# Обработка и хранение продукции растениводства

5B007280 - Технология перерабатывающих производств __ст.преводаватель__ Саидов А.М.

## Практическая работа 5

МИКРОФЛОРА ЗЕРНОВЫХ МАСС И ВРЕДИТЕЛИ ЗЕРНА

Цель: сформировать представление о микрофлоре зерновых масс и вредителях зерна

План

1 Характеристика микрофлоры зерновых масс

2 Снижение посевных и товарных качеств зерна.

3 Борьба с вредителями зерна при хранении

1 Характеристика микрофлоры зерновых масс

В составе микрофлоры каждой зерновой массы обязательно имеются различные бактерии и плесневые грибы.

Во многих партиях находятся актиномицеты и родственные им организмы, а также дрожжи.

По образу жизни и воздействию на зерновую массу встречающиеся в ней микроорганизмы можно разделить на три группы:

— сапрофитные;

— фитопатогенные;

— патогенные для животных и человека.

Основную часть микроорганизмов в зерновой массе составляют сапрофиты, т. е. метатрофные микроорганизмы, нуждающиеся в различных органических соединениях.

Некоторые из представителей этой группы способны при определенных условиях питаться органическими веществами зерна и в процессе питания частично или полностью разрушать зерно, изменяя его физические свойства и химический состав.

В отдельных партиях зерна обнаруживают фитопатогенных микроорганизмов, вызывающих заболевания у растений.

Еще реже в зерновую массу попадают микроорганизмы, патогенные для животных и человека.

Сапрофитные микроорганизмы делятся:

— на эпифиты;

— прочие сапрофиты;

— типичные эпифиты.

Типичные эпифиты — это микроорганизмы, населяющие здоровые растения в процессе развития и формирования зерна. К эпифитам относят дрожжи, бактерии, полевые грибы (плесневые грибы).

Остальные сапрофитные микроорганизмы попадают в зерновую массу случайно из почвы и при уборке урожая и относятся к прочим сапрофитам.

К прочим сапрофитам относят:

1) бактерии: сенную палочку и гнилостную палочку;

2) бактерии кислотных бактерий: кокки, микрококки и сарцины;

3) актиномицеты и родственные им организмы;

4) грибы хранения: плесневые, мукоровые, аспергилловые и др.

Однако при определенных условиях некоторые сапрофиты обладают способностью вести полупаразитический образ жизни на растениях, поэтому абсолютного разграничения эпифитов и прочих сапрофитов быть не может.

Паротрофные микроорганизмы представлены двумя группами:

— фитопатогенные;

— патогенные для животных и человека.

К фитопатогенным микроорганизмам относят бактерии, грибы и вирусы, вызывающие различные заболевания растений:

— бактериозы — вызывают щуплость зерна (возбудители — бактерии);

— микозы — различные виды головни злаковых, спорынью (возбудители — грибы);

— различные виды фузариума.

Возбудители болезней попадают на растение главным образом с помощью насекомых, ветра, с каплями дождя.

Попав на поверхность растения, они начинают развиваться: образовывать мицелий и споры. При этом возбудители болезней разрушают покровы растения и проникают внутрь, приводя к полной или частичной потере урожая.

Некоторые фитопатогенные микроорганизмы не влияют на сохранность зерновой массы. Наличие признаков поражения ими партии зерна учитывают при общей оценке его качества и последующего использования на продовольственные, кормовые и семенные цели.

Микроорганизмы, патогенные для животных и человека, случайно попав в зерновую массу, могут стать источником распространения у них некоторых инфекций. Например, у человека — столбняка, газовой гангрены.

Встречаются микроорганизмы, патогенные для животных и человека, получившие название зооноз. К ним относят возбудителей бруцеллеза, туберкулеза и некоторых других.

Попадая в почву, некоторые болезнетворные микробы способны не только жить, но и размножаться в течение длительного времени.

В партии зерна трудно выявить возбудителей заболеваний. Поэтому к зерну, поступающему из районов с инфекционными болезнями, следует относиться осторожно и соблюдать мероприятия, указанные в специальных инструкциях.

Воздействие микроорганизмов на состояние и свойства зерновой массы может проявляться в следующих формах:

— потеря признаков свежести, т. е. изменение цвета, запаха, вкуса и титруемой кислоты;

— ухудшение механических качеств зерна;

— снижение посевных и товарных качеств зерна в связи с поражением зародышей;

— приобретение зерном токсических свойств;

— образование и накопление в зерновой массе значительного количества тепла;

— потери в массе сухого вещества зерна.

