CC BY
36
УДК 633.15
ВЛИЯНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ НА ТЕХНОЛОГИИ РЕЖИМОВ ХРАНЕНИЯ
ДОЛГОПОЛОВА Н.В.,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д.Мухи, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: [email protected].
РЮМШИНА С.Ф.,
преподаватель кафедры товароведно-технологических дисциплин, Курский институт кооперации (филиал) БУКЭП, e-mail: [email protected].
ДУДИНОВА ТА.,
студент магистратуры, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: [email protected]. ГАЛКИН А.И.,
студент агротехнологического факультета, ФГБОУ ВО Курская ГСХА.
Реферат. Кукуруза для растениеводческой отрасли является важнейшей культурой на сегодняшний день. Исторически произрастая в Центральной и Южной Америке, она независимо от этого, получила распространение во всем мире. Зерно кукурузы идет на приготовление 150 продовольственных и технических продуктов. Кукурузу считают трудно хранимой культурой, поэтому она требует особых способов обработки и хранения. Зерно этой культуры содержит значительно больше жира и углеводов, чем зерно колосовых культур, уступает им лишь в содержании белка. Особое внимание в селекционной работе уделяется содержанию в растениях белковых веществ и их качеству. Проблема белка - одна из наиболее острых и важных в современном растениеводстве и животноводстве, поскольку мировое производство растительного белка примерно в 2 раза, а животного в 3-4 раза ниже нормальной потребности в нем населения земного шара. Основную роль в решении белковой проблемы призвана сыграть селекция на повышение содержания протеинов и улучшение их аминокислотного состава в тканях всех видов сельскохозяйственных растений (различные злаки, кукуруза, бобовые зерновые, а также травы и др.). Наука располагает достоверными данными, свидетельствующими о реальной возможности путем селекции повысить процент белка в зерновке пшеницы до 20-22 при достаточно высоком содержании лизина - одной из важнейших незаменимых аминокислот.
Ключевые слова: кукуруза на зерно, форма хранения, качественные показатели зерна.
INFLUENCE OF BIOCHEMICAL INDICATORS OF CORN GRAIN ON TECHNOLOGY OF STORAGE MODES
DOLGOPOLOVA N.V.,
Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Soil Science and General Agriculture named after Professor V.D. Mucha, Kursk State Agricultural Academy, e-mail: [email protected].
RYUMSHINA S.F.,
Lecturer, Department of Commodity Research and Technology Disciplines, Kursk Institute of Cooperation (branch) BUKEP, e-mail: [email protected].
DUDINOVA T.A.,
Master's student, Kursk State Agricultural Academy, e-mail: [email protected]. GALKIN A.I.,
student of the Faculty of Agrotechnology, Kursk State Agricultural Academy.
Essay. Corn for the crop industry is the most important crop today. Historically growing in Central and South America, regardless of this, it has spread throughout the world. Corn grain is used to prepare 150 food and technical products. Corn is considered a hard-to-storage crop, so it requires special processing and storage methods. The grain of this crop contains much more fat and carbohydrates than the grain of spiked crops, inferior to them only in protein content. Particular attention in breeding work is paid to the content of protein substances in plants and their quality. The problem of protein is one of the most acute and important in modern crop and livestock production, since the world production of vegetable protein is about 2 times, and that of an animal is 3-4 times lower than the normal need for it of the world's population. Selection to increase the content of proteins and improve their amino acid composition in the tissues of all types of agricultural plants (various cereals, corn, legumes, as well as grasses, etc.) is called upon to play the main role in solving the protein problem. Science has reliable data indicating a real possibility through selection to increase the percentage of protein in a grain of wheat up to 20-22 with a sufficiently high content of lysine - one of the most important essential amino acids.
Keywords: corn for grain, form of storage, quality indicators of grain.
