ЭлБиб

•

2009

ПИВО

НАПИТКИ

ТЕХНОЛОГИЯ

чества белковых веществ, обладающих

высокой способностью к набуханию,

зародыш и щиток быстро поглощают

воду. Эндосперм, содержащий значи-

тельное количество крахмала, набу-

хает медленнее, тем не менее на его

долю уже на начальных этапах при-

ходится

≈

1/2 СВ, и в дальнейшем эта

доля увеличивается. С появлением во-

ды в жидкой фазе резко активируется

метаболизм в семенах [3]. Визуальные

наблюдения с использованием оптиче-

ской системы увеличения показывают,

что одновременно с увеличениемсодер-

жания влаги в зерновке увеличивается

объем зародыша. Эндосперм становит-

сямягче на разрез, но визуальных изме-

нений структуры эндосперма на I этапе

не наблюдается.

Следующий на I этапе за интенсив-

ным водопоглощением период мини-

мального изменения массы зерна, так

называемый «лаг-период», в научной

литературе связывают с перераспреде-

лением влаги в объеме зерновки. Пред-

полагается, что лаг-период необходим

для осуществления осмотических про-

цессов, образования проводящей тка-

ни, новых митохондрий. Со временем

поглощения воды и временем, следу-

ющим непосредственно за ним, совпа-

дает раннее и быстрое формирование

мембранных систем [3].

Возрастающая скорость увеличения

сырой массы на этапе II может быть

связана с дополнительнымпоступлени-

емводыв эндоспермпосле того, как вся

вода центрального сосудистого пучка

эндосперма израсходуется на связыва-

ние с биополимерами [2]. Визуальные

наблюдения показывают, что одновре-

менно с резким увеличением содержа-

ния влаги на этом этапе также резко

увеличивается объем зародыша (при-

мерно в 3 раза по сравнению с сухим

зерном). Заметным становится увели-

чение объема эндосперма. По мнению

автора работы [4], в результате выделя-

емой на предыдущих этапах теплоты

сорбции происходят процессы денату-

рации и раскручивания полипептидных

цепей в зародыше и эндосперме, в ре-

зультате чего возникают полости, в ко-

торые устремляется дополнительное

количество осмотической воды. Одна-

ко остается неясным факт достаточно

резкого увеличения влажности зерна

на II этапе. Возможно, такой характер

водопоглощения связан с изменени-

ями в структуре воды, заполняющей

макро- и микрокапилляры зерновки,

что подтверждается расчетами влаж-

ности при проведении процесса зама-

чивания в другом режиме: нахождение

зерна под водой в течение 4–6 ч и далее

в атмосфере влажного воздуха (рис. 2).

Из рис. 2 видно, что лаг-периоды про-

являются только во время нахождения

зерна под слоем воды. Дальнейшее про-

ведение процесса набухания на воздухе

припериодическомувлажнениии воро-

шенииприводит к равномерному посте-

пенному увеличению влажности до не-

которой предельной величины. Такой

характер кинетической зависимости

аналогичен процессу ограниченного на-

бухания органических коллоидов [5].

Лаг-период II этапа, длительность ко-

торого около 3 ч,—непременное усло-

вие последующего растяжения кле-

ток. Происходит подготовка «строи-

тельных материалов» для начала роста

клеток, а также выработка энергии

для их роста [6]. Лаг-период можно

рассматривать как время, в течение

которого первичный стимул (фактор,

запускающий прорастание—быстрое

проникновение воды в зерновки) вызы-

вает ответную метаболическую реак-

цию—активациюили синтез гормонов

и дальнейшее действие этих гормонов

на генетический аппарат [7]. При опти-

ческом увеличении на срезе зерновок

четко просматриваются набухшие пер-

вичные листочки и корешки, набухший

эндосперм.

На III этапе после 6–7 ч от начала

замачивания наблюдается скачок ве-

личины влажности. Дополнительное

поступление воды в этот период может

быть обусловлено формированием ва-

куолярной системы, т.е. формировани-

ем компартамента, связанного с осмо-

тическим потенциалом растительной

клетки. Автор [4] считает, что третий

максимум набухания связан с повторя-

ющимися процессами разворачивания

и сворачивания полипептидных цепей

белков в окрестностях закрытых пор

и капилляров (см. этап II), что приво-

дит к дальнейшему формированию по-

лостей, в которые устремляется допол-

нительное количество осмотической

воды. Обращает на себя вниманиефакт

прохождения величинывлажностина II

и III этапах через максимумпри перехо-

де от скачка влажности к лаг-периоду

(см. рис. 1). Это можно объяснить про-

явлением сенерезиса при установле-

нии нового равновесия в системе из-за

распределения выделившейся теплоты

гидратации путем теплопроводности

по всему объему зерна, когда каркас

разбухшей структурыпостепенно сжи-

мается с выделением растворителя (в

данном случае воды) [4, 5]. К концу III

этапа происходит перераспределение

влаги по всей капиллярно-пористой

структуре зерновки, что приводит к

дальнейшему этапу—остаточномурав-

номерномунабуханиюзерна, сопровож-

дающемуся клеточным делениеми про-

клевываниемкорешка. Приоптическом

увеличении на срезе зерновок, нахо-

дившихся под водой в течение 12,5 ч,

четко просматриваютсянабухшие заро-

дышевыелисточкиикорешки,набухший

и удлинившийсящиток, сильно разрых-

ленныйэндоспермвобластяхоколощит-

ка и центрального сосудистого пучка.

После 13 ч от начала замачивания

процесс проводили в атмосфере влаж-

ного воздуха, заканчивая его дости-

жением влажности 48–50% в тече-

ние последующего времени. На этом

этапе после достижения зародышем

полной фазы физиологического роста

замачивание переходит в стадию про-

ращивания. Проклевывание корешка

свидетельствует о завершении прорас-

тания, т.е. о приведении осевой части

зародыша в состояние непрерывного

роста, приостановленного в период

покоя. Дальнейшее увеличение влаж-

ности необходимо для прохождения

биохимической фазы растворения

эндосперма, когда происходит рост

листка и корешков и в зерновках нака-

пливается комплекс гидролитических

ферментов. Частично проклюнувшие-

ся зерна ячменя наблюдаются уже че-

рез 16 ч от начала проращивания при

25 °С. Кконцу первых суток количество

проклюнувшихся зерновок составляет

около 70%. На срезах эндосперма зер-

новок ячменя, исследованных методом

атомно-силовой микроскопии до и по-

сле солодоращения, хорошо видны из-

менения структуры(рис. 3). Уисходной

зерновки просматриваются в основном

крупные крахмальные зерна продолго-

ватой формы с размерами 7–10 мкм

по оси

и около 20 мкм по оси

Усолода просматриваютсякак крупные

(

= 7–10 µm), так и мелкие (

≤

5 µm)

крахмальные зерна, хорошовидныизме-

ненияразмеровиструктурымикрокана-

лов. Такимобразом, крахмальные зерна

ячменя, представляющие собой конгло-

мераты из плотно слипшихся крупных

имелких зерен, при проращивании рас-

падаютсявследствиеразнохарактерного

набухания биополимеров эндосперма.

При этом доля мелких зерен может со-

ставлять до90%от общегочисла зерен.

В общей массе крахмала мелкие зерна

составляют около 10%[8].

Проведение процесса замачивания

при различных температурах показы-

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека