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.
На хід післязбирального достигання суттєво впливає також склад навколишнього середовища. При зберіганні свіжозібраного хліба в середовищі різних газів найкоротший період достигання відбувається у зерні, яке зберігалося в середовищі кисню, довшим він буває в азоті. Нестача кисню і накопичення в зерновій масі вуглекислого газу гальмують дозрівання. До речі, подібне явище спостерігається при анаеробному диханні, коли не тільки не відбувається достигання, але й навіть зменшується початкова схожість.
Вважається, що за сприятливих погодних умов зберігання процес післязбирального достигання насіння основних злакових культур закінчується протягом півтора - двох місяців, а жита - 10... 12 місяців. Тому доцільно для сівби використовувати насіння жита минулих років, а не цьогорічного врожаю. Насіння кукурудзи має фізіологічну повноцінність одразу ж після видалення з нього надлишкової води.
Насіння з підвищеною вологістю і законсервоване шляхом охолодження може пройти процес післязбирального достигання протягом деякого часу після зменшення його вологості і збільшення температури в насипі, проте схожість і енергія проростання такого насіння не досягають можливого максимуму.
У зерновій масі з підвищеною вологістю процес післязбирального достигання не закінчиться. Він буде перерваний у перші ж дні зберігання, а перевага гідролітичних процесів неминуче спричинить втрати маси зерна, погіршення його товарних і посівних якостей. Тому для зберігання партій вологого і сирого свіжозібраного зерна усі зусилля повинні бути спрямовані на придушення його життєдіяльності, створюючи для цього умови, які обмежують ферментативні процеси в клітинах і тканинах мікроорганізмів, що знаходяться на поверхні зерна. За усіма партіями свіжозібраного зерна повинен бути постійний контроль температури і його загального стану.
Під час зберігання спостерігається не лише підвищена фізіологічна активність зернових мас, але й явище проростання окремих зерен чи деякої маси зерна в певних ділянках насипу. Проростання зерна під час зберігання - явище негативне. Воно виникає внаслідок неправильного зберігання. Основними факторами, за яких відбувається проростання, є вода, повітря і тепло.
Розвиток зерна (насіння) починається з набубнявіння, тобто з такого фізичного процесу, за якого вода поглинається гідрофільними колоїдами, головним чином білками і крохмалем; об'єм зерна при цьому збільшується. Ступінь набубнявіння, а також його інтенсивність залежать від хімічного складу зерна, просякання його плівок і інших умов. Встановлено, що насіння, багате білками, може поглинати води до 15 % своєї маси, багате вуглеводами - до 80 %, багате жирами - близько 40%. Найменш вимогливі до води просо, кукурудза (38...45%), вологолюбніші - пшениця, ячмінь, жито, овес (50...80 %) і, особливо, насіння бобових. Зерно може проростати за низьких позитивних температур. Наприклад, зерно пшениці, жита, ячменю, вівса, гречки і конопель проростає при 2...5°С , соняшник і кукурудза - 8...10°С . Такі температури часто спостерігаються в зернових масах, але це не означає, що зерно буде проростати; потрібна ще певна кількість води і тепла. Води, яка адсорбується зерном з парів повітря, недостатньо для проростання. Воно можливе лише за наявності краплиннорідкої води. Така вода може потрапити в зернову масу під час перевезення, при поганій гідроізоляції сховища; вона утворюється також в зерновій масі внаслідок конденсації водяних парів міжзернових просторів. В результаті цього вологість окремих зерен чи певного шару в зерновій масі може бути значно більшою від її середньої вологості. Цим пояснюється факт проростання зерна в партіях, середня вологість яких значно менша, ніж потрібна для проростання.
