4. Процессы, происходящие при хранении зерновых масс
Свежеубранное зерно имеет низкую прорастаемость и не пригодно для солодоращения. Поэтому оно должно пройти послеуборочное дозревание в течение 6-8 недель. При этом уменьшается влажность, процессы синтеза сложных органических веществ (крахмала, белков, жиров) преобладают над процессами гидролиза, активность ферментов и интенсивность дыхания снижаются. Зерно переходит в состояние покоя. Отрицательным моментом при хранении зерна является отпотевание из-за выделения свободной влаги. Она появляется при синтезе мальтозы из глюкозы (при этом выделяется вода), а также при дыхании.
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 2822 кДж
Появление влаги усиливает жизнедеятельность микроорганизмов и насекомых.
Лучше всего хранится сухое зерно, так как все жизненные процессы сведены к минимуму. Но и в этих условиях зерно все же дышит. Влага и тепло, которые выделяются при дыхании, могут явиться причиной самосогревания зерна – повышение температуры зерновой массы за счет тепла, выделяющегося при дыхании. Самосогревание возникает только в тех случаях, когда за зерновыми массами нет надлежащего контроля и ухода.
Зерновая масса, подвергшаяся самосогреванию, даже если в ней нет больших качественных изменений, является нестойкой для длительного хранения. Это объясняется изменениями в составе микрофлоры в результате увеличения количества плесневых грибов и уже имевшими место воздействиями их на покровные ткани зерна. Самосогревание является основной причиной порчи зерна при хранении.
Различают три стадии самосогревания.
Первая стадия. Эта стадия характеризуется усиленным дыханием зерна и сравнительно медленным нарастанием температуры до 24–30ºС. При этом явно заметных изменений в состоянии зерна не наблюдается. Внутри насыпи зерно остается еще сухим на ощупь сыпучесть изменяется очень мало. Цвет зерна почти не изменяется, наблюдается лишь потемнение недозрелых зерен у овса и зародыша у кукурузы. Посторонних запахов нет. Качество зерна не меняется.
Вторая стадия. Температура повышается до 24–38°С, зерно заметно отпотевает, сыпучесть его понижается (сильнее у овса и ячменя и меньше у зерна с большим объемным весом), появляются продукты брожения, обладающие легким запахом солода и печеного хлеба. При этой температуре микроорганизмы, в частности плесневые грибы, бурно развиваются сначала на поврежденных и недоразвитых зернах, а затем и на здоровых, в первую очередь поражая зародыш. Во второй стадии самосогревания пленки овса и ячменя темнеют. Несколько темнеют и влажные зерна пшеницы и ржи, значительно снижается всхожесть семенного зерна. Зерно, при сжатии в руке слипается, накапливаются спирты, эфиры.
Третья стадия. Температура повышается до 50°С и выше, зерно издает сильный затхлый и гнилостный запах, сыпучесть всех культур резко снижается, а овес с малым натурным весом теряет ее совсем, цвет зерна сильно изменяется, у влажного зерна ржи и пшеницы оболочка приобретают пригорелый вид. Пленки овса и ячменя как бы поджариваются и краснеют. При глубоко зашедшем процессе окраска зерна становится черной. Семенное зерно полностью теряет свои посевные качества.
Процесс самосогревания охватывает не сразу всю зерновую массу, а возникает в виде очага в одном месте или в слое насыпи, где в силу тех или иных причин создались наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности зерна, микроорганизмов, насекомых и клещей.
В зависимости от места образования очага различают следующие виды самосогревания: гнездовое, верховое, низовое и вертикальнопластовое. Если самосогревание одного из этих видов не будет своевременно выявлено и ликвидировано, самосогревание постепенно охватывает всю зерновую массу и превращается в сплошное. Снижается сыпучесть, появляется гнилостный запах, цвет становится темно-коричневым. Зерно слеживается в глыбы. Начинается гниение зерна.
Зерно 2 и 3 стадии самосогревания не пригодно для производства солода, но его можно использовать в производстве спирта. Для предотвращения отпотевания проводят активное вентилирование – продувают зерно воздухом. Оптимальная температура для хранения зерна – 8-10 оС.