Размеры потерь в массе сухого вещества зерна и степень ухудшения его качества зависят от условий, при которых развивались микроорганизмы в зерновой массе, и продолжительности их активного существования.

Наибольшее изменение качества зерна, связанное с жизнедеятельностью микроорганизмов, происходит в процессе самосогревания зерновой массы.

По мере проявления жизнедеятельности микроорганизмов изменение цвета зерна происходит в следующей последовательности: появление тусклых зерен, затем пятнистых и потемневших, образование на отдельных зернах колоний плесневых грибов и бактерий, потемнение значительного количества зерна, появление испорченных зерен (заплесневевших и прогнивших), далее появление черных обуглившихся зерен, образование обуглившейся зерновой массы, потерявшей сыпучесть.

Запахи разложения, образующиеся в зерновой массе при хранении, также являются следствием развития в ней микроорганизмов.

Так, например, затхлый и плесневый запахи являются результатом накопления в зерне продуктов активной жизнедеятельности плесеней, прежде всего, грибов рода Penicillium.

Кроме затхлого запаха могут возникнуть и другие: гнилостный, амбарный, клещевый, которые также связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов.

Образование в партиях зерна запахов разложения сопровождается нарастанием титруемой кислоты зерна, что позволяет относить ее к признакам, характеризующим свежесть зерна.

В зависимости от степени отклонения показателей свежести зерна от нормального состояния изменяются его технологические качества. При небольших отклонениях от нормы обычно не наблюдается ощутимого влияния на выход и качество муки, крупы и хлеба, более глубокие отклонения значительно ухудшают качество продукции.

Также наблюдаются изменения в химическом составе: снижается количество связанных липидов и содержание ненасыщенных жирных кислот, накапливаются продукты окисления и резко возрастает кислотное число жира.

2 Снижение посевных и товарных качеств зерна. Развитие плесневых грибов в области зародыша зерна приводит к ослаблению или полной потере жизненных функций зародыша. Развитие плесеней на зародыше может быть явным и скрытым.

Явное развитие плесени (непосредственно на поверхности зародышей) наблюдается у пшеницы, ржи, ячменя, риса, на семенах бобовых, ее легко обнаружить невооруженным взглядом.

Для зерна кукурузы характерно скрытое поражение зародышей, под оболочкой. При осмотре таких семян признаки развития на них плесеней обнаружить трудно, это можно сделать только при сильном развитии мицелия гриба. Начало скрытого поражения зерен происходит при их нахождении в початке: при повышенной влажности мицелий начинает развиваться между зернами и около стержня, а затем проникает под оболочки в область зародыша.

Плесневение зерна сопровождается понижением его всхожести. Это объясняется отравлением клеток зародыша семени продуктами метаболизма плесневых грибов, обладающих токсическими свойствами.

Кроме того, наблюдается потемнение зародыша. Такая пшеница получила название больной. Потемнение происходит и при повышенной активности ферментов в зерне с повышенной влажностью при недостатке кислорода в воздухе и межзерновом пространстве. Кислотное число жира в таких зернах повышенное.

Развитие плесеней родов Aspergillus и Penicillium в зерне может сопровождаться образованием токсических веществ — микотоксинов, являющихся продуктами их жизнедеятельности.

Плесневые грибы способны синтезировать более 200 токсических веществ. Большинство токсинов обладает гепатогенным и канцерогенным действием.

Образование токсических веществ в зерне происходит в процессе самосогревания и хранения зерна с повышенной влажностью в бунтах и хранилищах.

Известны случаи накопления токсичных свойств зерном в результате перезимовки его на корню или в валках, оставленных в поле в случае очень раннего выпадения снега.

Зерно сохраняет ядовитость при хранении в течение многих лет. Микотоксины не разрушаются по действием высоких температур. Частичное снижение ядовитых свойств наблюдается при вымачивании зерен в теплой воде. Многие токсичные вещества выделяются из зерна вместе с его жировой фракцией.

Общее представление о наличии ядовитых свойств можно составить по внешнему виду зерна и окраске эндосперма. Наиболее ядовиты почерневшие зерна.

Зерно, содержащее токсины, может быть использовано в спиртовой промышленности.

