Михайло Гузь, Володимир Сиволапов, старші викладачі, НУБіП, Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Негативна дія живих організмів є головним чинником зниження якості зерна і його псування. У процесі збирання й обробки під час контакту насіння з пилоподібними частками ґрунту кількість і видовий склад їх на зерні різко збільшуються. В 1 г зернової маси містяться десятки або сотні тисяч, а інколи мільйони мікроорганізмів.
Активність мікрофлори
На поверхні зерна й насіння будь-якої культури, незалежно від віку та якісного стану, перебувають мікроорганізми, оскільки ріст і розвиток рослин відбуваються в умовах, де є значна їх кількість.
Чинників, які впливають на стан і розвиток мікроорганізмів у зерновій масі, дуже багато. Вирішальне значення серед них мають: середня вологість зернової маси й вологість окремих її компонентів, температура і ступінь аерації, цілісність та стан покривних тканин і життєві функції зернини, кількість та видовий склад домішок.
У процесах, які відбуваються в зерні й зерновій масі після обмолочування, найактивнішу участь беруть мікроорганізми. По суті, здебільшого неможливо відокремити життєдіяльність власне зерна від життєдіяльності мікроорганізмів, які заселяють його поверхню і навіть перебувають під плівками зерна. За певних умов післязбиральної обробки та зберігання інтенсивність розмноження й життєдіяльності мікрофлори зерна настільки збільшується, що може негативно вплинути на його посівні, харчові і кормові якості. Часто продукти обміну речовин, які виділяють мікроорганізми, мають токсичні властивості.
У зернових масах трапляються також одиничні збудники гнильних процесів Fycoides, Droteus, а також бактерії, що зумовлюють кислотне бродіння (молочнокисле, маслянокисле), та кокові форми бактерій, які інтенсивно розвиваються під час самозігрівання збіжжя.
На поверхні зерна містяться різноманітні дріжджі, які не утворюють спор. Дріжджі – це одноклітинні організми різної форми, більші за бактерії. На якість зерна під час зберігання вони істотно не впливають, однак за певних умов можуть надавати йому комірного запаху. Ці примітивні одноклітинні представники суттєвого впливу на зберігання і якість зерна не мають, але за певних умов сприяють накопиченню тепла в зерновій масі й виникненню в ній комірного запаху.
До складу мікрофлори зернової маси входять плісняві гриби, що утворюють спори. Плісняві гриби – друга за чисельністю група мікроорганізмів у зерновій масі (1 – 2% від загальної кількості мікроорганізмів). Вони невибагливі до умов середовища і здатні розмножуватися у широкому діапазоні вологості та температури. Розвиваються вони завдяки органічним речовинам зерна, що призводить до втрати його маси, погіршення якості або повного псування, зміни кольору, появи неприємних запаху і смаку. Понад 80% втрат зерна від діяльності мікрофлори припадає на плісняві гриби.
Це найбільш невибагливі до довкілля мікроорганізми, здатні розвиватися у широкому діапазоні температур і вологості зернової маси. Їх колонії видно неозброєним оком. Інтенсивний розвиток пліснявих грибів у зерні завжди супроводжується втратами маси сухої речовини, зниженням якості або повним псуванням збіжжя. Руйнуючи органічні речовини зерна, плісені утворюють продукти, які мають специфічний неприємний запах, а також змінюють колір і смак зерна. Таке зерно може бути повністю непридатним для продовольчих та фуражних потреб.
Актиноміцети – це променеві гриби і споріднені з ними організми (проактиноміцети, мікобактерії, мікококи), які потрапляють у зернову масу з грудочками ґрунту під час збирання врожаю. Чисельність їх у масі свіжозібраного зерна невелика, проте за сприятливих умов вони швидко розвиваються, спричинюючи самозігрівання збіжжя.
Подальша життєдіяльність мікроорганізмів залежить від умов, у яких перебуватиме зернова маса. Якщо свіжозібране збіжжя просушать або охолодять, то мікроорганізми залишаться в недієвому стані протягом тривалого періоду, а в разі затримки післязбиральної обробки вологого зерна інтенсивно розмножуватимуться, що разом із життєдіяльністю самого зерна призведе до самозігрівання.
Є дуже багато чинників, які впливають на стан і розвиток сапрофітних мікроорганізмів у зерновій масі. Вирішальне значення серед них мають: вологість зернової маси та окремих її компонентів (основного зерна, домішок, повітря міжзернових просторів), температура і ступінь аерації зернової маси. Водночас неабияке значення має цілісність та стан покривних тканин зернини, її життєві функції, кількість і склад домішок.