5. Способы и режимы хранения зерна
Так как зерно перерабатывается в течение всего года, то его хранят длительное время. Существует три основные способа хранения зерна:
Напольное – в мешках или тонким слоем на полу высотой до 2 м.
Закромное – хранение в отгороженном месте (закроме) высотой до 5 м.
Силосное– зернохранилище состоит из рабочей башни, где зерно очищается, и силосов, где оно хранится. Силоса – емкости из железобетона круглого или квадратного сечения высотой до 30 м. Силосные хранилища с механизацией приема, перемещения, очистки и сортировки зерна называются элеваторами. Преимущества использования данного способа хранения – механизация процессов, устранение внешних воздействий, защита от грызунов. Недостаток – нельзя хранить сырое зерно.
Различают три режима хранения зерновых масс:
в сухом состоянии, т.е. с влажностью ниже критической. В этом случае зерно может храниться 4-5 лет в складах амбарного типа и 2-3 года в силосах элеваторов;
в охлажденном состоянии, когда температура зерна понижена до пределов, тормозящих его жизненные функции. Для охлаждения зерновой массы используют сезонные и суточные перепады температур наружного воздуха;
без доступа воздуха – в герметично закрытых емкостях. Удаление воздуха из межзернового пространства достигается самоконсервацией за счет выделяющегося при дыхании зерна СО2; вакуумированием зерна; введением в массу диоксида углерода или азота, вытесняющих воздух.
В странах СНГ первые два режима являются основными для хранения зерна. При хранении контролируют температуру зерна. Зимой температура зерна может быть на 2-3оС выше температуры наружного воздуха, летом - не выше 20оС.
Перед закладкой на хранение зерно подсушивают (если оно влажное), очищают от примесей, обрабатывают химическими средствами для уничтожения вредителей.
6. Особенности хранения зерна в силосах элеваторов
Для предупреждения случаев ухудшения качества зерна при хранении его в силосах элеваторов, запрещается хранить сырое зерно. При наличии в корпусе элеватора сушилки допускается временный прием сырого зерна с влажностью не более 19% для его сушки в пределах трехсуточной производительности зерносушилки элеватора и только при обеспечении строгого контроля за выполнением этих требований. Влажное зерно (до 17%) можно временно хранить в силосах элеватора до просушки, но только в охлажденном состоянии.
В силосных корпусах элеватора для работы с зерном необходимо обязательно оставлять свободным от зерна не менее одного силоса на каждую надсилосную транспортерную ленту.
Все зерно с повышенной засоренностью, поступающее для длительного хранения в силосах элеваторов, должно предварительно очищаться на зерноочистительных машинах.
Перед заполнением силосов элеватора зерном необходимо проверить установки для дистанционного контроля температуры и нет ли остатков ранее находившихся партий зерна. Незаполненные силосы необходимо загружать зерном того же качества. Смешивать в одном силосе зерно разного состояния по качеству (кроме сухого и средней сухости) запрещается.
При опорожнении силосов от зерна и до загрузки новой партии силосы необходимо очистить, а также проветрить, открывая люк в надсилосном помещении силосную задвижку в подсилосном этаже.
Зерно, направляемое в силосы элеватора после сушки, должно быть охлаждено и иметь температуру, превышающую температуру наружного воздуха не более чем на 10°С. При наружных температурах воздуха ниже –5°С охлажденное зерно должно иметь температуру не выше +5°С. В случае, если охладительная камера (или колонка), при сушке в летнее время года не обеспечивает необходимого охлаждения зерна, такое зерно должно быть дополнительно охлаждено с помощью зерноочистительных машин или пропущено через транспортное оборудование элеватора с малой производительностью.
С момента поступления зерна в элеватор и в течение всего периода хранения за качеством и состоянием зерна в каждом силосе должно быть организовано систематическое наблюдение в строгом соответствии со сроками указанными в настоящей научно-практической рекомендации.
В силосах элеваторов, не оборудованных приборами дистанционного контроля, температуру зерна в верхнем слое измеряют при помощи термоштанг или, если это необходимо, при перемещении зерна в свободные силосы. В это время проверяют температуру, влажность, сыпучесть, запах, цвет, наличие самосогревания и зараженность вредителями.
При обнаружении очагов самосогревание зерна, хранящегося в силосах элеватора, все зерно из них немедленно должно быть выпущено, охлаждено на сепараторах или сушилках и перемещено в другие силосы. Охлаждать зерно путем перемещения его в тот же силос, в котором оно хранилось, запрещается.
