Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Марта 2015 в 22:12, курсовая работа
У зерні гречки міститься від 10 до 15 % (у середньому 13,1 %) білка, 67,8 % вуглеводів, 3,1 % олії, 2,8 % золи, 13,1 % клітковини. У складі білка гречки переважають легкорозчинні глобуліни та глютеніни, тому він краще засвоюється і поживніший за білок злакових культур (наближається за якістю до білків зернобобових культур). Містить багато незамінних амінокислот: аргінін (12,7 %), лізин (7,9 %), цистин (1 %), гістидин (0,59 %) та ін. У золі гречки багато фосфорної кислоти (48,7 %), оксиду калію (23,1 %) та оксиду магнію (12,4 %). За вмістом заліза (1,7 %) вона переважає інші круп'яні культури, а також багата на мідь.
Інтенсивність дихання зерна під час зберігання може бути визначена одним з таких методів:
- втратами маси сухої речовини зерна;
- кількістю виділеного тепла; кількістю засвоєного кисню або виділеного вуглекислого газу.
На практиці користуються достатньо простим і точним методом - визначенням кількості вуглекислого газу, виділеного зерном під час дихання. Для цього вуглекислий газ, який утворився в процесі дихання зерна, пропускають крізь розчин їдкого бариту. При цьому вуглекислий газ з'єднується з Ва(ОН)2 і перетворюється на нерозчинний осад ВаСОз за рівнянням:
Ва(ОН)2 + СО2 = ВаСОз + Н2О.
Знаючи титр розчину їдкого бариту до пропуску вуглекислого газу і відтитрувавши кислотою залишок їдкого бариту після досліду, легко визначити залишок нез'єднаного бариту і, виходячи з цього, підрахувати, скільки було виділено вуглекислого газу зернами за період досліду.
Інтенсивність дихання зерна визначають в міліграмах або мілілітрах вуглекислого газу, який виділився за 24 години за певних умов (температура, вологість і доступ повітря), за кількістю ввібраного кисню. Числовий показник енергії дихання переводять на 100 чи 1000 г сухої речовини зерна.
Втрати маси сухої речовини під час дихання можна розрахувати за кількістю виділеного і врахованого вуглекислого газу. Наприклад, якщо припустити, що весь вуглець, який входить у вуглекислий газ, виділений зерном під час зберігання, утворюється внаслідок розщеплення глюкози, то розрахунок проводиться таким чином:
Молекулярна маса вуглекислого газу СО2 = 44.
Атомна маса вуглецю 12, тобто в молекулі вуглекислоти вагових частин вуглецю 12:44 = 0,273, або на утворення 1 мл вуглекислоти необхідно 0,273 мг вуглецю.
Молекулярна маса глюкози 180.
В молекулі глюкози вагових частин вуглецю 72:180 = 0,4, тобто 1 мг вуглецю одержується з 1: 0,4 = 2,5 мг глюкози. Отже, 1 мг вуглекислоти одержується з 0,273 • 2,5 = 0,6825 мг глюкози.
За кількість втрат сухої речовини береться маса витраченої під час дихання глюкози, яка дорівнює масі виділеної вуглекислоти, помноженої на 0,6825. В розрахунку не взято до уваги деяке збільшення маси глюкози порівняно з масою крохмалю, з якої вона утворюється під час гідролізу. Цей розрахунок можна застосовувати лише для зерен, в яких відбувається аеробне дихання, тобто весь вуглець глюкози перетворюється на вуглекислий газ. За анаеробного дихання значна частина вуглецю не виділяється у вигляді вуглекислого газу, а залишається в молекулах спирту. Визначення інтенсивності дихання проводять в газоаналізаторах, найточніші результати можна одержати, використавши апарат Варбурга.
