Дыхание зерна при хранении

Обновлено: 15.09.2024

При хренении зерна, вследствие расхода сухого вещества зерна на дыхание, вес хранящегося зерна постоянно уменьшается. При хранении 1 тонны зерна 30%-ной влажности в хранилище при 18 С в течение суток теряется около 1 кг веса зерна. Правильно организованное хранение зерна должно быть направлено к максимальному снижению трат сухого вещества и, следовательно, достижению возможно низкой убыли веса зерна в процессе хранения.

Зерно - живой организм с большим запасом питательных веществ, который проявляет жизнь дыханием, происходящим за счет содержащихся в зерне углеводов. Если зерно хранят при низких температурах, то дыхание его почти полностью прекращается. Процесс дыхания в общей форме может быть выражен уравнением

В результате биохимических процессов, происходящих при хранении, идет разложение части органического вещества зерна на дыхание с выделением углекислоты и воды, причем часть имеющейся воды вновь поглощается зерном.

Важнейшими факторами определяющими энергию дыхания зерна являются его влажность и температура. Интенсивность дыхания сильно возрастает при повышенной влажности и температуре. При уменьшении влажности до воздушно сухого состояния (10 - 12 %) дыхание практически прекращается.

В таблице приведены показатели пшеничного и ржаного зерна различной влажности (при температуре 25 С), по данным Кретовича.

Таблица 18. Изменение дыхательной активности зерна в зависимости от влажности.

Из данных таблицы 18 можно заключить, что резкое усиление энергии дыхания пшеничного и ржаного зерна начинается при завышении влажности сверх 15%. Вода, содержащаясяв в зерне, При этой влажности прочно связана с коллоидами зерна и поэтому не может явиться растворителем и той водной средой, которая необходима для протекания биохимических реакций.

На рис. 13 показано дыхание пшеничного зерна, а на рис. 14 — проса различной влажности.

Из обоих рисунков видно, что при влажности зерна менее 15—16% дыхательные коэффициенты несколько больше единицы, так как в зерне нормальной влажности происходит не только нормальное аэробное, но и анаэробное дыхание.

Энергия дыхания сильно возрастает при повышении влажности и температуры, что подтверждают данные таблице 19, в которой показано количество миллиграммов СО2, выделяемое при хранении 1 кг ячменя в сутки.

Таблица 19. Энергия дыхания зерна в зависимостн от влажности

Выделение СО2 в мг при температуре

Из данных табл. 19 видно, что на интенсивность дыхания в большей степени влияет повышение влажности, чем повышение температуры, хотя повышение температуры вызывает увеличение энергии дыхания. Энергия дыхания достигает максимума при 55 градусах (рис 15). Усиленное проветривание также увеличивает энергию дыхания.

На рисунок 16 показано количество СО₂ выделенное 1 кг ржи разной влажности, хранившейся в течение 28 суток при различных температурах.

Следует отметить, что повышение температуры с 19 до 31 градусах увеличивает количество выделяемой СО2 при влажности 16,9% в 4 раза (с 1699 до 6711 мг), а увеличение влажности с 12,8 до 19,3% при 19 градусах Цельсия усиливает интенсивность дыхания в 155 раз (с 38 до 4383 мг),

При влажности зерна 20% интенсивность дыхания в 3 раза больше, чем при 35%, причем самодыхание начинает проявляться лишь при 8°, оно заметно при 10°, затем интенсивность его быстро возрастает и при 20° оно в 4 раза больше, чем при 10°.

Считают, что критическая влажность, при которой резко увеличивается интенсивность дыхания, составляет для ржи и пшеницы 13—14% для ячменя и овса 14—15%. Мелкие зерна дышат сильнее крупных, богатый азотом ячмень сильнее, чем бедный, щуплое к битое зерно дышит более энергично, чем нолное и целое.

Необходимо обратить внимание на то, что усиленное дыхание вызывает значительное выделение не только СО2, но и воды, и так как зерно — плохой проводник тепла, то при сильном дыханни зерна наблюдается значительное повышение температуры. Последнее в свою очередь увеличивает интенсивность дыхания и вызывает дальнейшее повышение температуры. Одновременно начинается процесс прорастания зерна. Процесс траты органического вещества вследствие интенсивного дыхания может, таким образом, продолжаться без дальнейшего поступления влаги и тепла.

Наряду с дыханием в сильно влажном зерне проявляется жизнедеятельность вредных микроорганизмов, под влиянием которых зерно гниет и делается затхлым. Затхлое и сгнившее зерно — плохое сырье для производства спирта. Выход спирта из такого зерна понижается вследствие уменьшенного содержания крахмала и сахара в зерне, а также от того, что появляющиеся в зерне продукты гниения препятствуют нормальному протеканию процесса брожения.

На основании изложенного можно прийти к выводу, что лучшие условия хранения — это низкие температуры (лучше всего 0 — 5 ) и возможно меньшая влажность зерна.

При отсутствии доступа кислорода к зерну происходит анаэробное, так называемое интрамолекулярное дыхание, в процессе которого образуются углекислота и этиловый спирт:

Интрэмолекулярное дыхание может продолжаться до тех пор, пока накопляющиеся вредные продукты разложении плазмы его окончательно не подавят. При последующем доступе кислорода может восстановиться нормальное дыхание клетки, которое разрушает образовавшиеся в результате интрамолекулярного дыхания продукты расщепления.

Сущность порчи зерна состоит в распаде органического вещества вследствие усиленного дыхания и активирующего влияния на него окислительных ферментов — оксидаз и пероксидаз. Вначале распаду подвергаются углеводы, а затем и белки, из них в первую очередь — высокомолекулярные белковые вещества, от которых зависит способность зерна к прорастанию. При разложении белков зерна образуются продукты распада входящих в состав белковой молекулы аминокислот жирного и ароматического ряда. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды всхожесть зерна может увеличиваться или уменьшаться. Ниже, приведены предельные соотношения между влажностью зерна (пшеницы) и температурой.

Температура , С	-20	-15	-10	-5	0	5	10	15	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110
Содержание воды в %	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	5	3	1	0

Таким образом, при -10 С зерно может потерять влагу не ниже 18%, при +20 С влажность его может понизиться до 12%. Всю влагу зерно может потерять лишь при 110 С.

Нарушение соотношения между температурой и процентным содержанием воды вызывает отдачу или поглощение влаги из окружающего воздуха и изменение содержания воды в разных слоях хранящегося зерна. Если, например, зерно влажностью 16% сложено на хранение при температуре 15 С, то влажность его может понижаться до 13%; внутренние слои будут высыхать и отдавать воду окружающему воздуху, насыщая его парами воды. При соприкосновении воздуха помещения с холодными стенами и крышей помещения или более холодными струями воздуха может произойти конденсация паров, которые в виде росы осядут на верхние слои зерна и вызовет в них сначала усиленное дыхание, затем прорастание, а при высокой влажности — даже порчу. Отсюда видно, что вода перемещается в зерне вследствие внутренних процессов, происходящих при дыхании зерна, и под влиянием внешних условий окружающей среды. Кроне того, возможно увлажнение зерна вследствие его гигроскопичности и адсорбции воды на зерне. Гигроскопичность зерна связана с наличием химических соединений жадно притягивающих водяные пары и затем постепенно их усваивающих. Адсорбция вызывается поверхностными силами на оболочках зерна. Гигроскопичностью обусловливается поглощение влаги, а адсорбцией — поглощение, всех газообразных веществ,

Разница в величине поглощения зерном воды в парообразном и капельножидком состоянии (в процентах к весу зерна в воздушно сухом состоянии) характеризуется следующими данными.

Как видно из этих данных, зерно может поглотить в 3—10 раз парообразной воды, чем капельножидкой, в количестве, недостаточном для прорастания. При суточной перемене температуры днем и ночью имеет место выпадение росы (капельножидкой воды), за счет которой влажность зерна может сильно увеличиваться.

Вследствие расхода вещества зерна на дыхание вес хранящегося зерна уменьшается. При хранении 1 тонны зерна 30%-ной влажности в хранилище при 18 С в течение суток теряется около 1 кг веса зерна. Правильно организованное хранение зерна должно быть направлено к максимальному снижению трат сухого вещества и, следовательно, достижению возможно низкой убыли веса зерна в процессе хранения.