7. Порядок размещения зерна в зависимости от его качества
Зерно твердой пшеницы размещают раздельно по классам в соответствии с действующим стандартом на заготовляемое зерно этой пшеницы и отдельно размещают неклассное зерно.
Зерно сильной пшеницы, отвечающее по качеству требованиям действую-щего стандарта на сильную пшеницу, размещают с содержанием клейковины 28–31% отдельно от зерна сильной пшеницы с содержанием клейковины 32% и выше.
Объединение сортов яровой сильной пшеницы продовольственного назначения допускает в пределах одного типа и подтипа.
Пшеницу наиболее ценных сортов с содержанием клейковины от 23% и выше, по качеству не ниже II группы, а также сильную пшеницу, не отвечающую техническим требованиям ГОСТ 9353–85, но с содержанием клейковины не менее 23%, по качеству не ниже II группы размещают совместно, без подразделения по сортам, в пределах одного типа и подтипа.
Всю остальную продовольственную мягкую пшеницу разрешается размещать с учетом однородности зерна по типам, подтипам, состояниям влажности и засоренности и категориям натурного веса, без подразделения по сортам.
Для составления однородных по качеству партий зерна твердой и сильной пшеницы при направлении ее в хранилища необходимо руководствоваться данными предварительного определения качества зерна в хозяйствах и результатами анализов среднесуточных образцов пшеницы по каждому товаропроизводителю за предыдущие дни поступления, а также для сильной пшеницы и пшеницы наиболее ценных сортов подтиповым составом.
Зерно по влажности и сорной примеси зерновых и зернобобовых культур размещают:
– по влажности: (сухое и средней сухости вместе; влажное; сырое до 22% (включительно); сырое свыше 22%);
– по сорной примеси: (чистое; средней чистоты и сорное до ограничительных кондиций вместе; сорное свыше ограничительных кондиций).
7.1. Болезни зерна
Зерно колосовых культур может подвергаться различным заболеваниям, Болезни зерна вызывают паразитические грибы, которые не только снижают урожаи, но и поражают непосредственно зерно, ухудшая его качество. При употреблении поврежденного паразитическими грибами зерна у людей и животных могут возникнуть заболевания и отравления.
Заболевания зерна вызываются пыльной и твердой головней, спорыньей и фузариумом.
Головня. Хлебные злаки повреждаются различными видами головни, отличающимися друг от друга по характеру прорастания спор, по форме клеток в головневой споре. У хлебных злаков встречаются в основном две основные формы заражения головней: твердая головня, называемая иногда «мокрой» или «вонючей», и пыльная головня. Отличным от этих двух форм заражения является заражение кукурузы пузырьчатой головней.
Твердая головня, попадая при уборке в зерновую массу, резко ухудшает качество продовольственного зерна.
Различные виды твердой головни заражают пшеницу, рожь, ячмень, овес и рис. Заражение пшеницы происходит посредством спор, попадающих на зерно во время обмолота, и вносимых вместе с зерном в почву. В результате поражения в колосе не образуется зерен, а получаются «мешочки», обычно больших размеров и более круглые, чем нормальные зерна. Эти головневые мешочки наполнены черной мажущейся массой, состоящей из огромного количества спор. Споры обладают неприятным селедочным запахом, обусловливаемым наличием триметиламина.
При уборке и обмолоте пшеницы, поврежденной твердой головней, головневые мешочки разрушаются и высыпавшиеся споры прилипают к поверхности здоровых зерен. Полученная из такого зерна мука имеет неприятный синий цвет и сохраняет селедочный запах.
Пыльная головня заражает пшеницу, овес, просо и ячмень. У пшеницы, заражение происходит во время цветения посредством легко разлетающихся по ветру и попадающих на рыльца цветков спор. Попав на рыльца цветка, споры прорастают, причем мицелий проникает внутрь завязи и поражает зародыш. При прорастании таких пораженных пыльной головней зерен начинает расти и мицелий гриба, находящийся в зародыше. В результате при выколашивании выбрасывается разрушенный головней (как бы обугленный) колос.
