Интенсивность дыхания зерновой массы зависит от многих абиотических и биотических факторов, таких как влажность, температура, ботанические особенности, доступ кислорода воздуха, послеуборочное дозревание, наличие в зерновой массе недозрелых, щуплых, травмированных и проросших зерен, а также от присутствия семян сорных растений.

Как отмечал в 30-х годах прошлого века крупный специалист в области «техники хлебного дела» М. П. Варакин, при увеличении влажности зерна с 11 до 30 % дыхание усиливается почти в 6000 раз, что и является причиной неустойчивости влажного зерна при хранении.

У сухого зерна интенсивность дыхания ничтожна, его успешно хранят. С повышением влажности и появлением в зерне свободной воды возрастает процесс дыхания.

В зерне при влажности выше критической создаются благоприятные условия для ферментативного гидролиза органических веществ, используемых в процессе дыхания. Снижая влажность зерна, мы понижаем интенсивность его дыхания, что обеспечивает его лучшую сохранность.

Большую роль в прохождении биохимических реакций имеет температурный режим. С повышением температуры ускоряется скорость прохождения реакций. Температурный фактор оказывает влияние и на интенсивность дыхания, которая зависит и от температуры, и от состояния зерна по влажности. Сухое зерно и семена не реагируют на температуру, и при повышенных температурах дыхание их остается ничтожным. Другая картина процесса дыхания наблюдается при повышении температуры у зерна и семян, «переступивших грань» критической влажности.

С ростом температуры у влажного зерна резко повышается интенсивность дыхания. Однако температуры оказывают катализирующее действие на дыхание до определенного предела (45–55 є С), при дальнейшем повышении температуры происходит прекращение физиологического процесса дыхания, идут химические окисления органических веществ зерна, и зерно как живой организм гибнет.

Действие пониженных температур на жизнедеятельность зерна и интенсивность его дыхания принципиально отличается. С понижением температуры интенсивность дыхания даже у зерна высокой влажности резко падает. У зерна, как видно из рис. 49, независимо от влажности при температуре 10 є С интенсивность дыхания крайне мала.

Рис. 49. Влияние температуры на интенсивность дыхания зерна (по В. Л. Кретовичу и А. П. Прохоровой) при влажности:

1 – 14 %; 2 – 16 %; 3 – 18 %; 4 – 22 %

В производственных условиях своевременное охлаждение зерна является эффективным мероприятием, обеспечивающим сохранность при временном хранении до сушки сырого зерна.

Итак, при хранении зерна и семян необходимо создавать условия для снижения интенсивности их дыхания до минимума за счет охлаждения или снижения влажности.

Начатый в колосе на материнском растении процесс созревания зерна и переход низкомолекулярных органических веществ в высокомолекулярные органические вещества – белки, углеводы, жиры – завершаются после уборки урожая.

Необходимость создания высокополимерных соединений, как предполагают ученые, вызвана тем, что низкомолекулярные метаболиты при отложении непосредственно в цитоплазме могли бы преждевременно использоваться в семенах, еще не достигших полной зрелости. Образование же высокополимерных запасных веществ означает перевод их в метаболически инертную форму, способную в наибольшей степени обеспечить сохранность этих веществ в клетках запасающих органов. Установлено, что повышение инертности достигается не только полимеризацией исходных продуктов, но и от более плотной упаковки за счет электростатических и водородных связей. Это можно видеть в четвертичной структуре запасных белков, а также в дополнительной стабилизации амилозных цепей в молекуле крахмала посредством водородных связей.