Дыхание зерна имеет существенное значение при хранении и переработке зерновых масс. Все приемы обработки зерна (сушка, очистка, охлаждение) направлены на сокращение интенсивности дыхания. Это связано с задачей хранения зерна в состоянии покоя, когда практически полностью отсутствует прорастание семян. Кроме того, сокращение интенсивности дыхания позволит уменьшить производственные потери при хранении зерна и сохранить ценные в пищевом отношении органические вещества зерна (белки, жиры, углеводы, витамины).

Дыхание чрезвычайно важно для зерна, так как при этом образуется энергия, необходимая для протекания различных биохимических процессов обмена веществ. При прорастании зерна интенсивность дыхания значительно возрастает. Внешние условия — влажность и температура —- способствуют прорастанию зерна. Именно учет этих внешних факторов является основой для выбора режимов правильного хранения зерна.

В большинстве случаев окислению подвергаются углеводы, прежде всего глюкоза.

Часть энергии, которая выделяется при окислении органических веществ зерна, используется живым организмом для осуществления ряда химических реакций обмена веществ; некоторая же часть энергии переходит в тепло, выделяемое в межзерновое пространство зерновой массы.

Как видно из суммарного уравнения дыхания, одним из конечных продуктов является углекислый газ. Проще всего определить интенсивность дыхания зерна путем учета количества СО₂. При недостаточном количестве кислорода в замкнутый сосуд помещают навеску зерна и анализируют воздух на содержание кислорода и углекислого газа. Данная методика позволяет определить величину дыхательного коэффициента, который равен отношению объемов выделившегося СО₂ и поглощенного зерном СО₂.

Интенсивность дыхания в значительной степени зависит от влажности и температуры. Сухое зерно дышит очень слабо. При переходе зерна к состоянию средней сухости (влажность 14-15,5%) резко увеличивается интенсивность дыхания.

Причиной этого скачка является появление свободной воды в зерне и, следовательно, активизация биохимических процессов.

Кроме того, повышение влажности приводит к развитию микроорганизмов на поверхности зерна, которые также дышат, и тем самым увеличивают количество СО₂ в межзерновом пространстве.

Таким образом, именно влажность 14,0-15,5% считается критической для перехода зерна из состояния покоя к активной жизнедеятельности.

При 0°С дыхание зерна неощутимо. Оно незначительно и при 10°С. При более высокой

Температуре интенсивность дыхания возрастает скачкообразно.

При температуре 50-55°С, а затем резко падает вследствие процесса денатурации белков зерна.

При изучении совместного влияния температуры и влажности на дыхание зерна выявлено, что снижение влажности и хранение при низких температурах обеспечивает его сохранность.

На дыхание влияет также выполненность зерна, наличие битых зерен. Щуплое и битое зерно дышит интенсивнее, так как имеет относительно большую поверхность, взаимодействующую с окружающей средой.

При недостатке кислорода в межзерновом пространстве зерно может перейти с дыхания на анаэробное дыхание в форме спиртового брожения.

Количество выделяющейся энергии при расщеплении одной молекулы глюкозы при брожении значительно меньше, чем при аэробном дыхании. Это приводит к тому, что расход питательных веществ на поддержание жизненных процессов в зерне возрастает, а как следствие, возрастают и потери массы зерна при хранении. Кроме того, выделяющийся при анаэробном процессе этиловый спирт отравляет зародыш, что ведет к потере всхожести зерна.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Зерно — живой организм с присущими ему биохимическими процессами, которые продолжаются и после уборки урожая. Дыхание — обычный процесс жизнедеятельности, протекающий при хранении.

Зерно получает энергию с помощью расщепления запасенных питательных веществ, содержащихся в эндосперме. Результатом окисления жиров или гидролиза крахмала становятся сахара, главным образом, глюкоза. В результате её диссимиляции выделяется необходимая энергия.

Дыхание зерновых масс при хранении и переработке имеет существенное значение. Все работы с зерном направлены на снижение интенсивности этого процесса. Оно должно храниться в состоянии покоя без признаков прорастания. Это способствует сохранности всхожести семян, а также сокращает производственные потери. При этом не теряются ценные пищевые показатели — количество белков, витаминов, жиров и углеводов.