Найважливіша умова для розвитку мікрофлори – достатня кількість вологи в зерні. Розчинні у воді органічні речовини легко засвоюються мікроорганізмами, спочатку на поверхні, а потім через тріщини оболонок вони проникають усередину, де знаходять ще кращі умови для живлення. Коли вільної вологи немає, життєдіяльність мікроорганізмів знижується. За відносно рівномірного розподілення вологи в зерновій масі інтенсивний розвиток мікроорганізмів спостерігається лише за вологості, яка вища за критичну.
Вирішальним фактором у початковий період розвитку мікроорганізмів є нерівномірність розподілення вологи в зерновій масі. За середньої вологості, що не виходить за межі критичної, можливі більш зволожені ділянки. Це особливо характерно для свіжозібраної зернової маси.
Переважна більшість мікрофлори зернової маси – аеробні мікроорганізми, які для підтримки життєдіяльності та розмноження потребують кисню. Тож під час зберігання збіжжя у сховищах, на токах і в буртах є умови для розвитку мікроорганізмів. Тільки повна герметизація зернової маси та відсутність кисню унеможливлює розвиток аеробних мікробів. Саме тому зберігання в анаеробних умовах вологого і сирого зерна – це хороший спосіб його консервування, запобігання псуванню. Але слід враховувати, що в безкисневому середовищі частина мікроорганізмів і саме зерно можуть переходити до анаеробного обміну речовин.
Наявність у зерновій масі механічно травмованих зерен сприяє активному розвитку мікроорганізмів. Через пошкодження покривних тканин внутрішні частини зерна стають доступними для живлення багатьох мікроорганізмів, не здатних руйнувати клітковину. Втім, вони стають небезпечними. Кількість плісені зростає в сотні й тисячі разів, при цьому змінюються ознаки свіжості зерна, знижується схожість і виділяється велика кількість тепла.
Негативна дія живих організмів є головним чинником зниження якості зерна і його псування
На чисельність мікрофлори, видовий склад та можливість розвитку впливають також такі фактори: кількість і склад домішок (особливо такі фракції, як зіпсовані й биті зерна, органічне та мінеральне сміття), а також погодні умови впродовж розвитку, дозрівання, збирання врожаю.
Мікробіологічні процеси у зерні перебігають з великою швидкістю. Свіжозібране зерно вже через кілька днів може втратити схожість, у ньому утворюються токсини, виникає стійкий затхлий запах. Основний спосіб боротьби з мікроорганізмами зерна – якнайшвидше післязбиральне очищення його від домішок та доведення до сухого стану. Зниження температури також пригнічує активність мікроорганізмів у зерновій масі, проте за температури 5 – 10°С плісняві гриби здатні повільно розвиватися на збіжжі з підвищеною вологістю. Тому сире, охолоджене зерно, особливо насіннєвого призначення, можна зберігати нетривалий час, оскільки задовільне зберігання його можливе лише у сухому стані.
Шкідники хлібних запасів
До основних шкідників хлібних запасів належать комахи – жуки, метелики та кліщі. У процесі своєї життєдіяльності комірні шкідники знищують зерно, погіршуючи його якість і спричинюючи самозігрівання, виділяють тепло й вологу, підвищуючи температуру та вологість зернової маси. В цих умовах активізується життєдіяльність мікрофлори, яка викликає подальше підвищення температури і вологості зерна, що зберігається. Підвищення температури й вологості зерна відбуваються досить інтенсивно, внаслідок чого воно самозігрівається. Крім того, екскременти шкідників засмічують зерно та можуть потрапити в борошно під час його переробки, різко знижують якість борошна і випеченого хліба. Інколи таке зерно стає непридатним для використання на продовольчі цілі.
Комахи й кліщі живуть у зернових масах, зернових продуктах (борошні, крупі, комбікормах) і самих сховищах. В останніх вони розселяються в щілинах стін, опорах, підлогах, тобто там, де скупчуються залишки продуктів: просипів, органічного пилу тощо. У разі великої зараженості сховища комах легко можна виявити навіть під час швидкого огляду. Таким чином, зерно або продукти його переробки можуть бути заражені шкідниками, які раніше були в сховищі. Іноді сховище, підготовлене до приймання продуктів, заражується від засипаних у нього заражених партій зерна.
До основних шкідників хлібних мас належать комахи – жуки, метелики та інші.
Шкідники хлібних запасів надають перевагу неосвітленим частинам насипів продуктів і затемненим ділянкам сховищ. Летючі шкідники мігрують у нічний час. За нестачі тепла кліщі виповзають на поверхні, що обігріваються сонячними променями. Але за потрапляння прямого сонячного світла шкідники перегріваються і зневоднюються, тому вони переповзають у затінені місця.
