1.1 Thành phần và đặc tính chung của khối hạt Khối hạt bao gồm nhiều hạt hợp thành. Do đó ngoài những tính chất riêng lẽ của từng hạt, khối hạt gồm nhiều thành phần khác nhau và có những tính chất đặc thù mà từng hạt riêng lẽ không có được. Ví dụ trong một khối thóc, ngoài hạt thóc ra còn có một số hạt cỏ dại, tạp chất hưũ cơ ( cát , sạn …), một số côn trùng và VSV, một lượng không khí nhất định tồn tại trong khe hở giữa các hạt thóc. Ngay cùng một giống thóc thu hoạch trên cùng một thửa ruộng, nhìn chung có những đặc tính giống nhau về chỉ tiêu chất lượng, về hình dáng, màu sắc … nhưng xét kỹ thì chúng cũng có nhiều điểm khác nhau, do sự hình thành, phát triển của hạt thóc trong quá trình sống khác nhau. Ngay trên cùng một bông lúa cũng có hạt đã chín hoàn toàn có hạt chưa chín đầy đủ và có cả những hạt lép. Thường những hạt lúa ở đầu bông lớn và nặng, chín hoàn toàn; trong khi đó những hạt ở cuối bông lại nhỏ, nhẹ và chín chưa đầy đủ . Do đặc tính không đồng nhất như vậy nên trong bảo quản gây ra không ít khó khăn. Những hạt lép, chín chưa đầy đủ thường hô hấp mạnh, dễ hút ẩm nên làm tăng thủy phần của khối hạt, tạo điều kiện cho sâu hại, VSV phát triển, thúc đẩy các quá trình hư hỏng của hạt xảy ra mạnh . Hạt cỏ dại, một mặt chiếm một thể tích nhất định trong khối hạt, mặt khác chúng thường có thủy phần cao và hoạt động sinh lý mạnh tạo nên một lượng hơi nước và khí CO2 trong khối hạt làm cho các quá trình hư hỏng của khối hạt xảy ra dễ dàng . Các tạp chất hữu cơ và vô cơ có trong khối hạt, một mặt làm giảm giá trị thương phẩm của hạt, mặt khác đó cũng là phần hút ẩm mạnh làm cho khối hạt mau chóng bị hư hỏng . Sâu hại và VSV tồn tại trong khối hạt là những yếu tố gây tổn thất về mặt số lượng và làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của khối hạt . Lượng không khí tồn tại giữa các khe hở trong khối hạt do ảnh hưởng của những quá trình sinh lý liên tiếp xảy ra trong khối hạt làm cho thành phần không khí này thay đổi (lượng ôxy thường thấp hơn, lượng CO2 và hơi nước thường cao hơn không khí bình thường).
Bảo quản thực phẩm_Bài 1: Bảo quản hạt I> NHỮNG TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KHỐI HẠT CĨ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG TÁC BẢO QUẢN 1.1 Thành phần đặc tính chung khối hạt Khối hạt bao gồm nhiều hạt hợp thành Do ngồi tính chất riêng lẽ hạt, khối hạt gồm nhiều thành phần khác có tính chất đặc thù mà hạt riêng lẽ khơng có Ví dụ khối thóc, ngồi hạt thóc có số hạt cỏ dại, tạp chất hưũ ( cát , sạn …), số côn trùng VSV, lượng khơng khí định tồn khe hở hạt thóc Ngay giống thóc thu hoạch ruộng, nhìn chung có đặc tính giống tiêu chất lượng, hình dáng, màu sắc … xét kỹ chúng có nhiều điểm khác nhau, hình thành, phát triển hạt thóc q trình sống khác Ngay bơng lúa có hạt chín hồn tồn có hạt chưa chín đầy đủ có hạt lép Thường hạt lúa đầu bơng lớn nặng, chín hồn tồn; hạt cuối bơng lại nhỏ, nhẹ chín chưa đầy đủ Do đặc tính khơng đồng nên bảo quản gây khơng khó khăn Những hạt lép, chín chưa đầy đủ thường hô hấp mạnh, dễ hút ẩm nên làm tăng thủy phần khối hạt, tạo điều kiện cho sâu hại, VSV phát triển, thúc đẩy trình hư hỏng hạt xảy mạnh Hạt cỏ dại, mặt chiếm thể tích định khối hạt, mặt khác chúng thường có thủy phần cao hoạt động sinh lý mạnh tạo nên lượng nước khí CO2 khối hạt làm cho trình hư hỏng khối hạt xảy dễ dàng Các tạp chất hữu vô có khối hạt, mặt làm giảm giá trị thương phẩm hạt, mặt khác phần hút ẩm mạnh làm cho khối hạt mau chóng bị hư hỏng Sâu hại VSV tồn khối hạt yếu tố gây tổn thất mặt số lượng làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khối hạt Lượng khơng khí tồn khe hở khối hạt ảnh hưởng trình sinh lý liên tiếp xảy khối hạt làm cho thành phần không khí thay đổi (lượng ơxy thường thấp hơn, lượng CO2 nước thường cao khơng khí bình thường) Trong suốt q trình bảo quản ln ln phải tìm biện pháp để khắc phục tình trạng khơng đồng nhất: hạt nhập kho cần làm phân loại trước; cào đảo khối hạt trình bảo quản; thơng gió tự nhiên thơng gió cưỡng cho khối hạt 1.2 Tính tan rời khối hạt Khi đỗ hạt từ cao xuống, hạt tự chuyển dịch để cuối tạo thành khối hạt có hình chóp nón, khơng có hạt dính liền với hạt nào, đặc tính tan rời khối hạt Nếu hạt có độ rời tốt vận chuyển dễ dàng nhờ vít tải, gàu tải áp dụng phương pháp tự chảy Độ rời khối hạt đặc trưng hệ số: Góc nghiêng tự nhiên : Khi đỗ khối hạt lên mặt phẳng nằm ngang, se tự tạo thành hình chóp nón Góc α tạo đường kính mặt phẳng nằm ngang đường sinh hình chóp nón gọi góc nghiêng tự nhiên Góc trượt : Đỗ hạt lên phẳng nằm ngang, nâng dần đầu mặt phẳng lên hạt bắt đầu dịch chuyển mặt phẳng Góc α tạo mặt phẳng nằm ngang mặt phẳng nghiêng hạt bắt đầu trượt gọi góc trượt Các góc α , α nhỏ độ rời lớn Độ rời hạt phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố sau : – Kích thước, hình dáng trạng thái bên ngồi hạt: hạt có kích thước dài có độ rời nhỏ hạt có kích thước ngắn Hạt tròn có độ rời lớn hạt dẹt Hạt có bề mặt nhẵn có độ rời lớn hạt có bề mặt xù xì – Thủy phần: khối hạt có thủy phần nhỏ độ rời lớn ngược lại Ví dụ + lúa mì có : w = 15,3% có α 1= 300 ; w = 22,1% có α 1= 380 + đại mạch có : w = 11,9% có α 1= 280 ; w = 17,9% có α 1= 320 – Tạp chất : Khối hạt có nhiều tạp chất độ rời nhỏ so với có tạp chất Dựa vào độ rời khối hạt ta sơ đánh giá phẩm chất hạt Thông thường góc nghiêng tự nhiên tăng lên chất lượng hạt giảm (do tăng ẩm tăng tạp chất ) Chính tính tan rời, ta dễ dàng chứa hạt kho bao bì Cũng tính tan rời nên ta đỗ hạt vào kho, hạt có xu hướng “đạp” phía chân tường, thiết kế xây dựng kho phải ý đến tượng để bảo đảm độ chắn kho Muốn tính sức bền tường kho phải sử dụng trị số nhỏ góc nghiêng tự nhiên (tức độ rời lớn nhất) 1.3 Tính tự phân loại khối hạt : Khối hạt cấu tạo nhiều thành phần không đồng nhất, chúng khác hình dáng,kích thước, tỷ trọng… q trình di chuyển đặc tính tan rời tạo nên khu vực có số chất lượng khác Người ta gọi tính chất tính tự phân loại khối hạt Kết chịu ảnh hưởng trước hết tỷ trọng hạt tạp chất Khi rơi khơng gian, hạt có khối lượng lớn hình dạng nhỏ trình rơi chịu ảnh hưởng lực cản nên rơi nhanh nằm phía giữa; hạt nhẹ có hình dạng lớn rơi chịu ảnh hưởng nhiều sức cản khơng khí, đồng thời luồng gió đối lưu dẫn đến chuyển động xoáy kho làm cho chúng tạt bốn chung quanh tường kho nằm phía Đổ khối thóc thành hình chóp nón, phân tích thành phần khu vực kết : Trong kho hạt, đỗ thủ công xảy tình trạng tương tự, có nghĩa kho tỷ trọng lớn tỷ lệ tạp chất nhỏ so với tường kho Sự phân bố lớp theo chiều dày khối hạt, 0,8 – 1m lại có lớp tạp chất đống nhiều dần sang hai bên tường kho Bảng cho thấy tình hình phân bố lớp hạt từ mặt tới độ sâu 2m kho tường kho Đối với hạt nhập kho thiết bị giới quạt thổi, vít tải, băng tải hạt chuyển động nhanh nên trình tự phân loại xảy mạnh làm cho xung quanh kho phía mặt tạo thành lớp tạp chất, lớp hạt lép tương đối tập trung rõ ràng Sự tự phân loại xảy ta tháo hạt từ kho xilơ ngồi Theo nghiên cứu kho bảo quản lúa mạch sau: tháo hạt từ xilơ có độ cao 22m đường kính 6,2m 3,5 cho khối hạt có chất lượng nhau; sau chất lượng khối hạt giảm dần đặc biệt giảm 30 phút cuối Hiện tượng tự phân loại khối hạt có ảnh hưởng xấu tới cơng tác giữ gìn chất lượng hạt Ở khu vực tập trung nhiều hạt lép, tạp chất nơi có thủy phần cao, ổ sâu hại VSV Từ khu vực ảnh hưởng làm cho toàn khối hạt bị hư hỏng Trong số trường hợp, tiêu chất lượng hạt nói chung tốt viêc nhập kho khơng kỹ thuật, để xảy tình trạng phân bố không mà dẫn tới kho hạt bị hư hỏng nghiêm trọng Trong trình nhập kho bảo quản phải tìm biện pháp để hạn chế tự phân loại Hạt nhập kho phải có phẩm chất đồng đều, hạt lép, tạp chất