Харчова цінність та оцінка якості зерна

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Харчова цінність та оцінка якості зерна

Харчова цінність та оцінка якості зерна

42

Зміст

Вступ

І. Загальна характеристика зернових

1.1 Родина злакових

1.2 Родина гречкових

1.3 Родина бобових

ІІ Харчова цінність зерна

2.1 Формування харчової цінності зерна при вирощуванні

3.3 Біохімічні процеси, що відбуваються в зерновій масі

3.4 Наслідки дихання зерна при зберіганні

Висновок

Вступ

Зерно є основним продуктом сільського господарства. Із зерна виробляють важливі продукти харчування: муку, крупу, хлібні і макаронні вироби. Зерно необхідне для успішного розвитку тваринництва і птахівництва, що пов'язане із збільшенням виробництва м'яса, молока, масла і інших продуктів. Зернові культури служать сировиною для отримання крохмалю, патоки, спирту і інших продуктів.

Всемірне збільшення виробництва зерна - головне завдання сільського господарства.

Оброблювані зернові культури відносять до трьох ботанічних родин - злакових, гречаних і бобових.

І. Загальна характеристика зернових

1.1 Родина злакових

Основні хлібні культури - пшеницю, жито, овес, кукурудзу, рис, просо, сорго відносять до родини злакових (Graminial), класу однодольних рослин.

Розрізняють дві форми злакових - ярові і озимина. Ярові рослини висівають навесні, за літні місяці вони проходять повний цикл розвитку і восени дають урожай. Озимі рослини сіють восени, до настання зими вони проростають, а навесні продовжують свій життєвий цикл і дозрівають декілька раніше, ніж ярини. Озиму і ярову форми мають пшениця, жито, ячмінь і трітікале. Решта всіх злаків буває тільки ярими. Озимі сорти, як правило, дають вищий урожай, проте їх можна вирощувати в районах з високим сніжним покривом і достатньо м'якими зимами. До біологічних ознак, що характеризують злакові культури, відносять будову кореня, стебла, листя, квіток і ін.

Корінь злаків - мичкуватий, добре розвинений (довжина корінців досягає 3 м і більш, а кукурудза і сорго - 8 - 10 м), але у пшениці, ячменю і вівса основна частина кореневої системи розташована на глибині до 20 - 30 см, тому ці злаки особливо чутливі до засухи. Коренева система решти злакових культур йде в землю глибше, тому вони більш посухостійкі.

Стебло злаків - соломинка, що складається з трьох - п'яти межиузлів, сполучених стебловими вузлами. У ячменю, вівса і м'якої пшениці соломина всередині порожня, що за несприятливих погодніх умов призводить до вилягання рослин і великих втрат урожаю, особливо у високорослих рослин. Тому при виведенні нових сортів злаків прагнуть до отримання середньо- і короткостебельних рослин. Стебло твердої пшениці і решти злаків заповнене паренхимною тканиною.

Листя злаків ланцетоподібне, з паралельним жилкуванням. Біля основи вони згорнуті в трубочки, що прикріплює їх до стеблових вузлів і охоплює частину стебла. Листя є основними фотосинтезуючими органами; тому їх число, розміри і стан істотно впливають на урожайність.

Квітка злаків (за винятком кукурудзи) називається колоском, який складається із стрижня, зав'язі з двома перистими маточками і трьома тичинками. Зовні зав'язь прикривають колоскові луски (плівки), такі, що виконують роль оцвітини. Залежно від довжини тичинкових ниток і будови товкача квітки можуть бути такими, що самозапилюються і перехресно -обпилюваними (жито, кукурудза).

Врожайність перехресно -обпилюваних злаків менш стійка і залежить від погоди в період цвітіння. Колоски більшості злаків одноквіткові, а у вівса в одному колоску іноді можуть бути зібрані дві-три зав'язі. Зерна, що розвиваються в багатоквіткових колосках, дрібніші і неоднорідніші по велиині. Вони знижують товарні якості, утрудняють переробку зерна.

Квітки злаків зібрані в суцвіття. У колоскових злаків (пшениці, жита, ячменю) суцвіттям є складний колос. У пшениці і жита на кожному уступі стрижня складного колоса розвивається по одному зерну, а всього їх в колосі міститься від 30 до 60. У різних сортів ячменю на кожному уступі стрижня може розвиватися як по одному зерну (дворядний), так і по два-три (багаторядність). Багаторядний ячмінь дає неоднорідне по величині зерно.