Введение. Посевные площади кукурузы на зерно ежегодно составляют свыше 2 млн.га, на силос и зеленый корм - 15 млн.га. Валовые сборы зерна - около 3 млн.т, урожайность -25-30 ц/га, а в наиболее благоприятных зонах возделывания эта цифра превышает 50 ц/га
[1]. Кукуруза - поздно созревающий злак, период уборки, как правило, приходится на позднюю осень, когда выпадает большое количество осадков. Значительная часть кукурузы в початках поступает с высокой влажностью, до 25%, в период, когда в районе возделывания кукурузы еще сохраняются повышенные положительные температуры воздуха, что создает определенные трудности при хранении. Требования, предъявляемые к кукурузе при приеме, разительно отличаются от требований, установленных для остальных культур
[2]. Как для початков, так и для зерна допускаются более высокая влажность и наличие недозрелых зерен. Зародыш находится внутри зерна; его вес находится в пределах 9-16% от веса зерна (в зародыше содержится почти весь жир, он является ценным питательным веществом). Содержащиеся Белки в зерне кукурузы не образуют клейковины. Основным веществом в кукурузе считается крахмал. Химический состав этой культуры представлен следующим образом: белок занимает 10%, жир -5%, углеводы - 67,7%, моно- и дисахариды -2,8%, крахмал - 57,1%, клетчатка - 2,2%, зола - 1,1%. Не секрет, что при хранении зерна совершаются физические, биохимические и физиологические процессы, которые в различной степени оказывают влияние на его качество. В подвластности от технологических режимов активного проветривания и сохранности долгого времени под влиянием данных технологических операций, меняются и качественные показатели культуры зерна [3]. Режим базируется на принципе ксероанабиоза. Обезвожива-
ние зерна до влажности ниже критической приводит все живые компоненты в анабиотическое состояние. При таких условиях невозможен повышенный газообмен в зерне, а также развитие патогенных микроорганизмов. Режим хранения в сухом состоянии - главный способ поддержания высокой жизнеспособности зерна в течение всего срока нахождения зерна на элеваторе. Этот режим более оптимален для долгосрочного хранения.
Зерновые массы, которые тщательно очищены от примесей, обеззараженные и охлажденные, в складах хранят без перемещения в силосах элеватора два-три года. Однако при неправильном уходе или при его отсутствии, зерновые массы могут портиться даже с влажностью ниже критической. Основная причина порчи - развитие вредителей хлебных запасов, которые способны существовать в зерне с пониженной влажностью. Рационально остужать сухую зерновую массу, уменьшая и температурные данные до рубежей, выпускающих энергичное ограничение насекомых. Другой причиной порчи является образование ка-пельно-жидкой влаги и повышение влажности в каком-то участке из-за перепадов температур и такого явления как термовлагопровод-ности. Исходя из этого, хранение зерна кукурузы в сухом состоянии не исключает надобности систематического наблюдения и ухода за ним. Если зерновую массу переместить в среду, в которой будет идти отдача влаги в виде пара или реже жидкости, то будет происходить процесс высушивания. Длительность сушки и эффект влагоотдачи зависят не только от самого зерна, но и от состояния и свойств агента сушки - той среды, которая обладает существенной влагоемкостью. По этим причинам, детально изучают свойства зерна кукурузы и свойства агентов сушки при разных параметрах.
Методика исследований. Все способы сушки зерна делят на такие группы как: без специального использования тепла и с применением тепла. Способ с подводом тепла базируется на создании таких условий, которые бы обеспечивали повышение влагоемкости паровоздушной среды, окружающей зерно. В таком случае теплоносителем служит воздух, влагоемкость которого увеличивается в процессе нагрева. Распространенным способом сушки является сушка с применением тепла - в зерносушилках. Для того чтобы рациональнее организовать сушку, нужно знать и принимать во внимание следующие основные положения. Перегрев всегда приводит к ухудшению, но часто и к полной потере качеств зерна. Недостаточный же нагрев снижает эффективность сушки и делает ее более дорогостоящей, т.к. при меньшей температуре нагрева влага меньше удаляется. Основной агент сушки - смесь топочных газов с воздухом. Особенности сушки зерна кукурузы в зерносушилке прежде всего несут изменение температуры агента сушки. Очень быстрый нагрев отрицательно сказывается на зерне данной культуры, поскольку зерно растрескивается, что значительно затрудняет дальнейшее хранение и переработку. Рассматривая тепловую сушку нельзя не упомянуть о влагоотдающей способности зерна кукурузы. В связи с этим все зерносушилки за один пропуск зерна обеспечивают съем влаги только до 6%. Поэтому партии зерна кукурузы с повышенной влажностью пропускают два-три раза.
