Влияние влажности сырья

Влияние внешних условий на интенсивность дыхания

Анализ общего уравнения дыхания

Процесс дыхания лежит в основе хранения любого растительного сырья. Анализ общего уравнения показывает, что при дыхании происходят следующие явления:

- Потеря сухой массы вещества. В результате расходования органического вещества на дыхание всегда происходит уменьшение сухой массы хранящегося растительного сырья.

- Изменение газового состава атмосферы, окружающей массу хранящегося сырья, вследствие уменьшения массовой доли кислорода и возрастания диоксида углерода. Количество последнего может увеличиться в сотни раз, благодаря чему аэробное окисление переходит в анаэробное, главным образом в спиртовое брожение с образованием в клетке этилового спирта.

- Выделение воды в виде водяных паров при дыхании. Это приводит к повышению влажности сырья и увеличению интенсивности его дыхания.

- Выделение большого количества энергии в виде теплоты. Вследствие плохой теплопроводности растительной массы теплота накапливается внутри слоя хранящегося сырья.

Под влиянием выделения паров воды, накопления теплоты и роста температуры внутри массы хранящегося сырья начинается процесс самосогревания. Температура может достигать значительных величин, вызывая необратимую порчу сырья. Основными технологическими приемами, предупреждающими самосогревание, в частности зерновых масс, являются сушка, активное вентилирование, охлаждение, а для некоторых видов сырья — химическое консервирование.

 

Количественная характеристика дыхания определяется его интенсивностью. Последняя может быть оценена в соответствии с общим уравнением дыхания следующими показателями: величиной потери массы веществ, окисляемых в ходе дыхания; количеством теплоты, выделяемой при дыхании; количеством поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода.

Чаще всего интенсивность дыхания оценивают по количеству диоксида углерода, выделенного растительным материалом в единицу времени. Размерность интенсивности дыхания — мг СО₂ на 100 г материала в час или за сутки.

На интенсивность дыхания влияют следующие факторы:

Интенсивность дыхания зависит в первую очередь от влажности хранящегося сырья (рис. 35).

 

 

Рис. 35. Зависимость интенсивности дыхания от влажности:

1, 2, 3 — семена масличных растений; 4 — зерно злаков (немасличные растения)

С увеличением влажности сырья интенсивность дыхания возрастает. Вначале это увеличение незначительно. Интенсивность дыхания резко возрастает при достижении влажности сырья выше критического значения. Это объясняется тем, что в растительных клетках от нуля W₀ до W_кр влага находится в связанном с коллоидами (углеводами, белками) состоянии и не может активно участвовать в биохимических реакциях. После достижения W_кр в клетках появляется «свободная» влага, наличие которой приводит к резкому возрастанию активности гидролитических, окислительных и других ферментативных систем, вследствие чего интенсивность дыхания также резко увеличивается.

Величина критической влажности зависит главным образом от соотношения в растительном сырье гидрофильных и гидрофобных соединений, т. е. от содержания гидрофильных белков и углеводов и гидрофобных липидов. Именно поэтому W_кр семян масличных растений имеет более низкие значения по сравнению с зерном злаковых.

Уровень критической влажности для гидрофильной части семян или зерна любых растений будет находиться в относительно узких пределах, изменяясь от 13 до 15 %. Существует формула пересчета критической влажности для масличных семян в зависимости от величины массовой доли липидов — масличности семян:

W_кр = 14,5 (100 – М)/100,

где М — масличность семян, % на СВ.