Волотеві злаки - овес, просо, рис, сорго мають суцвіття у вигляді волоті, у якої колоски розташовуються на подовжених гілчастих цвітоносах. Кількість зерен у волоті буває від 50 - 60 (овес) до декількох сотень (чумиза). Зазвичай верхівкові колоски зацвітають декілька пізніше, ніж нижні, тому в зерновій масі волотистих злаків часто зустрічаються зернівки, що недозріли.

Особливе місце серед злаків займає кукурудза - однодомна роздільностатева рослина, жіночі квітки якої зібрані в качани, розташовані в пазухах листя по 3 - 5 на одному стеблі, а чоловічі - у волоті, що ростуть по одній на верхівці стебла. Качан складається із стрижня, на якому вертикальними рядами розміщюються від 300 до 1000 зернівок. Зовні качан покритий видозміненим листям-обгорткою. Зерна складають близько 60 % маси качана.

Плід злаків - зернівка - розвивається із заплідненої зав'язі квітки. При обмолоті пшениці, жита і трітікале зернівки легко відділяються від квіткових плівок. Не має їх кукурудза. Ці злаки називаються голозерними. У решти злаків квіткові плівки щільно облягають зернівку і при обмолоті не відділяються. Ці культури називають плівчастими (ячмінь, овес, рис, просо, сорго). Чим більше маса квіткових плівок на поверхні зернівки - ядра і чим важче вони відділяються, тим відповідно менший вихід крупи або муки при переробці такого зерна.

За зовнішнім виглядом (морфологічними ознакам) зернівки злакових культур підрозділяють на справжні (пшениця, жито, ячмінь, овес) і просоподібні (решта культур).

Малюнок 1

Зародок, складається з корінця, стеблинки і брунечки, що дають життя новій рослині. Зародок щільно прилягає до ендосперму, від якого відокремлений видозміненою сім'ядолею - щитком. Через щиток, багатий ферментами, поживні речовини при проростанні з ендосперма поступають в зародок.

Ендосперм - основна частина зернівки. Є борошнистим ядром, в якому зосереджені запасні поживні речовини. У центрі ендосперма клітини великі, тонкостінні, часто неправильної форми. Далі від центру розмір клітин поступово зменшується, форма їх стає близькою до прямокутної призми. Усередині клітин білки утворюють як би суцільну матрицю, в яку вкраплені крохмальні гранули різних розмірів. У центральній частині ендосперма разом з дрібними і середніми знаходиться багато крупних гранул крохмалю. У міру віддалення від центру до оболонок кількість і розміри крохмальних гранул зменшуються, а частка білка збільшується.

Крайній шар ендосперма - алейроновий, прилеглий до оболонок, по виду різко відрізняється як від внутрішньої його частини, так і від оболонок. Він утворений товстостінними клітинами і правильною, майже кубічної форми. Алейроновий шар пшениці, жита, вівса складається з одного ряду кліток, ячменю - з трьох - п'яти рядів. Ця особливість будови зернівки ячменю може бути використана для виявлення під мікроскопом домішки ячмінної муки до пшеничної або житньої. Клітини алейронового шару заповнені дрібними тільцями (у деяких видів і сортів пшениці у вигляді кристалів) з вкрапленими між ними найдрібнішими крапельками жиру.

Оболонки захищають сім'я від дії зовнішнього середовища. Голозерні злаки мають дві оболонки. Зовні зернівка покрита плодовою оболонкою (перікарпієм), яка утворюється із стінок зав'язі і складається з трьох шарів крупних товстостінних кліток, що одеревіли, порожніх всередині.

Розташування шарів клітин в перікарпії нагадує цегляну кладку, що додає оболонці велику міцність.

Насінна оболонка утворюється із стінок семябруньки і також складається з трьох шарів клітин, але дрібних і неправильної форми. В середньому - пігментному шарі насінної оболонки містяться фарбувальні речовини, що додають забарвлення зернівці.

