Храним маслосемена рапса правильно Часть 1. Влажность семян

Рапс является основной масличной и самой маржинальной культурой в республике. Белорусские аграрии вкладывают много средств и усилий, чтобы получать высокий урожай озимого рапса. При этом хранение товарных семян рапса, предназначенных для получения пищевого масла ‒ процесс более сложный, чем хранение зерна злаковых культур. Семена рапса очень восприимчивы к режиму температуры и влажности в хранилище и быстро теряют качество при неоптимальных условиях. По этой причине  большинство товаропроизводителей не рискуют долго держать урожай рапса в хозяйстве, а стараются его быстрее реализовать для переработки, отправить на хлебоприемные предприятия или элеваторы. Мы начинаем цикл материалов, посвященных вопросам сохранности качества семян масличного рапса в процессе хранения.

Семена любой культуры ‒ это живой организм с присущими ему биохимическими процессами, которые продолжаются после уборки и послеуборочной доработки. Дыхание семян ‒ обычный процесс жизнедеятельности, протекающий при хранении.

Семена (зерно) получают энергию с помощью расщепления запасенных питательных веществ, содержащихся в эндосперме. Результатом окисления жиров или гидролиза крахмала становятся сахара, главным образом глюкоза, в результате разложения которой выделяется необходимая энергия. Интенсивность данных процессов в определенных условиях может увеличиться и привести к изменению состава и свойства веществ.

В связи с этим все работы с семенами (зерном) при хранении направлены на снижение интенсивности дыхания. Семена должны храниться в состоянии покоя без признаков прорастания. Это способствует сохранению их всхожести и сокращению производственных потерь. При этом не теряются ценные пищевые и кормовые показатели: количество белка, витаминов, жиров и углеводов.

Сохранение качества семян при хранении напрямую зависит от их влажности. Однако этот показатель, измеряемый различными способами, включает в себя разные понятия.

Для длительного хранения семян важнейшим параметром является кондиционная влажность. При превышении верхнего, критического предела кондиционной влажности семян усиливаются ферментативные процессы, активизирующие обмен веществ. Из клеток высвобождается влага, которая активизирует жизнедеятельность семян, что чревато снижением его качества и порчей.

У каждой культуры уровень кондиционной влажности семян свой и определяется химическим составом запасных питательных веществ. В зависимости от этого различают семена: масличные, белковые, белково-крахмальные и др. Свойства этих веществ, особенно их способность связывать воду, оказывают решающее влияние на уровень и диапазон кондиционной влажности семян. Так, у зерна злаковых культур, содержащих большое количество гидрофильных веществ (белков, крахмала, сахаров) и только 2% жиров, кондиционная влажность составляет около 12-15%.

Общим для всех масличных культур, в отличие от зерновых, является повышенное содержание гидрофобных веществ ‒ липидов (масла) ‒ от 17% (соя) и до 50% (рапс). А потому оптимальная для хранения маслосемян кондиционная влажность значительно ниже ‒ от 6 до 11% в зависимости от содержания масла. Для большинства масличных культур критический предел влажности семян составляет 8-9%. Если содержание влаги в семенах рапса конвертировать в абсолютно сухое вещество, то получится, что рапс с 45%-м содержанием масла и 8% влажностью будет эквивалентен зерновым с 14,5% влажностью.

Помимо кондиционной влажности, обеспечивающей безопасное хранение семян в течение длительного времени, существует понятие «базисная влажность», которая используется в сфере заготовки и поставки семян (зерна) для промышленной переработки. В Европе допускается продажа маслосемян рапса с базисной влажностью 9%. Если семена предназначены для длительного хранения, их придется досушивать.

Для всех семян характерна коллоидно-капиллярно-пористая структура, а значит, они могут выделять или поглощать водяные пары из окружающей среды.

Вся зерновка пронизана микрокапиллярами, радиус которых менее 10^-5 см, и макрокапиллярами с радиусом более 10^-5 см. Вследствие чего активная поверхность зерна, через которую происходит влагообмен с окружающей средой, в сотни тысяч раз превышает площадь геометрической поверхности. По микро- и макрокапиллярам влага в виде жидкости или пара циркулирует из внутренней части зерна к поверхности и наоборот.

По этой причине влажность семян не является стабильным признаком. Она постоянно изменяется в зависимости от относительной влажности воздуха ‒ степени насыщенности водяными парами (давления водяных паров) при определенной температуре.