Khi đỗ hạt vào kho phải nhịp nhàng (dùng đĩa quay ) bảo quản 15 – 20 ngày (vào lúc nắng ráo) vào kho cào đảo khối hạt lần để giải phóng nhiệt, ẩm đống hạt, đồng thời làm cho tự phân loại bị phân bố lại, tránh tình trạng nhiệt, ẩm, tập trung lâu khu vực định làm cho hạt bị hư hỏng Tính tự phân loại ngồi mặt gây khó khăn, lợi dụng để phân loại hạt tốt, xấu tách tạp chất khỏi hạt cách rê, quạt, sàng, sảy 1.4 Độ rỗng khối hạt : Trong khối hạt có khe hở hạt chứa đầy khơng khí, độ rỗng khối hạt Ngược lại với độ rỗng phần thể tích hạt chiếm chỗ khơng gian, độ chặt khối hạt Thường người ta tính độ rỗng độ chặt khối hạt hần trăm (%) Ở : – S độ rỗng khối hạt, % – W thể tích tồn khối hạt ( phần rỗng phần chặt ), ml – V thể tích thật hạt phần tử rắn, ml Độ rỗng độ chặt luôn tỉ lệ nghịch với nhau, độ rỗng lớn độ chặt nhỏ ngược lại Ví dụ: 1m3 thóc, khe hở hạt 0,54m3 khoảng khơng gian thóc chiếm chỗ 0,46m3 độ rỗng 54% độ chặt 46% Độ rỗng độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, độ đàn hồi trạng thái bề mặt hạt; phụ thuộc vào lượng thành phần tạp chất; phụ thuộc vào tỷ trọng hạt, chiều cao đống hạt; phụ thuộc vào phương thức vào kho… Những loại hạt có vỏ xù xì, kích thước dài, tỉ trọng nhỏ độ rỗng lớn; ngược lại hạt có vỏ nhẳn, tròn, tỉ trọng lớn độ rỗng nhỏ Phương thức nhập kho yếu tố định độ rỗng khối hạt Nếu đỗ hạt thành đống cao giẩm đạp nhiều lên mặt đống hạt gây sức ép lớn độ rỗng nhỏ, ngược lại độ rỗng lớn Trong thực tế, lớp hạt bề mặt kho có độ rổng lớn lớp hạt phía (vì lớp hạt bị sức ép lớn hơn) Giữa độ rổng bình thường khối hạt dung trọng tự nhiên (trọng lượng lít hạt tính gam) có quan hệ mật thiết với Nếu dung trọng tự nhiên lớn độ rổng bình thường nhỏ ngược lại Đối với công tác bảo quản, độ rổng độ chặt yếu tố quan trọng Nếu khối hạt có độ rỗng lớn khơng khí lưu thơng dễ dàng q trình đối lưu khơng khí, truyền dẫn nhiệt, ẩm khối hạt tiến hành thuận lợi Đặc biệt hạt giống, độ rỗng đóng vai trò quan trọng độ rỗng nhỏ làm cho hạt hơ hấp yếm khí làm giảm độ nẩy mầm hạt Độ rỗng khối hạt giữ vai trò quan trọng việc thơng gió (nhất thơng gió cưởng ), việc xông diệt trùng Trong suốt trình bảo quản phải ln giữ cho khối hạt có độ rổng bình thường Khi nhập kho phải đỗ hạt nhẹ nhàng, giẩm đạp lên đống hạt Nếu nhập kho thiết bị giới làm cho hạt bị nén chặt độ rỗng giảm xuống dùng thiết bị chống nén như: màn, sàng chống nén cắm kho ống tre, nứa để sau nhập kho rút ống làm tăng độ rỗng khối hạt Trong trình bảo quản phát thấy độ rỗng bị giảm phải cào đảo chuyển kho 1.5 Tính dẫn nhiệt truyền nhiệt khối hạt : Quá trình truyền dẫn nhiệt khối hạt thực theo hai phương thức chủ yếu dẫn nhiệt đối lưu Cả hai phương thức tiến hành song song có liên quan chặt chẽ với Đại lượng đặc trưng cho khả dẫn nhiệt khối hạt hệ số dẫn nhiệt λ hạt Hệ số dẫn nhiệt khối hạt lượng nhiệt truyền qua diện tích 1m2 bề mặt hạt có bề dày 1m thời gian làm cho nhiệt độ lớp đầu lớp cuối khối hạt (cách 1m) chênh lệch 10C Hệ số dẫn nhiệt hạt phụ thuộc vào cấu tạo hạt, độ nhiệt thủy phần khối hạt Theo kết nghiên cứu hạt có hệ số dẫn nhiệt lớn thủy phần cao Thóc có hệ số dẫn nhiệt khoảng 0,12 – 0,2 cal/m.giờ.0C Song song với trình truyền nhiệt phương thức dẫn nhiệt, khối hạt xảy q trình truyền nhiệt đối lưu lớp khơng khí nằm khối hạt Do chênh lệch độ nhiệt khu vực khác lớp khơng khí khối hạt gây nên chuyển dịch khối khơng khí, làm cho độ nhiệt thân hạt thay đổi theo độ nhiệt khơng khí Đặc tính truyền dẫn nhiệt khối hạt vừa có lợi vừa có hại: – Cho phép bố trí chế độ bảo quản nhiệt độ tương đối thấp trời có nhiệt độ cao Do hạt có tính truyền dẫn nhiệt nên đóng mở cửa kho chế độ nhiệt độ đống hạt giữ bình thường thời gian dài Trong trường hợp thân khối hạt chớm bốc nóng khu vực nhiệt khơng thể truyền sức nóng vào khắp đống hạt ta có đủ thời gian để xử lý khối