Інтенсивність дихання зерна усіх культур під час зберігання залежить від багатьох факторів. Усі вони досить різноманітні за своїм характером і нерівнозначні за впливом на інтенсивність дихання. Ці фактори можна поділити на дві групи: такі, що впливають на інтенсивність дихання в будь-якій зерновій масі, і такі, що мають суттєве значення лише для окремих партій зерна. Вирішальне значення для стійкості в зберіганні усіх партій зерна мають фактори першої групи, і серед них вологість, температура і ступінь аерації зернової маси.
Чим вологіше зерно, тим інтенсивніше воно дихає. Інтенсивність дихання дуже сухого зерна - пшениці, жита, ячменю, вівса, кукурудзи і бобових культур (вологість до 11...12 %) - практично дорівнює нулю. Дуже сире зерно (вологість ЗО % і більше), що знаходиться в неохолодженому стані за вільного доступу повітря, втрачає в масі сухої речовини щодоби 0,05...0,2 %. У зерні, як і в іншому організмі, вода є середовищем, за участю якого відбуваються реакції обміну речовин. Якщо вміст води великий, вона знаходиться у зв'язаному стані: її міцно утримують білки і крохмаль. Ця вода не може переміщуватися з клітини в клітину і майже не бере участі в реакціях обміну речовин. В міру збільшення вологості в клітинах зерна з'являється так звана вільна вода, яка слабко або зовсім не утримується крохмалем і білками. Вона бере участь у реакціях гідролітичного характеру (в перетворенні крохмалю в цукри, складних білків у прості, в розщепленні жиру на гліцерин і жирні кислоти тощо), в обміні речовин у клітинах і може переміщуватися з клітини в клітину. З появою в зерні вільної води суттєво збільшується активність гідролітичних і дихальних ферментів, інтенсивність дихання зерна і, таким чином, втрата сухих речовин.
Вологість зерна, за якої в клітинах з'являється вільна вода і різко збільшується інтенсивність дихання зерна, називається критичною. Критична вологість залежить від роду зерна, його хімічного складу і анатомічної будови. Для зерна пшениці, жита, ячменю, вівса і гречки критична вологість знаходиться в межах 14,5...15,5 %, зернобобових - 15...16, кукурудзи - 13...14, проса - 12...13 %.
У сухому зерні (вологість до 14 %) і середньої сухості (вологість на межі критичної) нема або майже нема вільної води, енергія дихання його незначна. Таке зерно придатне для тривалого зберігання насипом, воно добре зберігається і потребує значно менших затрат для догляду. Зерно середньої сухості дихає приблизно в 2...4 рази інтенсивніше від сухого, але має ще незначний газообмін і тому досить стійке під час зберігання.
У вологому зерні (вологість до 17 %) у зв'язку зі збільшенням вмісту вільної води помітно збільшується енергія дихання: воно дихає в 4...8 разів інтенсивніше, ніж сухе. При зберіганні без достатнього спостереження і догляду можливе подальше зволоження внаслідок дихання і поступовий розвиток самозігрівання. Без попереднього охолодження або підсушування таке зерно не можна закладати на зберігання насипом великої висоти.
У сирому зерні (вологість понад 17%) за температури понад 10...14°С інтенсивність дихання за рахунок вільної води різко збільшується (вона в 20...30 разів енергійніша, ніж у сухого), виділяється багато тепла, відбуваються значні втрати сухої речовини зерна і створюються сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів і самозігрівання.
З підвищенням температури інтенсивність дихання зерна під час зберігання збільшується, проте лише до певного рівня. В зв'язку з руйнуванням речовин, які входять до складу клітин зерна, швидко зменшується інтенсивність дихання. Це руйнування відбувається внаслідок теплової дії на вміст клітин зерна. Відомо, що ферменти, які знаходяться в клітинах, чутливі до температури. Кожний фермент має свій температурний оптимум, за якого його участь в реакціях найінтенсивніша. Чутливі до температурного впливу й білки, які є основою будь-якої живої матерії. При дуже високих температурах (понад 50°С) інтенсивність дихання зменшується, усі інші життєві функції припиняються, клітини відмирають, і зерно, як живий організм, гине. Дія підвищених температур на інтенсивність дихання зерна і його життєві функції залежить також від часу, протягом якого воно піддавалось цим температурам. Із збільшенням строку обігрівання інтенсивність дихання зменшується тим швидше, чим більша вологість зерна. Своєчасне охолодження вологого і сирого зерна є ефективним заходом, який забезпечує його схожість.
