравнения следует, что за счет каждого объема поглощенного кислорода должен образоваться один объем углекислого газа. Если процесс дыхания происходит в точном соответствии с указанным уравнением, то отношение СО2:О2, называемое дыхательным коэффициентом, равно 1.
Однако отклонение в сторону уменьшения или увеличения дыхательного коэффициента от единицы всегда возможно, например, при образовании менее окисленных веществ, таких, как органические кислоты; в этом случае часть поглощенного кислорода остается в растении и отношение СО2:О2 оказывается менее единицы. Дыхательный коэффициент будет меньше единицы и тогда, когда веществом для дыхания является нс углевод, а другое вещество, содержащее меньше кислорода, как, например, жир.
Когда к процессу нормального аэробного дыхания присоединяется процесс анаэробного дыхания, сопровождаемого выделением углекислого газа без потребления кислорода из воздуха, дыхательный коэффициент будет больше единицы; в этом случае процесс распада сахара течет по другому пути, заменяясь интрамолекулярным дыханием, являющимся, но существу, анаэробным процессом спиртового брожения.
Если при полном превращении гексозы в воду и углекислый газ выделяется 2872 кДж (686 ккал), то при спиртовом брожении выделение тепла ограничивается 100 кДж (24 ккал); 2772 кДж (662 ккал) остаются в двух молекулах спирта.
Способность поглощать кислород и выделять углекислый газ присуща не только живым организмам в целом, но и отдельным тканям и даже клеткам, поэтому в настоящее время говорят о тканевом, или клеточном, дыхании, которое, по существу, является биологическим окислением органических веществ.
В.И. Палладии в созданной им теории дыхания воде придавал большое значение, указывая, что кислород воды участвует в окислении органических веществ.
Таким образом, химизм клеточного дыхания обусловлен окислительно-восстановительными процессами. По современным представлениям под окислением следует понимать все химические реакции, при которых происходит отдача электронов.
В процессе дыхания принимает участие цепь акцепторов-донаторов. Каждое звено этой цепи принимает на себя водород и электроны и передает их следующему звену (рис. 13).

Прием и передача водорода и электронов в первом звене осуществляется коферментами, которые являются активной группой ряда ферментов двухкомпонентных систем, принадлежащих к анаэробным дегидрогеназам.
Коферментом ряда анаэробных дегидрогеназ является дифосфопиридиннуклеотид (ДПН); Международная комиссия по номенклатуре ферментов предложила называть его НАД (никотин-амидоадениндинуклеотид), который обладает высокой реактивной способностью.
Анаэробные дегидрогеназы, например, отнимают водород от фосфоглицеринового альдегида. Альдегид окисляется в кислоту, причем НАД восстанавливается в НАД*Н2, который в соединении с белком обладает сильными восстанавливающими свойствами; например, она может передавать свой водород ацетальдегиду—промежуточному продукту спиртового брожения или анаэробного дыхания растений. Ацетальдегид при этом восстанавливается а этиловый спирт.
В состав НАД входят амид никотиновой кислоты, аденин, две молекулы фосфорной кислоты и две молекулы рибозы:

В этой формуле не приведены солеобразные связи, а только отмечено распределение зарядов.
Процесс присоединения к НАД двух водороде в и дальнейшее отнятие их могут быть изображены следующим образом:

При анаэробном дыхании дегидрогеназа отнимает водород от окисленного субстрата или от восстановленной формы дегидрогеназы и передает его кислороду воздуха. В состав этих дегидрогеназ входит в качестве активной группы рибофлавин, поэтому им дано название флавиновых ферментов; указанная активная группа легко подвергается как окислению, так и восстановлению; флавин окрашен в желтый цвет, восстановленная форма флавина (лейкофлавин) бесцветна:

К аэробным дегидрогеназам относится желтый дыхательный фермент, участвующий в окислении ряда соединений при обмене веществ организма, в частности гексозомонофосфата, при этом перенос водорода происходит за счет действия анаэробной дегидрогеназы, коферментом которой является трифосфопиридин-нуклеотид, состоящий из двух остатков пентоз, трех молекул фосфорной кислоты, молекулы амида никотиновой кислоты (НАДФ). Отнимая водород от окисляемого им субстрата, НАДФ превращается в НАДФ-Н2. По современной терминологии дыхательному ферменту присвоено название дегидрогеназы восстановленного НАДФ.
Дегидрогеназы могут передавать водород непосредственно кислороду воздуха, а также и полифенолоксидазной или цитохромной системам. Цитахромняя система состоит из цитохромов и фермента цитохромоксидазы.
Восстановление и окисление флавиниротеидов обусловлено изменениями неуглеводной части рибофлавина:

Цитохромы представляют собой группу катализаторов, являющихся сложными белками, относящимися к классу хромо-протеидов, простатическая группа которых является гемом, близким по своему строению и свойствам к простатической группе каталазы и пероксидазы.
Гем представляет собой соединение, молекула которого содержит 4 замещенных пиррольных кольца и атом двухвалентного железа:

Пиррольные кольца связаны одно с другим при помощи метановых групп (—СН=) и получаемый скелет молекулы гема представляет собой порфин:

Порфин, в молекулу которого введены 2 вин ильные группы (—СН=СН2), 4 метальные группы (СН3—) и 2 остатка пропионовой кислоты (—СН2—СН2—СООН), представляет собой протопорфирин. Протопорфирин, снизанный с двухвалентным железом, представляет собой гем:

Близким к гему является хлорофилл (зеленый пигмент хлоропластов растений); в состав его вместо железа входит магний; кроме того, в молекуле хлорофилла содержатся остатки ненасыщенного одноатомного спирта фитола (С20Н39ОН) и метилового спирта.
Окисление и восстановление цитохрома обусловлено изменением валентности железа в его простатической группе; в окисленном состоянии железо является трехвалентным, но, присоединяя электроны, оно восстанавливается в двухвалентное:

Однако изменение валентности не сопровождается присоединением или отщеплением протонов (ионов водорода). Цитохроны являются переносчиками только электронов. Цитохром отнимает от водорода электрон, чем превращает атом водорода в кон водорода (Н+). Отнятый же электрон переносится к трехвалентному железу окисленного цитохрома, который превращается в восстановленный цитохром, а железо при этом становится двухвалентным.
Цитохромная система, передающая электроны кислорода воздуха, состоит из нескольких звеньев, обычно трехцитохромов, передающих электроны один другому, и цитохромоксидазы, передающей электроны, полученные от третьего звена системы, непосредственно кислороду. Каждый атом кислорода может принять два электрона, причем приобретает способность присоединять два иона водорода, в результате чего образуется молекула воды, которая является одним из конечных продуктов окисления органических веществ.
Поэтапно процесс окисления органических веществ до воды изображен на рис. 13.
Указанные выше процессы окисления органических веществ являются наиболее важными в дыхании клеток живого организма, Однако при окислении многих субстратов дыхания путь прохождения протонов и электронов значительно сокращается и сводится к непосредственному переносу водородных электронов на кислород без промежуточных передатчиков. Такой путь окисления органических веществ катализируется аэробными дегидрогеназами, иначе называемыми оксидазами. Конечным продуктом окисления в данном случае является не вода, а перекись водорода.
В окислительную систему в данном случае входят: окисляемый субстрат, дегидрогеназа и кислород:

Перекись водорода, образующаяся при действии оксидаз, обладает ядовитыми свойствами и в живых организмах должна немедленно после образования разрушаться, иначе жизнедеятельность клеток может быть нарушена и даже подавлена полностью. Под действием каталазы перекись водорода разлагается на воду и кислород:

Каталаза является сложным белком и принадлежит к группе хромопротеидов; простетическая часть ее идентична окисленному гему и содержит в своей молекуле железо (0,09%). Она обладает очень сильной активностью: 1 молекула каталазы способна разложить в течение 1 с более 50000 молекул перекиси водорода, что очень важно в связи с большой токсичностью последней.
Другой путь обезвреживания перекиси водорода катализируется действием пероксидазы. Этот фермент, вступай в комплексное соединение с перекисью водорода, активирует ее, чем способствует соединению ее с водородом, который отщепляется от окисляемого субстрата:

По своему химическому строению пероксидаза близка к каталазе — это хромопротеид, простетическая группа которого содержит железо. В основном этот фермент находится в клетках и тканях растений.
К этой же группе аэробных дегидрогеназ следует отнести фенолоксидазу Палладина и аскорбинатоксидазу, которая в растениях превращает аскорбиновую кислоту в дегидроаскорбиновую.
И фенолоксидаза и аскорбинатоксидаза являются ферментами, в состав которых входит белок, содержащий медь.
Как видно из сказанного, отщепленный от субстрата при дыхании водород всегда окисляется в воду. Наряду с образованием воды полное окисление углеводов в процессе дыхания характеризуется образованием углекислого газа, который здесь также является конечным продуктом всех реакций.
В большинстве этих реакций непосредственное участие принимают моносахариды, в основном глюкоза. Остальные гексоды (фруктоза, галактоза) в клетках легко превращаются в глюкозу. Полисахариды же являются запасным материалом, который по мере использования моносахаридов обеспечивает их доставку, что осуществляется в организмах путем их фосфоролиза под действием фосфорилазы, которая относится к группе глюкозилтрансфераз. Это превращение аналогично гидролизу, но роль воды играет фосфорная кислота.
В качестве поставщика фосфорной кислоты служит АТФ, который сам превращается в АДФ.
Пировиноградная кислота является первым звеном последующего ряда реакций аэробного окисления, приводящего к полному окислению углеводов до углекислого газа и воды.
Последовательное превращение пировиноградной кислоты, получившее название цикла трикарбоновых и дикарбоновых кислот (рис. 14), катализируется сложной системой ферментов и приводит в результате аэробного окисления к полному расщеплению этой кислоты на углекислый газ и воду:

Щавелевоуксусная кислота регенерируется и вновь вступает в реакцию конденсации с ацетил-коферментом А. Весь цикл превращении уксусной кислоты, образующейся в результате окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты, возобновляется.

К этому следует добавить, что в процессе анаэробного расщепления из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты и при окислении каждой молекулы фосфоглицеринового альдегида в фосфоглицериновую кислоту отнимаются два атома водорода, которые окисляются кислородом воздуха с образованием воды, весь процесс аэробного дыхания должен быть суммарно изображен формулой
С6Н12О6 + 6О2 ? 6СО2 + 6Н2О.

Реакции превращения глюкозы, приведенные выше, сопровождаются межмолекулярными и внутримолекулярными перемещениями атомов водорода и фосфатных групп, т. е. гидрированием и дегидрированием, фосфорилированием и дефосформированием. Эти сопряженные процессы обусловлены переносом больших количеств энергии, так как сопровождаются разрывом фосфатных макроэргических связей.
В приведенной выше схеме процесса окислення органических веществ (см. рис. 13) показано, что электроны, отщепляясь по два, переносятся на кислород не непосредственно, а через ряд промежуточных этапов, причем на каждом этапе освобождается некоторое количество энергии. Таких этапов переноса электронов к кислороду три. Освобождаемая при этом энергия используется для фосфорилирования ЛДФ с образованием ЛТФ.
При использовании одного атома кислорода в реакции аэробного окисления фосфорилируются три молекулы ЛДФ. Из уравнения
С6Н12О6 + 6О2 ? 6CO2 + 6Н2О

