Условия хранения ячменя

Интенсивные процессы обмена веществ, происходящие 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 14,5 - 15%. Она называется критической; превышение этого предела приводит к усилению биохимических и физиологических процессов.

Величина критической влажности 15% 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.

При нормальных условиях хранения связанная вода не оказывает неблагоприятного действия и не нарушает состояние покоя. Однако ткани зерна, обладающие гигроскопичностью, в случае избыточной влажности окружающего воздуха способны поглощать ее. Процесс поглощения водяных паров происходит до тех пор, пока между влажностью зерна и влажностью окружающего воздуха не установится равновесие. Влага зерна в этих условиях носит название 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.

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 ⁰С) происходит дыхание зерна, а следовательно, и потери веществ, затрачиваемых на этот процесс. Так, количество углекислого газа, выделяемого зерном при постоянной влажности (14-15%), на один кг ячменя за 24 часа при температуре 18 ⁰С составляет 1,4 мг, при 30 ⁰С – 7,5 мг, при 40⁰С – 30 мг, при 52⁰С – 24,9 мг.

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 ⁰С, 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. Причиной самосогревания является повышение влажности зерновой массы. В результате чего усиливается дыхание зерна, температура слоя повышается, что приводит к усилению жизнедеятельности микроорганизмов, развитие которых усиливает самосогревание зерновой массы. Зерно, находящиеся во второй и третьей стадиях самосогревания, для пивоварения непригодно.

Особенно сильное влияние самосогревание оказывает на всхожесть зерна. При повышении температуры только до 23 ⁰С прорастаемость снижалась с 93 до 67%, а дальнейшее нагревание до 31-46 ⁰С влекло за собой снижение прорастаемости до 50% и ниже. Переход аэробного дыхания в анаэробный процесс сопровождается накапливанием продуктов, являющихся токсическими для зародыша. В результате чего жизнеспособность его ослабляется.

Средством предупреждения самосогревания служит сушка, проветривание и охлаждение зерновой массы.

Помимо самосогревания, при хранении зерна может происходить его отпотевание. Отпотевание наблюдается в сухом и влажном зерне. Одной из причин отпотевания сухого зерна является изменение свойств коллоидных гелей во времени. При хранении происходит постепенное уменьшение гидрофильной способности коллоидов зерна. У крахмала и белков, которые являются основными составными веществами зерна, понижается способность связывать воду. В результате этого появляется свободная влага, которая выделяется на поверхности зерна.

Второй причиной отпотевания зерна являются синтетические процессы, которые сопровождаются также выделением некоторого количество воды:

С₆Н₁₂О₆ С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О

Выделившаяся при этом вода остается в зерновой массе, конденсируется, что приводит к увеличению относительной влажности воздуха межзерновых пространств. Для предупреждения отпотевания прибегают к сильному проветриванию зерновой массы сухим воздухом (активная вентиляция), снижению высоты насыпи зерновой массы, перекачке зерновой массы из силоса в силос при тщательной очистке зерна.

Таким образом, основными факторами, определяющими протекание жизненных процессов в зерновой массе при хранении, являются:

- влажность зерновой массы;

- влажность окружающей среды;

- степень аэрации зерновой массы.

Применяют в основном два способа хранения, основанные на принципе анабиоза:

- хранение зерновых масс в сухом состоянии, т.е. с влажностью ниже критической;

- хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, когда температура массы зерна понижена до пределов, оказывающих значительное тормозящие влияние на все жизненные функции зерна.

Способ хранения зерновых масс в сухом состоянии основан на принципе обезвоживания зерна до влажности существенно ниже критической (11-12%), когда жизнедеятельность зерна сведена к минимуму, причем при таких условиях исключается развитие микроорганизмов и насекомых. Данный способ используют для долгосрочного хранения зерна и семян (в течение нескольких лет).

Способ хранения зерновых масс в охлажденном состоянии основан на использовании низких температур, при которых резко снижается жизнедеятельность зерновой массы. Зерно находится в охлажденном состоянии первой степени, если температура всех слоев насыпи ниже 10 ⁰С. Более консервирующим считается охлаждение, когда температура ниже 0⁰С (вторая степень).

Для охлаждения зерна широко применяют принудительное про­дувание зерновой массы воздухом без ее перемешивания — актив­ное вентилирование.

Приступая к вентилированию зерновой массы с целью охлажде­ния, необходимо знать фактическое состояние зерна и погодные усло­вия. Поэтому вначале определяют влажность, температуру зерна и воздуха, по которым устанавливают целесообразность вентилирования.

Для активного вентилирования зерна используют стационарные, напольно-переносные (передвижные) и передвижные трубные уста­новки. Эта техника предназначена для вентилирования зерна в скла­дах с горизонтальными и наклонными полами, а также в силосах элеваторов.

Таким образом, для сохранения ячменя нормального качества необходимыми условиями является низкая влажность (ниже критической), низкая температура (ниже 10 ⁰С), вентилирование зерновой массы.