При сучасній технології переробки зерна оболонки алейронового шару прагнуть видалити. При цьому товщина оболонок і алейронового шару, створюючих отруби, робить вплив на якість продукту, що виробляється. Дуже тонкі оболонки легко подрібнюються і переходять в муку, а надмірно товсті утрудняють відділення ендосперма, зменшуючи вихід муки. У пшениці товщина плодової і насінної оболонок коливається від 0,03 до 0,97 мм, а алейронового шару - від 0,03 до 0,06 мм. Цікаво відзначити, що алейроновий шар пшениці, що складається всього з одного ряду клітин, по товщині наближається до оболонок. Як правило, дрібне зерно має товщі оболонки.

Співвідношення анатомічних частин зернівки злаків має важливе технологічне значення. Чим більше оболонок, тим менше поживних речовин містить зерно і менше відповідно вихід продуктів при переробці. У голозерних злаків зміст коливається (у %): ендосперма - від 70 до 85, алейронового шару - від 4 до 12, плодової і насінної оболонки - від 5 до 9, зародка - 1,5 - 7 (у кукурудзи до 15) маси зернівки.

Квіткова оболонка плівчастих культур складає (у %): у ячменю - 9 - 13, просо - 16 - 18, рису - 18 - 22, вівса - 25 - 30 маси зернівки.

1.2 Родина гречкових

Родина гречкові (клас дводольних рослин) в зерновому господарстві представлено єдиною культурою - гречкою (Fagorpyrum Mill). Це ярова однорічна рослина, що має стрижньовий корінь, трав'янисте гіллясте стебло, стрілоподібне листя. Квітки правильні, з п'ятипелюстковим віночком від блідо-рожевого до червоного забарвлення. Квітки зібрані в суцвіття - щиток. Гречка є перехреснозапилюючою рослиною, хорошим медоносом. Проте квітки розкриваються лише на один день і не одночасно на всій кисті, тому урожай сильно коливається залежно від погодних умов в період цвітіння і кількості комах - обпилювачів на полях. Дозрівання плодів також відбувається не одночасно.

Плід гречки - горішок, як і у злаків, складається з трьох частин - зародка, ендосперма і оболонок. Зародок дуже великий у вигляді стрічки, схожої на латинську букву S, пронизує весь ендосперм, частково проходячи у поверхні ядра. Ендосперм рихлий, борошнистий, такий, що легко дробиться при переробці. Ядро (ендосперм із зародком) покрите тонкою ніжною насінною оболонкою рожевого або кремового кольору, у недостиглих ядер вона може бути зеленуватою.

Зовні горішок покритий жорсткою шкірястою плодовою оболонкою, що зростається з ядром лише в одній точці - місці прикріплення до рослини. Забарвлення плодової оболонки від сріблясто сірого до темно-коричневого і залежить як від сорту, так і від ступеня зрілості плоду.

Співвідношення частин плоду гречки (у %): ендосперма - 55 - 65, алейронового шару - 4 - 5, зародка - 10 - 15, насінної оболонки - 1,5 - 2,0, плодової оболонки (плівчаста) - 17 - 25.

Зерна інших культурних рослин при оцінці можуть потрапляти як в зернову домішку, так і в смітну. Керуються при цьому двома критеріями. По-перше, розмірами зерен приміси. Якщо домішка різко відрізняється від основної культури по величині і формі, то вона буде видалена при очищенні зерна, тому таку культуру відносять до смітної домішки. Наприклад, просо або горох в пшениці. По-друге, можливістю використання примісу за призначенням основної культури. Якщо домішку дає продукт, хоч і декілька гірший за якістю, чим основна культура, то її слід віднести до фракції зернових домішок. Якщо ж вона різко знижує якість продукту переробки, то її відносять до смітної домішки. Наприклад, пшениці, що містяться в зерновій масі, жито і ячмінь будуть віднесено до зернової домішки, решта всіх культур - до смітної; у проса - зерна всіх культурних рослин будуть віднесені до смітної домішки.

Особливо слід звернути увагу на оцінку жита. Присутність в житі зерен пшениці і ячменю не погіршує якість житньої муки, тому ці культури будуть віднесені до основного зерна. Смітну домішку підрозділяють на декілька фракцій, різних по складу. Мінеральна домішка - пил, пісок, галька, шматочки шлаку і т.п. украй небажані, оскільки вони додають хрускіт муці, роблячи її непридатною до споживання; органічна домішка - шматочки стебел, листя, колосової луски і т. п.; зіпсоване зерно основної культури і інших культурних рослин з повністю виїденим шкідниками або ендоспермом, що потемнів; насіння культурних рослин, що не увійшло до складу зернової домішки; насіння смітних трав, що виросли на полях з культурними рослинами.