Процесс дыхания в клетках микробов представляет собой разложение и окисление органических веществ с выделением тепла. Тепло либо задерживается в зерновой массе и способствует повышению ее температуры, либо уносится из нее путем конвекции.

Обычно в зерновой массе влажного состояния микроорганизмы выделяют очень большое количество тепла, поэтому часть его остается в зерне и приводит к самосогреванию.

3 Борьба с вредителями зерна при хранении

В последнее время увеличиваются объемы хранения зерна различных культур как в заготовительной системе (элеваторы, хлебоприемные предприятия), так и в системе выращивания (фермерские хозяйства, акционерные объединения). Несмотря на различия эти системы объединяет общая цель: сохранение зерна без количественных потерь и снижения качества. Именно в процессе хранения наблюдаются довольно большие потери из-за несовершенных технологий, недостаточного количества современных зернохранилищ, ненадлежащего уровня их оснащения.

Одна из причин, которая приводит к значительным потерям и снижению качества зерна в процессе хранения, — это вредители хлебных запасов (насекомые, клещи, мышевидные грызуны). Обнаружено свыше 100 видов вредителей, в том числе: клещей —34, насекомых — 60 (жесткокрылые — 51, чешуекрылые — 9), мышевидных грызунов — 6.

При оптимальных условиях амбарные вредители имеют высокую плодовитость и быстрое развитие, достигают значительной численности. Подсчитано, что один жук амбарного и рисового долгоносиков способен за свою жизнь уничтожить 80 зерен. Особенно опасен рисовый долгоносик, который повреждает зерно пшеницы, риса, овса, ячменя, кукурузы, гречихи, сорго, крупу перловую и мучные изделия, семена проса, масличных и бобовых культур.

Зерна, из которых вышли жуки, теряют до 50 % своего веса, становятся непригодными для посева и потребления. Жизнедеятельность амбарных вредителей значительным образом зависит от температурного режима, влажности зерна и воздуха. Например, для воротникового долгоносика благоприятными являются температура 20−28 оС и относительная влажность воздуха 75−90 %. При температуре 5−10 оС жуки прекращают питание, ниже 3 оС — впадают в оцепенение, при 0 оС и ниже — погибают. Рисовый долгоносик более тепло- и влаголюбив: благоприятной для него является температура 26−31 оС, а при 13 оС и влажности зерна 10 % развитие его прекращается.

Меры борьбы с вредителями хлебных запасов делят на две группы: предупредительные (профилактические) и истребительные. Все истребительные меры, направленные на уничтожение насекомых и клещей, получили название дезинсекции.

Применяемые способы дезинсекции можно разделить на две большие группы: физико-механические и химические (с применением ядохимикатов — пестицидов). Наиболее распространенным способом дезинсекции зернохранилищ является фумигация (газация) — обеззараживание парами или газами отравляющих веществ.

Для борьбы с амбарными вредителями применяют систему профилактических (предупредительных) и уничтожающих мероприятий. К профилактическим мерам относятся работы по подготовке зернохранилищ и операции, которые выполняют с зерном: очистка, сушка, охлаждение, вентилирование, перемещение. К уничтожающим — биологические, физико-механические и химические методы.

Предупредительные меры могут начинаться еще в поле: применение химической обработки посевов, которая уничтожает и ограничивает количество вредителей зерна. Продолжаются они и на стадии подготовки зернохранилищ к хранению хлебной массы. Зернохранилища, имеющие небольшое заполнение, желательно полностью освободить и очистить. Проводя очистку зернохранилищ, особенно складского типа, следует особое внимание обратить на труднодоступные места, в которых первоначально развиваются вредители: верхние и нижние галереи, приямки норий, завальные ямы, вентиляционные каналы. Очистке подлежит также прилегающая территория и техника для обработки и перемещения зерна.

Разное зерно неодинаково повреждается амбарными вредителями. Даже в пределах одной культуры сильнее повреждается зерно мелкое, битое, травмированное. Поэтому перед засыпкой в хранилище зерно обязательно очищают, удаляя сорную и зерновую примеси и неполноценные фракции как очаги потенциального поражения. В случае заселения зерна мелкими вредителями их удаляют на решетах с продолговатыми ячейками: 1,5−1,8 мм — для пшеницы; 1,4−1,7 — для ржи; 2,0−2,2 мм — для ячменя.

Крупных насекомых удаляют на решетах с отверстиями, которые подбирают для каждого конкретного случая. Некоторых вредителей, например долгоносиков, можно удалить с помощью аспирационных сепараторов или каналов. В общем, любое перемещение массы зерна действует негативно на состояние амбарных вредителей, ограничивает их развитие и численность. Однако работы по очистке и перемещение зерновой массы в целях борьбы с вредителями следует выполнять в холодное время года, чтобы предотвратить их миграцию. Во время засыпания в хранилище и хранения особое внимание следует обратить на влажность зерна.

Влажность ни в коем случае не должна превышать норм, установленных отдельно для семян и продовольственно-фуражного зерна. В случае длительного хранения влажность лучше уменьшать на 2−4 % по сравнению с нормами — это значительно усиливает устойчивость зерна к повреждению вредителями, ограничивает их жизнедеятельность. Одной из эффективных мер борьбы с амбарными вредителями является охлаждение зерна. Его можно применять как профилактически, так и с целью подавления жизнедеятельности большинства вредителей. Для этого достаточно температуру зерновой массы довести до 8−10 оС. При температуре 5−6 оС срок надежности хранения увеличивается втрое.

Охлаждение выполняют в холодную сухую погоду с помощью проветривания или активного вентилирования. В процессе охлаждения обязательно контролируют равновесную влажность зерна: если она будет ниже его фактической влажности, охлаждение можно выполнять, иначе зерно вследствие сорбции будет увлажняться. Более эффективным и надежным является охлаждение с помощью холодильных машин, но оно требует дополнительных средств и специальных устройств. Поэтому эта мера, прежде всего, рекомендуется для культур, которые особенно неустойчивы при хранении, быстро повреждаются вредителями, поражаются болезнями: кукурузы, зерновых и масличных. В качестве крайней меры борьбы с вредителями зерновых запасов применяют их термическое обеззараживание путем увеличения температур до максимально допустимых пределов. Для выбора температурных режимов и длительности обеззараживания следует пользоваться специальной таблицей, учитывающей вид вредителя и его тепловую устойчивость. Семенное зерно так обеззараживать не рекомендуется, поскольку возможно снижение его всхожести.

Наиболее радикально уничтожающей мерой борьбы с вредителями зерновых запасов продолжает оставаться химическая дезинсекция зерна: влажная, аэрозольная, газовая (фумигация). Химическую обработку выполняют по специальной инструкции, ее проводят организации, имеющие на то официальное разрешение. Особенно строго контролируется фумигация: ее запрещено применять для партий зерна, предназначенных для отправки и концентрации на портовых элеваторах.

В настоящее время для фумигации складов и зерна вместо бромистого метила применяют более эффективные препараты на основе соединений фосфида водорода с металлами. Это магтоксин, фостоксин и другие препараты в виде таблеток. Их размещают на полу, на поверхности зерна, между штабелями мешков с семенами.

Влажная и аэрозольная дезинсекция. Влажный и аэрозольный способы борьбы с амбарными вредителями эффективны для обработки свободных складских помещений и прилегающих территорий. Для этого используют фосфорорганические и пиретроидные инсектициды (актеллик, арриво, каратэ, фастак, фуфанон и др.), норма применения которых составляет: при влажной обработке — 0,2 л/м2, при аэрозольной — 20 мл/м3 складской площади. Для обработки территории норму увеличивают вдвое. Обработку партий зерна проводят такими же препаратами в процессе загрузки в зернохранилище. Норма расхода препарата, например инсектицида актеллик составляет для продовольственно-фуражного зерна и семян 16 мг/т. Препарат фастак рекомендуется использовать только для обработки семян (с той же нормой). Преимуществом аэрозольной обработки является высокое действие препарата даже в негерметизированном хранилище, ее недостаток — довольно продолжительный промежуток времени до разрешенной реализации зерна. Достоверно известно, что после нескольких месяцев остатки препаратов не превышают максимально допустимого уровня (МДУ) и достигается надежная защита зерна при применении препаратов в рекомендуемых дозах.

Газовая дезинсекция (фумигация). Из химических мер газовая фумигация является наиболее эффективной. Для ее проведения применяют следующие фумиганты: газ бромистый метил; таблетки на основе фосфида алюминия (алфос, фоском, фостоксин); таблетки на основе фосфида магния (дегеш плейтс, магтоксин). Перед фумигацией необходимо тщательно загерметизировать помещение, а проводить ее следует с привлечением только специальных отрядов, имеющих разрешение и соответствующее оборудование. Дезактивация составляет сравнительно короткий период — до десяти суток с начала обработки.