Спорынья. Спорынья поражает главным образом рожь, реже пшеницу и ячмень; развивается в завязях растений. В колосе зерен образуются рожки (склероции) длиной 1–4 см Спорынья размножается спорами, разносимыми (в период цветения злаков) ветрам и насекомыми. Для развития спорыньи благоприятствует дождливая погода. Пораженный колос отличается от нормального по внешнему виду тем, что покрыт липкой сладковатой жидкостью так называемой «медвяной росой», выделяемой грибом на поверхность пораженных завязей ржи в виде мелких капелек. Внешний вид пораженной завязи изменяется через 15–20 дней, она превращается в плотный рожок, во время уборки и обмолота рожки попадают в зерно и засоряют его.
Спорынья – сильно ядовитый гриб. Мука, выработанная из зерна, содержащего 0,05% и больше рожков, при употреблении вызывает заболевание и отравление у людей и животных.
Фузариоз зерна – наиболее часто этот тип заболеваний колоса и зерна встречается во влажные годы. Этому способствует сочетание летом высокой влажности воздуха и высокой температуры, благоприятной для развития фузариума. В этой зоне фузариум особенно сильно повреждает пшеницу.
В пораженных колосках образуются недоразвитое легковесное зерно с характерной серой окраской оболочки, а в ряде случаев и с розоватыми пятнами на них из-за грибницы, которая пронизывает зерна, и зародыш оказывается нежизнеспособным.
При повышенной влажности заражение зерна фузариумом возможно также и после уборки урожая.
Зерно с явными признаками поражения фузариумом характеризуется наличием розовато-оранжевых скоплений спор, так называемых конидиальных подушечек, на поверхности зерна. Скрытая форма поражения зерна фузариумом внешне проявляется в ненормальном виде зерна – зерно морщинистое, розовато окрашено. Скрытую форму поражения фузариумом определяют при помещении зерна на влажный песок или фильтровальную бумагу в растильню. В случае поражения фузариумом больное зерно в этих условиях через несколько дней покрывается пушистой грибницей фузариума.
Ядовитые свойства зерна, пораженного фузариумом, обусловливаются тем, что гриб расщепляет белки и при этом образуются ядовитые глюкозиды. Сушка и сухое прогревание снижают токсичность зерна.
При употреблении такого зерна в пищу возникает тяжелое заболевание, известное под названием септической ангины.
7.2. Болезни кукурузы
Зерно кукурузы в основном поражается фузариозом (сухой гнилью), пузырчатой головней, красной гнилью, кукурузной белью, нигроспориозом, диплодиозом и бактериозом.
Фузариоз (сухая гниль). На початках, пораженных фузариумом, образуется одно или несколько разбросанных в беспорядке гнезд белого, розового, густопаутинного налета гриба. В центре гнезда зерна обычно полуразрушены, имеют грязно-бурый цвет, дальше от центра гнезда располагаются целые зерна с ясно видимым и хорошо развитым налетом грибницы на поверхности.
Гнездо среднего размера характеризуется повреждением 15–30 зерен и налетом грибницы на 40–60 зернах. Несколько таких гнезд на початке делают его почти непригодным к использованию. Зерно, пораженное фузариозом, может приобретать ядовитые свойства.
Пузырчатая головня. При поражении на заболевших зернах образуются крупные вздутия (пузыри) и наросты, иногда достигающие размера кулака, наполненные черно-бурой пылеобразной массой спор. Головневые пузыри имеют белую или розовую мясистую и влажную изнутри оболочку. Определить пораженные початки можно по вздутым зернам.
Красная гниль. Под действием этого грибка в первую очередь разрушаются зерна в верхней части початка. Красная гниль по бороздкам между зернами образует налет грибницы в виде тонкого войлока белого, розового или светло-вишневого цвета. Оболочка зерен приобретает вишнево-красную окраску. Налет грибницы переходит также и на обертки початка, которые приобретают красновато-коричневую окраску.
Бель початков. У пораженных початков происходит растрескивание зерен, сопровождающееся обнажением эндосперма. Степень растрескивания различна: от еле намечающихся трещин, когда зерна на вид почти нормальные, до сильного растрескивания. Под действием бели могут образовываться бородавчатые вздутия, выступающие из неглубоких трещин зерна. Обнаженный эндосперм зерна легко подвергается заражению фузариозом и заплесневению.