Восприимчивость активных компонентов зерновой массы к уменьшенным Т0С давать разрешение пронзительно уменьшать их энергичность или задержать навсегда. Сохранению в остуженном виде оказывать содействие значительная термическая деятельность зерновой массы. Зерновая масса кукурузы в остуженном виде основном уровне, если Т0С целых пластов насыпи меньше 10°С. Более совершенным, а таким образом, и более законсервированным полагают остывание, если температура меньше 0°С [4].
Для остывания применяют атмосферный воздушный поток и естественно остуженный в содействии холодильных инструкций. Применение второго способствует быстрому охлаждению партии зерна, предупреждает потери из-за активного развития микроорганизмов. Остывание атмосферным воздушным потоком реально распределить на две группы: энергичное (активное) и инертное (пассивное).
Активное охлаждение, это перелопачивание, пропуск через зерноочистительные машины,
транспортеры, нории, активное вентилирование. Наиболее прогрессивным методом охлаждения остается активное вентилирование зерна. При его проведении результаты выявляют определением температуры и влажности зерновой массы до начала и после завершения работы. Одновременно проверяют зерно на зараженность вредителями [5]. Непременным соглашением остывания зерновой массы показывает его проведение без приумножения влажности. На зерно не должны попадать осадки, поэтому активное охлаждение зерна нужно проводить с учетом его фактической и равновесной влажности, а также влажности воздуха и температуры. Под исключение попадает зерно в состоянии самосогревания. Его остывание вероятно при каждой влажности воздушных масс, т.к. даже холодный, напитанный водяными парами атмосферы при соприкосновении с нагревшейся зерновой массой заметно повышает свою температуру и увеличивает влагоемкость.
Хранение зерна без доступа воздуха. Потребность практически всех живых компонентов зерновой массы в кислороде позволяет консервировать ее путем изоляции от атмосферного воздуха или в специальной среде, которая не содержит кислород. Такой способ хранения зерна базируется на принципе аноксианабиоза. Отсутствие О2 в межзерновом пространстве и над зерновой насыпью значительно сокращает интенсивность ее дыхания. Отдельное понижение качественных показателей зерновой кукурузы: утрата сияния, потемнение, формирование спиртового и кислотного ароматов. Произведение анаэробных обстоятельств при хранении зерновой массы доносится 1 из 3 методов: натуральным скапливанием СО2 и утратой О2, в следствии совершается автоконсервация зерновой массы; вступлением в зерновую массу газов, удаляющих воздушные массы из межзерновых пространств; сотворением в зерновой кучи вакуума.
Первый метод доступный и дешевый. Но его недостаток в том, что для полной консервации зерна нужно время, в течение которого имеющийся в хранилище кислород будет использован микроорганизмами и вредителя. В связи с этим возможно изменение качества зерна.
Чаще применяют второй способ - введение газов. В основном это углекислый газ и азот. СО2, является угнетающий, стремительно вытесняет другой воздух из межзерновых пространств. Для организации порядка сохранения зерновой массы без доступа атмосферы необходимо совершенно целиком герметизированные зерновые хранилища. Используя сохранение без
доступа атмосферы, следует производить сбор урожай современной техникой с синхронным обмолотом початков. Отмечают, что зерно кукурузы с влажностью до 34% хорошо консервируется. При большей влажности наблюдается молочное и спиртовое брожения, т.е. типичные процессы силосования. Хранение в анаэробных условиях оказывает несущественное влияние на химический состав зерна. Потери сухих веществ за весь сезон хранения колеблются в пределах 4-6% в зерне восковой спелости и 2-3% - в полной спелости [6, 7].
