Файл: Рукосуев А.Н. Товароведение зерномучных и хлебных товаров учебник.pdf

процессы вызывают изменение свойств зерна, способст­ вуют ухудшению и даже полной потере ценности зер­ на как сырья для производства крупы, муки и других продуктов. Являясь сложным по составу и строению биологическим, жизнеспособным объектом, зерно под­ вергается воздействию окружающей среды и изменяет­ ся в силу происходящих в нем биохимических, физикохимических и биологических процессов.

Наиболее важными с точки зрения сохраняемости качества зерна процессами являются: изменение влаж­ ности, температуры, сорбция паров и газов, биохимиче­ ские превращения веществ — их расщепление и окис­ ление, физико-химические процессы, связанные с изме­ нением структуры биополимеров и другие изменения ферментативного и неферментативного порядка.

Изменение влажности — один из наиболее важных процессов, влияющих на активность ферментов зерна и развитие микрофлоры.

повышена и парциальное давление паров воды в нем выше парциального давления паров на поверхности зе­ рен (в свою очередь связанного с влажностью зерна и гидрофильностью образующих его веществ), происходит увлажнение зерна, которое продолжается до тех пор, пока парциальные давления водяных паров не уравно­ весятся и зерно не приобретет равновесную влажность. Происходит с о р б ц и я (поглощение) в л а г и .

В случае, если парциальное давление паров воды в окружающей среде ниже давления пара на поверхности

жения равновесной, но уже на более низком уровне. Равновесная влажность зерна при различных вели­

чинах относительной влажности различна. Например, для зерна основных культур при 60 % -ной относительной влажности и температуре +18° С она равна 13—13,5%, при 70%-ной—14,5—15%, при 90 % -ной — 20—25%. Предельная влажность, приобретаемая зерном при 100%-ной влажности воздуха, составляет 30—33%- Равновесная влажность, приобретаемая зерном в про­ цессе сорбции (кроме предельных точек при 0% и

90

100%-ной относительной влажности воздуха) оказы­ вается несколько меньшей, чем равновесная влажность того же зерна при равной влажности воздуха, приобре­ таемой им в процессе десорбции. Это явление носит на­

ном теплый воздух охлаждается и образовавшийся из­ быток влаги выделяется в виде капель на поверхности зерен.

Изменение влажности хранящегося зерна может быть также следствием внутренних биохимических про­ цессов, обусловливающих переход элементов воды в хи­ мические соединения с другими веществами зерна, или образование воды за счет изменения (окисления) ор­ ганических соединений зерна (например, Сахаров).

Примером процессов первого рода является полное или частичное осахаривание крахмала, сопровождаю­ щееся присоединением воды и переходом ее в химиче­ ски связанное состояние, а также все другие гидролити­ ческие процессы, при которых элементы воды входят в состав вновь образующихся сухих веществ. Сущность этого явления можно представить на примерах гидро­ лиза сахарозы:

91

С1 2 Н2 2 Оп + H • ОН <—> C6 Hl 2 Oe + C6 H1 2 Oe

При хранении свежеубранного, а также теплого влажного зерна, и особенно в случаях его самосогре­ вания, наблюдается увеличение видимой (определяе­ мой) влажности зерна, не сопровождающееся увеличе­ нием его веса. Прирост влажности при этом обусловлен высокой активностью окислительных процессов, в ре­ зультате которых часть органических веществ превра­ щается в воду и углекислый газ, что связано и с умень­ шением веса сухого вещества. Например:

С6 Н12 06 + 602 -"6С02 + 6Н2 0 + энергия. Изменение влажности — важнейший с точки зрения

хранения зерна процесс. От влажности зависит актив­ ность протекающих в зерне ферментативных и микро­ биологических процессов. Изменение влажности влияет и на технологические достоинства зерна, изменяя его физико-механические свойства — твердость, упругость, пластичность.

В сухом зерне, где влага находится в прочно связан­ ном (преимущественно адсорбционно) состоянии и от­ сутствует слабосвязанная свободная влага, все про­ цессы протекают весьма замедленно и не вызывают значительного изменения состава, веса и качества зерна.

