Изменение состава сапрофитной микрофлоры зерна при хранении

При хранении зерна с влажностью, не превышающей критическую, в условиях, исключающих возможность активного развития микрофлоры, происходит постепенное снижение общего числа бактерий и грибов. При этом обычно изменяется соотношение групп и видов микроорганизмов, обнаруженных на зерне в начале хранения. Важнейшие условия, влияющие на возможность развития микроорганизмов при хранении зерна: влажность зерновой массы и её отдельных компонентов, присутствие воздуха в межзерновых пространствах, температура зерновой массы, степень аэрации, состояние покровных тканей зерна, количество и состав примесей. Особое влияние на микробиологическое качество зерна оказывает его влажность, которая может колебаться в широких пределах. Высокую влажность зерна могут создавать примеси, поэтому очень важно своевременное очищение от них, а также от поверхностных оболочек зерна, которые также имеют высокую влажность. Следует помнить, что ткани зерна очень гигроскопичны. Вследствие колебаний влажности, возникающих в зерновой массе, могут создаваться условия для развития той или иной группы микроорганизмов: гидрофилов, мезофилов, ксерофилов. К числу гидрофилов, постоянного обитающих на зерне, принадлежат все бактерии, дрожжи, «полевые» грибы. Гидрофилы начинают развиваться на зерне пшеницы при влажности выше 20 %. Плесени хранения – мезофиллы и начинают развиваться при влажности зерна 16 % и выше. К ксерофилам относятся грибы рода Aspergillus, которые начинают развиваться при влажности зерна 14,5 – 15 %. При этом критическая влажность зерна колеблется в зависимости от вида от 6-14 % и зависит от содержания масла в зерне.

Температура – среды один из важнейших факторов, определяющих интенсивность развития микроорганизмов. Большинство бактерий и грибов, обитающих на зерне, относят к мезофиллам, имеющим оптимальную температуру развития 25-30 °С. Влияние температуры на развитие микроорганизмов в зерновой массе находится в зависимости от влажности зерна, и чем выше влажность, тем в более широких температурных границах происходит развитие микроорганизмов. В результате таких различий, по мере повышения температуры зерновой массы в процессе хранения, например при самосогревании, наблюдается вытеснение грибов рода Penicillium видами Aspergillus, а вместо типичных эпифитов Erwinia herbicola начинают развиваться кокковые и спорообразующие формы бактерий.

При понижении температуры до +10 °С большинство мезофильных микроорганизмов прекращает активное развитие в зерновой массе, но некоторые могут развиваться. Особенно устойчивы к низких температурам грибы родов Penicillium, Rhizopus, Thamnidium, Fusarium. Действие изких температур не является губительным для развития микроорганизмов зерна.

В основном вся микрофлора зерновой массы аэробны, поэтому при доступе воздуха к ней начинаются процессы самосогревания зерна.

Влияние сапрофитной микрофлоры на семенные, продовольственные, кормовые свойства зерна

Зародыш зерна покрыт сравнительно тонкой оболочкой (слабее защищён от действия микроорганизмов). Вследствие указанных причин мицелиальные грибы в первую очередь начинают развиваться на зародыше, что значительно снижает всхожесть зерна. Кроме ухудшения семенных качеств при активном развитии микроорганизмов, происходит снижение общей массы зерна, следствие потребления питательных веществ микроорганизмами. Изменяются органолептические показатели цвет, запах, вкус, зерно теряет блеск, становится тусклым, теряет сыпучесть и слёживается, могут появляться различные посторонние запахи: амбарный, гнилостный, плесенный, затхлый. Затхлый запах передаётся муке, крупе и изготовленным из них продуктам. Изменение качества зерна может быть оценено по результатам ферментативной активности микроорганизмов: исследования количества крахмала в зерне, сахарозы, мальтозы и накапливания восстанавливающих сахаров. Под влиянием действия амилолитических ферментов грибов не только снижаются количества крахмала, но и изменяются его свойства, а именно уменьшается молекулярный вес, возрастает гигроскопичность, снижается набухаемость, атакуемость крахмала амилазами. Чрезвычайно сложны процессы разрушения липидов в зерне. В результате возникших цепей окисления в субстрате накапливаются разнообразные по стабильности и строению вторичные продукты: спирты, альдегиды, кетоны, способные к дальнейшим изменениям. Наиболее активными липолитическими свойствами обладают грибы родов Penicillium, Aspergillus. Липиды зерна при активном развитии грибов разрушаются ранее других соединений, в связи с этим предложено использовать повышение кислотного числа жира в качестве чувствительного показателя начинающейся порчи зерна. Однако кислотное число не является стабильным. Тируемая кислотность напрямую зависима от кислотного числа и поэтому не способна полностью охарактеризовать его качество. Многие виды плесеней хранения, кроме ухудшения качества и снижения питательной ценности, способны образовывать токсические комплексы и соединения, например афлатоксины. Токсические вещества накапливаются во всех элементах тела гриба – мицелии, конидиеносцах, спорах. Установлено, что токсинообразование у грибов начинается и достигает своего максимума в период спорообразования, а токсины в наибольших количествах локализуются в репродуктивных органах. В пшеничной муке образование афлатоксинов наблюдается при содержании мицелиальных грибов от 12 до 500 в 1 г. для зерна установлены нормы содержания афлатоксинов не более 2,5 мкг/кг. Афлатоксины часто концентрируются в дроблённых, повреждённых зёрнах, в сорной примеси. Афлатоксины стойки к нагреванию, но уровень содержания афлатоксинов в продуктах и кормах значительно снижается при нагревании их до 150 – 300 °С. малоэффективна для снижения токсичности зерна тепловая сушка.

Наиболее радикальным решением проблемы обеззараживания зерна кормов представляется разработка способов их первичной консервации с целью предотвращения активного развития любых видов плесеней хранения – потенциальных продуцентов микотоксинов.