При оцінці зерна насіння смітних трав підрозділяють на декілька груп: легко віддільні, важко віддільні, з неприємним запахом і отруйні. Легко відділяється від більшості культур насіння волошки польової, пирію, гречишки розлогою і березкою і др.; важко відділяється (близькі за розміром і формою до певних культурних рослин) насіння вівсюга польового від вівса, пшениці і жита, дикої редьки і татарської гречки від гречки і пшениці, щетинника сизого від проса, дикого проса і курмака від рису; до бур'янів з неприємним запахом відносять полин, буркун, дикий часник, коріандр і ін.

Отруйне насіння бур'янів особливо небажане в жерновой масі. До цієї групи відносяться кукіль, поширений майже по всій території країни. У його насінні міститься - лікозід агроспермін, що володіє, - гірким смаком і наркотичною дією. Горчак має не тільки отруйне і гірке насіння, отруйна вся рослина. Отруйним є насіння вязеля, дурману, тріходесми сивої, геліотропа опущеного, пльовела п'янкого і деяких інших смітних рослин. Всі отруйні бур'яни виділяють в особливу групу смітної домішки - шкідливу. До неї відносять також отруйні грибкові захворювання культурних рослин - головешку і споринью, а також тваринного паразита угріцю. Головня вражає більшість злаків. У зерновій масі вона зустрічається у вигляді «мішечків», звичайно декілька великих розмірів і округліших, ніж нормальні зерна пшениці. Вміст головневих мішечків - спори гриба - чорна маса з неприємним оселедцевим запахом, а їх оболонка - плодові і насінні оболонки зерна. Ендосперма і зародка в цих зернах немає, оскільки вони повністю поглинені грибом. Вміст в зерні головешки строго обмежується, якщо вона виявлена, то зерно зберігається і переробляється окремо.

Спориня найчастіше вражає жито, значно рідше інші злаки. У зерновій масі споринья зустрічається у вигляді грибниці - ріжків чорно-фіолетового кольору, завдовжки 5 - 20 мм. Токсичність спориньї обумовлена вмістом лізергинової кислоти і її похідних - ергозіна, ерготаміна і інших, що володіють сильною судинозвужувальною дією. Це властивість спориньі використовують в медицині для отримання препаратів, що зупиняють кровотечу.

Угріця - тваринний паразит, що відноситься до класу черв'яків, групи нематод. У зерновій масі зустрічається у вигляді галл, що мають неправильну форму, коротше і ширше за зерно, борозенки немає, оболонка товста, поверхня горбкувата, колір коричневий. Галла в 4 - 5 разів легше за зерно пшениці. Всередині галли знаходяться до 15 тис. личинок угріцї, здатних зберігати життєздатність до 10 років. Значна домішка галл погіршує хлібопекарські якості зерна, надає хлібу неприємний смак і запах.

Натура - маса одиниці об'єму зерна. У нашій країні одиницею об'єму зерна є літр. Натура залежить від форми, величини і щільності зерна, стану його поверхні, вирівненності і ступені наливання зернівок, їх вологості і вмісту домішок. Зерно округле укладається в мірку щільніше, ніж подовжене. У крупного зерна, що добре налилося, натура буває вищою, ніж у дрібного; зерно, що має велику щільність, має і вищу натуру. При гладкій поверхні в мірку укладається більше зерен, чим при шорсткій. При підвищенні вологості зерна натура, як правило, знижується. Приміси, що містяться в зерновій масі, спотворюють її натуру. Важкі (мінеральні) домішки і дрібне насіння бур'янів збільшують, а легкі (квіткові плівки і ін.) зменшують її. Температура, при якій вимірюється натура, також робить певний вплив на натуру - у холодного зерна вона декілька вище, ніж у теплого. Зерно з більшою натурою, як правило, добре розвинено, містить більше ендосперму і менше оболонок, тому дає більший вихід муки і крупи.

У різних культур показник натури має різне значення. Так, він коливається в середньому (у г/л): у пшениці - від 740 до 790, жита - від 670 до 715, ячменю - від 540 до 610, вівса - від 460 до 510.