Проростання супроводжується посиленим диханням, значним виділенням енергії і втратою маси сухої речовини. Так, наприклад, проростаючи, зерна жита протягом доби витрачають 0,7 % маси сухої речовини, двох діб - 0,8, трьох - 2,3, чотирьох - 3,2 і п'яти - 4,4 %. Сухі речовини, які залишились у зерні, за цей час зазнають суттєвих змін. Високомолекулярні колоїдні запасні речовини з участю води і ферментів перетворюються на кристалоїдні, добре розчинні і можуть легко дифундувати (проникати) крізь оболонки клітин. У зернах, багатих вуглеводами, особливо енергійно іде процес гідролізу крохмалю до цукрів. Енергійне перетворення крохмалю в цукор можливе лише внаслідок значного зростання активності амілази. Збільшується також активність протеолітичних і інших ферментів, відбувається гідроліз білків до пептонів, пептидів і амінокислот, розщеплення жиру. Під час проростання зерна спостерігаються також морфологічні зміни в його структурі: розвиваються клітини і тканини зародка, з'являється росток, для чого витрачаються гідролізовані речовини зерна. В партіях зерна, де відбулося проростання, значно погіршуються борошномельні, хлібопекарські, круп'яні властивості, зменшується вихід продуктів під час переробки.
Отже, внаслідок проростання зерна під час зберігання відбуваються такі явища: втрата маси сухої речовини; виділення значної кількості тепла, що може підвищити температуру зернової маси і посилити в ній усі процеси життєдіяльності; погіршення якості зерна. Щоб запобігти проростанню зерна, потрібно спостерігати за вологістю зернової маси в окремих її ділянках і шарах, перевіряти на вміст домішок, наявність пророслих зерен, стежити за розвитком шкідників хлібних запасів, температурою. Це дасть можливість своєчасно запобігти явищу масового проростання шляхом підсушування різними способами або охолодження зернової маси до мінусових температур.
У процесах, які відбуваються в зерні і зерновій масі після обмолоту, найактивнішу участь беруть мікроорганізми. По суті, у більшості випадків неможливо відокремити життєдіяльність власне зерна від життєдіяльності мікроорганізмів, які заселяють його поверхню і навіть проживають під плівками зерна. За певних умов післязбирального обробітку і зберігання інтенсивність розмноження і життєдіяльності мікрофлори зерна настільки збільшується, що може негативно вплинути на його посівні, харчові і кормові якості. Часто продукти обміну речовин, які виділяються мікроорганізмами, мають токсичні властивості.
У зернових масах, як правило, розвиваються сапрофітні мікроорганізми. Серед найважливіших факторів, які впливають на розвиток сапрофітних мікроорганізмів під час зберігання, є такі: середня вологість зернової маси і вологість її окремих компонентів (основного зерна, домішок і повітря міжзернових просторів), температура зернової маси, ступінь її аерації, цілість і стан покривних тканин зерна, його життєві функції, кількість і видовий склад домішок.
Залежність існування мікроорганізмів від вологості субстрату загальновідома. Вона пов'язана з хімічним складом клітин мікробів. Вміст у них великої кількості води (80...96%) і механізм живлення мікробної клітини дозволяє здійснювати обмін між клітиною і субстратом лише за наявності достатньої кількості води в останньому. Чим більша вологість навколишнього середовища, тим інтенсивніше відбувається обмін речовин між мікроорганізмами і субстратом, тим швидше і краще розвиваються і розмножуються мікроби. Мікроорганізми можуть розвиватися на продуктах (зерно, крупа, борошно), вологість яких значно менша, ніж вміст води в їх тілі. Пояснюється це здатністю клітин мікробів до всмоктування і наявністю в клітинах осмотичного тиску. Проте активна життєдіяльність і розмноження мікроорганізмів у зерновій масі можливі лише за наявності певної кількості води.
