Лекция 5: Вред, причиняющий зерновой массе

План

1Жизнедеятельность микроорганизмов

2Жизнедеятельность насекомых и клещей

3Самосогревание зерновых масс

1. Ежегодно в мировом хозяйстве теряется при хранении от 1 до 2 % сухих веществ зерна в результате активной жизнедеятель­ности его микрофлоры, главным образом бактерий и плесневых грибов. Эти потери в массе сопровождаются и огромными потерями в качестве, иногда до такой степени, что вся партия зерна при сохранении большей части сухих веществ становится непригод­ной к использованию на пищевые или кормовые цели.

Факторов, влияющих на состояние и развитие сапрофитных микроорганизмов в зерновой массе, выявлено очень много. Решаю­щее значение из них имеют: средняя влажность зерновой массы и влажность ее отдельных компонентов (основного зерна, приме­сей и воздуха межзерновых пространств), температура и степень аэрации зерновой массы. Наряду с этими факторами существен­ное значение имеют также целость и состояние покровных тканей зерна, его жизненные функции, количество и видовой состав при­месей.

На основании обширных материалов приведем минимум све­дений, необходимых для правильной организации хранения зер­новых масс.

1. Свойственная зерновой массе микрофлора сохраняется в ней длительное время даже в условиях, исключающих ее активное развитие. В течение всего времени нормального хранения (даже нескольких лет) зерновая масса остается насыщенной микроорга­низмами.

В свежеубранном зерне к типичным зпифитным бактериям, не образующим спор, относятся представители рода Pseudomonas.

Спорообразующие бактерии в зерновой массе представлены главным образом картофельной (Вас. mesentericus) и сенной (Вас. subtilis) палочками.

2.Микрофлора зерновой массы состоит почти полностью из
аэробных микроорганизмов, количество строгих анаэробов в ней ничтожно. В связи с этим при хранении в обычных хранилищах (складах и даже силосах элеваторов), на токах и в бунтах при других благоприятных факторах (температуре и влажности) всегда имеются условия для развития микробов. Только полная герме­тизация зерновой массы и отсутствие запаса в ней кислорода исклю­чают возможность развития аэробных микроорганизмов.

3.Основную часть микрофлоры зерновой массы составляют мезофильные микроорганизмы, т. е. имеющие оптимум развития при 20—40 °С, минимум — при 5—10 °С и максимум — при 40—45 ^QC. Следовательно, при организации хранения зерновых масс понижение их температуры до 8—10 °С и ниже значительно задер­живает развитие микроорганизмов.

4. Важнейшим условием, определяющим возможность развития микроорганизмов в зерновой массе, является ее влажность. При относительно равномерном распределении влаги в зерновой массе интенсивное развитие микроорганизмов наблюдается только при влажности выше критической.

5. Содержание в зерновой массе механически травмированных зерен (дробленых, колотых, с поврежденными оболочками и т. д.) способствует активному развитию микроорганизмов. Через 14 суток хранения на поверх­ности половины обрушенных зерен (50—55 %) были обнаружены колонии плесневых грибов. За это же время пораженность плесе­нями целых зерен {с пленками) составила 8—13 %.

6. На численность микрофлоры, ее видовой состав и возмож­ность развития влияют количество и состав примесей: чем больше примесей в зерновой массе, тем больше и ее насыщенность микро­организмами. Особенно обильной микрофлорой отличаются такие фракции примесей, как испорченные и битые зерна, органический и минеральный сор. Специальные исследования показали, что в зерновой массе пшеницы в зависимости от ее засоренности от 31 до 66 % микро­флорынаходится в примесях.