Зараженість зерна шкідниками комор спостерігається за несприятливих умов зберігання, в непідготовлених і незнезаражених сховищах. У зерновому насипі розвиваються комахи і кліщі. Вони не тільки поїдають зерно, але і сильно забруднюють його своїми трупами, линючими шкірками і екскрементами, знижують харчові властивості, сприяють підвищенню вологості, що може викликати самозігрівання, розвиток мікроорганізмів. Шкідники комор охоче харчуються не тільки зерном, але і продуктами його переробки - мукою, крупою, харчовими концентратами, сухарями, деякі з них можуть харчуватися макаронними виробами, сушеними овочами, фруктами і ін. Безхребетних шкідників комор відносять до класу комах (жуки і метелики) і павукоподібних (кліщі).

Мал.4. Вплив температури на інтенсивність дихання пшениці.

У склоподібному зерні поживні речовини складені дуже щільні, між ними не залишається мікропроміжків. У борошнистому ці проміжки є, вони розсіюють світло, обумовлюючи непрозорість, рихлість ендосперма.

Білки, створюючи в клітинах ендосперма суцільне середовище, в яке вкраплені крохмальні гранули, утворюють з ними зв'язок різної міцності. Частина білка дуже міцно пов'язана з крохмалем і при дробленні клітин від нього не відділяється, утворюючи навколо гранул своєрідну білкову оболонку. Цей білок носить назву прикріплений. Решта білка як би заповнює проміжки між крохмальними гранулами, при дробленні клітин звільняється, його називають проміжним білком. За даними Н. П. Козьміної, в склоподібному зерні прикріпленого білка міститься дещо більше, а проміжного менше, тому таке зерно при дробленні розколюється на крупніші частинки - крупу і майже не дає муки.

Склоподібність зазвичай пов'язана з характером обміну, речовин, при наливанні і дозріванні зерна. Висока температура, недолік вологи, стислий період наливання і дозрівання зерна збільшують склоподібність. Аналогічно впливає надлишок азоту, а підвищений вміст фосфору зменшує склоподібність. Склоподібне зерно пшениці, жита, ячменю зазвичай містить більше білка, чим борошнисте. У рису цей зв'язок відсутній.

Стандарти на зерно передбачають визначення склоподібності у пшениці і рису. При виробництві крупи і муки з ячменю і кукурудзи бажано мати склоподібне зерно, що дає продукти кращого товарного вигляду. У пивоварінні доцільно використовувати борошнистий ячмінь, в якому декілька менше білка, тому пиво стійкіше до помутніння. В житі цей показник не визначають; склоподібність у зерна жита, як правило, буває нижчим, ніж у зерна пшениці. Проте відомо, що склоподібне і напівсклоподібне зерно жита дає вищий вихід сортової муки. При визначенні загальної склоподібності до склоподібних зерен додають половину напівсклоподібних і суму виражають у відсотках до загальної кількості досліджених зерен.

Щільність зерна в цілому і його анатомічних частин має важливе технологічне значення. Як правило, зерно, що добре налилося, має вищу щільність, ніж що недозріває. Щільність зерна і його частин залежить від їх хімічного складу. Найбільшу щільність мають крохмаль і мінеральні речовини, тому із збільшенням їх частки росте щільність зернівки, і, навпаки, збільшення кількості білка (1,34 - 1,37) і ліпідів (0,89 - 0,99) знижують щільність зерна. Істотні відмінності хімічного складу обумовлюють великі коливання щільності зерна (г/см3): пшениці - 1,33 - 1,53; жита - 1,26 - 1,42; кукурудза - 1,23 - 1,27; ячменю - 1,23 - 1,28; вівса - 1,11 - 1,15. Анатомічні частини зернівок сильно розрізняються не тільки по хімічному складу і структурі, але і по щільності. Так, щільність цілого зерна ярової м'якої пшениці складає в середньому 1,336, її ендосперма - 1,471, зародка - 1,290, оболонок - 1,066. На цих відмінностях заснована в даний час вся технологія переробки зерна.

Плівчастість - вміст квіткових плівок у плівчастих злаків і плодових оболонок у гречки, виражене у відсотках до маси зерна. Плівчастість сильно коливається залежно від культури, її сорту, району і року вирощування. Крупне зерно, як правило, має менше плівок і дає більший вихід продуктів. Плівчастість коливається (у %): у вівса - 18 - 46, ячменю - 7,5 - 15, рису - 16 - 24, просо - 12 - 25, гречки - 18 - 28.

