Факторы, влияющие на скорость замачивания зерна

Для нормального процесса прорастания зерна необходимо, чтобы влажность зерна была не ниже 42-45%. Однако средняя влажность далеко не отражает истинной влажности отдельных участков зерна, поскольку отдельные участки зерна содержат неодинаковое количество крахмала, белков и других веществ, обладающих различной способностью поглощать и удерживать воду. Белки обладают удивительным свойством связывать огромное количество воды, в то время как крахмал связывает ее сравнительно мало.

В нормально замоченном зерне содержание влаги достигает в основании зерна 47,1, в середине 38,3 и в кончике 39,1%.

Таким образом, наибольшее количество воды содержится в основании зерна, где расположен зародыш. В самом зародыше зерна влажность гораздо больше и составляет от 68 до 75%. В средней части зерна влажность также неодинакова. Поверхностный слой имеет значительно более высокую влажность. Разница во влажности поверхностного слоя и центральной части объясняется тем, что в поверхностный слой раньше всего проникает влага, а также тем, что поверхностные слои эндосперма зерна, представленные клетками алейронового слоя и близлежащими слоями крахмальных клеток, содержат большое количество белков и поэтому способны больше набухать.

Поглощение влаги в процессе замочки ячменя идет неравномерно и непропорционально времени замачивания. Наиболее быстро влага проникает в зародыш и поверхностный слой зерна - алейроновый и близлежащий слой эндосперма; медленнее - в центральную часть зерна. Неравномерность увлажнения зерна во время замачивания имеет особое значение в технологии производства солода.

Поглощение воды зерном в начале замочки идет быстро, а затем медленно. При холодной замочке (8°С) нарастание влажности в зерне (в %) будет следующее: через 24 ч- 31,5, через 36 4 - 38,1, через 70 ч -43,5.

В зависимости от температуры и особенностей состава ячменей скорость поглощения влаги может быть различной, но соотношение влажности в разные периоды останется тем же, что и в приведенном примере.

Наиболее быстро влажность нарастает в зародыше зерна. По нашим данным, влажность зародыша ячменя во время холодной замочки нарастает следующим образом.

Таким образом, уже через 12 ч после замачивания зародыш приобретает влажность, почти предельную для живых растительных клеток. Естественно, что при таком быстром темпе нарастания влажности в живой клетке усиливаются все биологические процессы и в первую очередь - дыхание зерна. Интенсивное дыхание зерна вызывает значительный расход углеводов зерна и быстрое потребление кислорода, растворенного в воде или находящегося в пространстве между зернами, и требует удаления образующейся углекислоты, а также охлаждения. Охлаждение зерна приобретает не менее важное значение, чем удаление углекислоты, особенно в тот период, когда замачиваемое зерно находится без воды. С известным приближением можно принять, что углеводы в результате нормального дыхания сжигаются полностью до углекислоты и воды.

Сортовые особенности зерна, а также величина зерна накладывают очень большой отпечаток на интенсивность дыхания зерна и процесс поглощения влаги.

При прочих равных условиях мелкий ячмень, как правило, замачивается быстрее, чем крупный.

Однако это верно только для зерна разного размера, но одной партии или одного образца. Смесь разных сортов ячменя, особенно выращенных в разных климатических условиях, этому правилу не подчиняется.

Отечественные ячмени дают в этом отношении много исключений. По данным ЦНИИПБ и ВП, продолжительность замочки зависит не только от натуры, но и от белковистости, пленчатости и крахмалистости ячменя (табл. 15).

Таблица 15

Из данных табл. 15 видно, что встречаются ячмени, которые, имея большую массу 1000 зерен, легко замачиваются, и, наоборот, бывают ячмени мелкие, но замачиваются они трудно.

Отсутствие зависимости между пленчатостью или белковистостью ячменя и скоростью поглощения им влаги указывает на связь скорости поглощения влаги с микроскопической структурой эндосперма. Мякинная оболочка при этом играет, по-видимому, второстепенную роль.

Климатические условия созревания ячменя в период от полного колошения до полной спелости накладывают большой отпечаток на скорость замачивания ячменя. Ячмени, выращенные в сухом и жарком климате, как правило, замачиваются труднее, чем выращенные в умеренно жарком и влажном климате.

Продолжительность замачивания ячменя зависит от температуры и химического состава воды. Чем выше температура воды, тем быстрее идет процесс замачивания.

Химический состав природных вод разнообразен. Основная масса солей, растворенных в воде, представлена кальциевыми, магниевыми и натриевыми солями серной, угольной и других кислот. Действие их на замачиваемое зерно различно вследствие того, что эти соли могут вступать в соединения с органическими веществами зерна и влиять на их растворимость в воде. Кальциевые соли, представленные в воде гипсом, вступая в обменную реакцию с дубильными веществами, понижают их растворимость, вследствие чего при замачивании ячменя в жесткой воде из оболочек зерна выщелачивается меньше дубильных веществ. Кальциевые соли дубильных веществ являются веществами коллоидной структуры, поэтому они создают коллоидные пленки на оболочке, что может затруднять процесс замачивания. В то же время кальциевые соли горьких веществ - легко растворимые соединения, поэтому замачивание ячменя в воде, содержащей большое количество солей кальция, особенно карбонатов, улучшает вкусовые качества солода. Соли железа могут не только давать осадки в форме гидрата окиси железа, но и химически связываться с дубильными веществами, придавая зерну бурый цвет.

Большое влияние на растворимость различных веществ оболочек должен бы иметь pH воды, однако опыт показывает, что на первом этапе процесса замачивания pH не играет заметной роли. Причина этого явления кроется в том, что во время замачивания вследствие дыхания зерна выделяется углекислота, которая является буфером, регулирующим pH воды.

Замачивание зерна - это не только процесс увлажнения ячменя, но и первая стадия прорастания зерна. Соли, растворенные в воде, резко влияют на процесс прорастания зерна. Хлориды кальция, магния и натрия, особенно последний, замедляют этот процесс.

Таким образом, наиболее выгодна для замачивания вода с низкой постоянной жесткостью и в первую очередь - с низким содержанием хлоридов. Вода, содержащая любое количество железа, должна подвергаться специальной обработке для его удаления.

Температура воды должна рационально использоваться как мощный фактор ускорения процесса замачивания и прорастания зерна, но она должна всегда сочетаться с интенсивностью аэрации зерна. Чем выше температура воды, тем интенсивнее должна быть аэрация зерна при замачивании.