Изменение липидов и сахаров при хранении влажного зерна

Одним из наиболее четко выраженных признаков изменения качества зерна при его хранении во влажном состоянии является повышение кислотности. В результате плесневения или самосогревания, а также при длительном пребывании в бескислородной среде происходит значительное увеличение общей, т. е. титруемой, кислотности, определяемой по водной суспензии или вытяжке измельченного зерна, или же по вытяжке, содержащей только липиды. Эти изменения обусловлены по крайней мере тремя факторами:
1) гидролизом фосфорорганическнх соединений зерна с образованием кислых фосфорнокислых солей;
2) накоплением свободных жирных кислот вследствие гидролиза жира липазой зерна и микроорганизмов;
3) образованием различных органических кислот в результате метаболизма плесневых грибов.
До настоящего времени особое внимание было обращено на вторую группу факторов. В серии исследований было изучено изменение кислотности эфирной вытяжки из зерна пшеницы и других культур при хранении с различной влажностью. Величина кислотности жира выражалась в количестве миллиграммов КОН, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, в пересчете на 100 г зерна. Эта величина быстро растет даже при непродолжительном хранении, если влажность пшеницы 15,2—17,4%, т. е. лежит в зоне критической влажности. Для зерна кукурузы повышение кислотности эфирной вытяжки отмечено в пределах от 15,0 до 16,0%. Для ячменя зона начала гидролиза жира находится в пределах от 14,9 до 17,1%.
Одновременно были изучены образцы зерна с ухудшенными биологическими свойствами в результате неблагоприятных условий хранения (зерна, потерявшие всхожесть, с потемневшим зародышем и заплесневелые) и были определены величины кислотности их эфирной вытяжки. На основании этих данных были высчитаны коэффициенты корреляции между последней величиной и всхожестью зерна, а также между кислотностью жира и содержанием поврежденных самосогреванием зерен. Результаты показали наличие тесной корреляционной связи последних показателей (r=+0,81 и r=+0,70) для пшеницы. Аналогично была установлена тесная корреляционная связь между всхожестью и кислотностью эфирной вытяжки кукурузы. В этом случае, как и для пшеницы, величина кислотности обнаруживала отрицательную корреляцию со всхожестью, т. е. чем выше кислотность, тем ниже была всхожесть зерна. Существенное повышение содержания свободных жирных кислот было установлено также при исследовании хранения высоковлажной пшеницы и кукурузы. С повышением кислотности увеличивается содержание неорганического фосфора.
Исследованиями было установлено, что решающую роль в процессах гидролиза жира играет развитие на зерне плесеней. Накопление продуктов гидролиза жира происходит во влажном зерне, хранящемся как в условиях свободного доступа кислорода, так и в замкнутых пространствах. При изучении хранения зерна риса с влажностью в пределах от 15 до 16%, т. е. приближающейся к критической, обнаружили значительное повышение кислотного числа жира у зерна, находившегося в среде азота или углекислого газа и меньшее — в случае свободного доступа кислорода. Последнее обстоятельство можно объяснить расходом части гидролизованного жира на аэробное дыхание. Были обнаружены также окислительные изменения липидов; повышение перекисного числа жира, причем это наблюдалось и при хранении в бескислородной среде. Позднейшие исследования подтвердили значительное увеличение кислотного числа жира риса, хранящегося в атмосфере с пониженным содержанием кислорода. В бескислородной среде всхожесть зерна резко понижается, вероятно, вследствие отравления зародыша продуктами анаэробного дыхания. При хранении риса в среде азота или углекислого газа содержание этанола повышается во много раз по сравнению с зерном, находящимся в условиях постоянного доступа кислорода.
Провести границу между изменениями состава компонентов зерна, обусловленных его жизнедеятельностью собственно и метаболизмом плесневых грибов, трудно. Во всех случаях хранения влажного зерна при доступе кислорода наблюдается бурное развитие плесневых грибов, и именно это обусловливает повышение кислотности липидной фракции. Ho при хранении в среде нейтральных газов или в герметически замкнутых емкостях плесени не развиваются или это наблюдается лишь в начальные дни хранения, тем не менее жир гидролизуется достаточно интенсивно. По-видимому, конечный эффект — гидролиз жира является результатом как воздействия собственных липаз зерна, так и липаз плесневых грибов.
Изменение других компонентов зерна, хранящегося во влажном состоянии, изучено гораздо меньше, поэтому трудно делать какие-либо обобщения. В исследованиях зерна пшеницы, хранившейся во влажном состоянии в герметически замкнутых емкостях, было показано некоторое увеличение содержания небелкового азота за первые 15 недель хранения, но в дальнейшем эта величина осталась постоянной.
Наряду с этим был обнаружен закономерный рост содержания восстанавливающих сахаров, обусловленный, по-видимому, продолжающимся гидролизом крахмала и сахарозы при снижении расхода их на дыхание и уменьшение содержания сахарозы тем более быстрое, чем выше влажность зерна. К сожалению, в этих исследованиях не было изучено изменение количества и качества клейковины, но последнее, судя по альвеограммам, несколько улучшилось. Автор предполагает, что при хранении влажного зерна происходил гидролиз жира и его продукты укрепили клейковину, как это было установлено для процесса хранения муки.
Исследования содержания отдельных групп сахаров при аэробных и анаэробных условиях хранения пшеницы влажностью 20% при температуре 30°С обнаружили определенные изменения в содержании моносахаридов. Так, содержание фруктозы и глюкозы при двухмесячном хранении в анаэробных условиях закономерно повышается, тогда как при свободном доступе кислорода оно остается на очень низком уровне. Содержание сахарозы значительно понижается в аэробных условиях и меньше в анаэробных. Заметно увеличивается также содержание галактозы в зерне, хранящемся в анаэробных условиях. Это свидетельствует о протекающем гидролизе раффинозы под влиянием α-галактозидазы с одновременным образованием сахарозы. В образце, хранившемся при свободном доступе кислорода, содержание всех сахаров сильно понижается вследствие использования их на дыхание. Специальное исследование содержания дифруктозы и раффинозы в зерне пшеницы, хранившейся в условиях повышенных влажности и температуры, обнаружило их заметное снижение.