Дефектні партії зерна іноді поступають в заготовчу мережу і можуть потрапити в переробку. Якщо на грунті спостерігаються ранні заморозки і зерно в цей час знаходилося в молочній або початку воскової фази стиглості, то в ньому порушується синтез високомолекулярних з'єднань і змінюються технологічні властивості. Клейковина морозобійного зерна пшениці відмивається в невеликій кількості, стає темною, малоеластичною, такою, що кришиться. Хліб виходить нееластичним, з липким м'якишем, що заминається, з малою пористістю, солодовим або трав'янистим смаком. Проросле на кореню або у валках зерно утворюється при дощовій погоді під час прибирання; частіше проростає жито. У нім підвищена активність ферментів, особливо амілаз. Хліб виходить малого об'єму з нееластичною, глиністною консистенції, погано розпушеним м'якишем, з солодкуватим, солодовим присмаком.

Зерно, пошкоджене клопом - черепашкою, польовим шкідником, нападаючим найчастіше на озиму пшеницю, але що харчується і іншими злаками. На місці проколу залишається темна крапка, оточена різко обкресленою плямою білуватої оболонки, що зморщилася, ендосперм в місці укусу при натисканні кришиться. Клоп-черепашка залишає в зерні дуже активні протеолітичні ферменти. Сильна пшениця при вмісті 3 - 4 % пошкоджених зерен переходить в групу слабкої. Клейковина із зерна, пошкодженого клопом-черепашкою, під дією цих ферментів швидко розріджується. Випечений хліб виходить малого об'єму і пористості, щільним, з поверхнею, покритою дрібними тріщинами, несмачним.

Мікотоксикози - враження різними грибними захворюваннями при вирощуванні, збиранні, порушенні режимів зберігання зерна. Вже згадувані раніше споринья і головешка є прикладами таких захворювань.

Гриби роду фузаріум ушкоджують зерно всіх культур, частіше справжні злаки. Зараження відбувається в полі, але розвиток грибів в сховищі припиняється тільки при зниженні вологості зерна до 14 %. У зерні, що перезимувало в полі, часто накопичується багато токсинів цього гриба. Гриби цього роду продукують ряд токсинів, зокрема тріхотецени і зеараленон, що викликають важкі отруєння людини і тварин. У людини споживання хліба, отриманого з муки, що містить міцелій фузаріума, викликає отруєння, схоже на сп'яніння: з'являються нудота, запаморочення, блювота, сонливість і т.д. При цьому ослабляється функція кісткового мозку, тому різко падає частка лейкоцитів в крові. Потім розвивається некротична ангіна. Зерно, уражене фузаріумом, зберігають окремо від продовольчого і фуражного і використовують для технічних цілей.

Мікотоксини утворюють і інші цвілеві гриби, які можуть розвиватися на поверхні зерна і продуктів його переробки за несприятливих умов зберігання.

Афлатоксини, що вражають печінку і що володіють вираженою канцерогенною дією, продукуються грибами роду аспергиллів (Asp.flavus і Asp. parasiticus). Охратоксини виробляють гриби роду пеніциллів. Охратоксини також вражають печінку і володіють концерогенною дією. Багато інших цвілевих грибів також можуть продукувати токсини. До теперішнього часу виділено і вивчено понад 100 мікотоксинів; вони стійкі до вживаних при переробці зерна температур, кислот або відновників. Тому найбільш надійним способом оберігання від них харчових продуктів є виключення плесневення зерна.

Дефектним вважається також зерно, пошкоджене самозігріванням і порушеннями режимів сушки.

Яким би способом не дихало зерно, цей процес викликає

втрату сухої речовини (спад маси) зерна. Глюкоза, що витрачається, при диханні постійно поповнюється за рахунок ферментативного гідролізу крохмалю. Вода, що утворюється при аеробному диханні, залишається в зерновій масі і при високій інтенсивності дихання може істотно зволожити її, приводячи тим самим до ще більшого збільшення інтенсивності дихання;

утворення тепла в зерновій масі особливо при високій інтенсивності аеробного дихання може бути вельми істотним. Відомо, що зернова маса володіє низькою теплопровідністю, тепло, що утворюється, викликає підвищення температури і, отже, інтенсивності дихання. Два останні названі наслідки дихання є причинами виникнення самозігрівання зернової маси, що приводить її до псування, а іноді і до повної загибелі.

