1)В присутствии кислорода аэробное дыхание
С6Н12О6+6О6=6СО2+6Н2О+2824кДж/моль
2)анаэробное
С6Н12О6= 2СО2+2С2Н5ОН+118кДж/моль
Анаэробное дыхание-брожение опасное для семенного зерна, т.к.этиловый спирт является ядом и понижает всхожесть.
Дыхательный коэффициент ДК=VCO2/VO2
ДК при анаэробном дыхании 1.
Следствия дыхания: 1.потеря в массе 2.изменение газового состава межзерновых пространств 3.выделение влаги 4.возможность накопления тепла 5.значительное тепловыделение 6.остается живым и имеет хорошие технологические свойства.
Факторы влияющие на интенсивность дыхания: 1.влажность.Она должна быть ниже критической на 2-3 % 2.температура.Низкая интенсивность дыхания может быть достигнута за счет понижения температур. 3.наличие кислорода в межзерновых пространствах 4.физиологическое состояние зерна -его зрелость. Чем больше зрелость, тем меньше интенсивность дыхания. 5.условия уборки и хранения, транспортировки. 6.биологические особенности культуры и качество зерна
6.крупность и выполненность - мелкое зерно имеет ИД на 25 больше, чем крупное и выполненное зерно.
Механические травмы- битое зерно имеет в 2-3 раза больше ИД, чем целое зерно.
Ботанические- твердая пшеница имеет ИД меньше, чем мягкая. Стекловидное меньше, чем мучнистое. Зерно с крупным зародышем больше, чем с большим.
18. Уравнения дыхания зерна, их характеристика.
Дыхание. Зерна и семена для поддержания жизни получают необходимую им энергию в процессе диссимиляции запасных органических веществ, главным образом сахаров. Расходуемые при этом сахара пополняются в результате гидролиза или окисления более сложных запасных веществ. Так, в зернах, богатых крахмалом, последний расщепляется при участии Ферментов до сахаров, в семенах масличных жиры (входящие в них жирные кислоты) окисляются до сахаров.
Виды дыхания. При хранении зерна и семян в них наблюдаются оба вида диссимиляции, конечный результат которой может быть суммарно выражен следующими уравнениями:
СвНIРв+602=6СО2+6Н20+энергия (2763,4 кДж) (1)
С6Н12Ов = 2СО2 + 2С2Н5ОН +энергия (114,8 кДж).(2)
Первое характеризует аэробный процесс диссимиляции - аэробное Дыхание, когда наблюдается полное окисление гексозы (глюкозы) с выделением исходных продуктов фотосинтеза углекислого газа и воды. Второе - типичное уравнение спиртового брожения, т. е. анаэробного процесса, когда гексоза расщепляется с образованием такого малоокисленного органического продукта, как этиловый спирт.
При достаточном доступе к зерновым массам воздуха в зерне и семенах преобладает процесс аэробного дыхания, однако им свойственно и анаэробное дыхание, которое иногда рассматривают как приспособительный процесс зерна и семян к неблагоприятным условиям окружающей среды.
Как известно. представление о типе дыхания можно получить по дыхательному коэффициенту: ДК = С02: 02 При полностью аэробном дыхании, протекающем по первому уравнению, дыхательный коэффициент равен 1. При анаэробных процессах увеличивается количество выделяемого углекислого газа (без потребления кислорода атмосферы). Если же часть кислорода семена расходуют не только непосредственно в процессе дыхания по приведенному уравнению (1), но и на другие нужды, например на окисление жиров, дыхательный коэффициент бывает меньшe 1. ЭТО характерно для семян масличных культур. Многочисленные работы по определению дыхательного коэффициента у зерна злаковых и семян бобовых культур при хранении показали, что его величина всегда больше единицы при низкой влажности зерна, приближается к единице у зерна с влажностью 16-17 % и меньше единицы при влажности более 17 %.
Следствия дыхания зерна.
В результате диссимиляции в отдельных зернах и зерновой массе происходят следующие существенные изменения:
1) потеря в массе сухих веществ зерна;
2) увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха межзерновых пространств;
3) изменение состава воздуха межзерновых пространств;
4) выделение тепла.
- При окислении и разложении гексоз (главным образом глюкозы) происходит невозвратимая потеря сухих веществ зерна или семени. Величина этих потерь будет зависеть от интенсивности дыхания. Поэтому изучение факторов, влияющих на интенсивность этого процесса, представляет большой интерес для организации борьбы с потерями в физической массе.
Выделяющаяся при дыхании вода чаще всего удерживается зерном и зерновой массой, увеличивая ее влажность, что, в свою очередь, приводит к более интенсивному газообмену и создает предпосылки для развития микроорганизмов. Влагонасыщенность воздуха межзерновых пространств может возрастать до предела и приводить к образованию конденсационной влаги на поверхности зерен - их «отпотеванию». Такие явления особенно характерны для свежеубранной зерновой массы с повышенной физиологической активностью.
Паровоздушная среда в зерновой массе при хранении претерпевает и другие изменения. В результате дыхания зерна выделяется углекислый газ. Если хранящуюся зерновую массу не перемещают, углекислый газ как более тяжелый частично задерживается в межзерновых пространствах. Это отчетливо наблюдается во внутренних участках больших насыпей и особенно в достаточно герметичных силосах элеваторов. При этом в зерновой массе создаются условия, вынуждающие клетки зерен и другие организмы, способные к анаэробиозу, переходить на этот вид дыхания.