7. Решающее влияние на состояние и качество зерновой массы из всего состава ее микрофлоры оказывают плесени хранения. Несмотря на их малую численность, в свежеубранном зерне при активном развитии они занимают преобладающее положение: количество плесневых грибов возрастает в сотни и тысячи раз, они изменяют признаки свежести партии зерна, снижают всхожесть и выделяют огромное количество тепла. Кроме того, среди них имеются штаммы, образующие токсические ве­щества (микотоксины), опасные для жизни людей и животных. Наибольшее число процентов токсинов относится к аспергилловымгрибам

2. Вредители хлебных запасов — насекомые и клещи — при бла­гоприятных условиях для их существования интенсивно питаются, дышат и размножаются. На основании многочисленных экспери­ментов и наблюдений отчетливо представляется комплекс факторов, влияющих на жизнедеятельность насекомых и клещей в зерновых массах и хранилищах. Ниже приводятся основные положения, которые необходимо учитывать при организации хранения семен­ных, продовольственных и фуражных фондов в колхозах и сов­хозах.

1. Насекомые и клещи находятся в зерновых массах, зерновых продуктах (муке, крупе, комбикормах) и в самих хранилищах, где они расселяются в трещинах элементов конструкций (стенах,опорах, полах), т. е. там, где возможно скопление остатков про­дуктов: просыпей, органической пыли и т. д. При большой зара­женности хранилища насекомыми они легко обнаруживаются даже при беглом осмотре.

2. Насекомые и клещи в различных стадиях развития могут длительное время находиться без пищи. Поэтому естественного и полного обеззараживания хранилищ, не загруженных продук­тами в течение нескольких месяцев, обычно не происходит.

3. Зерновые продукты и хранилища могут оказаться заражен­ными в результате заноса вредителей в различных стадиях раз­вития грызунами и птицами. На их покровах очень часто обнару­живают большое количество клещей, а иногда и мелких насеко­мых. Кроме того, вредители могут быть занесены в хранилище вместе с инвентарем, тарой и даже сильным ветром от недалеко расположенных зараженных объектов. Поэтому необходимо соблю­дение рекомендованных правил эксплуатации зернохранилищ и обращения с зерновыми массами.

4. Важнейший фактор, определяющий возможность и интен­сивность развития насекомых и клешей в зерновых продуктах и зернохранилищах, — температура. Нижний температурный предел активного существования ука­занных выше вредителей находится на уровне 6—12 °С, а верх­ний — 36—42 °С. Между этими порогами лежат оптимальные температурные точки для развития каждого вида вредителей.

5. Меньшее, чем температура, но все же существенное влияние на развитие насекомых и клещей оказывает влажность зерновой массы.

В теле насекомых-вредителей зерновых продуктов содержится от 48 до 67% воды. Несколько больше ее в личинках и гусени­цах (63—70 %) и еще больше в теле клещей. Поэтому только при содержании в зерновых продуктах известного минимума влаги насекомые и клещи могут существовать и размножаться.

6.Насекомым и клещам необходим кислород. Наиболее интен­сивный газообмен наблюдается в фазе личинки и взрослого насе­комого, наименьший и часто очень незначительный у куколок. Очень малый газообмен, а иногда и отсутствие его характерно для гипопусов клещей. При недостатке кислорода в отдельных слоях насыпи (как это, например, может быть иногда в силосах элеваторов и высоких бункерах) насекомые и клещи перемеща­ются в участки, более насыщенные воздухом нормального состава, т. е. к поверхности насыпи и стенам хранилища.

7.Примесь в зерновой массе травмированных зерен и мелких органических частиц способствует развитию насекомых (кроме проходящих фазы развития внутри зерна) и клещей. Механически поврежденные зерна и семена, их мелкие частицы и органическая пыль служат доступной питательной средой.

8. Вредители хлебных запасов предпочитают неосвещенные части насыпей продуктов и затененные уча­стки в хранилищах. Летающие фор­мы совершают перелеты в ночное вре­мя. При недостатке тепла клещи на некоторое время выползают на поверхности, обогреваемые солнечными лу­чами. Однако при сильной солнечной радиации наблюдается угне­тение вредителей (перегрев и обезвоживание), поэтому они пере­ползают в затененные участки. При солнечной сушке зерна и семян часть вредителей гибнет. Полное обеззараживание зерновой массы солнечной сушкой возможно при условии, если толщина слоя насыпи не превышает 4 см, а нагрев зерна достигает 38—40 °С и более.

9. Насекомые и клещи в хранящихся зерновых массах и самих хранилищах могут быть уничтожены сильнодействующими сред­ствами (отравляющими, действующими на их нервную систему или разрушающими хитиновые покровы). Поэтому в зависимости
от хозяйственных и технических возможностей применяют различные средства и способы дезинсекции.

Механическими способами (например, пропуском через зерно­очистительные машины, сепарированием воздухом) можно уда­лить большую часть вредителей из зерновой массы, но нельзя добиться ее полного обеззараживания. При дальнейшем хранении, если не будут созданы условия, консервирующие зерновую массу (понижением температуры или другими приемами), зараженность вновь будет расти.Следует иметь в виду, что интенсивные или многократные меха­нические воздействия сопровождаются травмированием зерна и тем самым создаются благоприятные предпосылки к большему развитию вредителей.

Несмотря на различную вредоносность насекомых, развитие их в зерновых продуктах всегда очень опасно и приводит к большим потерям в массе и качестве. Наличие клещей в партиях зерна и семян также снижает их ценность, однако не свя­зано с такими потерями и во многих случаях не приводит к ухуд­шению посевных качеств и продовольственных свойств зерна.

3. Самосогреванием зерновой массы называется явление самопроизвольного повышения ее температуры вследствие протекающих в ней физиологических процессов и плохой теплопроводности. В зависимости от исходного состояния зерна и условий хранения в каком-либо участке насыпи температура поднимается до 55-65^о, в редких случаях – до 70-75^оС.

Образующийся очаг самосогревания не остается локализованным. Тепло передается в соседние участки насыпи, что, в свою очередь, способствует активизации в них физиологических процессов и теплообразованию. Если не принять мер к ликвидации начавшегося процесса самосогревания, то вся зерновая масса окажется в греющемся состоянии. Самосогревание широко распространено в мире и приводит к значительным потерям в массе сухого вещества зерна и снижению его пищевых, кормовых и посевных качеств. При запущенных формах самосогревания партия зерна вообще может быть непригодной к использованию.

Физиологической основой самосогревания является дыхание всех живых компонентов зерновой массы, приводящее к значительному выделению тепла. Физической основой самосогревания является плохая теплопроводность зерновой массы. Образование тепла в том или ином участке зерновой насыпи, превышающее отдачу его в окружающую среду, дает типичную картину самосогревания.

При далеко зашедшем процессе самосогревания (если не принять мер к ликвидации его очага) температура зерна повышается до 50^оС и выше, происходит интенсивное потемнение зерна, оно приобретает гнилостный запах. В процессе самосогревания активно идет гидролиз органических веществ, наблюдается тепловая денатурация белков, накапливается много аммиачного азота в зерновой массе. Процесс самосогревания завершается обугливанием зерна и полной потерей сыпучести зерновой массы, которая превращается в монолит, происходит полная потеря всех технологических качеств.

Характеризуя процесс само­согревания, принято подразде­лять его на три вида: гнездо­вое, пластовое и сплошное.

Гнездовое самосо­гревание может возник­нуть в любой части зерновой массы в результате одной из следующих причин: 1) увлаж­нения какого-то участка зер­новой массы при неисправно­сти крыш или недостаточной гидроизоляции стен хранилищ; 2) засыпки в одно хранилище (или закром) зерна с различной влажностью, в результате чего создаются очаги (гнезда) с повы­шенной влажностью; 3) обра­зования в зерновой массе уча­стков с повышенным содержа­нием примесей и пыли (а сле­довательно, и микроорганизмов) в результате ссыпания вместе резко разнородного по содержанию примесей зерна; 4) скопления насекомых и клещей в одном участке насыпи.

Пластовое самосогревание получило свое на­звание потому, что греющийся слой возникает в насыпи зерна в виде горизонтального или вертикального пласта. В зависимости от того, в каком участке насыпи образуется греющийся пласт, различают самосогревание верховое, низовое или вертикальное. Природа любого пластового самосогревания одна и та же. Оно происходит вследствие термовлагопроводности, свойственной зер­новой массе. Перепады температур, испытываемые периферийными частями насыпи, создают условия для перемещения влаги и ее конденсации. Поэтому пластовое самосогревание возникает неда­леко от поверхности насыпи или в слоях, близко находящихся от пола и стен хранилища.

Верховое самосогревание чаще всего наблюдается поздней осенью и весной. Даже при небольшой высоте насыпи (1—1,5 м) греющийся слой образуется на расстоянии 15—25 см от поверхности, при большей высоте он возникает на глубине 70—150 см.Верховому самосогреванию особенно подвержены осенью пар­тии свежеубранного зерна, если они не были своевременно доста­точно охлаждены.

Низовое самосогревание развивается горизонтальным пластом в нижней части зерновой массы на расстоянии 20—50 см от пола. Это наиболее опасный вид пластового самосогревания, так как тепло, образующееся в нижних участках насыпи, легко переме­щается в лежащие выше слои и вся зерновая масса за короткий период подвергается самосогреванию. Низовое самосогревание обычно возникает ранней осенью при загрузке свежеубранного неохлажденного зерна в склады с хо­лодными полами.

Вертикальное самосогревание более характерно для зерновых масс, хранящихся в силосах элеватора, но встречается и в скла­дах при увлажнении какой-либо стены, соприкасающейся с зер­новой массой. Иногда этот вид самосогревания может вызываться охлаждением или нагревом одной из стен склада. Так, замечено, что при хранении семян в закромах, одна из стен которых наруж­ная, может быть вертикально-пластовое самосогревание. Оно исключается, когда стенки закрома на 50—60 см удалены от на­ружной стены склада.

Сплошное самосогревание характеризует такое состоя­ние, при котором греется вся зерновая масса, кроме самых пери­ферийных участков. До последнего времени сплошное самосогре­вание рассматривали как запущенную форму пластового или гнез­дового, что, безусловно, правильно. Однако сплошное самосогре­вание возникает сразу в зерновых массах с высокой влажностью, содержащих большое количество различных примесей, в том числе частей растений и недозревших зерен. Даже кратковременное хранение осенью такого зерна насыпью небольшим слоем (1 м) без немедленного охлаждения приводит к бурному развитию про­цесса.

Радикальным средством борьбы с самосогреванием является активное вентилирование зерновой массы охлажденным воздухом, которое позволяет быстро и эффективно ликвидировать очаги самосогревания. Если же отсутствуют установки для активного вентилирования, необходимо принимать активные меры, позволяющие снизить температуру зерна. Это перебрасывание зерна зернопогрузчиками, пропуск через зерноочистительные воздушно-решетные машины, в результате чего зерно контактирует с атмосферным воздухом и охлаждается. Ручное перелопачивание зерна малоэффективно в борьбе с самосогреванием, наоборот, оно может привести к дальнейшему всплеску интенсивности физиологических процессов.

Литература:

1.Манжесов В.И., Попов И.А., Щедрин Д.С. Технология хранения растениеводческой продукции: учебное пособие. - Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009. - 249 с.

2.Вобликов Е.М. Технология элеваторной промышленности.- Санкт-Петербург: Лань, 2010. — 384 с.

3.Трисвятский Л.А., Лесик Г.В., Кудрина В.Н. Хранение и технология сельскохозяйственной продукции. - М.: Агропромиздат,1991. -415с.

4.Личко Н.М. Стандартизация и подтверждение соответствия сельскохозяйственной продукции.-М.: ДеЛи плюс, 2013.- 512с.