hạt trở lại trạng thái bình thường – Mặt khác khối hạt bị bốc nóng khu vực khơng phát kịp thời, đặc tính truyền dẫn nhiệt chậm nên nhiệt khơng tỏa ngồi được, chúng âm ỉ truyền dần độ nhiệt cao sang khu vực khác, đến phát khối hạt bị hư hỏng nghiêm trọng – Do hạt có tính truyền dẫn nhiệt không đỗ hạt sát mái kho Khi xây dựng kho phải ý điều kiện chống nóng, chống ẩm từ bên ngồi xâm nhập vào kho Khơng để ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào kho Kho phải thoáng để cần thiết nhanh chóng giải phóng nhiệt cao khỏi kho Khi kiểm tra phẩm chất hạt trình bảo quản cần phải xem xét kỹ độ nhiệt tầng, điểm, kịp thời phát khu vực bị bốc nóng để có biện pháp xử lý 1.6 Tính hấp phụ nhả chất khí ẩm : Trong trình bảo quản hạt hấp phụ chất khí ẩm khơng khí Ngược lai, điều kiện định độ nhiệt áp suất hạt lại nhả chất khí ẩm mà hấp phụ Sở dĩ hạt có tính chất cấu tạo hạt định Hạt coi chất có cấu trúc dạng keo xốp hệ mao quản điển hình Qua nghiên cứu cấu trúc nhiều loại hạt họ rằng, hạt cấu tạo từ nhiều phần tử nhỏ mang điện chúng xếp khơng gian theo nhiều hình thái khác Do đó, phần tử có khoảng trống định, đồng thời tế bào mơ hạt có nhiều mao dẫn vi mao dẫn Đường kính mao dẫn 10-3 – 10-4cm, vi mao dẫn 10-7cm Thành mao dẫn vi mao dẫn lớp bên hạt bề mặt hoạt hóa tham gia vào q trình hấp phụ nhả chất khí ẩm Trước họ cho bề mặt hoạt hóa lúa mì lớn bề mặt thật khoảng 20 lần Hiện họ sử dụng phương pháp hóa lý khảo sát, tính tốn cho thấy bề mặt hoạt hóa lúa mì lớn bề mặt thật khoảng 200 nghìn lần Theo EGOROVA bề mặt hoạt hóa hạt vào khoảng 200 – 250m2/g thủy phần cao – Do hô hấp hạt, hoạt động côn trùng, VSV sinh lượng nước đáng kể Cho nên phần hạt có cường độ hơ hấp lớn, tập trung nhiều trùng, VSV thường có thủy phần cao – Do thay đổi độ nhiệt dẫn đến phân bố lại ẩm khối hạt Khi chênh lệch độ nhiệt khối hạt lớn chuyển dịch ẩm xảy mảnh liệt – Kho xây dựng không tốt gây nên tình trạng phân bố ẩm khơng Như vậy, có nhiều ngun nhân khác làm cho phân bố thủy phần khối hạt khơng gây khó khăn định cơng tác bảo quản Trong ngun nhân độ nhiệt độ ẩm tương đối khơng khí nguyên nhân chủ yếu Vì muốn khắc phục tình trạng phân bố ẩm không khối hạt điều quan trọng trước tiên phải ngăn ngừa ảnh hưởng độ nhiệt cao độ ẩm lớn không khí KẾT LUẬN:Những tính chất vật lý khối hạt trình bày có ảnh hưởng trực tiếp tới phẩm chất hạt trình bảo quản Mỗi tính chất có mặt hại đồng thời có mặt lợi Trong trình bảo quản hạt, cần lợi dụng mặt có lợi phải ngăn ngừa, hạn chế mặt có hại để giữ gìn tốt chất lượng hạt, hạn chế hao hụt số lượng II > NHỮNG HOẠT ĐỘNG SINH LÍ CỦA BẢN THÂN HẠT TRONG Q TRÌNH BẢO QUẢN 2.1 Hơ hấp hạt : Mặc dù hạt tách khỏi cây, bảo quản kho khơng quang hợp vật thể sống thường xuyên trao đổi chất với bên ngoài.Bất kỳ thể sống muốn trì sống phải có lượng Hơ hấp q trình trao đổi chất quan trọng hạt bảo quản Trong q trình hơ hấp, chất dinh dưởng (chủ yếu tinh bột) hạt bị ơxy hóa, phân hủy sinh lượng cung cấp cho tế bào hạt để trì sống Số lượng chất dinh dưỡng hạt bị tiêu hao hơ hấp nhiều hay phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: thành phần hóa học hạt, mức độ hồn thiện hạt, thủy phần hạt, độ nhiệt độ ẩm khơng khí Các loại hạt tiến hành hơ hấp yếm khí hiếu khí Trong q trình hô hấp, hạt sử dụng chủ yếu la gluxit để sinh lượng dạng nhiệt tạo sản phẩm khác tùy theo điều kiện hô hấp 2.1.1 Các dạng hô hấp : 1/ Hô hấp hiếu khí : Nếu khoảng khơng khối hạt có tỉ lệ oxi chiếm khoảng 1/4 hạt tiến hành hơ hấp hiếu khí (hơ hấp điều kiện có đầy đủ oxi) Trong q trình hơ hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxi khơng khí để oxi hóa gluxit qua nhiều giai đoạn trung gian khác sản phẩm cuối khí CO2 nước, đồng thời sinh nhiệt phân tán sản phẩm vào không gian xung quanh khối hạt Phương trình tổng qt q trình hơ hấp hiếu khí phân hủy