Самозігрівання - результат високої інтенсивності дихання зернової маси, розвитку в ній цвілі, а іноді і шкідників комор. У початковій стадії самозігрівання (підвищення температури до 30 'С) зерна набуває солодовий запах і солодкуватий смак, властиві проростаючого зерна. Поверхня зерна спочатку знебарвлюється, потім набуває червонуватого відтінку, а ендосперм - сіруватий. У нім підвищуються частка моносахаридів, кислотність, що титрує, і кислотне число жиру. Активність ферментів істотно зростає. Об'ємний вихід хліба знижується, м'якиш виходить темнішим, ніж з нормального зерна. При переробці пшениці з солодовим запахом її змішують з нормальним зерном.

При розвитку самозігрівання і підвищенні температури до 40 - 50 'С і вище поверхня зерна темніє аж до повного почорніння, іноді повністю покривається міцелієм цвілі. Темніє, а потім чорніє ендосперм. Запах стає цвілевим, а потім гнильно-затхлим, змінюється відповідно і смак, збільшуються кислотність, кислотне число жиру, росте вміст аміаку. Інтенсивність дихання досягає максимуму і починає падати, знижується схожість зерна аж до повної її втрати. Вміст клейковини в пшениці різко знижується, а її якість погіршується. Ці зміни говорять про розпад в зерні, що гріється, вуглеводів, білків і ліпідів під дією власних і цвілевих ферментів, а також тривалою дією підвищених температур. Якщо самозігрівання виникає в поверхневому шарі насипу (до 0,7 м від поверхні), то головною причиною псування зерна є його плесневіння.

При виникненні самозігрівання в глибинних шарах бурхливий розвиток цвілі затримується недоліком там кисню, тому основною причиною псування є діяльність власних ферментів і висока температура. Мука із зерна поверхневих вогнищ самозігрівання дає хліб плоский, майже без пір, з дуже темним м'якишем, що заминається, а з глибинних вогнищ самозігрівання - високим, з рваними кірками. Зерно, що піддалося самозігріванню більше, ніж в першій стадії, на харчові (іноді і кормові) цілі не використовується.

В період зберігання постійно проводять спостереження за зерном. Температура зернової маси, що зберігається, повинна знаходитися під повсякденним контролем. При невеликому підвищенні температури (на 1 - 3 З) проводять активне вентилювання сухим холодним повітрям. Якщо зерно після цього продовжує грітися, то його доводиться переміщати в резервний силос, пропускаючи при цьому через зерносушку і зерноочисну машину (для охолоджування).

Поверхневий шар зерна не рідше як один раз в тиждень оглядається для визначення присутності (або відсутність) ознак появи шкідників комор. При їх виявленні приймаються термінові заходи по знезараженню зернової маси і попередженню їх переходу в інші силоси.

Зміна харчової цінності зерна при зберіганні пов'язана з поступовою, такою, що хоч і дуже поволі протікає, старінням колоїдів. Початок процесу старіння колоїдів практично співпадає із завершенням післяжнивного дозрівання зерна. Відомо, що прибирання зерна проводиться у стадії технічної стиглості, коли вологість його може досягати 18 - 25 % і синтез поживних речовин ще не завершений. Воно зазвичай має знижені схожість і технологічні якості. Повна фізіологічна зрілість зерна, при якій якнайповніше виявляються технологічні і насінні якості, наступає для іржі і вівса через 15 - 20 днів, пшениці - 1 - 1,5 міс., ячменю - 6 - 8 міс. після прибирання.

Післяжнивне дозрівання - комплекс біохімічних процесів синтезу високомолекулярних органічних сполук з низькомолекулярних, накопичених в зерні в ході фотосинтезу рослини і наливання зерна. При дозріванні закінчуються процеси утворення полісахаридів, білків і жирів. Зменшується частка розчинних вуглеводів і небілкового азоту. Білки клейковини ущільнюються, якість її поліпшується. Знижується частка вільних жирних кислот і декілька зростає вміст трігліцерідів і інших ліпідів. Схожість зерна досягає максимуму. Активність ферментів знижується до рівня, характерного для добре доспілого зерна.