Результаты исследований. Практическая значимость работы исследования выражается в обеспечении уменьшения потерь массы и увеличении качества зерна кукурузы за счет выяснения, в каких условиях при закладке на хранение в зерновой массе будет обеспечена наименьшая температура. Планированное исследование - определение воздействия деятельного вентилирования на трансформирование биохимических и физических показателей качества зерновой массы кукурузы в условиях ООО «Курские элеваторы». Элеватор в Золотухино причислен к заготовительному объекту. Его главной задачей является приемка зерна, обработка и улучшение качества зерна, размещение, хранение и отгрузка зерна по назначению. Элеватор оборудован устройствами дезинфекции хранимого зерна, хорошей вентиляцией, одним словом, всем тем, что позволяет сохранить товарный вид зерна и его качество.
Зерно хранят в специальных хранилищах -бункерах, расположенных на территории элеватора. Перед их загрузкой зерном нового урожая проводят обеззараживание влажным, аэрозольным либо газовым способами. В основе хранения зерна лежит принцип частичного или полного подавления протекания в массе физиологических процессов. Выделяют следующие факторы, которые влияют на состояние и сохранность зерна: влажность зерновой массы и окружающей ее среды, их температура, степень аэрации к зерновой массе. Комплекс этих факторов составляет основу режимов хранения. На выбор режима хранения оказывает влияние большое число обстоятельств, в их списке климат местности, типы зернохранилищ и их вместимость, качество поступающего зерна, экономическая целесообразность применения того или иного режима и приема. Большей эффективности и сокращения издержек можно достичь только в том случае, когда при выборе режима принимают во внимание многообразие условий, оказывающих влияние на устойчивость зерновой массы.
Для стабильного хранения зерна кукурузы в условиях нестабильности температур окружающей среды и внутри помещения элеватора, применяют активное вентилирование. Оно проводится при помощи воздуха, который падают вентиляторы, вводимого в зерновую массу по множеству каналов и труб, пронизывающих насыпь во всех направлениях. Для активного вентилирования зерна в силосах элеваторов используют установки с поперечным продуванием зернового слоя типа У1-УВС. В комплект одной установки У1-УВС входят вентиляционные трубы, одна применяется для нагнетания воздуха в силос, вторая - для отсасывания воздуха, а также два вентилятора марки СВМ-6М. Зерно кукурузы имеет трудности при сушке, связаны они с повышенной крупностью и неоднородностью по влажности. Так как эндосперм и оболочка с прилегающим к ней роговидным слоем плотно соединены, перемещение влаги от внутренних слоев к поверхности зерна во время сушки проблематично, это увеличивает время и усложняет сушку. Увеличение ТоС просушивания повергается к растрескиванию в зерновой массе кукурузы эндосперма. Такое зерно в дальнейшем легко дробится при малейшем механическом воздействии, а при хранении поражается плесенью. Большая чувствительность кукурузы к температурному фактору нуждается в строгом соблюдении режима сушки.
Зерно кукурузы сушат по-разному с учетом его назначения. Так, продовольственное зерно, для переработки, нагревают при сушке до +50 градусов, при температуре агента сушки не более 150 градусов. Зерно, предназначенное для продолжительного хранения, нагревают до +50 градусов, однако в этом случае температура агента сушки не превышает 100 градусов. Кислотность кукурузы определяется титрованием в присутствии индикатора фенолфталеина. Определение крахмалистости сырья. В условиях элеватора содержание крахмала в зерне кукурузы определяли с помощью поляриметра. Поляриметрический метод основывается на свойстве ряда веществ, вращать плоскость поляризации проходящих через них лучей света.
Сыпучесть - способность зерна к перемещению. Сыпучесть зерна характеризуется углом естественного откоса - это наименьший угол, при котором зерно начинает перемещаться по поверхности. Угол натурального откоса для зерновой массы кукурузы раскачивается в границах 30-400. Свойство сыпучести напрямую связано с влажностью зерна, его плотностью, формой, размером, количеством примесей, с состоянием поверхности, по которой движется.
Сыпучесть снабжает нагрузку зерновой массы в бункера и силоса и выгрузку самовысыпанием без другой механической и автоматической помощи. Меньший угол естественного откоса зерновой массы, гарантирует большую ее сыпучесть. После 20 дней хранения сыпучесть зерна была самой высокой за весь период исследования (угол естественного откоса уменьшился на 0,3°). Через 30 дней хранения сыпучесть зерна начала снижаться (угол естественного откоса увеличился на 0,7оС). В дальнейшем снижение сыпучести стало еще более заметным.
