СОНЯШНИК селекція, насінництво, технологія вирощування

Сушіння насіння соняшнику

Особливості насіння соняшнику як об’єкта сушки, зумовлені анатомічними особливостями, хімічним складом і фізичними вла­стивостями. Головна особливість полягає в тому, що запасні поживні речовини, які використовуються зародком для проростання, відкла­даються в насінні не у вигляді крохмалю, як це має місце у зерно­вих культур, а у вигляді олії та жирів. Олія відноситься до гідро­фобних речовин і не здатна поглинати воду. Тому волога, як уже відзначалося, накопичується в тих частинах насіння, де більше міститься білків та вуглеводів. Інтенсивність біохімічних процесів у насінні соняшнику визначається лише вологістю гідрофільної частини насіння. Тому критична вологість, до якої необхідно су­шити насіння, значно нижча, ніж для зернових культур, але відпо­відна їй вологість гідрофільної частини співпадає з критичною во­логістю для зернових культур, яка становить 14-15%.

Висока олійність, а також активність білково-ферментативно­го комплексу соняшника, зумовлює протікання під час сушіння складних біохімічних та фізичних процесів під впливом темпера­тури та відтоку вологи з насіння.

Наявність повітряного прошарку між ядром та плодовою обо­лонкою насіння, а також значний вміст олії є причиною більш низь­кої здатності літати в повітряній течії у порівнянні з зернами злаків. Отже для запобігання виносу повноцінного насіння з коробів шах­ти під час сушіння швидкість повітря (теплоносія) має бути мен­шою, ніж при сушінні інших культур.

Ворох соняшнику характеризується більш високою неоднорі­дністю часток, що його утворюють, насамперед» насінин соняшнику за розміром, ступенем дозрівання, складом, за кількістю і складом насіння інших рослин, які потрапили в насіннєву масу під час зби­рання, олійних домішок, вегетативних та мінеральних часток. Така неоднорідність насіннєвої маси, яка надходить до сушарки, часто є причиною утворення застійних зон у шахтах сушарок і різного рівня вологості насіння після сушіння. Цьому сприяє також недо­статньо висока сипучість насіння соняшнику. Наслідком може бути самозігрівання, що веде до псування продукції.

Наявність у масі насіння соняшнику травмованих насінин, олійних домішок, олійного пилу, а також відносно низьке значення температури самозапалення створюють сприятливі умови для підви­щеної пожежонебезпечності при сушінні насіння соняшнику в зер­носушарках.

До рівня вологості насіння соняшнику ставляться жорсткі вимоги і відносну вологість насіння в 10-12% вважають підвище­ною, тоді як насіння злакових культур навіть при вологості 13- 14%, вважається сухим. Пояснюється це тим, що насіння олійних культур складається з двох різних компонентів щодо поглинання вологи. Олія цих культур не насичується вологою і вся волога зосе­реджується в другій частині, яка називається гідрофільною і до складу якої входять білки, вуглеводи тощо. Тобто в насінні соняш­нику з вологістю 15% і вмістом олії 48% вологість гідрофільної частини становитиме майже 29%.

Якщо враховувати, що значна частина насіння соняшнику, який був зібраний в перші дні його стиглості, при середній невисокій вологості загальної маси має підвищену кількість води, то навіть в таких умовах його не можна залишати в купах неочищеним та непідсушеним. Одержана з такого соняшнику олія відзначається поганими харчовими якостями і часто непридатна для споживан­ня. От чому для тривалого зберігання соняшнику його вологість повинна бути на рівні 7-8%, а вологість гідрофільної частини на­сіння в цьому випадку буде в межах 13-14%.

Якісні зміни в процесі сушіння насіння соняшнику

В результаті температурного впливу та вмісту вологи в насінні соняшнику відбуваються істотні зміни, хімічні та біохімічні пере­творення, в результаті яких змінюються фізичні властивості, кількісний і якісний склад олії та інших компонентів, які містять­ся в насінні.

Можна виділити декілька основних процесів, які протікають у насінні під час сушіння і мають практичне значення: це синтез або розкладання жирових та інших компонентів, денатурація білкових речовин, активація або інактивація ферментної системи, утворення продуктів окислення тощо. Спрямованість перетворення під час цих процесів залежить від багатьох причин, але визначаються вони, на­самперед, хімічним складом, вологістю і тривалістю нагрівання насіння.

За даними багатьох дослідників у насінні соняшнику під час сушіння» збільшується вміст олії. Було проведено аналіз вмісту ос­новних хімічних компонентів у насінні до сушіння і після нього. Аналіз проводили окремо для двох зон кошика - периферійної і середньої (табл. 23).

