Bảo quản thực phẩm_Bài 1: Bảo quản hạt

I> NHỮNG TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KHỐI HẠT CÓ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG TÁC BẢO QUẢN

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).

Trong suốt quá trình bảo quản luôn luôn phải tìm mọi biện pháp để khắc phục tình trạng không đồng nhất: hạt nhập kho cần được làm sạch và phân loại trước; cào đảo khối hạt trong quá trình bảo quản; thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức cho khối hạt.

1.2 Tính tan rời của khối hạt 

Khi đỗ hạt từ trên cao xuống, hạt có thể tự chuyển dịch để cuối cùng tạo thành một khối hạt có hình chóp nón, không có hạt nào dính liền với hạt nào, đó là đặc tính tan rời của khối hạt. Nếu hạt có độ rời tốt thì có thể vận chuyển dễ dàng nhờ vít tải, gàu tải hoặc áp dụng phương pháp tự chảy.

Độ rời của khối hạt được đặc trưng bằng 2 hệ số:

1. Góc nghiêng tự nhiên : Khi đỗ một khối hạt lên một mặt phẳng nằm ngang, nó se tự tạo thành hình chóp nón. Góc α 1 tạo bởi giữa đường kính của mặt phẳng nằm ngang và đường sinh của hình chóp nón gọi là góc nghiêng tự nhiên .

2. Góc trượt : Đỗ hạt lên một phẳng nằm ngang, nâng dần một đầu của mặt phẳng lên cho tới khi hạt bắt đầu dịch chuyển trên mặt phẳng ấy. Góc α 2 tạo bởi giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng khi hạt bắt đầu trượt gọi là góc trượt. Các góc α 1 , α 2 càng nhỏ thì độ rời càng lớn .

Độ rời của hạt phụ thuộc chủ yếu vào 3 yếu tố sau :  

– Kích thước, hình dáng và trạng thái bên ngoài của hạt: hạt có kích thước dài bao giờ cũng có độ rời nhỏ hơn hạt có kích thước ngắn. Hạt tròn có độ rời lớn hơn hạt dẹt. Hạt có bề mặt nhẵn thì có độ rời lớn hơn hạt có bề mặt xù xì .

– Thủy phần: khối hạt có thủy phần càng nhỏ thì độ rời càng lớn và ngược lại .

Ví dụ

+ lúa mì có : w = 15,3% thì có α 1= 300 ; w = 22,1% thì có α 1= 380
+ đại mạch có : w = 11,9% thì có α 1= 280 ; w = 17,9% thì có α 1= 320

– Tạp chất : Khối hạt có nhiều tạp chất độ rời sẽ nhỏ hơn so với có ít tạp chất.

Dựa vào độ rời của khối hạt ta có thể sơ bộ đánh giá phẩm chất của hạt. Thông thường nếu góc nghiêng tự nhiên tăng lên thì chất lượng của hạt giảm (do tăng ẩm hoặc tăng tạp chất ). 

Chính do tính tan rời, ta có thể dễ dàng chứa hạt trong các kho và bao bì. Cũng do tính tan rời nên khi ta đỗ hạt vào kho, hạt có xu hướng “đạp” ra phía chân tường, vì vậy khi thiết kế và xây dựng kho phải chú ý đến hiện tượng này để bảo đảm độ chắc chắn của kho.

Muốn tính sức bền của tường kho phải sử dụng trị số nhỏ nhất của góc nghiêng tự nhiên (tức độ rời lớn nhất) .

1.3 Tính tự phân loại của khối hạt : 

Khối hạt cấu tạo bởi nhiều thành phần không đồng nhất, chúng khác nhau về hình dáng,kích thước, tỷ trọng… trong quá trình di chuyển do đặc tính tan rời đã tạo nên những khu vực có chỉ số chất lượng khác nhau. Người ta gọi tính chất này là tính tự phân loại của khối hạt.

Kết quả này chịu ảnh hưởng trước hết bởi tỷ trọng của hạt và tạp chất. Khi rơi trong không gian, hạt nào có khối lượng càng lớn và hình dạng càng nhỏ thì quá trình rơi càng ít chịu ảnh hưởng của lực cản nên rơi nhanh do đó nằm ở phía dưới và ở giữa; các hạt nhẹ và có hình dạng lớn khi rơi chịu ảnh hưởng nhiều của sức cản không khí, đồng thời do luồng gió đối lưu dẫn đến chuyển động xoáy trong kho làm cho chúng tạt ra bốn chung quanh tường kho và nằm ở phía trên.

Đổ một khối thóc thành hình chóp nón, phân tích thành phần ở các khu vực thì được kết quả :  

Trong một kho hạt, nếu đỗ bằng thủ công cũng xảy ra tình trạng tương tự, có nghĩa là ở giữa kho bao giờ tỷ trọng cũng lớn hơn và tỷ lệ tạp chất nhỏ hơn so với tường kho. Sự phân bố này từng lớp theo chiều dày của khối hạt, cứ 0,8 – 1m lại có một lớp tạp chất ít ở giữa đống và nhiều dần sang hai bên tường kho.

Bảng dưới đây cho thấy tình hình phân bố của các lớp hạt từ mặt tới độ sâu 2m ở giữa kho và tường kho .  

Đối với hạt nhập kho bằng các thiết bị cơ giới như quạt thổi, vít tải, băng tải do hạt chuyển động nhanh nên quá trình tự phân loại càng xảy ra mạnh hơn làm cho xung quanh kho và phía trên mặt tạo thành những lớp tạp chất, lớp hạt lép tương đối tập trung và khá rõ ràng.

Sự tự phân loại cũng xảy ra khi ta tháo hạt từ kho xilô ra ngoài. Theo nghiên cứu ở một kho bảo quản lúa mạch như sau: khi tháo hạt từ một xilô có độ cao 22m và đường kính 6,2m thì trong 3,5 giờ đầu tiên cho khối hạt có chất lượng như nhau; sau đó thì chất lượng của khối hạt sẽ giảm dần và đặc biệt giảm ở 30 phút cuối.

Hiện tượng tự phân loại của khối hạt có ảnh hưởng xấu tới công tác giữ gìn chất lượng hạt. Ở những khu vực tập trung nhiều hạt lép, tạp chất sẽ là nơi có thủy phần cao, là những ổ sâu hại và VSV. Từ những khu vực này sẽ ảnh hưởng và làm cho toàn bộ khối hạt bị hư hỏng.

Trong một số trường hợp, các chỉ tiêu chất lượng của hạt nói chung là tốt nhưng do viêc nhập kho không đúng kỹ thuật, để xảy ra tình trạng phân bố không đều mà dẫn tới kho hạt bị hư hỏng nghiêm trọng.

