Хранение зернопродуктов для солодоращения

Интенсивные процессы обмена веществ происходят во время роста и накопления питательных веществ в растении. Поэтому в растущем растении содержится большое количество влаги. По мере созревания влажность уменьшается, зерно подсыхает. Постепенно зерно переходит в состояние покоя. Этому состоянию соответствует влажность 14–15 %, которая называется критической.

В клетках всех живых организмов вода находится в двух состояниях – свободном и связанном. Вещества в зерне в основном находятся в лиофильном состоянии и являются хорошо впитывающими воду коллоидами, которые обладают способностью связывать большое количество воды. Эта связанная вода, в отличие от свободной, имеет свойство твердого тела и очень низкую диэлектрическую постоянную, не замерзает при 0С и не обладает свойствами растворителя.

При нормальных условиях хранения связанная вода не оказывает неблагоприятного действия и не нарушает состояния покоя. Однако ткани клеток обладают гигроскопичностью и в случае избыточной влажности окружающего воздуха способны поглощать воду.

Процесс поглощения влаги из воздуха происходит до тех пор, пока влажность зерна не достигнет равновесия с влажностью окружающего воздуха. Эта влажность называется равновесной влажностью.

Быстрее всего воду поглощает зародыш, затем оболочка зерна, а потом эндосперм. Зерно очень быстро поглощает влагу из различных примесей – семян сорняков, обломков стеблей (у них влажность всегда больше, чем у зерна), поэтому необходимо зерно ячменя очищать перед хранением.

Повышение температуры воздуха в обычных условиях влечет за собой усиление дыхания зерна, о чем судят по количеству выделяемого зерном диоксида углерода (СО2).

Количество выделяемого зерном диоксида углерода при постоянной влажности 14–15 % на 1 кг ячменя за 24 ч составляет:

при t = 18С 1,4 мг;

при t = 30С 7,5 мг;

при t = 40С 20 мг;

при t = 52С 249 мг.



При t = 18С 1 кг выделяет СО2, мг/сут:

при влажности 11 % – 0,3;

при влажности 14,5 % – 1,4;

при влажности 17 % – 100;

при влажности 20 % – 125;

при влажности 30 % – 2000.



На поверхности зерен находится большое количество микроорганизмов (бактерий и плесневых грибов), которые появляются еще в период роста и созревания на земле. Термофильные бактерии повышают температуру зерна при своем развитии. Процесс самосогревания зерна начинается с деятельности ферментов (дыхания), а развитие микроорганизмов является следствием физиологических процессов, происходящих в зерне. Температура зерна при самосогревании может повышаться до 50С и выше.

В начале процесс протекает в аэробных условиях, появляется слабый солодовый запах, усиливающийся по мере повышения температуры. Когда в межзерновом пространстве накапливается СО2, дыхание аэробных бактерий и плесеней прекращается и создаются условия, благоприятные для анаэробных бактерий и смены микрофлоры.

В результате самосогревания в зерне растет кислотность, происходит глубокий распад белков с накоплением аминокислот и NН3. При распаде белков образуются плохо пахнущие продукты распада - сероводород и меркаптан.

Из углеводов в результате распада образуются сахара и органические кислоты, из жиров – альдегиды, кетоны, которые распадаются дальше. Начинается процесс меланидообразования: зерно приобретает сначала красноватый оттенок, потом бурый, потом темнокоричневый до обугленного (черного). К образующемуся в начале хлебному запаху примешивается спиртовой, далее сменяется затхлым, плесневым и гнилостным, зерно как биологический организм погибает.

Особенно сильное влияние самосогревание оказывает на всхожесть зерна. Уже при t = 23С прорастаемость с 93 % снижается до 65 %. При повышении температуры до 40С всхожесть падает до 50 %. Переход аэробного дыхания в анаэробное сопровождается накоплением продуктов, токсичных для аэробного организма (зерна).

Жизнеспособность зародыша ослабевает, а затем исчезает. Для сохранения нормального качества ячменя необходима низкая температура хранения – 10–12С. Высокий слой зерна(элеватор) требует аэрирования зерна (принудительной вентиляции). Сохранение жизнеспособности ячменя (прорастание) является самым важным показателем ячменя для солода. Низкая температура хранения (10–12С), низкая влажность (12–13 %) гарантируют сохранение физиологических свойств ячменя.

Однако ячмень во время хранения живет и дышит, хотя при этом все его жизненные процессы сведены к минимуму. Но на дыхание расходуется крахмал, и чем меньше крахмала будет израсходовано при дыхании ячменя, тем меньше будет потерь при производстве солода и тем рентабельнее будет работать предприятие.

Если во время дыхания хранящегося ячменя не отводить теплоту и влагу, то начинается цепная реакция: при дыхании образуются теплота и влага, которые, в свою очередь, усиливают дыхание, в результате чего влажность ячменя возрастает, он нагревается, иногда даже образуется плесень, а ячмень теряет свою ценность.

Различают три стадии самосогревания:

1-я стадия: температура повышается с 24 до 30С; отпотевания и посторонних запахов еще нет; цвет зерна не изменяется, сыпучесть сохраняется.

2-я стадия: через 3–7 суток температура становится 35–38С; зерно отпотевает, сыпучесть его понижается, происходит потемнение пленок, нарастает кислотность, начинается спиртовое брожение – процесс денатурации белков (гниение). Такое зерно еще пригодно на корм скоту и на приготовление спирта.

3-я стадия: температура 50–65С, сыпучесть резко уменьшается, появляется резкий гнилостный и плесневый запах, цвет становится темно-коричневым, оболочки чернеют. Такое зерно можно использовать только при специальной обработке в спиртовой промышленности. На корм скоту оно не годится.