Одержані дані показали збільшення тригліцеридів, а кількість дигліцеридів і вільних жирних кислот значно зменшилася. На підставі цього був зроблений висновок про можливість синтезу три­гліцеридів із дигліцеридів і вільних жирних кислот.

Багато дослідників вважає, що основною причиною підвищення олійності насіння є те, що перетворюються в олію супутні речовини: фосфатиди, стероли, воскоподібві речовини, а також вуглеводи. Най­більшу групу супутніх речовин складають фосфатиди, які визнача­ють технологічні властивості олії і здатність її до зберігання.

Найкращі умови для переходу фосфатидів в олію складаються при інтенсивному рості насіння соняшнику, наприклад, при темпе­ратурі теплоносія не менше 150'С. При інтенсивному сушінні кількість фосфатидів в олії в 1,2-1,5 рази більша в порівнянні з сушінням у природних умовах.

Високотемпературне сушіння не тільки сприяє збільшенню вмісту олії, але також підвищує і гідрофільні властивості олії. Відо­мо, що під час зберігання олії фосфатиди, що містяться в ній, набу­хають, втрачають властивість розчинятися в олії, утворюючи осад, що погіршує товарний вид олії. Тому більша частина фосфоліпідів видаляється з олії гідратацією і використовується у вигляді само­стійного продукту - фосфатидних концентратів. Вони використо­вуються як цінна сировина для фармацевтичної промисловості. Мінімальна температура нагрівання насіння сприяє максимально­му переходу фосфатидів і кращій гідратації, складає для свіжозіб­раного насіння 75-80’С, для насіння після зберігання - 85-90’С.

Великий вплив на стійкість насіння при зберіганні і якість компонентів, які видаляються, мають кількісні показники продуктів окислення в олії, життєздатність і склад білково-вуглеводного ком­плексу.

Важливим показником зміни якості олії в насінні є кислотне число. Зміна кислотного числа олії в насінні під час сушіння не­розривно пов’язана з активністю фермента ліпази. Активність цьо­го фермента в насінні залежить від температури, вологи і трива­лості теплового впливу. Теплова сушка активізує ліпазу при на­гріванні до визначеного в залежності від вологості рівня, а потім активність поступово зменшується. Чим нижча початкова вологість насіння, тим при більш низьких температурах нагрівання настає зниження активності фермента.

Вільні жирні кислоти під час сушіння накопичуються не тільки під впливом ферментів, а також у результаті окислення ліпідів киснем повітря. Вільні жирні кислоти в контакті з киснем по­вітря окислюються до перекисних речовин. Утворення перекисних речовин пов’язане з виникненням токсичності олії. Для рослинної олії встановлено, що неприємні зміни смаку і запаху з’являються при переписному числі 0,25%, а при перекисиому числі більше 0,5- 1,0% олія стає непридатною для споживання.

Життєздатність насіння знаходиться в прямій залежності від температури його нагрівання та вихідної вологості. Зміни в життє­здатності під впливом тепла визначаються змінами в стані білку. Встановлено, що в насінні з вологістю нижче критичної глибоких змін в білкових фракціях речовин, які містять азот, не виявлено навіть при нагріванні до 60”С на протязі двох годин. Спостеріга­ються випадки підвищення схожості насіння з низьким рівнем вологості при тривалому нагріванні при 50°С. Це явище назване термоактивацією насіння.

При сушінні вологого насіння через нагрівання в білковому комплексі відбуваються істотні зміни: зменшується кількість во­дорозчинних фракцій, а кількість лугорозчинних фракцій збільшується. Солерозчинні білки найбільш стійкі до теплового впливу - вміст їх при існуючих режимах сушки практично не змінюється. Зменшення водорозчинних фракцій білків - це вірна ознака того, що розпочалася денатурація білка, а отже - втрата на­сінням схожості.

Нагрівання насіння в межах 55-76'С при вологості від 16 до 8% під час сушки в сушарках шахтного типу відповідає початку різкого зниження енергії проростання і схожості. При високих значеннях вологості і швидкості сушки зниження життєздатності спостерігається вже при температурі нагрівання насіння до 46“С.

Слід зауважити, що насіння зі зруйнованою ферментативною системою втрачає стійкість при зберіганні. З ферментативного ком­плексу насіння соняшнику, що впливає на його життєздатність, най­більше значення мають ліпаза і ліпоксигеназа, тому що ці фермен­ти беруть найбільш активну участь в окисленні жирів.

Сушіння насіння соняшнику при такій температурі нагріван­ня, яка сприяє зменшенню кислотного числа олії в результаті утво­рення ліпопротеїдів і випаровування низькомолекулярних летких кислот, дозволяє уникнути накопичення вторинних продуктів окис­лення і в результаті підвищити стійкість насіння при зберіганні, вихід і якість олії.