Типы дыхания зерна

Учеными исследовано влияние дыхания на качество зерновых масс. При этом различные виды процесса оказывают разное влияние на состояние хранящихся партий:

аэробное дыхание — это окисление глюкозы с выделением углекислого газа и воды в присутствии кислорода. Оно протекает при нормальных условиях хранения;
анаэробное дыхание — окисление сахаров по типу спиртового брожения без присутствия кислорода. При этом выделяется этиловый спирт. Этот тип дыхания приспособительный. Он возникает при хранении в неблагоприятных условиях при недостатке или отсутствии O₂ в межзерновом пространстве.

Если к хранящимся партиям имеется достаточный приток воздуха, то дыхание протекает преимущественно по аэробному типу.

К чему приводят дыхательные процессы в зерне

Аэробное дыхание в зерне приводит к следующим последствиям:

потеря сухих веществ;
повышение влажности;
самосогревание;
изменение воздушного состава между зернами.

В результате кислород в хранящейся партии между зернами замещается углекислым газом. Это приводит к переходу на анаэробное дыхание, которое сопровождается выделением этанола. В начале процесса он угнетает физиологические процессы в клетках. При постепенном повышении концентрации этилового спирта зародыши гибнут, зерно теряет всхожесть.

Таким образом, для сохранения всхожести и потребительских качеств зерно необходимо хранить в условиях, при которых возможно лишь аэробное дыхание.

Факторы, влияющие на интенсивность дыхания

Для зерна, предназначенного для переработки, важен не столько тип дыхания, сколько его интенсивность. Чем она выше, тем сложнее сохранить зерно. Интенсивность дыхания зависит от следующих основных факторов:

влажность;
температура;
степень аэрации.

Чем более влажное зерно, тем активнее оно дышит. При влажности пшеницы 11-12% (очень сухое) дыхание практически отсутствует. Потерь в массе при этом не происходит. Зерно средней сухости дышит в 2-4 раза интенсивнее, влажное до 8 раз активнее, сырое в 20-30 раз интенсивнее сухого. Зерно сырое с влажностью 25-35% при доступе воздуха и в неохлажденном виде теряет до 0,2% сухого вещества ежесуточно.

Во время активного дыхания зерно не только теряет в массе, но и самосогревается, так как происходит выделение тепла. Это сопровождается потерей потребительских качеств частично или полностью. Чтобы этого не допустить, зерно закладывают на хранение с влажностью ниже критической*. Это такой показатель, при котором в зерне обнаруживается свободная влага. При его превышении интенсивность дыхания значительно возрастает.

*Критическая влажность зерна культур:

злаковые — 14,5-15,5%;
масличные — 7-8%;
бобовые — 15,5-16,5%.

Дыхание зерновых масс увеличивается при повышении температуры. С подъёмом на каждые 10°C зерно дышит активнее в 2-3 раза. Максимум проявляется при 45°C. Затем процесс практически прекращается из-за начавшейся денатурации белков. Следовательно, для снижения интенсивности дыхания хранение следует вести при пониженных температурах.

Для длительного правильного хранения зерновые партии продувают воздухом и периодически перемещают. Это предотвращает саморазогрев зерна и поддерживает влажность на оптимальном уровне.