Бромистый метил подают в состав или непосредственно в зерновую массу из баллонов в расчете 20−100 г/м3 (обработка одноразовая). Однако следует отметить, что применение бромметила в последнее время (с 2005 г) жестко ограничено в связи с его негативным воздействием на атмосферный озон. Также необходимо на время фумигации этим газом и дегазации освободить помещение от людей.

В качестве заменителя бромметила используют фосфин в виде таблеток округлой формы или порошка. Таблетки вводят в поток зерна с помощью специальных дозаторов. Норма — 2−6 таблеток в 1 м3 или на 1 т зерна. Активное вещество (фосфид алюминия или магния) введенного в зерновую массу или разложенного в помещении препарата реагирует с влагой, выделяя таким образом токсичный для вредителей фосфористый водород. Зато в зерне остаются нейтральное вещество (гидроокись алюминия или магния) и частично не разложенный остаток фосфида.

Продолжительность фумигации при температуре 5–10 оС составляет 10 сут; при 11–15 оС — 7; при 16–20 оС — 6; при 21–25 оС — 5; выше 26 оС — 4 сут. Допуск людей в складские помещения разрешается после полного проветривания в течение 2−5 сут, а реализация продукции — через 20 сут после фумигации.

Дегазация хранилищ и зерна составляет не менее десяти суток. Реализация зерна допускается в случае остатка фосфида не выше допустимого уровня. Нейтральные вещества в виде серого порошка удаляют из зерна с помощью сепарирования или аспирации. Соблюдение режима фумигации фосфином (дозировка препарата и время экспозиции), в зависимости от вида вредителей и температуры, является обязательным. Несоблюдение его приводит к резистентности (невосприимчивости) вредителей к препарату. Виды тех вредителей, которые приобрели резистентность, становятся особенно опасными, поскольку их чувствительность к препарату может уменьшаться в 80−120 раз.

Режим фумигации также связан с постоянным контролем за концентрацией и остатком препарата.

Целесообразность фумигации следует определять исходя из степени поражения вредителями и экономической эффективност и планируемых работ. На основе показателя суммарной плотности зараженности насекомыми и клещами партии зерна классифицируют по пяти ступеням, введенным в нормативные документы.

В зависимости от степени поражения вредителями определяют
целесообразность фумигации и целевое направление использования зерна. Подсчитано, что затраты на фумигацию зерна относительно небольшие и равны стоимости 3−5 кг зерна на каждую тонну. Эффективность и своевременность всех методов борьбы с вредителями зерновых запасов во многом зависят от контроля за уровнем заражения.

Интервал проверки устанавливают исходя из температуры и влажности зерна, его назначения. За период хранения семян в мешках проверку на зараженность вредителями выполняют один раз в 30 дней зимой и через каждые 15 дней летом. Анализ на зараженность проводят согласно нормативным методам и стандартам. Как альтернативу химическому методу борьбы с амбарными вредителями можно рекомендовать также использование микробиологических препаратов и феромонных ловушек против жесткокрылых и чешуекрылых вредителей. Однако такой способ оправдывает себя только при невысокой их численности и небольших объемах хранения.

Кроме вредных насекомых и клещей значительный ущерб при хранении зерна наносят грызуны, которые размножаются и вредят в складских помещениях независимо от погодных условий. Истребление грызунов называется дератизацией и может проводиться различными способами: механическим (отлов с помощью капканов и ловушек) и химическим (применение ядовитых приманок). Для борьбы с ними эффективным является применение ядовитых приманок на основе фосфида цинка (роденфос), бродифакума (клеварт, варат), флокумафена (шторм, циклон) и др. Приманки раскладывают на расстоянии 2−15 м друг от друга в местах скопления грызунов. Таким образом, комплексное применение всех методов защиты с учетом видового состава вредителей, особенностей их биологии, численности и степени поражения, систематическое прогнозирование развития и контроль за уровнем вредоносности обеспечат надежную защиту зерна во время его хранения.

Контрольные вопросы

1 Характеристика микрофлоры зерновых масс?

2 В чем заключается борьба с вредителями зерна при хранении?

3 Что относят к фитопатогенным микроорганизмам?