При повышении влажности выше «критической точ­ ки» (для зерна основных культур выше 14—15%, бобо­ вых выше 15—16%), что сопряжено с появлением сво­ бодной влаги, активность ферментов возрастает и раз­ витие микрофлоры усиливается. Зерно становится нестойким, легко подвергается самосогреванию и порче. Поэтому в стандартах на зерно ограничивают пределы влажности, а при хранении поддерживают определен­ ную невысокую (обычно 65—70%-ная) относительную влажность воздуха.

на состоянии веществ, физико-химических и фермента­ тивных процессах. При хранении же влажного зерна изменение его температуры может оказать решающее

92

влияние на его сохраняемость, так как влажное зерно можно сохранять только при пониженной температуре. Изменение температуры зерна возникает в результате обмена тепла с окружающей средой и вследствие биохимических процессов, связанных с поглощением или выделением энергии.

Нагревание от окружающей среды (воздуха) или охлаждение в результате отдачи тепла в больших мас­ сах зерна протекает очень медленно из-за малой теплопроводимости зерна, равной примерно 0,1 ккал/м/час/ град. В небольшом же слое и при активной вентиляции изменение температуры происходит быстро из-за низ­

Для хранения зерна, особенно влажного, желатель­ ным изменением температуры является понижение ее. При температуре ниже 0°С относительно долго сохра­ няется зерно, даже имеющее повышенную влажность. Лишь для влажного семенного зерна нежелательна температура ниже минус 5° С.

Биохимические процессы при хранении зерна пре­ имущественно экзотермические, т. е. сопровождающие­ ся выделением энергии и ведущие к повышению тем­ пературы зерна.

В результате низкой теплопроводности и малой удельной теплоемкости зерновых масс выделение теп­ ла в хранящемся зерне вызывает быстрое повышение его температуры — с а м о с о г р е в а н и е . Самосогрева­ ние связано с высокой активностью окислительных ферментов зерна и развитием в нем различного рода плесеней и бактерий. Оно возникает при хранении влажного, теплого и недостаточно или неправильно вентилируемого зерна. Процесс этот сопряжен со зна­ чительным нагреванием зерновых масс (до +40ч- + 70° С) и сопровождается глубоким изменением струк­ туры зерна, его состава, цвета и запаха, а также поте­ рей технологических и пищевых достоинств. Зерно при­ обретает сначала запах прелого зерна (солодовый), за­ тем затхлый или гнилостный. Накапливается большое количество водорастворимых веществ, кислот, аминного азота, изменяется цвет зерна (за счет меланоидинообразования) и его вкус, появляется кислый или горь­ кий привкус.

93

Чаще всего плесневению подвергается влажное зерно, хранящееся в плохо вентилируемых сырых помещени­ ях при высокой относительной влажности (выше 75%) и невысокой температуре воздуха. Плесневелое зерно имеет неприятный запах — затхлый или грибной — и отличается измененным вкусом и составом. При силь­ ном развитии плесени она обнаруживается на поверх­ ности зерен.

При хранении сырого теплого зерна может происхо­ дить процесс п р о р а с т а н и я . Оно возникает не только при хранении зерна, но и при его уборке в неблагопри­ ятных метеорологических условиях (например, при дождливой погоде). Прорастание связано с резким уси­

лазы, липазы. Под действием амилолитических фермен­ тов крахмал превращается в декстрины и сахара, про­ теазы расщепляют белки, под действием липазы на­ капливаются свободные жирные кислоты. Это резко снижает технологические достоинства зерна и качест­ во получаемых из него продуктов.

Сорбция паров и газов является процессом, который, как и изменение влажности и температуры, связан с из­ менением состояния зерна и обусловлен внешними ус­ ловиями его хранения.

Масса зерен, образующих товарную партию, сама по себе обладает огромной суммарной поверхностью, а в силу пористой структуры оболочек активная поверх­ ность зерна увеличивается во много раз. Прямым след­ ствием этого является высокая сорбционная емкость и способность хранящегося зерна легко поглощать и проч­ но удерживать находящиеся в воздухе паро- и газооб­ разные вещества.

Это явление носит, как известно, название сорбции и слагается из нескольких последовательных процессов: адсорбции — удержания частиц пара или газа на по­ верхности зерен, абсорции — поглощении их внутрен­ ними слоями зерна и хемосорбции — химического вза­ имодействия поглощенных веществ с веществами зерна. Как правило, поглощенные (сорбированные) вещества

94