Комахи й кліщі на різних стадіях розвитку можуть тривалий період обходитись без їжі, особливо за знижених температур і достатньої вологості повітря. Багато видів кліщів за нестачі вологи утворюють стадію гіпопуса, який вирізняється слабким обміном речовин. Тому природного й повного знезаражування сховищ, які не завантажені продуктами протягом кількох місяців, зазвичай досягти не вдається.
Серед шкідників хлібних запасів є види, які спочатку живуть у полі, а потім у сховищі, наприклад, деякі види борошноїдів, метеликів, горохова зернівка. Із зерном з поля комахи (рисовий довгоносик, зерновий точильник, зернова міль, комірний довгоносик) потрапляють у зерносховища.
На відміну від мікроорганізмів, комахи можуть активно розвиватися в сухому зерні. При цьому сушіння і доведення зерна до сухого стану не забезпечують захисту його від шкідників. Лише вологість зерна нижче 9 – 10%, що на практиці буває вкрай рідко, пригнічує їхній розвиток. Відповідно до державних стандартів навіть за наявності в зерні одного живого представника комах-шкідників воно вважається зараженим.
Найважливішим чинником, що впливає на інтенсивність розвитку комах і кліщів у зернових продуктах та зерносховищах, є температура. Оптимальні умови для розвитку шкідливих комах створюються за температури 20 – 28°С. Більшість комах погано витримують температуру нижче 10 – 11°С. За 0°С вони перестають рухатися, а за більш низької взагалі гинуть. Зокрема, за температури -15°С шкідники гинуть упродовж доби. Підвищена температура (понад 35°С) також несприятливо позначається на життєдіяльності шкідників: у них припиняється відкладання яєць. За 38 – 40°С відбувається їх теплове заклякання, а вище 48 – 55°С вони гинуть.
Кліщі менш вибагливі до високої температури і тривалий час витримують мінусову температуру, однак вони можуть забезпечити себе поживою лише у разі підвищеної вологості зернової маси. Сушіння зерна до сухого стану (12 – 13%) практично унеможливлює зараження його кліщами. Останні менш небезпечні, ніж інші шкідники зерна, тому згідно з державними стандартами допускається приймання зерна, зараженого кліщами.
Крім температури, на розвиток кліщів істотно впливає вологість зернової маси. Тіло комах – шкідників зернових продуктів на 48 – 67% складається з води. Трохи більше її в личинках і гусеницях (63 – 70%), ще більше в тілі кліщів. Тому лише за вмісту в зернових продуктах певної кількості вологи комахи і кліщі можуть існувати та розмножуватися, оскільки поповнення води в їхньому організмі необхідне через втрату її під час дихання, виділення з екскрементами тощо.
Вміст вологи в тілі шкідників залежить від вологості продукту. Зокрема, вміст вологи в тілі комірного довгоносика змінюється від 48 до 53% за вологості зерна від 11 до 18%. Але кількість вологи, що надходить у період живлення, невелика і є наслідком низького її вмісту в продуктах. У зв’язку з цим комахи й кліщі пристосувались до економної витрати вологи і застосовують захисні заходи для збереження її в організмі. За дефіциту вологи в довкіллі шкідники розмножуються в найбільш вологих та важко вентильованих місцях. Крім того, для більш або менш тривалого існування комахи потребують меншої вологості продукту, ніж для завершення нормального циклу розвитку.
Комахам і кліщам необхідний кисень. В умовах без доступу кисню (вміст його не більше 1 – 2%) вони гинуть. Якщо його в окремих шарах зернового насипу не вистачає, шкідники переміщуються в ділянки, багатші на кисень. Вміст у зерновій масі різних компонентів зумовлює її специфічні властивості, які слід враховувати під час зберігання та обробки.
Найінтенсивніший газообмін спостерігається у личинок і дорослих комах, найменший та часто дуже незначний – у лялечок. Дуже низький газообмін, а іноді і його відсутність, характерні для гіпопусів кліщів. За нестачі кисню в окремих шарах насипу комахи й кліщі переміщуються до стін сховища, поверхні насипу.
Для знищення комах і кліщів у зернових масах у сховищах застосовують різні засоби й способи дезінфекції. Механічним способом (пропусканням через зерноочисні машини, сепаруванням) можна видалити більшу частину шкідників із зернової маси, але не можна досягти повного її знезаражування. При цьому травмується зерно, тим самим створюються умови для розвитку шкідників, зараженість зростатиме.
Шкодочинність усіх шкідників хлібних запасів велика. Але варто пам’ятати, що наявність кліщів не погіршує посівних і продовольчих властивостей зерна. Це пояснюється їх великою потребою у волозі, нездатністю живитися цілими непошкодженими зернами.