Trong quá trình nhập kho cũng như bảo quản phải tìm mọi biện pháp để hạn chế sự tự phân loại. Hạt nhập kho phải có phẩm chất đồng đều, ít hạt lép, ít tạp chất. Khi đỗ hạt vào kho phải nhịp nhàng (dùng đĩa quay ) và khi bảo quản cứ 15 – 20 ngày (vào lúc nắng ráo) vào kho cào đảo khối hạt một lần để giải phóng nhiệt, ẩm trong đống hạt, đồng thời làm cho sự tự phân loại bị phân bố lại, tránh tình trạng nhiệt, ẩm, tập trung lâu ở một khu vực nhất định làm cho hạt bị hư hỏng. Tính tự phân loại ngoài mặt gây khó khăn, còn có thể lợi dụng để phân loại hạt tốt, xấu và tách tạp chất ra khỏi hạt bằng cách rê, quạt, sàng, sảy .

1.4 Độ rỗng của khối hạt :

Trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ rỗng của khối hạt. Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khối hạt. Thường người ta tính độ rỗng và độ chặt của khối hạt bằng hần trăm (%)

Ở đó : – S là độ rỗng của khối hạt, % .
– W là thể tích của toàn khối hạt ( cả phần rỗng và phần chặt ), ml .

– V là thể tích thật của hạt và các phần tử rắn, ml .

Độ rỗng và độ chặt luôn luôn tỉ lệ nghịch với nhau, nếu độ rỗng lớn thì độ chặt nhỏ và ngược lại. Ví dụ: 1m3 thóc, trong đó khe hở giữa các hạt là 0,54m3 và khoảng không gian thóc chiếm chỗ là 0,46m3 thì độ rỗng bằng 54% và độ chặt bằng 46%. Độ rỗng và độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, độ đàn hồi và trạng thái bề mặt hạt; phụ thuộc vào lượng và thành phần của 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 thì độ rỗng lớn; ngược lại những hạt có vỏ nhẳn, tròn, tỉ trọng lớn thì độ rỗng nhỏ. Phương thức nhập kho cũng là yếu tố quyết định độ rỗng của khối hạt. Nếu đỗ hạt thành đống cao hoặc giẩm đạp nhiều lên mặt đống hạt gây sức ép lớn thì độ rỗng nhỏ, ngược lại độ rỗng sẽ lớn.

Trong thực tế, lớp hạt trên bề mặt kho bao giờ cũng có độ rổng lớn hơn lớp hạt phía dưới (vì lớp hạt ở dưới bị sức ép lớn hơn). Giữa độ rổng bình thường của khối hạt và dung trọng tự nhiên (trọng lượng 1 lít hạt tính bằng gam) có quan hệ mật thiết với nhau. Nếu dung trọng tự nhiên lớn thì độ rổng bình thường nhỏ đi và ngược lại. Đối với công tác bảo quản, độ rổng và độ chặt là những yếu tố rất quan trọng. Nếu khối hạt có độ rỗng lớn không khí sẽ lưu thông dễ dàng do đó các quá trình đối lưu của không khí, truyền và dẫn nhiệt, ẩm trong khối hạt tiến hành được thuận lợi. Đặc biệt đối với hạt giống, độ rỗng đóng một vai trò rất quan trọng vì nếu độ rỗng nhỏ làm cho hạt hô hấp yếm khí và sẽ làm giảm đi độ nẩy mầm của hạt. Độ rỗng của khối hạt còn giữ vai trò quan trọng trong việc thông gió (nhất là thông gió cưởng bức ), trong việc xông hơi diệt trùng .

Trong suốt quá trình bảo quản phải luôn giữ cho khối hạt có độ rổng bình thường. Khi nhập kho phải đỗ hạt nhẹ nhàng, ít giẩm đạp lên đống hạt. Nếu nhập kho bằng các thiết bị cơ giới có thể làm cho hạt bị nén chặt do đó độ rỗng giảm xuống thì dùng các thiết bị chống nén như: màn, sàng chống nén hoặc cắm trong kho những ống tre, nứa để sau khi nhập kho rút những ống này ra sẽ làm tăng độ rỗng của khối hạt. Trong quá trình bảo quản nếu phát hiện thấy độ rỗng bị giảm phải cào đảo hoặc chuyển kho.

1.5 Tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt của khối hạt :

Quá trình truyền và dẫn nhiệt của khối hạt được thực hiện theo hai phương thức chủ yếu là dẫn nhiệt và đối lưu. Cả hai phương thức này đều tiến hành song song và có liên quan chặt chẽ với nhau. Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của khối hạt là hệ số dẫn nhiệt λ của hạt.

Hệ số dẫn nhiệt của khối hạt là lượng nhiệt truyền qua diện tích 1m2 bề mặt hạt có bề dày 1m trong thời gian 1 giờ làm cho nhiệt độ ở lớp đầu và lớp cuối của khối hạt (cách nhau 1m) chênh lệch nhau 10C. Hệ số dẫn nhiệt của hạt phụ thuộc vào cấu tạo của hạt, độ nhiệt và thủy phần của khối hạt. Theo kết quả nghiên cứu thì hạt có hệ số dẫn nhiệt lớn khi thủy phần cao. Thóc có hệ số dẫn nhiệt khoảng 0,12 – 0,2 cal/m.giờ.0C. Song song với quá trình truyền nhiệt bằng phương thức dẫn nhiệt, trong khối hạt còn xảy ra quá trình truyền nhiệt do sự đối lưu của lớp không khí nằm trong khối hạt. Do sự chênh lệch độ nhiệt ở các khu vực khác nhau của lớp không khí trong khối hạt gây nên sự chuyển dịch của khối không khí, làm cho độ nhiệt của bản thân hạt thay đổi theo độ nhiệt của không khí.

Đặc tính truyền và dẫn nhiệt kém của khối hạt vừa có lợi vừa có hại:
– Cho phép bố trí được chế độ bảo quản ở nhiệt độ tương đối thấp khi ngoài trời có nhiệt độ cao. Do hạt có tính truyền và dẫn nhiệt kém nên nếu đóng mở cửa kho đúng chế độ thì nhiệt độ trong đống hạt vẫn giữ được bình thường trong một thời gian dài .
Trong trường hợp bản thân khối hạt đã chớm bốc nóng ở một khu vực nào đó thì nhiệt cũng không thể truyền ngay sức nóng vào khắp đống hạt và do đó ta vẫn có đủ thời gian để xử lý khối hạt trở lại trạng thái bình thường .

– Mặt khác nếu khối hạt bị bốc nóng ở một khu vực nào đó nhưng không phát hiện kịp thời, do đặc tính truyền và dẫn nhiệt chậm nên nhiệt không tỏa ra ngoài được, chúng âm ỉ và truyền dần độ nhiệt cao sang các khu vực khác, đến khi phát hiện được thì khối hạt đã bị hư hỏng nghiêm trọng .

– Do hạt có tính truyền và dẫn nhiệt kém cho nên không đỗ hạt sát mái kho. Khi xây dựng kho phải hết sức chú ý các điều kiện chống nóng, chống ẩm từ bên ngoài xâm nhập vào kho. Không để ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào kho. Kho phải thoáng để khi cần thiết có thể nhanh chóng giải phóng nhiệt cao ra khỏi kho. Khi kiểm tra phẩm chất hạt trong quá trình bảo quản cần phải xem xét kỹ độ nhiệt ở các tầng, các điểm, kịp thời phát hiện những khu vực bị bốc nóng để có biện pháp xử lý.