Сорбция – поглощение водяных паров и газов телами. Зерно всех культурных растений, семена сорняков и вся зерновая масса способны интенсивно поглащать или, как принято говорить, сорбировать (от лат. sorbere – поглощать) различные газы и пары. Сорбционные свойства зерна высокие, что объясняется его капиллярно-пористой структурой и способностью отдельных биохимических веществ зерна поглощать и удерживать строго определенное количество воды. Система макро– и микрокапилляров зерна с высокой активностью стенок капилляров обеспечивает интенсивное поглощение и удерживание молекул воды.
Наибольшей гигроскопичностью в зерне пшеницы обладает зародыш, затем оболочка и эндосперм. Щуплые и мелкие зерна обладают большей гигроскопичностью, чем выполненные, крупные. Это связано с тем, что отношение зародыша к размеру зерновки и отношение площади поверхности к массе зерна у щуплых и мелких зерен значительно больше. Битые и деформированные при обмолоте зерна также обладают повышенной гигроскопичностью.
Из-за высокой сорбционной способности зерновых масс хранить их в помещениях, где находятся пахучие вещества, нельзя. Следует своевременно проводить очистку партий зерна, в которых обнаружены корзинки полыни, дикого чеснока, кориандра и др.
Гигроскопичность зерновых масс, т. е. способность поглощать и отдавать пары воды – одно из его важнейших физико-химических свойств, учитываемых при хранении зерна и семян.
Зерно и зерновая масса способны поглощать или отдавать пары воды, происходит процесс сорбции или десорбции влаги. Это явление получило название гигроскопичности. Десорбция воды происходит, если парциальное давление водяного пара в непосредственной близости от поверхности зерна больше, чем в окружающем воздухе. Скважистость зерновой массы, обеспечивающая ее проницаемость, дает возможность каждому зерну принимать активное участие в процессах сорбции и десорбции.
Процессы сорбции и десорбции воды находятся у зерна в состоянии динамического равновесия. Каждому значению парциального давления водяного пара, находящегося в воздухе, и температуры соответствует определенное количество сорбируемой или десорбируемой воды. Сухое зерно поглощает водяные пары до тех пор, пока не наступит так называемое гигроскопическое равновесие, т. е. прекратится обмен влаги между зерном и воздухом. Установившаяся влажность зерна при данных параметрах влажности и температуры воздуха называется равновесной.
Равновесная влажность для злаковых культур и гречихи колеблется в пределах 7-36 %. При относительной влажности 60–70 % и температуре воздуха 20 є С зерно пшеницы имеет влажность 13,4-14,8 % и будет сухим (табл. 6).
Таблица 6
Равновесная влажность зерна различных культур при температуре 12 – 25 є С, % на сырую массу (по данным Б. А. Кригер)

* Равновесная влажность при температуре 20 є С.

У гречихи наблюдается неравномерное распределение влаги в ее морфологических частях. Так, при относительной влажности воздуха 75–77 % влажность гидрофильной части целого зерна составляет 15,6-15,9 %, а влажность гидрофильных каллоидов зародыша достигает 16,5-17,0 %. Повышенная влажность гидрофильных коллоидов зародыша по сравнению с плодовой оболочкой объясняется различиями в химическом свойстве. В ядре содержится гидрофильного белка в 4,5 раза выше, чем в плодовой оболочке. Эту закономерность в распределении влаги в анатомических частях гречихи следует учитывать при закладке ее на хранение. Гречиху на длительное хранение с влажностью более 13,0-13,55 % засыпать не следует.
С явлением сорбции и десорбции зерном, колосом и соломой влаги во время уборки урожая зерновых культур сталкивается в поле комбайнер. Так, если в ночные часы выпадает роса, то хлебные валки за ночь впитывают влагу, становятся не пригодными для обмолота, но в хорошую погоду по истечении некоторого времени они подсыхают и уборка продолжается.
Исследования влажности зерна, взятого в различное время из бункера комбайна, также говорят об этом (табл. 7).
Таблица 7
Влияние времени суток в период уборки урожая пшеницы на количество зерна различной влажности