gluxit hạt: Như phân hủy phân tử gam gluco sinh 134,4 lit CO2, 108 gam nước 674Kcal nhiệt 2/Hơ hấp yếm khí : Nếu khối hạt bị bít kín hồn tồn bị nén chặt, tỉ lệ oxi khoảng không gian xung quanh khối hạt giảm xuống 1/4, khối hạt ngồi hơ hấp hiếu khí xảy tượng hơ hấp yếm khí (hơ hấp khơng có oxi tham gia) Khi hơ hấp yếm khí, enzim hạt tham gia oxi hóa gluxit để sinh lượng Quá trình hơ hấp yếm khí nói chung phức tạp trải qua nhiều giai đoạn trung gian, song phương trình tổng qt biểu diển sau: Như vậy, q trình hơ hấp yếm khí phân hủy phân tử gam đường gluco sinh 44,8 lit CO2; 92 gam rượu etylic 28 Kcal nhiệt 2.1.2 Cường độ hô hấp : Để xác định mức độ hô hấp mạnh hay yếu hạt người ta thường dùng khái niệm cường độ hô hấp Theo qui ước cường độ hơ hấp số miligam khí CO2 24h 100g vật chất khô hạt hô hấp Đôi người ta qui ước cường độ hơ hấp số miligam khí oxi hấp thụ 24h 100g vật chất khơ hạt hơ hấp Cũng xác định cường độ hô hấp cách xác định lượng vật chất khô hao hụt đơn vị thời gian (1h 24h) khối lượng vật chất khô xác định (thường tính theo 100g); xác định cường độ hô hấp theo nhiệt lượng sinh đơn vị thời gian khối lượng định vật chất khô hạt Như vậy, cường độ hơ hấp lớn lượng khí CO2 nhiều, lượng nhiệt thoát lớn, lượng oxi hấp thụ lớn lượng vật chất khô tiêu hao nhiều Để xác định cường độ hô hấp hạt, có nhiều phương pháp khác nhau: – Phương pháp dùng hệ thống kín Bâyly (Bailey) – Phương pháp dùng ống Pettencophe – Phương pháp dựa vào lượng vật chất khô hao hụt 2.1.3 Hệ số hô hấp k : Hệ số hô hấp biểu thị mức độ phương thức hơ hấp hạt Đó tỉ số số phân tử hay thể tích khí CO2 với số phân tử hay thể tích khí O2 hấp thụ thời gian Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, thủy phần hạt, áp lực khơng khí, áp lực hơinước, nồng độ nitơ việctrao đơỉ khí, phụ thuộc vào chất dinh dưỡng hạt tiêu hao hô hấp Hệ số hô hấp hạt hô hấp theo phương thức hiếu khí hạt chứa nhiều tinh bột (ví dụ thóc để thống) Hệ số hơ hấp lớn hạt hô hấp theo phương thức yếm khí Còn trường hợp ngồi lượng O2 tham gia vào q trình hơ hấp phải tốn thêm lượng O2 vào q trình khác (như oxi hóa chất béo) k1 k giảm theo tăng độ ẩm 2.1.4 Kết q trình hơ hấp : Q trình hơ hấp hạt dẫn tới kết sau: – Làm hao hụt lượng chất khô hạt : ta thấy, q trình hơ hấp thực chất q trình phân hủy tiêu hao chất khô thân hạt để tạo thành lượng cần thiết cho trình sống hạt Hạt hơ hấp mạnh lượng vật chất khơ bị tiêu hao nhiều Ví dụ thóc có w=18% (hơ hấp mạnh) sau bảo quản tháng lượng vật chất khô tiêu hao tới 0,5% – Làm tăng thủy phần hạt độ ẩm tương đối khơng khí xung quanh hạt: hơ hấp theo phương thức hiếu khí hạt nhả nước khí CO2, nước tích tụ khối hạt làm cho thủy phần hạt tăng lên độ ẩm tương đối khơng khí tăng lên Thủy phần hạt độ ẩm tương đối khơng khí tăng kích thích hơ hấp mạnh, làm cho lượng nước thoát nhiều tạo điều kiện cho sâu mọt, nấm mốc hạt phát triễn, dẫn tới hạt bị hư hỏng nặng – Làm tăng độ nhiệt khối hạt: lượng sinh q trình hơ hấp hạt sử dụng phần để trì sống hạt, phần lượng lại ngồi làm cho hạt bị nóng lên Do tính truyền nhiệt dẫn nhiệt hạt nên nhiệt lượng thoát bị tích tụ lại làm cho tồn khối hạt bị nóng lên, độ nhiệt cao thúc đẩy trình hư hỏng xảy nhanh hơn, dẫn tới tổn thất lớn – Làm thay đổi thành phần khơng khí khối hạt: dù hạt hơ hấp theo phương thức yếm khí hay hiếu khí nhả CO2, hạt hô hấp hiếu khí lấy thêm O2 khơng khí, làm cho tỉ lệ oxi khơng khí giảm xuống, tỉ lệ CO2 tăng lên Khí CO2 có tỉ trọng lớn nên lắng xuống dưới, làm cho lớp hạt đáy phải hơ hấp yếm khí, dẫn tới hư hỏng, hao hụt Đặc biệt, hạt bảo quản kho silô, chiều cao lớp hạt lớn thay đổi thành phần khơng khí khác cách rõ rệt kết hơ hấp Tóm lại: Cần phải hạn chế đến mức tối đa dạng hô hấp hạt để bảo quản hạt có hiệu cao 2.1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp hạt : Cường độ hơ hấp hạt có liên quan chặt chẽ tới mức độ an toàn hạt bảo quản Cường độ hô hấp thấp hạt dễ giữ điều kiện an toàn, ngược lại cường độ hơ hấp cao hạt dễ hư hỏng, biến chất Cường độ hô hấp hạt phụ thuộc vào yếu tố sau: 1/ Thủy phần hạt độ ẩm tương đối khơng khí: Thủy phần hạt yếu tố có ảnh hưởng lớn trực tiếp tới cường độ hô hấp Hạt ẩm cường độ hơ hấp mạnh Trên thực tế thủy phân thóc cần tăng 1% cường độ hơ hấp tăng 10 lần Đối với hạt có độ ẩm nhỏ 11-12% cường độ hơ hấp khơng đáng kể, coi Nếu hạt có độ ẩm cao (30% hơn) nằm điều kiện nhiệt độ bình thường cung cấp oxi đầy đủ hơ hấp mạnh, ngày đêm đến 0,05 – 0,2% chất khơ Sở dĩ độ ẩm tăng hạt hơ hấp mạnh thể nước môi trường để thực phản ứng trao đổi chất Nếu lượng ẩm hạt nước vào trạng thái liên kết: tức liên kết bền vững với protein tinh bột Do khơng thể dịch chuyển từ tế bào sang tế bào không tham gia vào phản ứng trao đổi chất Khi độ ẩm tăng hạt xuất ẩm tự do, tức ẩm liên kết yếu hồn tồn khơng liên kết với protein tinh bột Ẩm tự tham gia vào phản ứng thủy phân (biến tinh bột thành đường, protit phức tạp thành protit đơn giản, chất béo thành glyxerin axit béo v.v…) dịch chuyển từ tế bào sang tế bào Mặc khác, ẩm tự xuất làm tăng hoạt tính enzim hơ hấp thủy phân, mà cường độ hơ hấp hạt tăng Độ ẩm mà hạt xuất ẩm tự cường độ hô hấp hạt tăng gọi độ ẩm tơi hạn Nhiều nhà nghiên cứu rằng, độ ẩm tới hạn hạt ngũ cốc vào khoảng 14,5 -15,5 % Còn loại hạt có dầu độ ẩm tới hạn có phần nhỏ phụ thuộc vào lượng chất béo có hạt Độ ẩm tới hạn ngô vào khoảng 12,5 –13,5% 2/ Độ nhiệt khơng khí hạt : Độ nhiệt khơng khí xung quanh hạt có ảnh hưởng lớn trực tiếp tới cường độ hơ hấp Nói chung độ nhiệt khơng khí hạt tăng lên cường độ hô hấp tăng theo Song tăng thuận chiều vơ hạng.Khi hạt có độ ẩm thích hợp , nhiệt độ tăng từ thấp đến 500C- 600C cường độ hơ hấp tăng Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ cường độ hơ hấp giảm dần đến lúc hạt ngừng hô hấp bị chết Theo nghiên cứu cho thấy khoảng nhiệt độ từ – 100C cường độ hô hấp hạt không đáng kể (ngay hạt có w= 18%) Trong khoảng từ 18-250C cường độ hơ hấp tăng rõ rệt từ độ ẩm tới hạn trở Nhưng nhiệt độ tăng q cao cường độ hơ hấp giảm đến lúc hạt ngừng hơ hấp Ví dụ : thóc, nói chung cường độ hơ hấp mạnh vào khoảng độ nhiệt 40 – 450C Vì độ nhiệt loại enzym có thóc hoạt động mạnh Vượt giới hạn nhiệt độ hoạt tính enzym bị giảm đi, cường hơ hấp thóc giảm theo Trên 700C thóc gần khơng hơ hấp nữa, nhiệt độ q cao enzym có thóc bị tiêu diệt thóc khơng vật thể sống Cần ý điều để phơi sấy thóc khơng nâng nhiệt lên q cao tiêu diệt trình sống hạt Sự ảnh hưởng nhiệt độ lên cường độ hơ hấp phụ thuộc vào độ ẩm thời gian tác dụng nhiệt độ Ví dụ: lúa mì hơ hấp lớn nhiệt độ 50 – 550C Tuy nhiên, hạt có độ ẩm lớn độ ẩm tới hạn điều xảy thời gian ngắn Nếu kéo dài thời gian tác dụng nhiệt độ cường độ hơ hấp giảm độ ẩm cao giảm nhanh 3/ Mức độ thơng thống khối hạt : Mức độ thơng thống khối hạt có ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ hô hấp, hạt có thủy phần cao Trong điều kiện bảo lâu dài mà khơng có thơng gió đảo trộn khối hạt lượng CO2 tích lủy nhiều dần lên lượng O2 giảm xuống, nhiệt tạo nhiều buộc hạt phải hơ hấp yếm khí nên có hại Nồng độ CO2 tích lủy khối hạt phụ thuộc vào mức độ kín kho bảo quản Ví dụ: sàn kho làm gạch gỗ có trán nhựa đường CO2 tích lũy nhiều phần kho Sự thiếu O2 tích lũy CO2 ảnh hưởng đến hạt có độ ẩm cao Đối với hạt khô, thiếu oxy hồn tồn CO2 tích lũy nhiều khơng gây khó khăn cho hoạt động sống Sở dĩ hạt khơ hơ hấp khơng đáng kể tế bào khơng tạo rượu Mặc khác, độ thẩm thấu màng tế bào phụ thuộc vào độ ẩm: độ ẩm hạt cao khí thẩm thấu vào tế bào nhiều Họ nghiên cứu thấy rằng, điều kiện bảo quản thiếu khơng có oxy khối hạt, hạt có độ ẩm cao hơ hấp yếm khí nhanh chóng giảm khả nẩy mầm Do đó, bảo quản hạt ngũ cốc làm giống