Нигроспороз. У пораженных нигроспорой початков появляются в гнездах у основания зерна и на стержне черные споры грибка в виде точек или прерывистых штрихов, расходящихся полукругом. При сильном развитии болезни между рядами зерен виден рыхлый, паутинистый, сероватый налет грибницы. Больные початки недоразвиты, легковесны, зерна на них неплотно сидят в гнездах и легко выкрашиваются из початка. У разных сортов кукурузы болезнь проявляется, различно. У одних початок легко расщепляется по всей длине; у других изменяется цвет зерна и теряется его блеск. Грибок сильно поражает зародыш зерна, вследствие чего, зерно теряет всхожесть.
Диплодиоз. Это карантинная болезнь кукурузы. Между зернами початка образуется белый пушистый мицелий, распростра-няющийся чаще от основания початка или от вершины. Поражение распространяется и на обертку, которая покрывается белой плесенью, а ткань от этого буреет и темнеет. При поражении початка в ранней стадии развития он высыхает, сморщивается и становится легковесным. Такие початки легко разламываются; зерна, пораженные грибком, приобретают матовый темно-серый или коричневый цвет и становятся хрупкими, легко отделяются от стержня.
Диплодиоз надо отличать от нигроспориоза. У диплодиоза белый налет мицелия, пушистый, ясно заметный. У нигроспориоза белый налет мицелия рыхлый, паутинообразный, едва заметный.
Бактериоз. Выражается в появлении на зернах, главным образом в верхней части початка, вдавленных пятен желтого, коричневого или сероватого цвета различных размеров, глубины и очертаний. Бактерии часто разрушают эндосперм и вызывают гибель зародыша.
Кроме указанных выше заболеваний початка и зерна кукурузы, которые в основном возникают и развиваются, за исключением фузариоза, в период роста и развития растений, различают еще плесневение початков и зерна кукурузы в период уборки и хранения. В современных условиях, когда на хранение поступает высоковлажная кукуруза с довольно большой примесью недозрелых зерен, плесневение представляет собой важнейшую причину потери органического вещества зерна, ухудшения химического состава и снижения всхожести зерна кукурузы в процессе хранения. Это является следствием развития разнообразных сапрофитных микроорганизмов, хорошо развивающихся на зерне кукурузы, богатом питательными веществами.
Принято различать серо-зеленый, темный и розовый типы плесневения. Такие типы плесневения наблюдаются более или менее отчетливо в первый период хранения кукурузы в неблагоприятных условиях, когда среди микроорганизмов, заселяющих початок и зерно, сохраняют явно преобладающее положение определенные их виды.
При длительном хранении початков в неблагоприятных условиях различие между типами плесневения может сглаживаться вследствие одновременного сильного развития разнообразной грибной флоры.
7.3. Повреждение зерна клопом-черепашкой
Одним из серьезных факторов ухудшения качества зерна пшеницы, особенно сильной и твердой, является поражение их клопом-черепашкой. Наибольшее распространение имеют вредная черепашка, маврский клоп и остроголовая черепашка.
Вредная черепашка повреждает яровую и озимую пшеницу, меньше рожь, ячмень и другие злаковые культуры. При повреждении вредной черепашкой молодых стеблей растение не дает колоса и погибает. Зерна, поврежденные в разные стадии спелости, изменяют не только внешний вид, но и внутреннее строение: зёрна сморщиваются, ссыхаются и становятся легкими, щуплыми, морщинистыми, бледно-желтыми и невсхожими. При уколе зерна вредный клоп-черепашка впускает слюну, содержащую большое количество протеоли-тического фермента. Этот фермент разжижает содержимое зерна и изменяет окраску поврежденной части. На месте укола образуется черная точка, окруженная бледно-коричневым ободком.
Зерна, поврежденные в стадии восковой спелости, по форме изменяются мало, теряют в весе 30–50%, морщинистой становится только часть поверх-ности, при этом продольные складки имеют вид вдавливаний и провалов. Цвет зерна изменяется только вокруг ранки. Остальная часть зерна резко отличается от больной и имеет нормальный внешний вид.
Поврежденные спелые зерна полностью сохраняют форму и размер. Такие зерна отличаются от здоровых по пятну самой различной формы, образовавшемуся на месте укола. Окраска пятна резко выделяется на общем фоне зерна, особенно у стекловидных пшениц. В редких случаях ранка незаметна и пятно отсутствует. Иногда ранка и пятно бывают скрыты в бороздке зерна.
Наибольшее количество зерен (от 70 до 80%) повреждается клопом-черепашкой в области зародыша и значительно меньше – на спинке, у бородки или бороздки.
Зерна пшеницы с желтыми пятнами не у зародыша, без следов укола или вдавленностей, а также морщинистости в пределах этих пятен не относят к зернам, имеющим внешние признаки повреждения клопом-черепашкой.
Следует отметить, что по внешнему виду очень похож на повреждение клопом-черепашкой укол зерна трипсом, который также прокалывает его оболочки, однако в этом случае ни консистенция эндосперма, ни качество муки не ухудшаются.
Уколы клопа-черепашки в сильной степени изменяют внутреннее строение зерна. Эндосперм приобретает нестойкое и рыхлое строение, цвет его становится снежно-белым. Масса эндосперма состоит из круглых и мелких зернышек, а иногда имеет и пустоты. При размоле зерна эндосперм легко рассыпается на мелкие крупинки.
Поражение зерна пшеницы клопом-черепашкой очень резко ухудшает хлебопекарные свойства муки. Из такой муки или совсем невозможно отмыть клейковину, или она отмывается в небольшом количестве и очень плохого качества; хлеб получается расплывчатым, низким, плотным, с поверхностью, покрытой мелкими трещинками. Любая сильная пшеница при поражении клопом-черепашкой на 3–4% – переходит в разряд слабых.
Партии зерна, не поврежденные клопом-черепашкой, нельзя хранить совместно с поврежденными, а поврежденные в малой степени – с партиями зерна, поврежденными в большой степени.
7.4. Проросшее зерно
Для проросшего зерна характерна повышенная активность всех ферментов, под влиянием которых происходит гидролиз важнейших составных веществ зерна - белков, углеводов и жиров. Особенно усиливается активность амилоли-тического комплекса. Качество проросшего зерна значительно снижается.
Если зерно пшеницы только начало прорастать, заметных изменений в качестве его клейковины не отмечается. При дальнейшем усилении процесса прорастания зерна клейковина его начинает крошиться, лишается связанности и через некоторое время превращается в губчатый короткорвущийся студень.
В зависимости от количества примеси проросшего зерна и степени его прорастания мякиш хлеба из такого зерна становится более влажным, эластичность его уменьшается. Из сильно проросшего зерна хлеб получается глинистый, липкий с мокрым на ощупь мякишем.
Зерно с наличием проросших зерен выше 5% может быть принято на хлебоприемные предприятия для хранения только по согласованию с руководителем.
По стандарту проросшее зерно подразделяют на две группы, по которым проросшее зерно относят или к основному зерну, или к зерновой примеси. К основному зерну относят зерна с начавшимся процессом прорастания, т. е. только наклюнувшиеся, с лопнувшими над зародышем оболочками, но с невышедшим еще наружу корешком или ростком.
В зерновую примесь выделяют проросшие зерна с корешком или ростком, вышедшими за пределы лопнувших над зародышем оболочек, независимо от их длины. К зерновой примеси также относят проросшие зерна, утратившие ростки и корешки, но деформированные вследствие прорастания, с явно изменившимся цветом оболочки.
Контрольные вопросы.
1. Дайте общую характеристику зернового сырья.
2. Как классифицируют основные зерновые и зернобобовые культуры по целевому назначению?
3. Как классифицируют основные зерновые культуры по химическому составу?
4. Как классифицируют основные зерновые культуры по ботаническим признакам?
5. Какое строение имеет пшеничное зерно?
6. Дайте морфологическую характеристику зерна основных зерновых культур?
7. Какими показателями характеризуется качество зерна?
8. Какими показателями характеризуются свойства зерновой массы?
9. Какие процессы происходят при хранении зерновых масс?
10. Расскажите о роле влажности зерна и контроль за ней.
11. Какие способы и режимы применяют для хранения зерна?
12. Назовите степени порчи зерна и дайте им краткую характеристику.
13. Назовите причины и стадии самосогревания зерновой массы.
Главная 