Продуктом анаэробного дыхания является этиловый спирт, угнетающе действующий на жизненные функции клеток зерна и приводящий к потере его жизнеспособности.
В процессе диссимиляции освобождается энергия. При аэробном дыхании происходит полное окисление глюкозы с выделением 2763,4 кДж тепла на грамм-молекулу глюкозы. При анаэробном дыхании выделяется всего 114,8 кДж, так как в этом случае глюкоза не расщепляется полностью до воды и углекислого газа. В зернах и семенах почти все тепло выделяется в окружающую среду. Образующееся в зерновой массе тепло вследствие ее плохой теплопроводности может задерживаться в ней и приводить к самосогреванию.
Таким образом, при дыхании зерна происходят потери в массе сухого вещества, увеличение влажности зерновой массы, изменение состава воздуха межзерновых пространств и накопление тепла. Все это приводит к необходимости организации хранения зерновых масс в условиях, сокращающих до мин. процессы дыхания.
20. Критическая влажность зерна и семян различных культур. Его значение в теории и практике хранения (график).
Чем зерно влажнее, тем интенсивнее оно дышит. Интенсивность дыхания очень сухих зерен (пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы и бобовых с влажностью до 11-12 % и высокомасличных с влажностью 4-5 %) ничтожна. Наоборот, очень сырое зерно (с влажностью 30 % и более) и семена масличных (с влажностью 15-20 % и более), находящиеся в неохлажденном состоянии при свободном доступе воздуха, теряют в сутки 0,05-0,2 % сухих веществ.
Такое положение хорошо объяснимо. Только при появлении.в зерне или семенах свободной влаги резко возрастают активность гидролитических и дыхательных ферментов, интенсивность дыхания, а следовательно, и paсход сух веществ.
Влажность зерна, при которой в нем появляется свободная влага и резко возрастает интенсивность дыхания зерна и семян, называют критической.
Если выразить интенсивность дыхания зерна различных культур в осях координат (при постоянной температуре 20 ОС), то каждая из полученных кривых состоит как бы из двух частей: первая идет почти параллельно оси абсцисс с постоянным небольшим удалением от нее, вторая резко поднимается вверх.
Переломная точка этих кривых совпадает с появлением в зернах и семенах свободной влаги и характеризует величину критической влажности. Впервые такие кривые были получены и объяснены профессорами А. Р. Кизилем и В. Л. Кретовичем и американским профессором Ч. Бэйли.
Величина критической влажности зерна и семян различных культур смещается в осях координат главным образом в связи с особенностями их химического состава, так как граница появления свободной воды зависит от массы гидрофильных коллоидов. Если содержание гидрофильных коллоидов в зернах и семенах принять за 100 %, исключив из их массы часть, приходящуюся на жиры, то уровень критической влажности для зерен и семян любой культуры будет почти одинаковым (13-15 %). На рисунках 26 и 27 приведены данные, характеризующие зависимость между влажностью семян масличных культур, содержанием в них жира и интенсивностью дыхания.
Зерно и семена основных злаковых культур с влажностью до 14 %,т. е. ниже критичной устойчиво. Его можно хранить в насыпи большой высоты (до 30 м и более), что и практикуется. Зерно средней сухости, находящееся на грани критической влажности, дышит примерно в 2-4 раза интенсивнее сухого, но имеет еще малый газообмен и поэтому достаточно устойчиво при хранении.
Влажное зерно дышит в 4-8 раз интенсивнее сухого, а сырое (с влажностью свыше 17 %). По мере дальнейшего увлажнения зерна и накопления в нем свободной воды еще более нарастает интенсивность дыхания.
Приводимые почти всеми авторами данные о большой интенсивности дыхания зерна и семян при высокой влажности в сущности характеризуют суммарную интенсивность дыхания зерновой массы, так как при этих условиях актив110 дышат и размножаются микроорганизмы.
21. Послеуборочное дозревание зерна. Его сущность и значение.
Послеуборочное дозревание - процесс, происходящий в зерне в послеуборочный период и приводящий к улучшению всхожести, технологического свойства стойкости при хранении.
1.снижается активность ферментов
2.снижается интенсивность дыхания
3.завершение процесса синтеза высокомолекулярных органических веществ (белков, углеводов, жиров)
В свежеубранном зерне высокая активность ферментов прорастания, плохая газо и водопроницаемость, особое состояние цитоплазма, при котором невозможно прорастание.
Биохимическая сущность заключается в завершении процессов вторичного синтеза.
При дозревании происходит улучшение технологических свойств(пшеница):
1.укрепление клейковины
2.увеличение объема влаги хлеба в результате поры становятся более тонкостенными.
3.улучшается цвет хлеба, становится более светлым.
4.становятся менее липкими и более сущими на ощупь.
5.зерно обладает смесительной ценностью
6.Продолжительность дозревания зависит от культуры (пшеница-2..3мес,кукуруза-2..5дн.)
Условия дозревания
1)влажность должна быть меньше критического уровня
2)температура 15-30
3)достаточное количество кислорода
4)процесс синтеза д