Значительные различия между показателем сыпучести зерна, которое хранили с применением установок активного вентилирования 10оС и с применением активного вентилирования
5оС, отмечались на протяжении всего периода хранения. В первые 20 дней отмечалась большая сыпучесть зерна, хранимого с применением активного вентилирования 10о С, а через 40 дней хранения сыпучесть зерна на этом варианте была меньше, чем при хранении с применением активного вентилирования 5оС.
Происходящие в зерне изменения веществ отразились и на процентном содержании в нем белка. В период с начала закладки на хранение и через 30 дней на всех вариантах хранения отмечалось увеличение содержания белка, а через 40 дней его содержание оставалось неизменным.
Рисунок 1 - Влияние активного вентилирования на угол естественного откоса
Рисунок 2 - Влияние режимов активного вентилирования на содержание белка
На фоне общей закономерности по изменению содержания белка в зерне кукурузы отмечалось и заметное влияние на этот показатель активного вентилирования 10оС. Хранение зерна с использованием активного вентилирования 10оС показало, что уже после 10 дней хранения содержание белка возросло с 8,5% до 8,9% (на 0,4%). При обусловленной длительности сохранности в условиях с применением наставлений предприимчивого вентилирования с температурой - 5оС, повышение содержания компонента белка находилось на 0,2%. В срок хранения 20 дней разница между зерном с активным вентилированием в 10оС и 5оС была 0,4%.Через 30 дней отмечалось максимальное содержание белка в зерне по обоим вариантам хранения (9,2% и 9,8%). По истече-
нии 40 дней с момента закладки зерна установлено, что содержания белка в зерне не изменилось. Это свидетельствует о том, что уровень содержания белка уже сформировался, причем более высокий показатель в варианте с применением активного вентилирования 10оС. В целом можно сказать, что при закладке зерна на хранение первые месяцы идет процесс увеличения содержания белка и крахмала, особенно это заметно с применением установок активного вентилирования 10 оС, а затем содержание белка стабилизируется на определенном уровне, тоже можно сказать и о содержании крахмала в зерне кукурузы.
В то же время кислотность зерна к концу периода хранения по обоим вариантам находится в пределах стандарта.
Рисунок 3 - Влияние активного вентилирования на содержание крахмала
Рисунок 4 - Влияние активного вентилирования на кислотность зерна
Сельское хозяйство производит продукцию только со строго оговоренными параметрами, приспособленными к переработке.
Аграрий производить сельскохозяйственной продукции, располагает соответствующими запросам последующей переработки, выгодно и самим предприятиям всех форм собственности, за счет урезания затрат на переработку при увеличении качества последней продукции разрешает повысить цену на приобретаемое сырье при хранении на нужном уровне рентабельности перерабатывающего производства.
Вывод. Активное вентилирование целесообразно применять как в профилактических целях, так и в экстренных, когда появляются признаки самосогревания зерна. Для ликвидации очага самосогревания зерновую массу вентилируют высоким удельным расходом воздуха, от 100 до 200 и более м , что, при любых погодных условиях и влажности атмо-
сферного воздуха. Остановив процесс самосогревание активным вентилированием, гревшееся зерно отправляют на сушку или реализацию, т.к. стойкость его в хранении низкая и требуется постоянный контроль за его состоянием.
Результаты проведенного эксперимента показали, что режимы активного вентилирования зерна при хранении оказывают влияние на величину угла естественного откоса зерна кукурузы. Сыпучесть зерна снижается во время хранения. Для балла воздействия длительности хранения и использования энергичного проветривания на биохимические свойства зерновой массы по вариантам исследования учреждали содержание белка, крахмала и кислотность зерна. При закладке зерна на хранение первые месяцы идет процесс увеличения содержания белка и крахмала, но потом их содержание стабилизируется на определенном уровне.
Список использованных источников
1. Экономическая эффективность применения минеральных удобрительных средств при выращивании кукурузы / С.Н. Петрова, А.А. Полухин, Ю.В. Кузмичева и др. // Вестник Орловского государственного аграрного университета. - 2017. - № 2 (65). - С. 3-8.
2. Малышева Е.В., Долгополова Н.В. Влияние минеральных удобрений на урожайность и вынос элементов питания кукурузой, возделываемой в условиях ЦЧЗ // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2021. - № 3. - С. 45-49.
3. Влияние некорневой подкормки органо-минерального комплекса гумитон на продуктивность кукурузы на зерно // В.В. Мамеев, А.В. Дронов, В.Е. Ториков и др. // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. - 2021. - № 3 (85). - С. 8-14.
4. Долгополова Н.В., Малышева Е.В., Нагорных А.В. Влияние различных видов удобрений на биохимические показатели зерна // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2021. - № 6. - С. 35-40.
5. Кравченко Р.В. Агробиологическое обоснование получение стабильных урожаев зерна кукурузы в условиях степной зоны Центрального Предкавказья: монография // Ставрополь. -2010. - 208 с.
6. Малышева Е.В., Пигорев И.Я., Долгополова Н.В. Программирование и урожайность - залог адаптивной интенсификации земледелия // Вестник Рязанского государственного агротех-нологического университета имени П.А. Костычева. - 2021. - № 4. - С. 97-103.
7. Солошенко В.М., Векленко В.И., Пигорев И.Я. Оценка устойчивости производства продукции в севооборотах // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2016. - № 5. - С. 47-52.
Spisok ispoFzovanny'x istochnikov
1. E'konomicheskaya e'ffektivnosf primeneniya mineral ny'x udobritelnyx sredstv pri vy'rashhivanii kukuruzy' / S.N. Petrova, A.A. Poluxin, Yu.V. Kuzmicheva i dr. // Vestnik Orlov-skogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2017. - № 2 (65). - S. 3-8.
2. Maly'sheva E.V., Dolgopolova N.V. Vliyanie mineraFny'x udobrenij na urozhajnosf i vy'nos e'lementov pitaniya kukuruzoj, vozdely'vaemoj v usloviyax CzChZ // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj seFskoxozyajstvennoj akademii. - 2021. - № 3. - S. 45-49.
3. Vliyanie nekornevoj podkormki organo-mineralnogo kompleksa gumiton na produktivnosf kukuruzy' na zerno // V.V. Mameev, A.V. Dronov, V.E. Torikov i dr. // Vestnik Bryanskoj gosudarstvennoj seFskoxozyajstvennoj akademii. - 2021. - № 3 (85). - S. 8-14.
4. Бо^оро1оуа КУ., Ма1у^еуа Б.У., Ка§огиу,х Л.У. УНуаше га211еЬпу,х у1ёоу иёоЬгепу па Ыохт^еБЫе рока2а1е11 2егпа // УеБ1п1к Киге^ §овиёагв1уеппо] 8е1'8ко-хо2уа]81уеппо] акаёешп.
- 2021. - № 6. - Б. 35-40.
5. КгаусЬепко Я.У. Л§гоЫо1о§1сЬе8кое оЬоБпоуаше ро1исЬеп1е 81аЫГпу'х иго2Ьаеу 2егпа кикиг^у' у ш1оу1уах Б1ерпо] 2опу' Сеп1га1'по§о Ргеёкаука2,уа: шопо§гайуа // Б1аугоро1'. - 2010.
- 208 б.
6. Ма1у^еуа Е.У., Р1§огеу 1.Уа., Бо^оро1оуа КУ. Рго§гашш1гоуап1е 1 uгozhajnosf - 2а1о§ аёарйупо] intensiflkacii zeш1ede1iya // Уestnik Ryazanskogo gosudaгstуennogo agгotexno1ogicheskogo uniуeгsiteta iшeni Р.Л. Kosty,cheva. - 2021. - № 4. - Б. 97-103.
7. So1oshenko У.М., Уек1епко У.1., Pigorev ГУа. Осепка ustojchiуosti pгoizуodstуa рго^иксп у seуooЬoгotax // Уestnik Киге^ gosudaгstуennoj seГskoxozyajstуennoj akadeшii. - 2016. - № 5. - Б. 47-52.