При одной и той же относительной влажности и температуре воздуха зерно различных культур имеет различную влажность, что непосредственно связано с его химическим составом и гидрофильностью входящего в его состав белка.
Особенно заметными эти различия становятся при высокой влажности воздуха. Так, при относительной влажности воздуха 85 %, равновесная влажность зерна кукурузы составляет 18,1 %, а гороха, богатого белком, – 19,0 %.
С сухим веществом зерна и семян выявлены различные формы связи воды. На основе термодинамического принципа о формах связи воды, предложенного П. А. Ребиндером, сухие коллоиды поглощают первые порции воды с тепловым эффектом, соответствующим энергии образования химической связи. В зерне это химически связанная вода, удаление ее нарушает молекулярную структуру тканей зерновки. Затем, с повышением обводненности коллоида, тепловой эффект прогрессивно уменьшается, т. к. молекулы воды, окруженные гидратационными оболочками электроотрицательных группировок коллоидов, начинают удерживаться силами электростатического притяжения.
Вода эта адсорбционно связанная, при ее удалении структура ткани зерновки нарушается, а при последующем увлажнении восстанавливается.
Установлено, что молекулы воды в периферических слоях водных оболочек слабо удерживаются, и их можно удалить даже при небольшом внешнем воздействии. Внедряющиеся при набухании молекулы воды раздвигают молекулы коллоидов и тем самым ослабляют силы взаимного притяжения между ними. С увеличением толщины гидратного слоя уменьшаются силы притяжения воды, набухание затормаживается. Эта вода – капиллярно связанная, осмотически удерживаемая, при тепловой сушке может быть удалена без нарушения молекулярной структуры тканей.
В зерне не вся связанная вода удерживается с одинаковой энергией, и ее определяют как свободную и связанную. Та часть воды, которая удерживается большой силой, является связанной, а удерживаемая меньшей – свободной. Химически и адсорбционно связанной в зерне является связанная вода, капиллярно связанной и осмотически удерживаемой – свободная. При появлении в зерне и семенах свободной воды возрастает активность ферментов, участвующих в дыхании, активизируется сам процесс дыхания.
Граница появления в зерне свободной воды, при которой наблюдается резкий скачок интенсивности дыхательных процессов, получила название критической влажности.
Ее величина зависит от вида зерна, анатомического строения и химического состава. Чем больше в зерне содержится крахмала и белка, тем выше критическая влажность. Она низкая у семян масличных культур, т. к. вода в них удерживается только нелипидной частью семянки (табл. 8).
Таблица 8
Критическая влажность зерна и семян злаковых, бобовых и масличных культур

Зерно и семена масличных культур, содержащие свободную воду в значении ниже критического, считаются сухими и пригодны для хранения.

2.4. Физиологические процессы, протекающие в зерне при хранении

Любая зерновая масса – это биологическая система с присущими ей свойствами проявления жизнедеятельности в виде послеуборочного дозревания, дыхания, прорастания и самосогревания. Эти процессы, происходящие в результате жизнедеятельности входящих в нее живых компонентов (зерно, семена сорняков, насекомые и клещи, микроорганизмы), получили название физиологических. Знание их сущности и умение регулировать в зерновой массе их интенсивность прохождения дает возможность обеспечить надежное хранение зерна и семян.

2.4.1. Дыхание зерна

Рис. 49. Влияние температуры на интенсивность дыхания зерна (по В. Л. Кретовичу и А. П. Прохоровой) при влажности:
1 – 14 %; 2 – 16 %; 3 – 18 %; 4 – 22 %
В производственных условиях своевременное охлаждение зерна является эффективным мероприятием, обеспечивающим сохранность при временном хранении до сушки сырого зерна.
Итак, при хранении зерна и семян необходимо создавать условия для снижения интенсивности их дыхания до минимума за счет охлаждения или снижения влажности.

