Счетчики
Яндекс.Метрика

Взаимодействие зерна с водой. Гигроскопические свойства (часть 1)

Вода является обязательным компонентом зерна. Полностью обезвоженное зерно теряет функции живого организма, все свойства его резко изменяются, причем многие необратимо. При хранении зерно активно обменивается влагой с окружающей средой: поглощает ее путем сорбции паров воды из атмосферы или же десорбирует часть поглощенной влаги. Направленность этого процесса и величина равновесного влагосодержания, к которому стремится зерно в конкретных условиях, определяются термодинамическими характеристиками зерна и управляются его биологической системой.
Поглощенная зерном вода вступает во взаимодействие с его биополимерами и, переходя в связанное состояние, изменяет свои свойства. Происходит и преобразование свойства зерна, его анатомических частей и биополимеров. Изменяется активность ферментов и биохимических процессов в зерне. Знание закономерностей, определяющих особенности взаимодействия зерна с водой, даст возможность разработать систему управления свойствами зерна в различных технологических процессах послеуборочной обработки, хранения и переработки его в готовую продукцию.
Поглощение воды биополимерами зерна обусловлено наличием в их макромолекулах отдельных групп атомов, располагающих некоторым запасом свободной энергии. К таким активным группам относятся — ОН—, —О—, —NН—, —NH2, —СООН и т. п. В зависимости от конкретного расположения в макромолекуле, ближайшего окружения и других факторов каждая из этих групп может удерживать одну, две или более молекул воды.
При дальнейшем поступлении воды вокруг этих активных центров происходит образование молекулярных гроздей воды, а также конденсация воды в микрокапиллярных промежутках, присутствующих в структуре зерна и его анатомических частей. Определенную роль играет гидрофобное взаимодействие воды с липидами, отдельными участками белковых молекул и углеводов.
Зависимость равновесной влажности зерна при постоянной температуре от давления паров воды в атмосфере определяют изотермой сорбции или десорбции, исходя из условий эксперимента. По оси влагосодержания изотерма десорбции расположена выше, чем изотерма сорбции. Это обусловлено сорбционным гистерезисом, присущим практически всем материалам.