следует, что при окислении одной молекулы глюкозы (180 г) необходимо 12 грамм-атомов кислорода, что сопровождается фосфорилированием 12-3—36 молекул ЛДФ с образованием 36 молекул АТФ, т. е, образуются 36 эквивалентов макроэргических фосфатных связей.
В каждом эквиваленте макроэргической фосфатной связи заключается от 33 500 до 42 000 Дж (8000—10000 кал), в среднем 37 750 Дж, а 36 эквивалентов имеют запас энергии, выражаемый в 1350 кДж (324 ккал). В молекуле глюкозы содержатся 180*16,75 = 3015 кДж (720 ккал), из них 1359 кДж (324 ккал) расходуются, как показано, на образование макроэргических фосфатных связей. Эта энергия остается сосредоточенной в клетке и преобразуется в другие виды энергии, которые используются на различные синтетические процессы.
Оставшаяся значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, что, например, наблюдается при соложении ячменя, когда проращиваемое зерно нагревается и для поддержания нормального режима солодоращения требуется его охлаждение.
Энергичное дыхание зерна начинается уже при повышении влажности на 2% по сравнению с критической; при дальнейшем повышении влажности потребление кислорода усиливается. Вместе с тем запас кислорода в воде очень быстро истощается и естественный аэробный процесс замещается анаэробным со всеми неприятными последствиями для зерна (накоплением спиртов, кислот и эфиров).
Диффузия кислорода в прорастающем зерне затрудняется из-за большого количества воды в тканях. Диффузия кислорода через газ в 10000 раз быстрее, чем через воду. Кроме того, растворимость углекислого газа в воде в 41 раз больше, чем кислорода (растворимость при температуре 15° С, моль/л: СО2 — 0,197, а О2 — 0,0048). Следовательно, вода, содержащаяся в межклеточных пространствах, больше удерживает углекислый газ, чем кислород.
Урной и Шапон показали, что ткани, примыкающие к зародышу ячменя, представляют собой барьер для проникновения кислорода. Только после того как развивающийся росток преодолевает указанный барьер, появляется возможность для доступа кислорода. В самый начальный момент замочки ячменя наблюдается анаэробный тип дыхания с накоплением некоторых количеств спирта. Даже при очень низких концентрациях, всего несколько тысячных долей процента, спирт оказывает ясно выраженное тормозящей действие на рост организма. 0,1%-ный раствор алкоголя значительно угнетает морфологическое развитие зерна, а 0,8%-ный раствор почти полностью подавляет рост,
Углекислый газ, накапливающийся как при аэробном, так и при анаэробном дыхании, оказывает отрицательное влияние на жизненные процессы зерна; особенное значение это имеет в начальной стадии замочки. Углекислый газ заполняет межзерновые пространства в нижней части замочного чана частично в виде газа, а частично в виде угольной кислоты, обусловливая более кислую реакцию этих слоев воды но сравнению со слоями и средней и верхней частях чана. По данным Кауарта, кислотность может достигать pH 3,5.
По наблюдениям автора, в начале замочки в несменяемой воде уже через 80 мин совершенно не остается кислорода.

На второй день замочки происходит более интенсивное поглощение кислорода зерном.

Конечно, повышение температуры обусловлено более интенсивным дыханием зерна и исчезновением в замочной воде кислорода.

Правильно замоченное зерно на второй и третий дни процесса замочки в течение 1 ч выделяет 300 мг углекислого газа на 1 кг сухого вещества, и соответственно требуется около 217 мг кислорода, который находится в 725 см3 воздуха. Другими словами, на каждую тонну ячменя с влажностью 15% необходимо 850*725 = 610 л воздуха.
Исходя из сказанного, при обычном воздушно-водяном способе замочки нехватка кислорода для нормального дыхания зерна весьма возможна. Это подтверждается тем, что дыхательный коэффициент при замачивании выше единицы. И.Я. Веселовым получены следующие данные (табл. 32).

В замочной воде обнаруживается спирт обычно в количестве 0,01—0,02 г на 100 г зерна, а застоявшаяся вода часто имеет фруктовый запах — как результат наличия промежуточных продуктов анаэробного процесса и их превращений.
Содержание углекислого газа при воздушно-водяном методе замочки в зависимости от глубины слоя воздуха под поверхностью зерна составляет:

Состав воздуха в межзерновых пространствах после спуска воды характеризуется следующими данными: после спуска воды через 3 ч углекислый газ в них составлял 1%, кислород 18%, через 80 ч это соотношение изменилось соответственно: 90 и 11%, Через 80 4 соотношение СО2 и О2 в межзерновых пространствах на глубине 10 см от поверхности замоченного ячменя было около 1:1, а на расстоянии 10 см от дна — 5,6:1.
Люерс приводит данные о накапливании углекислого газа в замочных чанах; например, сейчас же после спуска замочной воды в воздухе замочного чана содержалось 0,8% об. СО2 и 19,6% об. О2, а через 1 ч — 1,8% об. СО2 и 16,2% об. О2. В другом случае по истечении 3 ч после смены воды соответственно 1,4% об. СО2 и 4%об. О2, а по истечении 6 ч — 4% об, СО2 и только 0,5% об. О2.
Подвод кислорода в начальный момент замочки имеет большое значение. Накапливающиеся продукты брожения и выделяющийся углекислый газ должны отводиться от зерна возможно более полно и без задержки, иначе жизнедеятельность зерна и вызванные ею ферментативные процессы будут протекать значительно медленнее, чем это необходимо для нормального процесса замочки. На рис, 15 показано изменение кислотности, ?-амилазной (осахаривающей) и ?-амилазной (разжижающей) активности при ращении ячменя, замоченного без аэрации и с аэрацией. Приводимые ниже данные (табл. 33), полученные автором при применении двух методов замочки (воздушно-водяного и непрерывным током воды и воздуха), показывают отставание ферментативных процессов в случае воздушно-водяной замочки, когда замочная вода с находящимися в ней продуктами распада значительное время окружает зерно, хотя оно периодически и продувается воздухом. При замочке непрерывным током воды и воздуха, когда выделяемые зерном продукты непрерывно уносятся с водой, а к зерну непрерывно подводится кислород воздуха, ферментативные процессы протекают значительно интенсивнее.