Такая система постоянно стремится к равновесию, поэтому ее называют равновесной влажностью (влажность, к которой стремятся семена при постоянном состоянии воздуха). Это означает, что в таких условиях семена не поглощают и не выделяют влагу из воздуха. Например, семена рапса с влажностью 10% в атмосфере с влажностью 75% находятся в равновесии (точка А на рис. 1). Для зерна пшеницы такое равновесие достигается при влажности около 15% (точка Б на рис. 1). Другие примеры равновесной влажности приведены в табл. 1.

Верхнюю границу кондиционной влажности определяют, исходя из скорости биохимических изменений, происходящих в семенах. Динамика этих изменений и жизнедеятельности семени контролируется зародышем через готовность к прорастанию. В свою очередь, его биологическая активность определяется влажностью.

Оптимальная влажность зародыша семян (разных культур), предназначенных для хранения, должна составлять примерно 14%. Этот критический порог нельзя превышать (Grzesiuk i Kulka, 1981). Это совпадает с кондиционной влажностью семян зерновых культур, так как у них и зародыш, и запасные соединения характеризуются одинаковой способностью связывать (удерживать) воду.

Чтобы влажность зародыша семян рапса, как наиболее гидрофильной части, была 14%, т.е. стала сравнимой с кондиционной влажностью зерновых, семена должны характеризоваться влажностью в пределах от 7,0 до 8,4% (в зависимости от содержания масла).

На рис. 2 показана равновесная влажность при относительной влажности воздуха 62% зерна пшеницы (влажность которого тогда составляет 14%) и рапса (7,7%) при сопоставимой влажности зародыша 14%. Такая разница во влажности семян зерновых и рапса обуславливается различным составом их запасных веществ. В зерне злаков влага равномерно распределяется по всей массе зерна и содержание воды одинаково относится ко всей массе ядра. А семена рапса содержат около 45% масла, которое, как известно, не связывает воду. Как следствие, вся вода накапливается в «обезжиренном» эндосперме (55%).

Строение зародыша семян с точки зрения химического состава подобно. Каждый зародыш содержит около 2-3% жира, поэтому его влажность всегда несколько ниже, чем общая влажность семян. Таким образом, при повышении влажности семян рапса с 7,7 до 9% влажность зародыша увеличивается с 14 до 16,3% (рис. 3).

Изменение масличности семян рапса влияет на их кондиционную влажность. Например, семена рапса с содержанием масла 35% можно безопасно (но не долго) хранить при влажности 8,5-9,0% и температуре около 25 °C.

Но для рапса с масличностью около 50% при той же температуре кондиционная влажность семян должна быть 6,5-7,0%. Следует учитывать, что большинство современных гибридов и сортов рапса характеризуются содержанием масла в пределах 45-50%. В Польше в торговых партиях семян рапса среднее содержание масла составляет около 42%. По данным польского ученого Jerzy Tys и др., увеличение масличности с 40 до 50% снижает оптимальную для длительного хранения кондиционную влажность семян на 1,4% ‒ с 8,4 до 7,0% (рис. 4).

Польские специалисты предлагают формулу для расчета оптимальной для длительного хранения кондиционной влажности семян конкретного сорта и культуры, зная содержание масла в семенах (Jerzy Tys et al., 2011):

где: х – кондиционная влажность,

Wk ‒ кондиционная влажность крахмально-белковой части (влажность зародыша), у зерновых и рапса должна составлять 14%,

у – содержание гидрофобных веществ, % (масличность).

Таким образом, влажность ‒ один из определяющих информативных параметров состояния семян рапса, от которого зависят качество, потери, затраты на производство и хранение, то есть экономические показатели хозяйства.

В настоящее время на рынке выпускается значительное количество многоцелевых приборов, позволяющих с высокой точностью контролировать влажность семян рапса. Время измерения показателя в зависимости от метода измерения составляет от 6 секунд до 1,5 минут, диапазон измерения – 0,5-45%, точность измерения – 0,25-0,5%.

Для повышения достоверности и скорости измерения показателей влажности современные анализаторы имеют до 150 наименований встроенных калибровок измерения влажности разных культур, а также системы самодиагностики и автоматической компенсации погрешностей измерения влажности от влияющих факторов.

Подготовила Анна Кислекова с использованием русскоязычных и иностранных источников. Литература находится в редакции

Продолжение следует