có w> 13-15% cần phải thay đổi khơng khí liên tục cho lớp hạt cách giảm chiều cao khối hạt thơng gió cho Các hạt khơ bảo quản tốt xilo Như vậy, bảo quản hạt, đỗ hạt cao bị nén chặt làm cho hạt khơng thơng thống cường độ hơ hấp cao Ngồi việc thơng gió quạt, cách đóng mở cửa kho, biện pháp đơn giản cào đảo đống hạt để bảo đảm độ thơng thống thường xun khốihạt, hạn chế hô hấp hạt 4/ Cấu tạo trạng thái sinh lí hạt : Các hạt khác phận khác hạt có tính chất cấu tạo khác nên cường độ hô hấp chúng không giống Trong hạt phơi phận có cường độ hơ hấp mạnh Hạt khơng hồn thiện (hạt xanh, non, lép, bệnh…) có cường độ hơ hấp lớn hạt hồn thiện Sở dỉ hạt lép có độ ẩm cao bề mặt hoạt hóa lớn so với hạt phát triển bình thường Còn hạt gảy, hạt sâu lớp vỏ bảo vệ bị phá vỡ nên VSV khơng khí dễ xâm nhập vào hạt nên làm cho hạt bị ẩm hơ, hơ hấp mạnh Do bảo quản cần phải loại bỏ hết hạt khơng hồn thiện, loại hạt cần phải bảo quản lâu Hạt thu hoạch xét kỹ hạt chưa chín hồn tồn, chưa hồn thiện mặt chất lượng nên phương diện sinh lí hoạt động mạnh thời gian để hồn chỉnh mặt chất lượng Do thời gian đầu sau thu hoạch, hạt có cường độ hơ hấp mạnh nên cần phải ý bảo quản 5/ Các yếu tố khác : Ngoài yếu tố kể trên, hoạt động sâu hại VSV có ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hơ hấp hạt Bởi hoạt động sâu hại VSV thoát CO2, nước nhiệt làm cho thủy phần, độ nhiệt hạt thay đổi làm thay đổi thành phần khơng khí Số lượng sâu hại VSV nhiều, hoạt động chúng mạnh cường độ hơ hấp hạt tăng Họ làm thí nghiệm đem bảo quản thóc có w= 16,4% 300C sau 17 ngày số khuẩn lạc nấm mốc /1gam vật chất khô 209.000 cường độ hô hấp 20,3mg CO2 thoát 24 /100 gam vật chất khơ Nếu thóc có w=22%, nhiệt độ thời gian số lượng khuẩn lạc 11.300.000 cường độ hô hấp 604,9mg CO2 Sâu hại hoạt động giải phóng CO2 mạnh: 10 mọt gạo hoạt động nhả lượng CO2 gấp lần lượng CO2 450 hạt thóc bình thường hô hấp nhả thời gian KẾT LUẬN : Hô hấp hoạt động sống, q trình sinh lí bình thường hạt Trong công tác bảo quản hạt hô hấp mạnh dẫn tới hậu khơng có lợi, cần hạn chế hô hấp hạt Muốn hạn chế hô hấp hạt để bảo quản hạt trạng thái an toàn cần giữ hạt ln có thủy phần thấp, độ nhiệt độ ẩm khơng khí thấp, hạn chế hoạt động tiêu diệt sâu hại, VSV hạt Khi nhập hạt vào kho cần phân loại để riêng số hạt chưa hồn thiện, có phẩm chất khơng bảo đảm 2.2 Chín sau thu hoạch hạt (sự chín tiếp) : Việc thu hoạch hạt thường tiến hành thời điểm sớm thời điểm chín hồn tồn Do đó, khối hạt tươi sau thu hoạch có hạt chín, có hạt chưa chín hồn tồn nhìn chung chúng có đặc trưng sau: – Độ ẩm hạt giảm thấp chưa tới trạng thái ổn định, cao nhiều so với hạt hồn tồn chín – Hoạt động hệ enzym giảm thấp khả tiếp diễn – Hàm lượng chất dinh dưỡng có khả tăng lên hạt bảo quản điều kiện thích hợp Do đó, hạt sau thu hoạch thời gian điều kiện định, tác dụng loại enzym, hạt tiến hành hồn thiện chất lượng – q trình chín sau thu hoạch Thực chất q trình chín sau thu hoạch q trình tổng hợp sinh hóa xảy tế bào mơ hạt Quá trình làm giảm lượng chất hữu hòa tan nước hạt làm tăng thêm lượng dinh dưởng phức tạp (lượng axit amin giảm để làm tăng lượng protit, lượng đường giảm để làm tăng lượng tinh bột …) Hoạt lực enzym giảm dần cường độ hô hấp giảm Nhờ q trình chín sau thu hoạch mà tỷ lệ hạt nẩy mầm tăng lên Hạt thu hoạch có tỷ lệ nẩy mầm thấp lúc hoạt động enzym phân giải hạt yếu nên phân giải chất dinh dưởng phức tạp thành chất đơn giản cung cấp cho phôi xảy chậm không đủ để nuôi hạt nẩy mầm Thời gian chín sau thu hoạch hạt phụ thuộc vào loại hạt, mức độ chín hạt thu hoạch điều kiện độ nhiệt, độ ẩm khơng khí…Q trình chín sau thu hoạch đạt u cầu diễn hạt có w ngang thấp độ ẩm tới hạn Hạt thu hoạch có độ ẩm cao nên hoạt hóa sinh lí lớn, cần phải giảm ẩm cho hạt cách phơi, sấy, hong gió thổi khơng khí nóng Chú ý: tốc độ giảm ẩm vừa