Роль кислорода и диоксида углерода при замачивании ячменя

При замачивании ячменя следует учитывать влияние кислорода и СО₂ на биохимические процессы, протекающие в зерне при замачивании.

В естественных условиях проращивания зерна в почве, наряду с поглощением зерном воды, обеспечивается и доступ кислорода. Он создает нормальные условия для дыхания и предотвращает накопление продуктов анаэробного процесса.

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. Это происходит потому, что недостаток энергии зародыш восполняет за счет интрамолекулярного (анаэробного) дыхания, в результате которого образуются спирты, СО₂, альдегиды, эфиры и другие вещества, которые неблагоприятно влияют на развитие зародыша.

Для характеристики дыхательного процесса используется такой показатель как дыхательный коэффициент (ДК) – это отношение числа молекул СО₂ к числу кислорода (СО₂/О₂). При анаэробном дыхании он равен единице и выше.

В случае недостатка кислорода может наблюдаться прекращение процесса замачивания, при этом зерна перенасыщаются водой и начинают загнивать. Поэтому при ДК больше единицы зерно необходимо аэрировать.

Диффузия кислорода в прорастающем зерне затрудняется из-за большого количества воды в тканях. Диффузия кислорода через газ в 10 000 раз быстрее, чем через воду. Кроме того, растворимость углекислого газа в воде в 41 раз больше, чем кислорода. Поэтому вода, содержащаяся в межклеточных пространствах, больше удерживает углекислых газ, чем кислород.

Установлено также, что ткани, примыкающие к зародышу ячменя, представляют собой барьер для проникновения кислорода. Только после того как развивающийся росток преодолевает этот барьер, появляется возможность для активного доступа кислорода. Таким образом, в самый начальный момент замочки ячменя наблюдается анаэробный тип дыхания с накоплением некоторых количеств спирта.

Следует отметить, что даже при очень низких концентрациях (всего несколько тысячных долей процента) спирт оказывает ясно выраженное тормозящие действие на рост организма. Так, 0,1% раствор алкоголя значительно угнетает морфологическое развитие зерна, а 0,8% раствор почти полностью подавляет рост.

Углекислый газ, накапливающийся как при аэробном, так и при анаэробном дыхании, так же как и спирт оказывает отрицательное влияние на жизненные процессы зерна. Углекислый газ заполняет межзерновые пространства в нижней части замочного чана частично в виде газа, а частично в виде угольной кислоты, что обусловливает более кислую реакцию нижних слоев воды, по сравнению со слоями в средней и верхней частях чана. Кислотность нижних слоев может достигать рН 3,5. По наблюдениям в начале замочки в несменяемой воде уже через 80 минут практически не остается кислорода.

Подвод кислорода к зерну особенно необходим в начальный момент замачивания. В это время начинается биологическая фаза роста ячменя, т.е. происходит пробуждение развитие зародыша. Кроме того, установлено, что для более раннего образования ферментов в зерне необходимо подводить кислород в достаточном количестве в самом начале замачивания при низком содержании влаги в зерне.

Для равномерного протекания процесса развития зерна необходимо, чтобы подвод кислорода к зерну примерно в 3 раза превышал выделение диоксида углерода.

При этом накапливающиеся продукты брожения и выделяющийся диоксид углерода также должны отводиться от зерна как можно более полно и без задержки. Иначе жизнедеятельность зерна и ферментативные процессы будут протекать значительно медленнее, чем это необходимо для нормального процесса проращивания.