Не зважаючи на різну потребу окремих представників мікрофлори У воді, встановлена межа мінімальної вологості зерна, за якої мікроби можуть розвиватися. Такою межею є вологість зерна чи насіння будь-якої культури, що перевищує критичну на 0,5... 1 %. Тобто розвиток мікроорганізмів на зерні можливий лише за наявності вільної води. В практиці зберігання трапляються випадки розвитку мікроорганізмів у зерновій масі, яка має середню вологість, меншу від критичної. Проте це можливо тільки за нерівномірного розподілу води, що виходить за межі відносної нерівномірності розподілу води в компонентах зернової маси. Таке явище, як правило, спостерігається за наявності однієї з таких умов:
досить різна вологість окремих зерен, що спостерігається в партіях свіжозібраного зерна;
збільшена вологість насіння бур'янів або інших органічних домішок;
перерозподіл води в зерновій масі під час зберігання.
За відносно рівномірного розподілу води в зерновій масі вологість, близька до рівня критичної, ще не забезпечує умов для швидкого розмноження мікроорганізмів; вони розвиваються часто надзвичайно повільно, і супроводжується цей розвиток збільшенням вологості міжзернових просторів. Останнє на певному етапі може сприяти швидкому розмноженню мікробів. Якщо вологість зернової маси будь-якої культури значно більша від критичної, то за наявності інших сприятливих умов (головним чином певної температури) мікроорганізми в ній розвиваються бурхливо, що супроводжується помітними змінами якості зерна. Інтенсивність процесу пояснюється наявністю в мікрокапілярах плівок зерна значної кількості води, що використовується мікроорганізмами.
Серед видового складу сапрофітів, які заселяють зерно і насіння різних культур, за потребою у воді є усі три групи: ксерофіти, мезофіти і гідрофіти. До гідрофітів належать мікроби, які успішно розвиваються на щільних субстратах, що містять воду в рівновазі, при відповідній відносній вологості повітря близько 100% і мінімум 90%. Ксерофіти розвиваються за відносної вологості повітря 90...95%, нижній поріг - 70...79%. Проміжне положення займають мезофіти (нижній поріг відносної вологості 80...90%). Тому залежно від вихідної вологості зерна будуть створюватись сприятливі умови для того чи іншого виду мікроорганізмів.
Усі бактерії і багато дріжджів є гідрофітами, а більшість грибів, поширених у зернових масах - це мезофіти і ксерофіти. Отже, за наявності мінімуму надлишкової води понад критичну вологість в першу чергу одержують умови для свого розвитку плісеневі гриби. Так, наприклад, в зерновій масі пшениці повільне розмноження плісняви відзначається за вологості 16 %, а бактерій і дріжджів - понад 18%.
Важливою умовою, яка впливає на розвиток мікроорганізмів в зерновій масі, є не лише її середня вологість, але й розподіл води як у насипі зерна, так і в межах одного зерна. Розміщуючись на поверхні зерен, мікроби особливо чутливо реагують на вологість їх плівок, які не лише містять капілярну воду, але за певних умов можуть бути покриті тонкою водяною плівкою (під час зберігання і перевезення). Наявність водяної плівки є наслідком конденсації водяних парів в зерновій масі під час зберігання. Ця краплиннорідка вода відіграє вирішальну роль в початковому розвитку мікроорганізмів. Вона особливо важлива для проростання спор плісеневих грибів в гіфи, бо спори вимогливіші до води, ніж міцелій. Негативна роль краплиннорідкої води посилюється ще й тим, що вона дуже інтенсивно поглинається зародком зерна. Доведено, що зародок кукурудзи всмоктує воду втричі інтенсивніше, ніж ендосперм. Таке зволоження зародка робить його ще доступнішим для мікроорганізмів.
Відомо, що кожний вид мікробів розвивається найінтенсивніше за певних температур. При відхиленні від цих температурних меж життєдіяльність мікроорганізмів порушується або вони гинуть. Залежно від рівня температурного оптимуму усі мікроорганізми поділяють на холодостійкі (психрофільні), теплолюбні (термофільні) і мезофільні (оптимум середніх температур між двома першими).