На характер і інтенсивність дихання під час зберігання певним чином впливає доступ атмосферного повітря до зернової маси і склад повітря в міжзернових просторах. В умовах тривалого зберігання зернових мас без ворушіння і продування в міжзернових просторах накопичується вуглекислий газ і зменшується кількість кисню. Це явище спостерігається в силосах елеваторів і в насипах сховищ за дуже великої концентрації вуглекислого газу. У першому випадку воно відбувається на глибині 10... 15 м, тобто в середній частині силосу, у другому - на глибині 1,5...З м. При цьому треба мати на увазі, що аеробне дихання може розвиватися лише у вологому і сирому зерні, а в сухому енергія дихання дуже мала.
Під час дихання 1 т зерна протягом 24 годин при температурі 18°С, якщо його вологість становить 14...15%, виділяється 14,95 кДж тепла, а якщо вологість становить 20,5 %, то уже виділяється 6027 кДж. Для порівняння: тепла, яке виділяється у першому випадку, достатньо для того, щоб нагріти 1 л води з 14,5 до 18°С, а в другому випадку можна нагріти уже 100 л води з 14,5 до 23,5°С.
Концентрація вуглекислого газу і накопичення кисню в зерновій масі залежать також від ступеня герметичності сховища. Склади з цегляною, асфальтовою чи дерев'яною підлогою сприяють скупченню вуглекислого газу в нижніх шарах насипу. Нестача кисню і наявність вуглекислого газу гнітюче діє лише на зерно, яке має підвищену вологість. На життєздатність сухого зерна навіть велика концентрація вуглекислого газу і повна відсутність кисню суттєво не впливають. Це пояснюється тим, що інтенсивність дихання сухого зерна дуже мала і в його клітинах утворюється мало отруйного для них спирту. Потрібно також відзначити, що проникність плівок зерна для газів знаходиться в прямій залежності від вологості: чим менша вологість, тим менша газопроникність плівок. Таким чином, продовольче і фуражне зерно можна зберігати з доступом повітря і без нього, але воно має бути сухим. Під час зберігання насіннєвого матеріалу, навіть із стандартною вологістю, треба забезпечувати приплив повітря в зернову масу.
Поряд з цим слід враховувати умови збирання і транспортування зерна. Несприятлива погода під час збирання різко зменшує стійкість зернової маси під час зберігання. Так зерно, зволожене під час збирання чи транспортування, навіть після підсушування характеризується підвищеним диханням.
Інтенсивність дихання залежить від культури. Зерно кукурудзи, маючи великий зародок, дихає інтенсивніше, ніж зерно інших культур. Інтенсивність дихання зерна м'якої пшениці вища, ніж твердої.
На інтенсивність дихання зерна суттєво впливає мікрофлора. Складові зерна є для неї хорошим харчовим середовищем. Знання умов життєдіяльності окремих мікроорганізмів дозволяє зробити правильні висновки стосовно обробки і зберігання зерна.
Відомо, що ріст і розвиток рослин, формування зерна відбуваються в умовах середовища, заселеного мікроорганізмами. Ґрунт особливо багатий різними представниками мікроорганізмів. Частина бактерій і грибів із ризосфери поступово переходить на стебла, листки і зерна. Крім цього, накопичення мікрофлори зернової маси, її чисельного і видового складу відбуваються внаслідок неправильного поводження з зерновими масами під час перевезення і зберігання, а також в процесі збирання врожаю, коли створюються умови для активного розвитку мікроорганізмів. Так, тривале перебування скошених рослин у валках супроводжується розвитком мікроорганізмів на всій рослині, в тому числі й на зерні.