1.6 Tính hấp phụ và nhả các chất khí và hơi ẩm :

Trong quá trình bảo quản hạt có thể hấp phụ các chất khí và hơi ẩm trong không khí.

Ngược lai, trong những điều kiện nhất định về độ nhiệt và áp suất hạt lại có thể nhả các chất khí và hơi ẩm mà nó đã hấp phụ .

Sở dĩ hạt có những tính chất trên là do cấu tạo của hạt quyết định. Hạt có thể coi như những chất có cấu trúc dạng keo xốp hệ mao quản điển hình. Qua nghiên cứu về cấu trúc của nhiều loại hạt họ đã chỉ ra rằng, hạt được cấu tạo từ nhiều phần tử rất nhỏ mang điện và chúng được sắp xếp trong không gian theo nhiều hình thái khác nhau. Do đó, giữa các phần tử này vẫn có những khoảng trống nhất định, đồng thời giữa các tế bào và mô hạt có rất nhiều mao dẫn và vi mao dẫn. Đường kính mao dẫn 10-3 – 10-4cm, còn vi mao dẫn 10-7cm.

Thành các mao dẫn và vi mao dẫn ở các lớp bên trong của hạt là bề mặt hoạt hóa tham gia vào các quá trình hấp phụ và nhả các chất khí và hơi ẩm. Trước đây họ cho rằng bề mặt hoạt hóa của lúa mì chỉ lớn hơn bề mặt thật khoảng 20 lần. Hiện nay họ đã sử dụng các phương pháp hóa lý hiện đại để khảo sát, tính toán và cho thấy bề mặt hoạt hóa của lúa mì lớn hơn bề mặt thật khoảng 200 nghìn lần. Theo EGOROVA bề mặt hoạt hóa của hạt vào khoảng 200 – 250m2/g.
Quá trình hấp phụ thông thường là những hiện tượng hấp phụ bề mặt, nên khi gặp độ nhiệt cao hoặc có gió hạt có thể nhả các chất khí hoặc hơi ẩm ra môi trường.
Ngoài nguyên nhân đã nói trên, sự hút và nhả ẩm của khối hạt còn do trong khối hạt có độ rỗng.

1.6.1 Sự hấp phụ và nhả các chất khí :

Do trong khối hạt có độ rỗng và do cấu tạo của hạt nên tất cả các chất khí có trong khối hạt đều có thể hấp phụ vào từng hạt. Tùy theo tỷ trọng, khả năng thẩm thấu và tính chất hóa học của từng chất mà quá trình hấp phụ và nhả ra mạnh hay yếu. Thông thường bao giờ quá trình hấp phụ cũng xảy ra dễ dàng hơn quá trình nhả ra. Ví dụ: nếu thóc để gần kho đựng cá mắm, sau ít ngày thóc cũng có mùi cá mắm; hay thóc để vào kho trước đây chứa phân bón   hoặc thuốc trừ sâu thì cũng sẽ nhiễm mùi phân bón hoặc thuốc trừ sâu và làm mất mùi thường là một việc rất khó khăn. Khi xông hơi diệt trùng cho hạt nên tìm loại hóa chất dễ nhả sau khi xông. Trong các chất khí dùng để xông hơi diệt trùng cho thóc thì PH3 ( pôt phin ) dễ nhả, còn CH3Br và CCl3NO2 (clorôpicrin) thì khó nhả.

Ngoài hiện tượng hấp phụ bề mặt, một số chất khí có hoạt tính hóa học cao có thể phá hủy cấu tạo của hạt, làm giảm giá trị dinh dưởng hoặc giá trị thương phẩm vốn có của hạt. Ví dụ : mêtylabrômua có thể kết hợp với hóa chức -SH và -SCH3 của protein có trong hạt (như methyonine chẳng hạn) để chuyển thành hóa chức -SCH2Br và không còn chức năng dinh dưỡng nữa. Do vậy, nếu dùng mêtylbrômua để xông hơi cho lương thực nhiều lần đều có thể làm hỏng một phần giá trị dinh dưởng của hạt. Riêng đối với hạt giống, khi dùng hóa chất để xử lý cần thận trọng vì có loại làm giảm năng lực nẩy mầm . Tính chất trên đây của hạt một mặt gây khó khăn cho công tác bảo quản như để hạt nơi có mùi hay khí độc sẽ làm cho hạt dễ dàng có mùi và ô nhiểm chất độc đó. Vì vậy kho dùng bảo quản hạt trước đó không được chứa chất độc hoặc chất có mùi, không để lẩn hạt với các hàng hóa có mùi (xăng, dầu, hóa chất…). Mặt khác, cũng nhờ tính chất này mà ta có thể sử dụng các chất xông hơi để diệt sâu mọt trong khối hạt (thậm chí diệt cả sâu mọt nằm sâu trong hạt), đồng thời có thể giải phóng được hơi độc trong hạt bằng cách thông gió, hong phơi.

1.6.2 Quá trình hút và nhả ẩm . Thủy phần cân bằng của hạt :

Lượng nước tự do chứa trong hạt phụ thuộc vào độ ẩm của không khí bao quanh khối hạt. Độ ẩm của không khí bao quanh lớn thì hạt sẽ hút thêm ẩm và thủy phần tăng lên, ngược lại độ ẩm của không khí bao quanh nhỏ thì hạt nhả bớt hơi ẩm và thủy phần giảm. Hạt nhả ẩm khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt hạt lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí. Hạt hút ẩm ở trường hợp ngược lại. Hai quá trình hút và nhả hơi ẩm tiến hành song song cho tới khi đạt trạng thái cân bằng (thủy phần của hạt không tăng và không giảm) ở một điều kiện nhiêt độ và độ ẩm nhất định.

Bằng những thực nghiệm họ đã chỉ ra rằng độ ẩm cân bằng của hầu hết các loại hạt nằm trong khoảng từ 7 đến 33% – 36%. Đối với hạt có độ ẩm bằng 7% cân bằng với hàm ẩm (ϕ ) không khí 15-20%; còn độ ẩm của hạt bằng 33 – 36% cân bằng với hàm ẩm không khí bằng hơi bảo hòa.

Thủy phần cân bằng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm và độ nhiệt của không khí bao quanh khối hạt, phụ thuộc vào cấu tạo và độ nhiệt của bản thân khối hạt:

– Ở mỗi điều kiện độ nhiệt và độ ẩm xác định, mỗi loại hạt có một thủy phần cân bằng hoàn toàn xác định. Ở cùng một độ nhiệt, độ ẩm tương đối của không khí càng tăng thì thủy phần cân bằng càng lớn. Còn trong cùng một điều kiện độ ẩm tương đối của không khí thì khi độ nhiệt của không khí càng cao thì thuỷ phần cân bằng của hạt càng giảm. Theo BAKHAREP khi nhiệt độ giảm từ 300C xuống 00C thì độ ẩm cân bằng của tất cả các loại hạt đều tăng gần như nhau và tăng lên 1,4%. Sở dỉ nhiệt độ tăng thì thủy phần cân bằng của hạt giảm vì độ ẩm tương đối của không khí và áp lực bốc hơi nước phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng lên thì lượng hơi nước bảo hòa trong không khí cũng tăng lên, do đó áp lực thoát hơi nước cũng tăng và dẫn tới độ ẩm tương đối của không khí giảm.

Dưới đây là sự thay đổi thủy phần của thóc trong điều kiện độ ẩm tương đối của không khí bằng 80% ở các độ nhiệt khác nhau :

Từ bảng trên ta thấy rằng ở t0 = 2O0C và ϕ của không khí bằng 80% thì thóc có thể hút ẩm tới 15,23%. Nếu ϕ = 80% và t0 = 30C thì độ ẩm cân bằng của thóc đạt 14,66%. Do đó trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm như nước ta thóc dễ bị hư hỏng và biến chất. Khi bảo quản hạt phải tìm mọi biện pháp ngăn chặn không khí có độ ẩm cao xâm nhập vào kho bằng cách đóng kín cửa kho trong những ngày ẩm, dùng chất cách ẩm phủ kín mặt đống hạt… Mặt khác phải tranh thủ những ngày có nắng to, độ ẩm tương đối của không khí thấp mở cửa kho thông gió, cào đảo để hơi ẩm trong hạt có thể bốc ra ngoài.

– Thành phần hóa học của hạt cũng ảnh hưởng đến độ ẩm cân bằng. Trong những điều kiện như nhau độ ẩm cân bằng của hạt có dầu bao giờ cũng nhỏ hơn hạt ngũ cốc khoảng 2 lần. Sở dỉ như vậy vì trong hạt có dầu chứa nhiều chất béo và ít chất keo háo nước. Do đó hạt có độ béo càng cao thì độ ẩm cân bằng càng thấp.

1.6.3 Sự phân bố thủy phần trong khối hạt :

Trong khối hạt thủy phần thường phân bố không đều, có khu vực thủy phần của hạt cao, có khu vực thủy phần của hạt thấp hơn và có sự chuyển ẩm từ phần này sang phần khác. Sở dỉ có hiện tượng đó là do những nguyên nhân sau:
– Trong bản thân mỗi hạt thủy phần phân bố cũng không đều vì do thành phần cấu tạo và hoạt động sinh lý ở các phần khác nhau trong cùng một hạt không giống nhau.Ví dụ: trong hạt thóc có w= 13% thì thủy phần sẽ phân bố như sau: nội nhủ 13,8%; phôi 15,1% và vỏ trấu 10,2%.
– Trong khối hạt bao gồm hạt khô và chắc, đồng thời có những hạt còn xanh non, chưa hoàn thiện và các tạp chất dễ hút ẩm. Do đó đã tạo nên những thành phần và khu vực có thủy phần không đều. Đem phân tích độ ẩm của các thành phần khác nhau trong khối thóc thu được kết quả sau: khối thóc có w=13,2%; hạt mẩy, chắc có w=12,8%; hạt xanh, non có w=14,3%; tạp chất trong thóc có w=14,2%.
– Do ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau. Lớp hạt ở trên mặt và xung quanh tường kho, gần cửa kho là những chỗ tiếp xúc nhiều với không khí nên thường có thủy phần cao hơn.
– Do sự hô hấp của hạt, sự hoạt động của côn trùng, VSV sinh ra một lượng hơi nước đáng kể. Cho nên những phần hạt có cường độ hô hấp lớn, tập trung nhiều côn trùng, VSV thì thường có thủy phần cao.
– Do sự thay đổi độ nhiệt đã dẫn đến sự phân bố lại ẩm trong khối hạt. Khi sự chênh lệch về độ nhiệt trong khối hạt càng lớn thì sự chuyển dịch ẩm xảy ra càng mảnh liệt.
– Kho xây dựng không tốt cũng có thể gây nên tình trạng phân bố ẩm không đều.

Như vậy, có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho sự phân bố thủy phần trong khối hạt không đều gây những khó khăn nhất định trong công tác bảo quản. Trong các nguyên nhân

Từ bảng trên ta thấy rằng ở t0 = 200C và ϕ của không khí bằng 80% thì thóc có thể hút ẩm tới 15,23%. Nếu ϕ = 80% và t0 = 300C thì độ ẩm cân bằng của thóc đạt 14,66%. Do đó trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm như nước ta thóc dễ bị hư hỏng và biến chất. Khi bảo quản hạt phải tìm mọi biện pháp ngăn chặn không khí có độ ẩm cao xâm nhập vào kho bằng cách đóng kín cửa kho trong những ngày ẩm, dùng chất cách ẩm phủ kín mặt đốnghạt… Mặt khác phải tranh thủ những ngày có nắng to, độ ẩm tương đối của không khí thấp mở cửa kho thông gió, cào đảo để hơi ẩm trong hạt có thể bốc ra ngoài.
– Thành phần hóa học của hạt cũng ảnh hưởng đến độ ẩm cân bằng. Trong những điều kiện như nhau độ ẩm cân bằng của hạt có dầu bao giờ cũng nhỏ hơn hạt ngũ cốc khoảng 2 lần. Sở dỉ như vậy vì trong hạt có dầu chứa nhiều chất béo và ít chất keo háo nước. Do đó hạt có độ béo càng cao thì độ ẩm cân bằng càng thấp.

1.6.3 Sự phân bố thủy phần trong khối hạt :

Trong khối hạt thủy phần thường phân bố không đều, có khu vực thủy phần của hạt cao, có khu vực thủy phần của hạt thấp hơn và có sự chuyển ẩm từ phần này sang phần khác. Sở dỉ có hiện tượng đó là do những nguyên nhân sau:
– Trong bản thân mỗi hạt thủy phần phân bố cũng không đều vì do thành phần cấu tạo và hoạt động sinh lý ở các phần khác nhau trong cùng một hạt không giống nhau.Ví dụ: trong hạt thóc có w= 13% thì thủy phần sẽ phân bố như sau: nội nhủ 13,8%; phôi 15,1% và vỏ trấu 10,2%.
– Trong khối hạt bao gồm hạt khô và chắc, đồng thời có những hạt còn xanh non, chưa hoàn thiện và các tạp chất dễ hút ẩm. Do đó đã tạo nên những thành phần và khu vực có thủy phần không đều. Đem phân tích độ ẩm của các thành phần khác nhau trong khối thóc thu được kết quả sau: khối thóc có w=13,2%; hạt mẩy, chắc có w=12,8%; hạt xanh, non có w=14,3%; tạp chất trong thóc có w=14,2%.
– Do ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau. Lớp hạt ở trên mặt và xung quanh tường kho, gần cửa kho là những chỗ tiếp xúc nhiều với không khí nên thường có thủy phần cao hơn.
– Do sự hô hấp của hạt, sự hoạt động của côn trùng, VSV sinh ra một lượng hơi nước đáng kể. Cho nên những phần hạt có cường độ hô hấp lớn, tập trung nhiều côn trùng, VSV thì thường có thủy phần cao.
– Do sự thay đổi độ nhiệt đã dẫn đến sự phân bố lại ẩm trong khối hạt. Khi sự chênh lệch về độ nhiệt trong khối hạt càng lớn thì sự chuyển dịch ẩm xảy ra càng mảnh liệt.
– Kho xây dựng không tốt cũng có thể gây nên tình trạng phân bố ẩm không đều.

Như vậy, có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho sự phân bố thủy phần trong khối hạt không đều gây những khó khăn nhất định trong công tác bảo quản. Trong các nguyên nhân  đó thì độ nhiệt và độ ẩm tương đối của không khí là nguyên nhân chủ yếu. Vì vậy muốn khắc phục tình trạng phân bố ẩm không đều trong khối hạt điều quan trọng trước tiên là phải ngăn ngừa ảnh hưởng của độ nhiệt cao và độ ẩm lớn của không khí.

KẾT LUẬN:Những tính chất vật lý của khối hạt đã trình bày ở trên có ảnh hưởng trực tiếp tới phẩm chất của hạt trong quá trình bảo quản. Mỗi tính chất đều có mặt hại đồng thời có mặt lợi. Trong quá trình bảo quản hạt, cần lợi dụng mặt có lợi và phải ngăn ngừa, hạn chế mặt có hại để giữ gìn tốt chất lượng của hạt, hạn chế hao hụt về số lượng.

II > NHỮNG HOẠT ĐỘNG SINH LÍ CỦA BẢN THÂN HẠT TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

2.1 Hô hấp của hạt :

Mặc dù hạt đã tách khỏi cây, khi bảo quản trong kho nó không quang hợp nữa nhưng nó vẫn là vật thể sống và thường xuyên trao đổi chất với bên ngoài.Bất kỳ một cơ thể sống nào muốn duy trì được sự sống đều phải có năng lượng. Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất của hạt khi bảo quản. Trong quá trình hô hấp, các chất dinh dưởng (chủ yếu là tinh bột) trong hạt bị ôxy hóa, phân hủy sinh ra năng lượng cung cấp cho các tế bào trong hạt để duy trì sự sống.

Số lượng chất dinh dưỡng của hạt bị tiêu hao trong hô hấp nhiều hay ít phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: thành phần hóa học của hạt, mức độ hoàn thiện của hạt, thủy phần của hạt, độ nhiệt và độ ẩm của không khí.

Các loại hạt có thể tiến hành hô hấp yếm khí hoặc hiếu khí. Trong quá trình hô hấp, hạt sử dụng chủ yếu la gluxit để sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt và tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy theo điều kiện hô hấp.

2.1.1 Các dạng hô hấp :

1/ Hô hấp hiếu khí :

Nếu khoảng không trong khối hạt có tỉ lệ oxi chiếm khoảng 1/4 thì hạt có thể tiến hành hô hấp hiếu khí (hô hấp trong điều kiện có đầy đủ oxi). Trong quá trình hô hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxi trong không khí để oxi hóa gluxit qua nhiều giai đoạn trung gian khác nhau và sản phẩm cuối cùng là khí CO2 và hơi nước, đồng thời sinh ra nhiệt và phân tán các sản phẩm này vào không gian xung quanh khối hạt.

Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí phân hủy gluxit trong hạt:  

 

Như vậy khi phân hủy một phân tử gam gluco thì sẽ sinh ra 134,4 lit CO2, 108 gam nước và 674Kcal nhiệt.

2/Hô hấp yếm khí :

Nếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt, thì tỉ lệ oxi trong khoảng không gian xung quanh khối hạt sẽ giảm xuống dưới 1/4, trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấp yếm khí (hô hấp không có oxi tham gia). Khi hô hấp yếm khí, các enzim trong hạt sẽ tham gia oxi hóa gluxit để sinh ra năng lượng. Quá trình hô hấp yếm khí nói chung là khá phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn trung gian, song phương trình tổng quát có thể biểu diển như sau:

Như vậy, trong quá trình hô hấp yếm khí cứ phân hủy một phân tử gam đường gluco sẽ sinh ra 44,8 lit CO2; 92 gam rượu etylic và 28 Kcal nhiệt.

 

2.1.2 Cường độ hô hấp :

Để xác định mức độ hô hấp mạnh hay yếu của hạt người ta thường dùng khái niệm cường độ hô hấp. Theo qui ước thì cường độ hô hấp là số miligam khí CO2 thoát ra trong 24h do 100g vật chất khô của hạt hô hấp. Đôi khi người ta còn qui ước cường độ hô hấp là số miligam khí oxi hấp thụ trong 24h do 100g vật chất khô của hạt hô hấp. Cũng có thể xác định cường độ hô hấp bằng cách xác định lượng vật chất khô hao hụt trong một đơn vị thời gian (1h hoặc 24h) của 1 khối lượng vật chất khô xác định (thường tính theo 100g); cũng có thể xác định cường độ hô hấp theo nhiệt lượng sinh ra trong một đơn vị thời gian của một khối lượng nhất định vật chất khô của hạt.

Như vậy, cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng oxi hấp thụ lớn và lượng vật chất khô tiêu hao nhiều.

Để xác định cường độ hô hấp của hạt, có nhiều phương pháp khác nhau:
– Phương pháp dùng hệ thống kín của 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 và phương thức hô hấp của hạt. Đó là tỉ số giữa số phân tử hay thể tích khí CO2 thoát ra với số phân tử hay thể tích khí O2 hấp thụ trong cùng một thời gian.

Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, thủy phần của hạt, áp lực không khí, áp lực hơinước, nồng độ nitơ trong việctrao đôỉ khí, phụ thuộc vào chất dinh dưỡng của hạt tiêu hao trong khi hô hấp.

Hệ số hô hấp bằng 1 khi hạt hô hấp theo phương thức hiếu khí và hạt chứa nhiều tinh bột (ví dụ thóc để thoáng).

Hệ số hô hấp lớn hơn 1 khi hạt hô hấp theo phương thức yếm khí.

Còn trong trường hợp ngoài lượng O2 tham gia vào quá trình hô hấp còn phải tốn thêm một lượng O2 vào các quá trình khác (như oxi hóa chất béo) thì k<1 (hiện tượng này thường xảy ra với các hạt có dầu).

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Liên Xô thì các hạt giàu tinh bột khi có độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tới hạn thì k>1 và k sẽ giảm theo sự tăng của độ ẩm.

2.1.4 Kết quả của quá trình hô hấp :

 Quá trình hô hấp của hạt sẽ dẫn tới những kết quả sau:

– Làm hao hụt lượng chất khô của hạt : như trên ta đã thấy, quá trình hô hấp thực chất là quá trình phân hủy và tiêu hao chất khô của bản thân hạt để tạo thành năng lượng cần thiết cho quá trình sống của hạt. Hạt hô hấp càng mạnh thì lượng vật chất khô bị tiêu hao càng nhiều. Ví dụ như thóc có w=18% (hô hấp mạnh) sau khi bảo quản một tháng lượng vật chất khô tiêu hao tới 0,5%.

– Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh hạt: khi hô hấp theo phương thức hiếu khí hạt sẽ nhả hơi nước và khí CO2, nước sẽ tích tụ trong khối hạt làm cho thủy phần của hạt tăng lên và độ ẩm tương đối của không khí cũng tăng lên.

Thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí tăng càng kích thích hô hấp mạnh, làm cho lượng hơi nước thoát ra càng nhiều tạo điều kiện cho sâu mọt, nấm mốc trong hạt phát triễn, dẫn tới hạt bị hư hỏng nặng.

– Làm tăng độ nhiệt trong khối hạt: năng lượng sinh ra trong quá trình hô hấp của hạt chỉ được sử dụng một phần để duy trì sự sống của hạt, phần năng lượng còn lại thoát ra ngoài làm cho hạt bị nóng lên. Do tính truyền nhiệt và dẫn nhiệt của hạt kém nên nhiệt lượng thoát ra bị tích tụ lại và dần dần làm cho toàn bộ khối hạt bị nóng lên, chính độ nhiệt cao đó thúc đẩy mọi quá trình hư hỏng xảy ra nhanh hơn, dẫn tới sự tổn thất lớn.

– Làm thay đổi thành phần không khí trong khối hạt: dù hạt hô hấp theo phương thức yếm khí hay hiếu khí đều nhả ra CO2, nhất là hạt hô hấp hiếu khí còn lấy thêm O2 của không khí, do đó làm cho tỉ lệ oxi trong không khí giảm xuống, tỉ lệ CO2 tăng lên. Khí CO2 có tỉ trọng lớn hơn nên dần dần lắng xuống dưới, làm cho lớp hạt ở đáy phải hô hấp yếm khí, dẫn tới sự hư hỏng, hao hụt. Đặc biệt, nếu hạt bảo quản trong các kho silô, chiều cao lớp hạt lớn thì sự thay đổi thành phần không khí khác nhau một cách rõ rệt do kết quả của sự hô hấp.

Tóm lại: Cần phải hạn chế đến mức tối đa các dạng hô hấp của hạt để bảo quản hạt có hiệu quả cao.

2.1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp của hạt : 

Cường độ hô hấp của hạt có liên quan chặt chẽ tới mức độ an toàn của hạt trong bảo quản. Cường độ hô hấp càng thấp hạt càng dễ giữ trong điều kiện an toàn, ngược lại cường độ hô hấp càng cao thì hạt càng dễ hư hỏng, biến chất.

Cường độ hô hấp của hạt phụ thuộc vào những yếu tố sau:

1/ Thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí:

Thủy phần của hạt là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp tới cường độ hô hấp. Hạt càng ẩm thì cường độ hô hấp của nó càng mạnh. Trên thực tế thủy phân của thóc chỉ cần tăng 1% thì cường độ hô hấp của nó tăng 10 lần. Đối với hạt có độ ẩm nhỏ hơn 11-12% thì cường độ hô hấp không đáng kể, có thể coi như bằng 0. Nếu hạt có độ ẩm cao (30% hoặc hơn) nằm trong điều kiện nhiệt độ bình thường và được cung cấp oxi đầy đủ thì nó sẽ hô hấp rất mạnh, trong một ngày đêm có thể mất đến 0,05 – 0,2% chất khô. Sở dĩ khi độ ẩm tăng hạt hô hấp mạnh vì bất kì trong một cơ thể nào thì nước cũng là môi trường để thực hiện các phản ứng trao đổi chất. Nếu lượng ẩm trong hạt ít thì nước sẽ ở vào trạng thái liên kết: tức là nó liên kết rất bền vững với protein và tinh bột. Do đó nó không thể dịch chuyển từ tế bào này sang tế bào kia được và không tham gia vào các phản ứng trao đổi chất được.

Khi độ ẩm tăng trong hạt sẽ xuất hiện ẩm tự do, tức là ẩm liên kết yếu hoặc hoàn toàn không liên kết với protein và tinh bột. Ẩm tự do sẽ tham gia vào các phản ứng thủy phân (biến tinh bột thành đường, protit phức tạp thành protit đơn giản, chất béo thành glyxerin và axit béo v.v…) và chính nó có thể dịch chuyển được từ tế bào này sang tế bào kia. Mặc khác, ẩm tự do xuất hiện làm tăng hoạt tính của các enzim hô hấp và thủy phân, chính vì thế mà cường độ hô hấp của hạt tăng.

Độ ẩm mà tại đó trong hạt xuất hiện ẩm tự do và cường độ hô hấp của hạt tăng gọi là độ ẩm tơi hạn. Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, độ ẩm tới hạn của các hạt ngũ cốc vào khoảng 14,5 -15,5 %. Còn đối với các loại hạt có dầu thì độ ẩm tới hạn có phần nhỏ hơn và   nó phụ thuộc vào lượng chất béo có trong hạt. Độ ẩm tới hạn của ngô vào khoảng 12,5 –13,5%. 2/ Độ nhiệt của không khí và của hạt :

 

Độ nhiệt của không khí xung quanh và của hạt có ảnh hưởng khá lớn và trực tiếp tới cường độ hô hấp. Nói chung khi độ nhiệt của không khí và của hạt tăng lên thì cường độ hô hấp cũng tăng theo. Song sự tăng này không phải thuận chiều vô hạng.Khi hạt có độ ẩm thích hợp , nếu nhiệt độ tăng từ thấp đến 500C- 600C thì cường độ hô hấp tăng . Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì cường độ hô hấp giảm dần và đến một lúc nào đó hạt sẽ ngừng hô hấp và bị chết .

Theo các nghiên cứu cho thấy rằng trong khoảng nhiệt độ từ 0 – 100C cường độ hô hấp của hạt không đáng kể (ngay cả khi hạt có w= 18%). Trong khoảng từ 18-250C thì cường độ hô hấp tăng rõ rệt và nhất là từ độ ẩm tới hạn trở đi. Nhưng nếu nhiệt độ tăng quá cao thì cường độ hô hấp sẽ giảm và đến một lúc nào đó hạt sẽ ngừng hô hấp .

Ví dụ : đối với thóc, nói chung cường độ hô hấp mạnh nhất vào khoảng độ nhiệt 40 – 450C. Vì rằng ở độ nhiệt này các loại enzym có trong thóc hoạt động mạnh nhất. Vượt quá giới hạn nhiệt độ này hoạt tính của enzym bị giảm đi, do đó cường hô hấp của thóc cũng giảm theo. Trên 700C thóc gần như không hô hấp nữa, vì ở nhiệt độ quá cao như vậy các enzym có trong thóc bị tiêu diệt và thóc không còn là vật thể sống nữa. Cần hết sức chú ý điều này để khi phơi hoặc sấy thóc không được nâng nhiệt lên quá cao sẽ tiêu diệt quá trình sống trong hạt.

Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên cường độ hô hấp còn phụ thuộc vào độ ẩm và thời gian tác dụng của nhiệt độ. Ví dụ: lúa mì hô hấp lớn nhất ở nhiệt độ 50 – 550C. Tuy nhiên, nếu hạt có độ ẩm lớn hơn độ ẩm tới hạn thì điều này chỉ xảy ra trong một thời gian ngắn. Nếu kéo dài thời gian tác dụng của nhiệt độ này thì cường độ hô hấp sẽ giảm và độ ẩm càng cao nó sẽ giảm càng nhanh.

3/ Mức độ thông thoáng của khối hạt :
Mức độ thông thoáng của khối hạt có ảnh hưởng khá rõ rệt đến cường độ hô hấp, nhất là đối với hạt có thủy phần cao.

Trong điều kiện bảo lâu dài mà không có thông gió và đảo trộn thì trong khối hạt lượng CO2 sẽ tích lủy nhiều dần lên còn lượng O2 sẽ giảm xuống, nhiệt tạo ra nhiều và buộc hạt phải hô hấp yếm khí nên rất có hại. Nồng độ CO2 tích lủy trong khối hạt còn phụ thuộc vào mức độ kín của kho bảo quản . Ví dụ: sàn kho làm bằng gạch hoặc gỗ có trán nhựa đường thì CO2 sẽ tích lũy nhiều ở phần dưới kho. Sự thiếu O2 và tích lũy CO2 chỉ ảnh hưởng đến các hạt có độ ẩm cao. Đối với các hạt khô, sự thiếu oxy hoàn toàn và CO2 tích lũy nhiều cũng không gây khó khăn cho hoạt động sống của nó. Sở dĩ như vậy vì các hạt khô hô hấp không đáng kể và trong tế bào của nó không tạo rượu. Mặc khác, độ thẩm thấu của màng tế bào phụ thuộc vào độ ẩm: độ ẩm của hạt càng cao thì khí thẩm thấu vào tế bào càng nhiều.

Họ đã nghiên cứu và thấy rằng, khi điều kiện bảo quản thiếu hoặc không có oxy trong khối hạt, những hạt có độ ẩm cao sẽ hô hấp yếm khí và nhanh chóng giảm khả năng nẩy mầm. Do đó, khi bảo quản hạt ngũ cốc làm giống có w> 13-15% cần phải thay đổi không khí liên tục cho lớp hạt bằng cách giảm chiều cao của khối hạt hoặc thông gió cho nó. Các hạt khô có thể bảo quản tốt trong các xilo .

Như vậy, trong bảo quản hạt, nếu đỗ hạt quá cao hoặc bị nén chặt làm cho hạt không được thông thoáng thì cường độ hô hấp cao. Ngoài việc thông gió bằng quạt, bằng cách đóng mở cửa kho, một biện pháp đơn giản là cào đảo đống hạt để bảo đảm độ thông thoáng thường xuyên của khốihạt, hạn chế hô hấp của hạt.

4/ Cấu tạo và trạng thái sinh lí của hạt :

Các hạt khác nhau và các bộ phận khác nhau trong cùng một hạt có tính chất và cấu tạo khác nhau nên cường độ hô hấp của chúng cũng không giống nhau. Trong một hạt thì phôi là bộ phận có cường độ hô hấp mạnh nhất. Hạt không hoàn thiện (hạt xanh, non, lép, bệnh…) có cường độ hô hấp bao giờ cũng lớn hơn hạt hoàn thiện. Sở dỉ như vậy vì hạt lép có độ ẩm cao hơn và bề mặt hoạt hóa lớn hơn so với hạt phát triển bình thường. Còn các hạt gảy, hạt sâu do lớp vỏ bảo vệ bị phá vỡ nên VSV và không khí dễ xâm nhập vào hạt nên làm cho hạt bị ẩm hơ, hô hấp mạnh hơn. Do đó khi bảo quản cần phải loại bỏ hết hạt không hoàn thiện, nhất là đối với những loại hạt cần phải bảo quản lâu.

Hạt mới thu hoạch nếu xét kỹ đó là những hạt chưa chín hoàn toàn, chưa hoàn thiện về mặt chất lượng nên về phương diện sinh lí nó hoạt động khá mạnh trong một thời gian để hoàn chỉnh về mặt chất lượng. Do đó trong thời gian đầu sau thu hoạch, hạt có cường độ hô hấp khá mạnh nên cần phải chú ý khi bảo quản.

5/ Các yếu tố khác :
Ngoài các yếu tố đã kể trên, hoạt động của sâu hại và VSV cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hô hấp của hạt. Bởi vì khi hoạt động sâu hại và VSV thoát ra CO2, hơi nước và nhiệt làm cho thủy phần, độ nhiệt của hạt thay đổi và làm thay đổi cả thành phần của không khí. Số lượng sâu hại và VSV càng nhiều, sự hoạt động của chúng càng mạnh thì cường độ hô hấp của hạt càng tăng.

Họ đã làm thí nghiệm là đem bảo quản thóc có w= 16,4% ở 300C sau 17 ngày thì số khuẩn lạc của nấm mốc /1gam vật chất khô là 209.000 và cường độ hô hấp là 20,3mg CO2 thoát ra trong 24 giờ /100 gam vật chất khô. Nếu thóc có w=22%, nhiệt độ và thời gian như trên thì số lượng khuẩn lạc là 11.300.000 và cường độ hô hấp là 604,9mg CO2. Sâu hại hoạt động giải phóng CO2 rất mạnh: 10 con mọt gạo khi hoạt động nhả ra một lượng CO2 gấp 7 lần lượng CO2 do 450 hạt thóc bình thường hô hấp nhả ra trong cùng một thời gian.

KẾT LUẬN : Hô hấp là một hoạt động sống, là một quá trình sinh lí bình thường của hạt. Trong công tác bảo quản nếu hạt hô hấp mạnh sẽ dẫn tới những hậu quả không có lợi, vì vậy cần hạn chế sự hô hấp của hạt. Muốn hạn chế sự hô hấp của hạt và để bảo quản hạt ở trạng thái an toàn cần giữ hạt luôn có thủy phần thấp, độ nhiệt và độ ẩm của không khí thấp, hạn chế sự hoạt động và tiêu diệt sâu hại, VSV trong hạt. Khi nhập hạt vào kho cần phân loại và để riêng số hạt chưa hoàn thiện, có phẩm chất không bảo đảm.

2.2 Chín sau thu hoạch của hạt (sự chín tiếp) :
Việc thu hoạch hạt thường tiến hành ở thời điểm sớm hơn thời điểm chín hoàn toàn một ít. Do đó, khối hạt tươi ngay sau khi thu hoạch có hạt đã chín, có hạt chưa chín hoàn toàn và nhìn chung chúng có những đặc trưng sau:

– Độ ẩm của hạt tuy đã giảm thấp nhưng chưa tới trạng thái ổn định, còn cao hơn nhiều so với hạt hoàn toàn chín.
– Hoạt động của hệ enzym tuy đã giảm thấp nhưng vẫn còn khả năng tiếp diễn.
– Hàm lượng các chất dinh dưỡng còn có khả năng tăng lên nếu hạt được bảo quản trong những điều kiện thích hợp.

Do đó, hạt sau khi thu hoạch trong một thời gian và điều kiện nhất định, dưới tác dụng của các loại enzym, hạt tiến hành hoàn thiện chất lượng của mình – đó là quá trình chín sau thu hoạch.

Thực chất của quá trình chín sau thu hoạch là quá trình tổng hợp sinh hóa xảy ra trong tế bào và mô hạt. Quá trình này làm giảm lượng các chất hữu cơ hòa tan trong nước của hạt và làm tăng thêm lượng dinh dưởng phức tạp (lượng axit amin giảm đi để làm tăng lượng protit, lượng đường giảm để làm tăng lượng tinh bột …). Hoạt lực của các enzym cũng giảm dần và cường độ hô hấp cũng giảm. Nhờ quá trình chín sau thu hoạch mà tỷ lệ hạt nẩy mầm cũng tăng lên. Hạt mới thu hoạch có tỷ lệ nẩy mầm thấp là do lúc này hoạt động của các enzym phân giải trong hạt yếu nên sự phân giải các chất dinh dưởng phức tạp thành các chất đơn giản cung cấp cho phôi xảy ra chậm và không đủ để nuôi hạt nẩy mầm.

Thời gian chín sau thu hoạch của hạt phụ thuộc vào loại hạt, mức độ chín của hạt khi thu hoạch và điều kiện độ nhiệt, độ ẩm của không khí…Quá trình chín sau thu hoạch đạt yêu cầu nếu nó diễn ra ở hạt có w ngang hoặc thấp hơn độ ẩm tới hạn. Hạt mới thu hoạch có độ ẩm cao nên hoạt hóa sinh lí của nó cũng lớn, do đó cần phải giảm ẩm cho hạt bằng cách phơi, sấy, hong gió hoặc thổi không khí nóng. Chú ý: tốc độ giảm ẩm vừa phải, không nên giảm ẩm đột ngột vì dễ làm ức chế hoạt động sống của hạt. Nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng có tính quyết định đến quá trình chín tiếp của hạt. Quá trình chín sau thu hoạch của hạt xảy ra tốt ở nhiệt độ 15 – 300C và thậm chí còn cao hơn. Do đó trong thời kì đầu bảo quản không nên hạ nhiệt độ quá thấp.

Thành phần không khí của môi trường xung quanh cũng ảnh hưởng đến quá trình chín tiếp. Làm thí nghiệm và họ đã rút ra kết luận rằng, quá trình chín tiếp xảy ra nhanh nhất trong môi trường oxy và kéo dài trong môi trường nitơ. Do đó, trong thời kì đầu bảo quản cần phải cho không khí xâm nhập vào khối hạt. Không khí không những mang oxy đến cho khối hạt mà còn giải phóng ra khỏi khối hạt lượng nhiệt và ẩm do hạt hô hấp sinh ra. Nếu cung cấp oxy cho khối hạt không đầy đủ và trong khối hạt tích lũy nhiều CO2 thì quá trình chín tiếp sẽ bị chậm lại. Đôi khi trong hạt còn xảy ra quá trình hô hấp yếm khí làm cho quá trình chín tiếp không xảy ra và độ nẩy mầm ban đầu của hạt cũng bị giảm.

Tóm lại : xét về mặt chất lượng thì quá trình chín sau thu hoạch của hạt là một quá trình hoàn toàn có lợi. Vì chất lượng của hạt được hoàn thiện và đầy đủ hơn thì năng lực sống của hạt mạnh mẽ hơn, bảo quản sẽ an toàn hơn . Mặt khác, trong quá trình chín sau thu hoạch hạt tiến hành một quá trình tổng hợp phức tạp qua nhiều giai đoạn khác nhau để biến các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các chất dinh dưỡng. Trong quá trình này thường giải phóng hơi nước và nhiệt lượng .

Lượng hơi nước và nhiệt sinh ra trong quá trình chín tiếp tương đối lớn và dễ tích tụ trong khối hạt làm cho hạt nóng và ẩm, thúc đẩy các quá trình hư hỏng dễ xảy ra.Vì vậy về phương diện bảo quản thì chín tiếp cũng gây ra những mặt có hại cần khắc phục. Để tận dụng mặt có lợi và khắc phục mặt có hại của quá trình chín tiếp, cần thu hoạch hạt có độ chín cao, không đưa hạt xanh non vào kho bảo quản. Sau khi nhập kho cần thường xuyên cào đảo để giải phóng ẩm nhiệt và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chín sau thu hoạch xảy ra nhanh và tốt. Nếu bảo quản tốt thì thời kì chín sau thu hoạch của các hạt ngũ cốc kéo dài trong khoảng 1,5 – 2 tháng. Còn ngô thì sẽ kết thúc sau khi thải độ ẩm thừa của nó. Do đó trong thời kì đầu bảo quản hạt cần tổ chức bảo quản tốt và liên tục kiểm tra độ ẩm và độ nhiệt của khối hạt. 2.3 Sự mọc mầm của hạt trong quá trình bảo quản : Trong bảo quản có khi gặp trường hợp nẩy mầm của một số ít hạt hoặc một nhóm hạt nào đó trong khối hạt.

Hạt muốn mọc mầm cần có đủ 3 điều kiện: độ ẩm thích hợp, đủ oxy và một lượng nhiệt tối thiểu cần thiết. Ví dụ: để thóc mọc mầm được thì nó phải có thủy phần từ 30 -35% và nhiệt độ thích hợp là 30 – 400C, nhưng ngay từ 100C trở lên nếu có độ ẩm thích hợp và đủ oxy thì thóc vẫn mọc mầm.

Khi nẩy mầm, tác dụng của các enzym trong hạt được tăng cường rất mạnh, quá trình tan của các chất dinh dưỡng phức tạp trong nội nhũ thành các chất đơn giản hơn bắt đầu được tiến hành. Khi đó tinh bột chuyển thành dextrin, malto; protit chuyển thành axit amin; chất béo chuyển thành glixerin và axit béo.

Như vậy, quá trình mọc mầm là tăng cường hết sức mạnh mẽ độ hoạt động của các enzym và sự phân li các chất dự trử phức tạp thành các chất đơn giản hơn,dễ hòa tan hơn để nuôi phôi phát triển. Khi nẩy mầm hạt hô hấp rất mạnh cho nên lượng vật chất khô giảm đi nhiều và lượng nhiệt do hạt thải ra lớn, làm tăng nhiệt độ của khối hạt và mọi hoạt sống của khối hạt. Mặc khác, khi bị nẩy mầm, trong hạt xảy ra sự biến đổi sâu sắc về thành phần hóa học làm cho chất lượng của hạt bị giảm sút. Như vậy, nẩy mầm trong bảo quản là quá trình trái ngược hoàn toàn với quá trình chín sau thu hoạch. Xét về phương diện bảo quản thì đây là một quá trình hoàn bất lợi.

Xét khí hậu và kho tàng như của ta hiện nay thì điều kiện về độ nhiệt và oxy lúc nào cũng thích hợp cho sự mọc mầm của hạt. Vì vậy trong bảo quản phải khống chế thủy phần để hạt không mọc mầm được. Cụ thể là không đỗ hạt trực tiếp xuống nền kho không có khả năng cách ẩm; kho tuyệt đối không dột và tránh tình trạng mặt đống hạt bị ngưng tụ hơi nước.