Післяжнивне дозрівання найшвидше завершується в сухому зерні (до 14 %) при позитивній температурі в сховищі (15 - 20 'С), достатньому доступі кисню. Нижча температура або недостача кисню розтягують час дозрівання, а підвищена вологість зерна може привести до його плесневення. Необхідно підкреслити, що процеси синтезу протікають з виділенням вологи, зв'язаної низькомолекулярними з'єднаннями. Тому спостереження за зміною вологості зерна в перший період зберігання має особливо велике значення.

Завершення післяжнивного дозрівання і вступ зерна в стан спокою фактично є початком процесу старіння. По даним В. Л. Кретовіча, спокій є важлива пристосовна властивість рослин, що оберігає насіння від передчасного проростання і дозволяє їм тривалий час зберігати життєздатність і харчову цінність.

Старіння також йде під дією ферментатівного комплексу зерна і за участю кисню повітря. Проте основна спрямованість його протилежна дозріванню. Всі процеси старіння колоїдів в зерні протікають значно повільніше, ніж в продуктах його переробки. Тому резервне зберігання хлібних продуктів у всіх країнах проводиться саме у вигляді сировини, а не муки і крупи. Слід зазначити, що навіть за найсприятливіших умов зберігання життєві процеси в зерні продовжуються (хоч і з малою інтенсивністю) і колоїди, створюючі зерно, поступово змінюються, старіють, знижують свою харчову цінність.

Зміна білків спостерігається при зберіганні зерна. Загальний вміст азотистих речовин залишається постійним або трохи зростає за рахунок зменшення частки вуглеводів, що витрачаються на дихання. Проте знижуються розчинність білків і атакуємість їх травними ферментами. Одночасно спостерігаються підвищення частки амінного азоту і зменшення вмісту білків. Так, за два роки зберігання при температурі 24 'С пшениці з вологістю 11 % атакуємість білків знизилася на 8 %, а кукурудза - на 3,6 %. Поступово змінюється амінокислотний склад білків, знижується частка доступного лізину. Особливо істотні ці зміни в перші місяці зберігання і при сушці, навіть дуже обережній. Змінюється також частка гистідіну і аргініну.

Зміна вуглеводів у бік зменшення йде за рахунок витрачання їх на дихання, але співвідношення розчинних вуглеводів і крохмалю тривалий час залишається достатньо постійним в результаті діяльності амілаз. Надалі спостерігається поступове зростання вмісту розчинних вуглеводів за рахунок ослаблення дихання.

Зміна ліпідів також відбувається при зберіганні зерна. Протікають ферментативні процеси в ліпідному комплексі - розщеплюються фосфо- і гліколіпіди, гліцеріди; при цьому накопичуються вільні жирні кислоти. Ненасичені жирні кислоти, особливо вільні, під дією кисню повітря і ферменту ліпоксигенази окислюються. Накопичуються перекиси, гідроперекиси і інші продукти окислення, які можуть утворювати комплекси з білками і, вуглеводами.

Зміна вітамінів відбувається украй поволі. Так, спад тіаміну в сухій пшениці склав за 5 міс. зберігання близько 12 % його початкової кількості. Висока температура і вологість прискорюють розпад тіаміну. Інші вітаміни групи В також стійкі при зберіганні. Найшвидше окислюються каротиноїди, втрати яких за рік зберігання досягають 50 - 70 % початкової кількості в зерні. Зниження частки токоферолів тісно корелює із зменшенням вмісту ненасичених жирних кислот в ліпідах зернових культур.

Біохімічні зміни речовин, що входять до складу зерна, поступово призводять до зниження активності ферментів, схожості, втрати властивого живому організму активного імунітету і істотному зниженню технологічних властивостей і харчових цінностей. Зерно стає крихкішим, легко дробиться при переробці, утворюється підвищена кількість відходів, знижується вихід продукції і її якість. Отримані продукти значно легше заражаються мікроорганізмами і швидше псуються.

Довговічність зерна залежить від його початкової якості і умов зберігання. За даними Л. А. Трісвятського, хлібні злаки зберігають життєздатність (схожість) від 5 до 15 років. Найбільш довговічними є овес, пшениця і ячмінь, швидше за всіх втрачає схожість просо. Мукомельно-круп'яні і харчові достоїнства зберігаються 10 - 12 років, а кормові - ще довше. Проте таке тривале зберігання запасів недоцільне, їх слід оновлювати через 3 - 5 років.