У нормальних здорових зерен вся мікрофлора розміщена на поверхні. Внутрішні частини зернівок, як правило, стерильні. Проте є дані про наявність внутрішньої паразитної і сапрофітної мікрофлори. В цьому випадку мікроорганізми проникають крізь пори оболонок в різні шари покривних тканин, алейроновий шар, зародок і навіть ендосперм.
Післязбиральне достигання
Комплекс процесів, який проходить в зерні чи насінні під час зберігання, поліпшуючи їх посівні чи технологічні якості, одержав назву післязбирального достигання, а час, протягом якого настає повна фізіологічна стиглість (найбільша схожість, сила росту, енергія проростання, найкращі технологічні якості), називається періодом післязбирального достигання. В основі цього лежить ряд біохімічних процесів, які збільшують життєздатність насіння, його схожість, енергію проростання, в насінні олійних культур продовжується синтез жиру і збільшення виходу олії, поліпшується якість клейковини в пшеничному зерні тощо. Проте ще не повністю розкриті усі біохімічні процеси, що проходять в період післязбирального достигання.
Низька схожість насіння пояснюється декількома причинами: проростання затримується різними хімічними сполуками (оцтовим і мурашиним альдегідами), що містяться в насінні після збирання; речовини, потрібні для проростання насіння в цей час малодоступні зародку внаслідок недостатньої гідролітичної активності ферментів; поганою газо і водопроникністю плівок насіння; особливим станом протоплазми клітин зародка. За нормального ходу післязбирального достигання після завершення процесів синтезу активність ферментів і інтенсивність дихання зерна зменшується, воно стає фізіологічно стиглим і вступає в стан спокою.
Післязбиральне достигання відбувається лише тоді, коли синтетичні процеси в зерні переважають над гідролітичними. Таке явище можливе лише за низької вологості зерна. Для успішного завершення післязбирального достигання партія зерна повинна мати вологість зерна нижчу від критичної або в її межах. Поліпшення технологічних якостей зерна в період післязбирального достигання також є наслідком комплексу біохімічних процесів, які відбуваються в клітинах і тканинах зерна за невисокої його вологості.
Спрямованість цих процесів пояснюється зменшенням кількості водорозчинних речовин, поступовим зниженням активності ферментів, скороченням інтенсивності дихання, а також подальшим синтезом хімічних речовин, що входять до складу зерна (синтез білків з амінокислот, синтез крохмалю з цукрів, утворення жиру з жирних кислот і гліцерину тощо). Збільшення схожості і енергії проростання при післязбиральному достиганні супроводжується зменшенням активності амілази, вмісту небілкового азоту.
Інакше все відбувається у свіжозібраному зерні з підвищеною вологістю. Переважання процесів гідролізу стимулює не зменшення фізіологічної активності, а її подальше зростання. Насіння не тільки не поліпшує своїх посівних якостей, але може їх знизити. Післязбирального достигання зерна в таких партіях не відбувається. їх потрібно або негайно висушити, або охолодити. Правильно проведене теплове сушіння не лише припиняє гідролітичні процеси, але й сприяє післязбиральному достиганню.
Другою важливою умовою процесу післязбирального достигання є температура. Зерно достигає тільки за позитивної температури і найінтенсивніше за 15...30°С і більше. Тому в перший період зберігання зерна не потрібно його охолоджувати. Спостерігаючи за партіями такого зерна і піддаючи їх періодичному провітрюванню, можна добитися завершення процесів достигання протягом одного - двох місяців зберігання.
Процес післязбирального достигання можна прискорити, застосовуючи повітряно-сонячне сушіння. Післязбиральне достигання найінтенсивніше проходить за активного доступу повітря до зерна. Повітря при цьому виконує комплексну роль: підводить до зерна кисень і витісняє тепло і воду, що виділяються під час дихання.