phải, khơng nên giảm ẩm đột ngột dễ làm ức chế hoạt động sống hạt Nhiệt độ yếu tố quan trọng có tính định đến q trình chín tiếp hạt Q trình chín sau thu hoạch hạt xảy tốt nhiệt độ 15 – 300C chí cao Do thời kì đầu bảo quản khơng nên hạ nhiệt độ q thấp Thành phần khơng khí mơi trường xung quanh ảnh hưởng đến q trình chín tiếp Làm thí nghiệm họ rút kết luận rằng, q trình chín tiếp xảy nhanh môi trường oxy kéo dài môi trường nitơ Do đó, thời kì đầu bảo quản cần phải cho khơng khí xâm nhập vào khối hạt Khơng khí khơng mang oxy đến cho khối hạt mà giải phóng khỏi khối hạt lượng nhiệt ẩm hạt hô hấp sinh Nếu cung cấp oxy cho khối hạt không đầy đủ khối hạt tích lũy nhiều CO2 q trình chín tiếp bị chậm lại Đơi hạt xảy q trình hơ hấp yếm khí làm cho q trình chín tiếp khơng xảy độ nẩy mầm ban đầu hạt bị giảm Tóm lại : xét mặt chất lượng q trình chín sau thu hoạch hạt q trình hồn tồn có lợi Vì chất lượng hạt hồn thiện đầy đủ lực sống hạt mạnh mẽ hơn, bảo quản an toàn Mặt khác, q trình chín sau thu hoạch hạt tiến hành trình tổng hợp phức tạp qua nhiều giai đoạn khác để biến hợp chất hữu đơn giản thành chất dinh dưỡng Trong q trình thường giải phóng nước nhiệt lượng Lượng nước nhiệt sinh q trình chín tiếp tương đối lớn dễ tích tụ khối hạt làm cho hạt nóng ẩm, thúc đẩy trình hư hỏng dễ xảy ra.Vì phương diện bảo quản chín tiếp gây mặt có hại cần khắc phục Để tận dụng mặt có lợi khắc phục mặt có hại q trình chín tiếp, cần thu hoạch hạt có độ chín cao, khơng đưa hạt xanh non vào kho bảo quản Sau nhập kho cần thường xuyên cào đảo để giải phóng ẩm nhiệt tạo điều kiện thuận lợi cho q trình chín sau thu hoạch xảy nhanh tốt Nếu bảo quản tốt thời kì chín sau thu hoạch hạt ngũ cốc kéo dài khoảng 1,5 – tháng Còn ngơ kết thúc sau thải độ ẩm thừa Do thời kì đầu bảo quản hạt cần tổ chức bảo quản tốt liên tục kiểm tra độ ẩm độ nhiệt khối hạt 2.3 Sự mọc mầm hạt trình bảo quản : Trong bảo quản có gặp trường hợp nẩy mầm số hạt nhóm hạt khối hạt Hạt muốn mọc mầm cần có đủ điều kiện: độ ẩm thích hợp, đủ oxy lượng nhiệt tối thiểu cần thiết Ví dụ: để thóc mọc mầm phải có thủy phần từ 30 -35% nhiệt độ thích hợp 30 – 400C, từ 100C trở lên có độ ẩm thích hợp đủ oxy thóc mọc mầm Khi nẩy mầm, tác dụng enzym hạt tăng cường mạnh, trình tan chất dinh dưỡng phức tạp nội nhũ thành chất đơn giản bắt đầu tiến hành Khi tinh bột chuyển thành dextrin, malto; protit chuyển thành axit amin; chất béo chuyển thành glixerin axit béo Như vậy, trình mọc mầm tăng cường mạnh mẽ độ hoạt động enzym phân li chất dự trử phức tạp thành chất đơn giản hơn,dễ hòa tan để ni phơi phát triển Khi nẩy mầm hạt hô hấp mạnh lượng vật chất khô giảm nhiều lượng nhiệt hạt thải lớn, làm tăng nhiệt độ khối hạt hoạt sống khối hạt Mặc khác, bị nẩy mầm, hạt xảy biến đổi sâu sắc thành phần hóa học làm cho chất lượng hạt bị giảm sút Như vậy, nẩy mầm bảo quản q trình trái ngược hồn tồn với q trình chín sau thu hoạch Xét phương diện bảo quản trình hồn bất lợi Xét khí hậu kho tàng ta điều kiện độ nhiệt oxy lúc thích hợp cho mọc mầm hạt Vì bảo quản phải khống chế thủy phần để hạt không mọc mầm Cụ thể không đỗ hạt trực tiếp xuống kho khơng có khả cách ẩm; kho tuyệt đối khơng dột tránh tình trạng mặt đống hạt bị ngưng tụ nước ... Còn hạt gảy, hạt sâu lớp vỏ bảo vệ bị phá vỡ nên VSV khơng khí dễ xâm nhập vào hạt nên làm cho hạt bị ẩm h , hô hấp mạnh Do bảo quản cần phải loại bỏ hết hạt khơng hồn thiện, loại hạt cần phải bảo. .. đổi khơng khí liên tục cho lớp hạt cách giảm chiều cao khối hạt thơng gió cho Các hạt khơ bảo quản tốt xilo Như vậy, bảo quản hạt, đỗ hạt cao bị nén chặt làm cho hạt khơng thơng thống cường độ... thường hạt Trong cơng tác bảo quản hạt hô hấp mạnh dẫn tới hậu khơng có lợi, cần hạn chế hô hấp hạt Muốn hạn chế hô hấp hạt để bảo quản hạt trạng thái an tồn cần giữ hạt ln có thủy phần thấp, độ