Применение метода замочки ячменя при непрерывном токе воды и воздуха я большой степени позволяет перенести начало проращивания зерна в замочный чан.
Дальнейшее перемещение замоченного ячменя в солодорастильные системы, где обеспечивается предельно возможный доступ воздуха, ведет к полному росту всей массы зерна и нормальному протеканию всех технологических процессов в более короткие сроки, чем обычно. Кривые нарастания ферментативной активности, берущие свое начало уже во время стадии замачивания, показывают на 5—6-й день результаты, которые обычно получаются на 7—8-е сутки. Сокращение времени ращения, конечно, ведет к сокращению потерь сухого вещества зерна.
При периодической смене воды, несомненно, наличие тормозящих веществ задерживает развитие процесса ращения, причем, чем длительнее периоды нахождения зерна под водой, тем больше степень задержки процесса.
Создание нормальных условий дыхания зерна в первый период замочки служит предпосылкой дальнейшего успеха соложения, Шапон считает, что продувание зерна воздухом в начале замочки имеет для быстрого и равномерного прорастания большее значение, чем продувание в течение всего процесса замачивания.
Нарцисс подтверждает, что для более раннего образования ферментов в солоде необходимо подводить в достаточном количестве кислород к зерну уже при низком содержании в нем влаги.
Подача кислорода (воздуха) в количестве, достаточном для аэробного процесса, оказывает непосредственное влияние на удаление накапливающегося углекислого газа. При невысоком слое солода ситчатое дно замочного чана вполне удовлетворяет этому требованию. Углекислый газ вследствие более высокой плотности по сравнению с воздухом в этом случае удаляется в достаточной мере. Если применять глубокие замочные чаны (да еще с конусным дном), то углекислый газ удаляется медленно. Интенсивное его образование не компенсируется тем количеством кислорода в воздухе, которым замещается углекислый газ при его удалении.
К этому следует добавить, что зерно и окружающая его среда с содержащимся в ней большим количеством углекислого газа находится в нижних слоях, в особенности в конусной части чана, под давлением. При высоте слоя зерна 2 м избыточное давление равняется 0,02 МПа, а при высоте 6 м величина избыточного давления увеличивается до 0,06 МПа, а по закону Генри растворимость газа тем больше, чем выше давление. Концентрация углекислого газа здесь еще больше увеличивается за счет этого обстоятельства. Все это не безразлично для нормального физиологического состояния зерна.
Еще в 1922 г, Мейндль предложил побудительное отсасывание углекислого газа снизу; это более эффективно, чем продувание воздуха снизу через массу зерна при помощи барботера, расположенного в конусной части чана,
Н.В. Леонович и П.И. Буковский усовершенствовали метод оросительной замочки, дооборудовав замочный чан приспособлением для отсасывания скопившегося в нем углекислого газа при помощи вентилятора и построив точный график подачи воды для орошения зерна и отсоса газов. Воздух, насыщенный углекислотой, удаляется и замещается свежим воздухом с такой энергией, что кислорода, содержащегося в нем, достаточно для нормального дыхания зерна. Этим предотвращается анаэробное дыхание, и зерно дышит аэробно.
Нарцисс считает, что поддержание определенной температуры как воды, так и просасываемого воздуха при выполнении воздушно-оросительной замочки является непременным условием достижения благоприятных результатов.
В первой стадии замочки влажность ячменя достигает 30%. Последующая сухая (воздушная) замочка приводят к обсушиванию зерна (что позволяет устранить водочувствительность, если она имеется), но температура воздуха во избежание температурного шока не должна быть слишком низкой. Зерно должно находиться при температуре 17—18° С, поэтому в холодное время года воздух должен подогреваться до 15° С, летом температура воздуха должна снижаться до 11° С. Перед вымочкой при достижении степени замочки 42—43% самой благоприятной температурой является 17—18° С.
При соблюдении приведенных условий срок замочки может быть уменьшен (например, до 56 ч вместо 76 ч, необходимых при обычной воздушно-водяной замочке). Применение воздушно-оросительной замочки позволяет сократить продолжительность соложения на 2—3 сут. Готовый солод по сравнению с солодом, полученным при применении водяной замочки и обычных методов ращения, обладает следующими преимуществами: дает сусло с более высокой степенью сбраживания, лучшим числом Кольбаха, более низкой разницей в экстрактивности в тонком и грубом помоле, более высоким содержанием ?-амилазы.
Нормальные условия для жизнедеятельности зерна создаются при применении метода замочки в непрерывном токе воды и воздуха, К зерну с одной стороны подводится вода, насыщенная кислородом воздуха, и с другой стороны проходящие через массу зерна пузырьки воздуха подводят к зародышу газообразный кислород, который оказывает более благоприятное действие, чем приток растворенного в воде кислорода. Кроме того, ток воды, кислород которой поглощается зерном легко, непрерывно удаляет из замочного чана накапливающуюся углекислоту и другие вещества, тормозящие рост зерна.
Кислород воздуха проникает в зерно более интенсивно. Это подтверждается данными, приведенными в табл. 33.
Этот метод замочки сокращает продолжительность процесса соложения на 2—4 сут.
Степенью влажности замоченного ячменя предопределяется поддержание определенной влажности и зерне во время прорастания, Для нормального растворения солода и накопления в нем ферментов влаги в зерне должно быть 42—43%. Уже при градусе замочки, равном 42%, в растущем зерне влага понижается до 38%, В грядках и в зеленом солоде содержание влаги 42—43% возможно достичь при градусе замочки, равном 44— 45%. Такого предела в настоящее время стараются достичь в замочном чане. Это имеет важное значение при пневматическом соложении, когда проращиваемое зерно для удаления развивающегося тепла должно вентилироваться, что сопряжено с неизбежным понижением влажности. При токовом соложении такой высокий процент содержания влаги в замоченном зерне необязателен, а может быть даже вреден, так как, несмотря на неизбежное испарение, влажность зерна повышается за счет дыхания прорастающего зерна. Кауэрт показал, что при 8 днях соложения образование влаги за счет дыхания зерна составляет 3%, Таким образом, если замоченный ячмень поступает на солодоращение с влажностью 45%, а на сушку с влажностью 43%, то это указывает на общую потерю влаги (45+3)—43=5%.
Расчет Кауэрта сводится к следующему.
Дыхание замоченного зерна, которое является обязательным процессом во время солодпращения, сопровождается тратой 5— 6% сухих веществ (крахмала и жира). При этом образуются углекислота и вода.
Крахмал распадается по следующему уравнению:

Если принять средний расход крахмала 5,2%, что значит 100 кг ячменя теряют 5,2 кг крахмала, то при дыхании зерна затрачивается 192*5,2/162 = 6,16 кг кислорода и выделяется 264*5,2/162 = 8,47 кг углекислоты. При этом образуется 6 молекул воды, из которых одна молекула используется для осуществления гидролиза крахмала: остается 5 молекул воды, что соответствует (108—18)5,2/162 = 2,89 кг воды, образовавшейся при затрате 5,2 кг крахмала на дыхание.
Воздух содержит 21% кислорода, поэтому затраченные на дыхание 6,16 кг кислорода находятся в 6,16*100/21 =29,3 кг воздуха.
Распад жира протекает по уравнению

Если принять среднюю потерю жира 0,3%, то количество образовавшейся воды выразится величиной 0,3*288/256 = 0,34 кг, а расход кислорода 0,3*736/256 = 0,86 кг, которые содержатся 0,86*100/21 = 4,1 кг воздуха.
Следовательно, для осуществления нормального дыхания ячменного зерна во время ращения необходимо затратить 29,3+4,1 = 33,4 кг воздуха на 100 кг зерна.
Количество воды, образовавшейся в процессе дыхания 100 кг зерна, составляет 2,89+0,34 = 3,23 кг, т. е. примерно 3%.
Недомочка ячменя вызывает быстрое увядание ростков, преждевременное ослабление интенсивности проращивания и плохое растворение зерна в целом и отдельных его частей, а также нарушение белкового и цитолитического распада.
Перемочка также приводит к ненормальному течению процесса солодоращения и в основном к подавлению действия ферментов, к согреванию рощ и повышенным потерям.
Продолжительность процесса замочки обусловлена температурой. Часто этот процесс ведут при температуре 10—12°С, которая позволяет регулировать степень замочки и избежать перс мочки. При применении более низкой температуры процесс замочки слишком затягивается, а если она очень низка, нормальной степени замочки достичь не удается. Высшим пределом, хотя бы и на непродолжительное время, следует считать температуру 20°С; превышение этой температуры уже подавляет рост зародыша.
Дли водочувствительных ячменей наиболее приемлемым способом замочки является способ, в котором зерно попеременно находится под водой и без воды, причем периоды нахождения зерна под водой должны быть по возможности сокращенными. Однако увлажненное зерно начинает быстро согреваться. Его следует охлаждать водой. Конечно, подвод кислорода и удаление углекислоты при таком способе замочки этого ячмени должны быть обеспечены.
Месей для водочувствительных ячменей рекомендует следующий режим замочки: зерно под водой в течение 6—12 ч до достижения 30%-ной влажности сменяется сначала воздушной замочкой в течение 12—24 ч, а затем вновь водяной замочкой в течение 24 ч.
Сущность другого рекомендуемого метода состоит в том, что большую часть времени зерно подвергается «сухому замачиванию», осуществляемому путем непрерывного обрызгивания зерна водой. Под конец замочки зерно остается в замочном чане без воды в течение примерно 16 ч при периодическом охлаждении водой,
В этом отношении большую пользу может оказать применение воздушно-оросительной замочки с побудительным отводом углекислоты,
Следует отметить, что в большинстве случаев водочувствительность ячменей исчезает при достижении полного послеуборочного дозревания, но в начальном периоде соложения с этим свойством зерна приходится считаться.
Наиболее правильным в данном случае является закладывание водочувствительных ячменей на длительное хранение и соложение их в более поздние периоды солодорастильной кампании.