Для выяснения условий, обеспечивающих полную сохранность государственного хлеба, необходимо было изучить влияние различных факторов — влажности, температуры, состава воздуха — на жизнедеятельность зерна.
За последние 15 лет советскими учеными была проведена огромная работа в этом направлении. В настоящее время накоплен большой материал, который позволяет установить основные закономерности в изменении дыхания зерна (и зерновой массы) в зависимости от разнообразных факторов.
Проведенные вначале на небольших образцах в лабораторных условиях, эти опыты были повторены и проверены на зерне, хранящемся в складах и силосах элеваторов. На основании полученных результатов представилось возможным делать заключения о поведении массы зерна при хранении в определенных условиях, т. е. предсказывать, будет ли зерно в складе находиться в состоянии полного покоя или в его массе могут возникнуть нежелательные процессы.
Важнейшими факторами, определяющими интенсивность жизнедеятельности зерна и в первую очередь его дыхания, являются влажность. Насколько сильно будут протекать окислительные процессы, в результате которых выделяется тепло и повышается температура зерновой массы.
Зависимость энергии дыхания зерна от ее влажности при температуре 18°. Дыхание сухого зерна ничтожно мало, но уже в пределах категории зерна средней сухости (свыше 14 до 15,5%)… наблюдается резкий подъем энергии дыхания (в 5—9 раз). По мере дальнейшего повышения влажности дыхание все усиливается; есть основание предполагать, что при высокой влажности зерна на его поверхности развиваются микроорганизмы — бактерии и грибки, дыхание которых присоединяется к дыханию самого зерна, усиливая, таким образом, общую жизнедеятельность зерновой массы. Для создания соответствующих режимов хранения важно установить, что дыхание массы влажного зерна значительно выше, чем сухого, независимо от того, вызывается ли энергичное дыхание только самим зерном или зерном и его микрофлорой. В дальнейшем! будет показано, что рассматривать зерно в отрыве от микрофлоры и других живых организмов, населяющих зерновую массу, практически невозможно и нецелесообразно.
Показана зависимость энергии дыхания зерна с различной влажностью от температуры. При нуле градусов зерно с влажностью 18% дышит очень слабо — значительно слабее, чем зерно с влажностью 15—16% при температуре 18—25°. Отсюда следует, что охлаждение влажного зерна резко снижает его жизнедеятельность. Действительно, многолетняя практика заготовительных пунктов показывает, что своевременное охлаждение и даже промораживание влажного и сырого зерна предохраняют его от
самосогревания и порчи и являются, таким образом, важнейшим технологическим приемом, обеспечивающим сохранность хлеба.
Определенное влияние на интенсивность, дыхания зерна оказывает также состав воздуха в межзерновых пространствах, точнее, содержание в нем кислорода. При неизменяющихся температуре и влажности постоянный приток свежего воздуха повышает интенсивность дыхания отчасти потому, что микрофлора зерна при свободном доступе кислорода развивается быстрее, увеличивая тем самым дыхание всей зерновой массы. Из этого факта отнюдь нельзя еще делать вывод о том, что метод активного вентилирования, широко применяемый сейчас на пунктах, может обусловить большие, чем обычно, потери сухого вещества зерна. При активном вентилировании происходит снижение температуры и влажности, что влечет за собой и ослабление дыхания независимо от постоянного притока кислорода. Уменьшение содержания кислорода в воздухе и накопление в нем углекислоты снижают дыхание зерна. Однако это явление обнаруживается только при очень высокой концентрации углекислого газа (выше 12—13%), которая наблюдается во время хранения зерна в герметически замкнутых помещениях, чего в производственных условиях обычно не бывает.
Наряду с ослаблением дыхания в отсутствие кислорода происходят и качественные изменения — дыхание становится анаэробным; в результате его выделяются углекислый газ и спирт, а не углекислый газ и вода, как это происходит при аэробном дыхании. Накопление спирта и других продуктов бескислородного дыхания приводит к отравлению зародыша зерна и потере им всхожести.
Отсюда понятно, что хранение влажного семенного зерна в бескислородной среде недопустимо.
Наряду с естественными факторами — температурой, влажностью, составом воздуха — на энергию дыхания зерна оказывают влияние различные химические вещества, искусственно вводимые в зерно в целях борьбы с его вредителями. Так, было установлено, что хлорпикрин, бромистый этил, четыреххлористый углерод и дихлорэтан наряду с токсическим действием на вредителей значительно ослабляют дыхание зерна и подавляют развитие плесеней.
Полученные результаты позволили поставить вопрос о возможности применения метода химического консервирования зерна различными фумигантами в производственных условиях.