Мікрофлора зернової маси переважно складається з мезофільних мікробів, психрофілів практично не буває взагалі, а термофільні мікроорганізми накопичуються в зерновій масі на останніх стадіях самозігрівання. Мезофіли успішно розвиваються при температурі 2О...4О°С, можуть, хоч значно повільніше, розвиватися і при нижчій температурі. Особливо це стосується плісеневих грибів, які успішно розвиваються й за температури 10...20°С. Серед мезофілів зернової маси є деякі розбіжності в рівні температурного оптимуму і максимуму. Так, плісняви родини Penicillum мають оптимум близько 25°С, для багатьох видів Aspergillus він знаходиться на рівні 30°С, а для кокових форм бактерій - 25...35°С; мінімальна температура для Penicillum значно нижча, ніж для Aspergillus.
Для пригнічення життєдіяльності мікроорганізмів використовуються заходи впливу на них високими або зниженими температурами. Для зернової маси дія високих температур як засіб її стерилізації неприйнятний, оскільки це пов'язано з їх негативним впливом на якість зерна. В умовах звичайних режимів теплового сушіння помітного стерилізуючого ефекту не спостерігається. Тому захист зерна під час зберігання від активного розвитку на ньому мікроорганізмів базується на використанні знижених температур.
Знижені і низькі (мінусові) температури спричиняють лише консервуючий ефект, тобто гальмують розмноження мікробів, але не вбивають їх. Тривале перебування зерна (протягом п'яти місяців) за температури -36,4°С не змінило мікрофлору. Відігрівання холодного чи замороженого вологого зерна, а також невміле відігрівання холодного сухого зерна, яке супроводжується конденсацією на ньому водяних парів, призводить до швидкого оживання усіх сапрофітних мікроорганізмів, і в першу чергу плісеневих грибів.
Повільний розвиток плісеневих грибів в зерновій масі за низьких температур тривалий час не погіршує якості зерна, тому зниження температури є надійним засобом консервації зернових мас. Потрібно лише мати на увазі: коли температура в таких зернових масах піднімається понад 0°С, навіть в межах до 8...10°С, то в них швидко і досить бурхливо розвиваються плісеневі гриби. Таке явище може відбутися з весняним потеплінням і спричинити помітне зниження схожості і енергії проростання. Тому до початку потепління потрібно зменшити вологість насіння до критичного рівня. Низькі температури (нижче 0°С) не впливають на кількісний і видовий склад мікрофлори, а від створення сприятливих умов мікроорганізми одержують можливість для свого розвитку.
Доступ повітря в зернову масу, тобто ступінь її аерації, суттєво впливає на стан мікрофлори і хід мікробіологічних процесів. За потребою в кисні мікроорганізми поділяються на аеробні, факультативно анаеробні і облігатно анаеробні. Перші не можуть існувати без вільного кисню, а облігатні розвиваються лише без доступу кисню; факультативні анаероби можуть існувати як в кисневому, так і безкисневому середовищі.
Мікрофлора зернової маси складається майже повністю з аеробних мікроорганізмів. Анаеробні мікроорганізми представлені в ній бродильними дріжджами, деякими видами мукорових грибів і бактерій. Переважна більшість аеробних мікроорганізмів в зерновій масі свідчить, що в разі доступу повітря і за наявності інших сприятливих умов (достатньої вологості і потрібної температури) усі аеробні мікроорганізми, і в першу чергу плісеневі гриби, будуть активно розмножуватись. За таких умов на початку зберігання, коли повітря міжзернових просторів містить кисень, мікрофлора зернової маси може розвиватися досить бурхливо.
Якщо обмежити доступ свіжого повітря в зернову масу, то в міру зменшення в ній кисню і накопичення вуглекислого газу буде спостерігатись пригнічення життєдіяльності аеробних мікроорганізмів і скорочення їх кількості. Міцелій плісняв при цьому припиняє ріст, вони втрачають здатність утворювати спори, а наявні спори не проростають. Поряд з цим, не відбувається й масового розвитку анаеробів. Крім того, усі ці анаеробні мікроорганізми не володіють здатністю помітно руйнувати клітковину і крохмаль зерна.