Способы замачивания зерна
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ СОЛОДА
Факторы, влияющие на скорость замачивания зерна

Промывка и замачивание

Основная цель замачивания — увлажнить зерно; дополнительная — отмыть от остатков пыли, удалить легкие зерновые и незерновые примеси и подавить микроорганизмы. Замачивание ведут с применением воздуха и воды, чередуя насыщение зерна водой и аэрацию.

Во время влажной фазы замачивания (когда зерно находится под водой) аэрация должна быть достаточно интенсивной, чтобы не допустить гибель зерна от недостатка кислорода. Зерно может пребывать под водой при отсутствии аэрации без негативных последствий не более 15 мин, так как именно за этот период времени из воды полностью поглощается кислород.

Во время замачивания протекают физико-химические и биохимические процессы, приводящие к глубоким изменениям в зерне.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ ЗЕРНА Зерно прорастает нормально при влажности 40...46 %. При меньшей влажности ростки быстро увядают, накапливается мало ферментов, эндосперм плохо и неравномерно растворяется. Переувлажненное зерно долго не начинает прорастать, а затем быстро трогается в рост с большим выделением теплоты. Замачивание обычно заканчивается по достижении влажности 38...40 %, но обильно орошают зерно водой во время проращивания.

Вода поступает в зерно через плодовую и семенную оболочки, обладающие полупроницаемостью, поэтому в процессе замачивания главную роль играют ультрафильтрация и осмодиффузия. Цветочная пленка (мякинная оболочка) в начале замачивания непроницаема, и вода впитывается по тонким капиллярам — трахеидам зародышевой части, не покрытой этой оболочкой. Сорбируясь крахмалом, белками и другими высокополимерами и растворяя минеральные вещества, через полупроницаемые стенки клеток зародыша и эндосперма вода проникает внутрь зерна.

Со временем вследствие вымывания инкрустирующих веществ становится проницаемой и мякинная оболочка. В нормально замоченном зерне ячменная влага распределена неравномерно. Наибольшая влажность (около 47 %) в основании — в зоне расположения зародыша; в самом зародыше влажность еще выше (68...75 %). В середине зерна влажность 38 %, в кончике 39 %.

Скорость замачивания зависит от структуры, размера зерна и температуры. Пленчатое, высокобелковое и крупное зерно обычно увлажняются медленнее, чем голое, низкобелковое и мелкое, хотя нередки исключения из этого правила.

Зерно, выращенное в сухом жарком климате, впитывает влагу хуже зерна, полученного во влажном умеренном теплом климате. С повышением температуры скорость замачивания возрастает .


Показатели влажности зерна при замачивании

Зерно большинства культур замачивают при 18...20 "С (смеси зерна и воды). При более высокой температуре необходимы частая смена воды, энергичное аэрирование, тщательное подавление микрофлоры, что усложняет управление процессом. Исключение составляет просо, которое насыщается влагой труднее, поэтому температуру замачивания его поддерживают в пределах 25...30 "С.

В воде с высокой жесткостью (14... 15 мгэкв/л) и большой щелочностью замачивание замедляется. Такое же действие оказывают хлориды; сульфаты, наоборот, ускоряют замачивание. Во время замачивания зерно набухает, увеличиваясь в объеме, например, на 40...45 % (ячмень). Из твердого и хрупкого оно становится мягким и эластичным.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ ЗЕРНА В результате увеличения влажности зерна при замачивании резко усиливается жизнедеятельность и в первую очередь дыхание зерна, сопровождающееся потребностью в кислороде. Вместе с тем запас кислорода в воде очень быстро уменьшается, например при замачивании ячменя на 60...80 мин он исчезает, поэтому обеспечение зерна кислородом затруднено.

Проникновению кислорода в зерно через зародыш (в начале замачивания) препятствует щиток, а через оболочки впоследствии — большое количество воды в тканях. Диффузия кислорода в воде примерно в 10 ООО раз медленнее, чем в газе; кроме того, растворимость его в воде в 40 раз меньше, чем диоксида углерода. Недостаток кислорода в процессе замачивания подтверждается и значением дыхательного коэффициента, который выше единицы (около 1,07), а через 8 ч от начала замачивания равен 1,38, т. е. наблюдается уже анаэробное дыхание.

При кислородном голодании образуется этиловый спирт, вредно влияющий на жизнеспособность зародыша. В таких условиях частично нарушается структура тканей и зерно легко переувлажняется. Во время последующего проращивания требуются длительная перестройка типа дыхания, сжигание спирта и других метаболитов, на образование которых были затрачены углеводы. Отсюда следует, что с самого начала замачивания должны быть созданы условия для нормального дыхания зерна. При замачивании зерна одновременно с усилением дыхания происходит глубокая перестройка всего ферментного комплекса.

Зерно из мешка засыпают в ёмкость для промывки и заливают водой. Перемешивают. При этом зерно очищается от пыли и частично от различных микроорганизмов. После отмывки механически удаляют всплывшие примеси и некондиционное зерно (сплав), а оставшееся под водой промывают проточной водой до тех пор, пока вода не будет чистой.
При отмывке овса сплав не снимают.