2.4.2. Послеуборочное дозревание зерна и семян

2.4.3. Самосогревание зерновых масс

Высокая физиологическая активность зерновых масс при небрежном отношении к свежеубранному зерну с повышенной влажностью, начиная с первых моментов его поступления, может вызвать крайне нежелательные явления, связанные с потерей всхожести семян и снижением технологических, пищевых и кормовых достоинств зерна. Из-за отсутствия надлежащего контроля и ухода за зерновыми массами и вследствие протекающих в них физиологических и физических процессов у влажного и сырого зерна наблюдается повышение температуры до 55–65 є С, а в отдельных случаях до 75 є С и выше. Это физиологическое явление получило название самосогревания зерновых масс.
Под самосогреванием понимают повышение температуры зерновой массы вследствие как интенсивных физиологических процессов, самопроизвольного распада запасных веществ зерна, так и из-за крайне низкой теплопроводности зерновой массы. Различные зерновые культуры по-разному проявляют свою способность к самосогреванию. По этому признаку, т. е. подверженности к самосогреванию, все зерновые культуры, как считает М.Г. Голик, можно условно разделить на 4 группы: первая – культуры, слабо подвергающиеся самосогреванию (горох и кукуруза в початках); вторая – умеренно подвергающиеся самосогреванию (пшеница, рожь, ячмень, рис); третья – легко подвергающиеся самосогреванию (просо, овес, кукуруза в зерне); четвертая – сильно подвергающиеся самосогреванию (подсолнечник, соя и другие масличные культуры).
Состоящая из автономных живых систем зерновок и некоторого количества семян сорных растений зерновая масса при влажности свыше критической интенсивно дышит, выделяя при аэробном типе дыхания огромное количество тепла. Самосогревание возникает в результате проявления активной жизнедеятельности зерна основной культуры, зерен других культур, семян сорных растений, микроорганизмов, насекомых и клещей. На возникновение самосогревания огромное влияние оказывают физиологически активные семена сорняков. В практике хранения зерна чаще всего самосогревание наблюдается в свежеубранных зерновых массах, своевременно не прошедших очистку от примесей.
Интенсивность дыхания семян сорняков, как об этом свидетельствуют данные исследований А. И. Стародубцевой, чрезвычайно велика (табл. 9).
Таблица 9
Интенсивность дыхания в свежеубранной зерновой массе зерна пшеницы и семян сорных растений при температуре 19–22 °C

При интенсивном развитии в зерновой массе скапливающихся в ограниченных участках насыпи насекомых и клещей создаются предпосылки для самосогревания зерна.

Общая характеристика процесса. Известно, что каждый организм для поддержания жизни нуждается в систематическом притоке энергии. В хранящихся зернах и семенах последняя появляется в результате распада и преобразования содержащихся в них веществ, т. е. в процессе диссимиляции органических веществ, и главным образом сахаров. Расходуемые при этом сахара пополняются в организме в результате гидролиза или окисления более сложных запасных веществ. Так, в зернах, богатых крахмалом, последний расщепляется при участии ферментов до сахаров. В семенах масличных культур происходит окисление жира (входящих в него жирных кислот) до сахаров.
Диссимиляция сахара (гексоз) в организме происходит аэробно, т. е. окислением, либо анаэробно — брожением. Тесная связь между этими процессами подробно рассматривается в курсах биохимии растений и зерна. С точки зрения организации хранения зерновых масс существенный интерес представляет изучение преобладающего вида диссимиляции, влияния процессов диссимиляции на качество и состояние зерновых масс при хранении и факторов, влияющих на интенсивность процессов диссимиляции.
Виды дыхания у зерна и семян. При хранении зерна и семян в них наблюдаются оба вида диссимиляции, конечный результат которой может быть суммарно выражен следующими уравнениями, получившими название уравнений дыхания:

С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + энергия. (1)
C6H12О6 = 2СО2 + 2С2Н5ОН + энергия. (2)

Первое уравнение характеризует аэробный процесс диссимиляции — аэробное дыхание, когда наблюдается полное окисление гексозы с образованием исходных продуктов фотосинтеза — диоксида углерода и воды. Второе — типичное уравнение спиртового брожения, т. е. анаэробного процесса, когда гексоза расщепляется с образованием такого малоокисленного органического продукта, как этиловый спирт.
При нормальном хранении зерновых масс, достаточном доступе к ним воздуха в зернах и семенах преобладает процесс аэробного дыхания. Однако им свойственно и анаэробное дыхание. Последнее иногда рассматривают как приспособительный процесс зерна и семян к неблагоприятным условиям окружающей среды.
Представление о типе дыхания можно получить, определяя дыхательный коэффициент К = СО2/О2 — отношение объема выделенного семенами диоксида углерода к объему кислорода, поглощенного при дыхании. При полностью аэробном процессе, протекающем по первому уравнению, дыхательный коэффициент равен единице. Наличие анаэробных процессов увеличивает количество выделяемого диоксида углерода (без потребления кислорода атмосферы). В тех случаях, когда семена расходуют часть кислорода не только непосредственно в процессе дыхания по приведенному уравнению (1), но и на другие нужды, например окисление жиров, дыхательный коэффициент бывает меньше единицы. Примером могут служить семена масличных культур.

Читайте также: