Характеристика зерновой массы
Отрицательное действие микроорганизмов является главным фактором снижения качества зерна и его порчи. Они появляются на зерне в период вегетации растений. В процессе сбора и обработки при контакте семян с пылевидных частичками почвы количество и видовой состав их на зерне резко увеличиваются. В 1 г зерновой массы содержатся десятки или сотни тысяч, иногда миллионы микроорганизмов.
Огромные потери зерновых продуктов при их хранении связанные с размножением различных насекомых: долгоносиков, чорнушок, хрущаки, зерновки, моли, огневок, частично клещей и др.. Эти вредители заражают зерно на токах, в хранилищах, при перевозке, при применении зерноочистительных машин, оборудования и тары. При своевременном обеззараживании токов, уничтожении прошлогодних органических остатков, дезинфекции зернохранилищ, тары, мешков и транспортных средств перед уборкой нового урожая значительно уменьшается возможность заражения свежесобранного зерна.
Неоднородность зерен и примесей по форме и размерам обусловливает наличие в зерновой массе межзерновых промежутков, так называемых щелей. Воздух, который заполняет эти промежутки, существенно влияет на компоненты зерновой массы, одновременно изменяясь по своему составу, температуре и даже давлением.
Микроорганизмы и их роль при хранении зерна и семян. На поверхности зерна и семян любой культуры, независимо от возраста и качественного состояния, находятся микроорганизмы, поскольку рост и развитие растений и формирование плодов происходят в условиях, где есть значительное их количество.
Факторов, влияющих на состояние и развитие сапрофитных микроорганизмов в зерновой массе, очень много. Решающее значение среди них имеют: средняя влажность зерновой массы и влажность отдельных ее компонентов, температура и степень аэрации, целостность и состояние покровных тканей и жизненные функции зерна, количество и видовой состав примесей.
Микрофлора зерна состоит из микроорганизмов, заселяющих растения. Они подразделяются на: эпифитные, присущие каждому роду и виду растений; растительные паразиты и паразиты, которые случайно попали на растения; микроорганизмы, попавшие в зерновую массу при уборке урожая и неправильного хранения и перевозки.
По образу жизни и влиянием на зерно различают три группы микрофлоры зерновой массы: сапрофитную, фитопатогенных и патогенную. Сапрофитные микроорганизмы — бактерии, дрожжи, плесневые грибы и актиномицеты.
Бактерии более распространены в свежесобранном зерне и в партиях доброкачественного зерна. Основные представители бактерий принадлежат к родам Ervinea и Pseudomonas.
E. herbicola aureum — подвижная мелкая бактерия, не образует спор, имеет форму палочки длиной 1-3 мкм. На твердых питательных средах он образует колонии золотистого цвета. Второй вид бактерий этого рода E. Herbicola rubrum на плотных средах образует колонии красного цвета. В партиях свежесобранного зерна E. Herbicola составляет 92 — 95% всего количества бактерий, что свидетельствует о хорошее качество зерна и его свежесть, поскольку эти бактерии зерно не портят.
Бактерии, образующие спор и, в зерновой массе представлены преимущественно картофельной (B. mesentericus) и сенной (B. subtilis) палочками. Будучи типичными сапрофитами с очень устойчивыми спорами, они могут храниться в зерновой массе достаточно длительное время. Споры их високотермостийки, не погибают при выпечке хлеба, поэтому его мякоть теряет упругость, становится липким, легко растягивается, то есть такой хлеб непригоден для употребления.
В зерновых массах встречаются также единичные возбудители гнилостных процессов Fycoides, Droteus, а также бактерии, обусловливающие кислотное брожение (молочнокислое, маслянокислое), и коку формы бактерий, которые интенсивно развиваются при самосогревании зерна.
Дрожжи — это одноклеточные организмы разной формы, крупнее бактерии. На качество зерна при хранении они существенно не влияют, однако при определенных условиях могут оказывать ему воротникового запаха.
Плесневые грибы — вторая по численности группа микроорганизмов в зерновой массе (1 — 2% от общего количества микроорганизмов). Они неприхотливы к условиям среды и способны размножаться в широком диапазоне влажности и температуры. Развиваются за счет органических веществ зерна, что приводит к потере его массы, ухудшение качества или полной порчи, изменения цвета, появления неприятных запаха и вкуса. Более 80% потерь зерна от деятельности микрофлоры приходится на счет плесневых грибов.
Актиномицеты — это лучевые грибы, которые попадают в зерновую массу с комочками почвы во время уборки урожая. Численность их в массе свежесобранного зерна небольшая, однако при благоприятных условиях они быстро развиваются, вызывая самосогревания зерна.
Микробиологические процессы в зерне протекают с большой скоростью. Свежесобранные зерно уже через несколько дней может потерять всхожесть, в нем образуются токсины, возникает стойкий затхлый запах.
Основной способ борьбы с микрофлорой зерна — быстрее послеуборочная очистки его от примесей и просушки досуха. Снижение температуры также подавляет активность микроорганизмов в зерновой массе, однако при температуре 5 — 10 ° С плесневые грибы способны медленно развиваться на зерне с повышенной влажностью. Поэтому сырое, охлажденное зерно, особенно семенного назначения, можно удовлетворительно сохранять недолго, поскольку хорошая сохранность его возможно только в сухом состоянии.
К фитопатогенных микроорганизмов в зерновой массе относятся бактерии, грибы и вирусы. Они вызывают различные заболевания растений — бактериозы (возбудители — бактерии) и микозы (возбудители — грибы).
Возбудители болезней попадают на растения преимущественно с помощью насекомых, ветра, с каплями дождя. На поверхности растения они развиваются и образуют мицелий и споры. Внутрь растений микроорганизмы проникают через отверстия (устьица) или покровные части растения после разрушения их ферментами.
Поврежденные фитопатогенными микроорганизмами растения или погибают, или формируют меньший урожай пониженного качества. Известно, что фитопатогенных микроорганизмы не влияют на сохранность зерновой массы, но наличие признаков повреждения ими зерна учитывают
при общей его оценке и при использовании на продовольственные, фуражные и семенные цели. Микроорганизмы, патогенные для человека и животных, попадают в зерновую массу основном случайно. Они могут быть непосредственным источником распространения некоторых инфекций только для человека или только для животных.
Патогенные микроорганизмы распространяются больными людьми и животными или их бациллоносителями. Некоторые микробы проникают в почву, где не только живут, но и размножаются в течение длительного времени, поэтому почва может быть источником опасных заболеваний.
Переносчиками инфекций, в частности, являются грызуны и домашние животные. Как правило, в партиях зерна трудно обнаружить возбудителей заболеваний человека и животных. Поэтому зерно, поступающее на заготовительные пункты из районов, где есть инфекционные заболевания, принимают с соблюдением мер, предусмотренных специальными инструкциями.
Характер изменения количества и видового состава микроорганизмов зависит от условий хранения зерновой массы. При неблагоприятных условиях размножения численность микроорганизмов уменьшается. Длительное хранение зерна в этом случае способствует полному уничтожению их, происходит только изменение их качественного состава.
Если в зерновой массе создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов, то прежде всего в ней развиваются плесневые грибы. Они менее требовательны к условиям жизни, чем бактерии, и могут активно развиваться с самого начала хранения зерна, вызывая значительные изменения его качества. Однако после прекращения развития грибов ликвидировать последствия их развития не удается, и партия зерна становится непригодной для длительного хранения.
Под действием жизнедеятельности микроорганизмов меняются прежде основные показатели свежести зерна — цвет, блеск, запах, вкус. По мере проявления их жизнедеятельности свежесть зерна изменяется в такой последовательности: тусклый без блеска, пятнистая и потемневшее, на отдельных зернах образуются колонии плесневых грибов и бактерий, темнеет значительное количество зерен, оказываются испорчены (заплесневелые и по-гнили), а в дальнейшем при самосогревании зерновой массы — черные и обугленные зерна. Одновременно с изменением цвета зерна происходит его разложение, обусловленное развитием микроорганизмов, возникают различные запахи. Итак, отклонения показателей свежести зерна от нормальных значительно ухудшает его технологические свойства. Например, плесени зерна сопровождается снижением его сходства и образованием микотоксинов — продуктов жизнедеятельности многих плесневых грибов, которые достаточно токсичны для человека и животных.
Вредители хлебных запасов. К основным вредителей хлебных запасов относятся насекомые (жуки, бабочки, клещи), птицы и Миша-образные грызуны. В процессе своей жизнедеятельности амбарные вредители уничтожают зерно, ухудшая его качество и вызывая самосогревания, выделяют тепло и влагу, повышая температуру и влажность зерновой массы. В этих условиях активизируется жизнедеятельность микрофлоры, которая вызывает дальнейшее повышение температуры и влажности зерна, сохраняется. Повышение температуры и влажности зерна происходят достаточно интенсивно, в результате чего оно Самос-перегревается. Кроме того, экскременты вредителей засоряют зерно и могут попасть в муку во время его переработки, резко снижают качество муки и выпеченного хлеба. Иногда такое зерно становится непригодным для использования на продовольственные цели.
Среди вредителей хлебных запасов есть виды, которые изначально живут в поле, а затем — в хранилище, например, некоторые виды мукоед, бабочек, гороховая зерновка. С зерном с поля насекомые (рисовый долгоносик, зерновой точильщик, зерновая моль, амбарный долгоносик) попадают в зернохранилища.
В отличие от микроорганизмов, насекомые могут активно развиваться в сухом зерне. При этом сушки и доведения зерна до сухого состояния не обеспечивают защиты его от вредителей. Только влажность зерна ниже 9 — 10%, что на практике бывает очень редко, подавляет их развитие. Согласно государственным стандартам даже при наличии в зерне одного живого представителя насекомых-вредителей оно считается зараженным.
Важнейшим фактором, влияющим на интенсивность развития насекомых и клещей в зерновых продуктах и ??зернохранилищах, является температура. Оптимальные условия для развития вредных насекомых создаются при температуре 20 — 28 ° С. Например, потомство воротникового долгоносика при температуре 25 — 26 ° С появляется примерно через 30, а при 12 ° С — через 209 суток. Большинство насекомых плохо переносят температуру 10 — 11 ° С: при 0 ° С они застывает, а при более низкой — погибают. Так, при температуре минус 15 ° С вредители погибают в течение суток. Повышенная температура (свыше 35 ° С) также неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности вредителей: в них прекращается откладывание яиц. При 38 — 40 ° С происходит их тепловое окоченение, а выше 48 — 55 ° С они погибают.
Клещи менее требовательны к высокой температуре и длительное время выдерживают минусовую температуру, но они могут обеспечить себя пищей только при повышенной влажности зерновой массы. Сушка зерна досуха (12 — 13%) практически исключает заражение его клещами. Последние менее опасны, чем другие вредители зерна, поэтому, согласно государственным стандартам, допускается прием зерна, зараженного клещами.
Кроме температуры, на развитие клещей существенно влияет влажность зерновой массы. Тело насекомых — вредителей зерновых продуктов на 48 — 67% состоит из воды. Поэтому только при содержании в зерновых продуктах определенного количества влаги насекомые и клещи могут существовать и размножаться, поскольку пополнения воды в их организме необходимо вследствие потери ее при дыхании, выделении с экскрементами и т.д..
В условиях без доступа кислорода (содержание его не более 1 — 2%) насекомые и клещи погибают. Если его в отдельных слоях зерновой насыпи не хватает, насекомые и клещи перемещаются в участки, богатые кислородом.
Содержание в зерновой массе различных компонентов обуславливает ее специфические свойства, которые необходимо учитывать при хранении и обработки. Различают физические и физиологические свойства зерновой массы.