Сухое зерно обычно содержит 10 — 15% воды и в таком состоянии не прорастает. В процессе замачивания молекулы воды проникают внутрь зерна, в результате чего происходит растворение некоторых его составляющих и переход ферментов в активное состояние. С участием этих ферментов происходит расщепление сложных органических соедйнений, входящих в состав зерна, и образование простых соединений, пригодных для питания зародыша.
Одновременно часть из них, а также углекислый газ, выделяемый зародышем, переходят в мочильную воду. В связи с тем, что вместе с водой в зерно диффундируют растворенные в ней вещества и прорастание зародыша начинается уже на стадии замачивания зерна, к воде, используемой для замачивания, и режиму замачивания предъявляются определенные требования. А именно, вода должна быть мягкой или средней жесткости, содержать достаточно воздуха (кислорода), не содержать патогенных микроорганизмов и органических частиц.
Последние во время замачивания пристают к кожуре зерна и, разлагаясь, становятся источником питания для патогенных микроорганизмов. Режим замачивания подразумевает определнные температуру и длительность замачивания. Замачивание зерна бывает холодным (температура смеси зерна с водой ниже 10°С), обыкновенным (температура от 10 до 15°С), теплым (температура от 20 до 40°С) и горячим (температура до 55°С). Кратковременное пребывание зерна в воде с температурой, превышающей 62,5°С, убивает его способность к прорастанию. В случае горячего замачивания зерно находится в горячей воде 10—15 мин, после чего горячая вода заменяется на холодную. При теплом замачивании температура воды постепенно (после каждого цикла) понижается до обыкновенной.

Замачивание зерна злаков, за исключением проса, проводят при темперауре смеси зерна и воды 15 — 20°С. Обычно под водой зерно находится 3 — 4 часа, без воды — 2 — 3 часа, в зависимости от вида, сорта и состояния зерна — число циклов 3 — 6. Замачивание зерна совмещают с его дезинфекцией. С этой целью в первую (после удаления грязной воды) или последующие мочильные воды добавляют раствор йода (10 капель на ведро смеси) и выдерживают 1 час. После дезинфекции смесь тщательно промывают.

Извлечение экстрактивных веществ из ячменя при затирании зернопродуктов происходит под действием ферментов, активирующихся и синтезирующихся в процессе солодоращения. Во время солодоращения вещества зерна претерпевают морфологические, физико-химические, биохимические изменения, благодаря которым они становятся доступными для действия целого ряда ферментов.
Одним из результатов замачивания зерна ячменя является восстановление активности зародыша, вначале использующего для своей жизнедеятельности растворимые и усвояемые питательные вещества.
Эти вещества уже есть в зерне. В щитке зерна активируются гидролитические ферменты, из щитка они диффундируют (проникают) в эндосперм, где начинают катализировать гидролиз части высокомолекулярных веществ и превращать их в растворимые соединения. Уже в первые 6–12 ч замачивания щиток становится активным в обмене веществ, но он еще не способен производить гидролитические ферменты. Повышению активности ферментов способствуют стимуляторы роста – гиббереллины, которые попадают из корневой системы в зародыш, а затем к алейроновому слою.

Параллельно с увеличением влажности зерна возрастает активность амилаз, рибонуклеаз и фосфатаз.
Вегетационная (поглощенная при замачивании) вода растворяет в зерне вещества, обеспечивающие зародышу питание и соответственно переход ферментов в активное состояние. В зародыше активизируется обмен веществ, и зерно ячменя начинает прорастать, что сопровождается усилением потребности в О2, необходимом для дыхания.

При замачивании преследуют цели:
– удалить пыль, легкую зерновую и незерновую примеси, оставшиеся в ячмене при обработке его на зерноочистительных и сортировочных машинах;
– продезинфицировать зерно;
– повысить влажность ячменя для светлого солода до 42–45 %, когда происходит нормальный процесс проращивания.

Замачивание несоложеного ячменя



Первый шаг домашнего соложения – это замачивание ячменя в воде, оно дает старт процессу проращивания. Подберите большое ведро, в котором уместится зерно и плюс вода в количестве, достаточном, чтобы все зерно плавало. Добавляйте воду до тех пор, пока все зерно не всплывет, и оставьте его в воде на 2 часа.


После этого выньте зерно из воды (воспользуйтесь ситом) и дайте ему проветриться и подсохнуть в течение примерно 8 часов.
Это важная часть процесса, потому что если вы оставите зерно в воде, оно утонет и, в конечном счете, "умрет".

После 8-часовой просушки замочите зерно в чистой воде еще на 2 часа, а затем снова сушите его в течение 8 часов.
Скорее всего, вам придется сделать еще один, третий, цикл. Через 24 часа после начала замачивания должны стать видны маленькие корешки, или побеги, растущие из основания сердцевины зерна.

Вы должны завершить процесс замачивания и сушки, если 95% зерен проросли.

По достижении этой стадии зерно должно достигнуть влажности около 40 - 45%. Если предположить, что начальная влажность зерна составляла 9 – 10 %, то добавление 35% влажности в результате даст следующее увеличение веса:

1 кг зерна содержит ~100 г воды (перед замачиванием). Добавка 350 г воды (45% содержание воды) даст общий вес 1,35 кг.
Таким образом, можно прекращать замачивание, когда вес зерна увеличится на 30-35% по сравнению с первоначальным весом.

Меняя воду, нужно, однако, иметь в виду, что слишком частая ее перемена также невыгодна потому, что одновременно с вредными веществами из зерен будет извлекаться много полезных веществ - сахар, камедь и муцин.

Специфика замачивания проса

Специфика замачивания проса обусловлена тем, что просо является теплолюбивой культурой и поэтому его замачивают теплым способом. При его замачивании температура смеси зерна и воды, а также воды, идущей на промывку, составляет 25 — 30°С. Через 2 часа после начала первой замочки удаляют сплав и зерно промывают водой.

После промывки просо продолжает находиться под водой. Общая длительность первой замочки 4 часа. Затем зерно оставляют без воды на 4 — 6 часов и снова замачивают в воде 6 часов.