3.6. Роль мікроорганізмів у самозігріванні зерна

Найбільше погіршення якості зерна відбувається в результаті процесу самозігрівання. Внаслідок активної життєдіяльності всіх живих компонентів зернової маси (зерна основної культури, мікроорганізмів, насіння бур'янів, комах, кліщів) відбувається гідроліз складних органічних речовин - білків, жирів, вуглеводів до більш простих сполук з виділенням вільної теплової енергії.

Необхідні умови окислювальних процесів - підвищена вологість субстрату (зерна), оптимальна температура і достатній доступ повітря. Зернова маса має погану теплопровідність, в зв’язку з чим тепло яке утворилося затримується в ній і температура насипу поступово підвищується. Серед усіх живих компонентів, що беруть участь в утворенні тепла зернової маси, найбільш високу активність дихання мають міцеліальні гриби. Зерно пшениці вологістю 20%, оброблене фунгіцидним препаратом, виділяє майже в 10 разів менше С02 у порівнянні з зерном так також вологості, на якому активно розвиваються цвілі зберігання.

.Провідна роль міцеліальних грибів у розвитку процесу самозігрі -вання пояснюється наступними біологічними особливостями: підвищеною ферментною активністю; здатністю розвиватися при більш низькій вологості, ніж бактерії і дріжджі; стійкістю до низьких температур і нестачі кисню в навколишньому середовищі. Свіжо зібране зерно, в якому всі живі компоненти знаходяться в активному до стані, більшою мірою схильне самозігрівання, ніж зерно, після певного періоду зберігання. При тривалому зберіганні зерна знижується фізіологічна активність його компонентів і, як слідство, можливість виникнення процесу самозігрівання.

Початок процесу самозігрівання в першу чергу залежить від вологості зерна. Чим більше зернова маса містить вільної вологи, тим швидше виявляються ознаки самозігрівання, але в сирому зерні самозігрівання може виникнути тільки при певній температурі, яка достатня для життєдіяльності мікроорганізмів, комах і кліщів .

Найбільш сприятливою для початку процесу самозігрівання вважають температуру 24 - 25 ° С, що є оптимальною для розвитку епіфітних мікроорганізмів і грибів групи цвілей зберігання. У процесі розвитку самозігрівання можна відзначити кілька етапів, на кожному з яких відбуваються певні зміни температури зернової маси, складу її мікрофлори і якісних показників.

На першому етапі при температурі 24 - 25 ° С спостерігається помітне збільшення загальної кількості мікроорганізмів, у тому числі епіфітних. Erwinia herbicola (трав'яна паличка) активно розмножується в самому початку першого етапу, поступово відмирає в його кінці, замість неї з'являються інші види неспороутворюючих бактерій. Якість зерна на першому етапі знижується незначно, сторонні запахи відсутні, запотівання не спостерігається, сипучість зерна змінюється мало. Помітних змін в кольорі немає, відзначається лише слабке потемніння на вологому недостиглому зерні вівса і зародків у зерні кукурудзи. Відбувається часткове зниження (іноді підвищення) схожості у насіння деяких зернових культур

.На другому етапі в результаті розвитку процесу самозігрівання температура в зерновій масі може сягнути 40 ° С. При цьому спостеріга ¬ ється майже повне зникнення епіфітних бактерій і посилений розвиток грибів - до 30 ° С переважно Penicillium від 30 до 40 ° С різних видів Aspergillus. У числі бактерій активно розмножуються гнильні бацили типу Bacillus subtilis та різноманітні мікрококи.

Зерно, що піддавалося самозігріванню до другого етапу, нерідко містить підвищену кількість спор гнильних бактерій, які, попадають при помелі в борошно, можуть стати причиною тягучою хвороби хліба. На другому етапі часто спостерігається запотівання, злежування, слабке потемніння оболонок у зерна пшениці, жита. У зерна вівса і ячменю білий і світло-жовтий колір плівок переходить в жовтий. Недостиглі зерна стають м'якими, зерно набуває сторонніх запахи – фруктового , солодового, печеного хліба та ін.

Третя стадія процесу самозігрівання характеризується підвищенням температури зернової маси від 40 до 50 ° С. При цьому відзначається зниження загального числа мікроорганізмів у результаті повного зникне- ння епіфітів і значного скорочення числа грибів. Спостерігається накопичення спороутворюючих термофільних бактерій, серед грибів можуть зустрічатися окремі види Aspergillus. Зерно набуває затхлий або навіть гнильний запах, його сипкість значно знижується. Яскраво виражено потемніння оболонок у зерна пшениці та жита (обвуглений вигляд), плівки зерна вівса і ячменю червоніють.

На четвертій кінцевій стадії процесу самозігрівання температура досягає 70 - 75 ° С і навіть 90 ° С. При таких температурах в зерновій масі гинуть майже всі її живі компоненти.

Для запобігання самозігрівання і надійного збереження зерна необхідно пригнічувати життєдіяльність усіх життєздатних його компонентів і в першу чергу міцеліальних грибів. Використання сушіння не забезпечує своєчасної консервації всієї маси зерна, яке збирають в стислі строки. З урахуванням цього, все більш важливого значення набувають інші способи зберігання вологого зерна: в умовах нестачі кисню, застосування штучного холоду, нешкідливих консервантів. Для обґрунтування вибору найбільш раціонального способу консервації зерна необхідно класифікувати зерно по ступеню зараженості мікрофлорою.

Методи оцінки якості зерна засновані на змінах органолептичних та біохімічних показників запаху, кольору, кислотності і д. т. Однак органолептичні ознаки досить суб'єктивні. Біохімічні дані (кислотне число жиру, титруєма кислотність, вміст аміаку) підлягають значним коливанням. Внаслідок складних процесів метаболізму при розвитку цвілі в зерновій масі ці показники можуть змінюватися. Найбільш об'єктивна оцінка якості (свіжості) зерна по ступеню зараженості його поверхневою і внутрішньою мікрофлорою. Кількісний і груповий склад грибів - достовірний показник якості зерна, який може прогнозувати безпеку його подальшого зберігання

.Метод здійснюється прямим посівом зерна і при необхідності (паралельним) посівом змиву досліджуваного зерна на щільний агар Чапека. Прямий посів не тільки виявляє внутрішню зараженість мікрофлорою, але одночасно визначає схожість зерна, яка є найважливішим показником його якості.

Таким чином, якість свіжо , прибраного зерна залежить не тільки від його біологічних особливостей (сорти), від технологічних показників, і від ступеня зараженості мікрофлорою. При дозріванні та збиранні в умовах несприятливої ​​погоди, особливо при несвоєчасній обробці, у вологого зерна, незалежно від виду і сорту, в короткий період часу, внаслідок розвитку цвілі зберігання, різко погіршуються всі показники, що визначають його якість.

У зв'язку з прискоренням науково-технічного прогресу, при відповідному розвитку необхідного рівня матеріально-технічного оснащення зернового господарства, необхідний перехід до найбільш ефективних методів обробки зерна. Оцінка зерна по ступеню зараженості мікрофлорою може слугувати одним із принципів його класифікації при обробці в потоці. У процесі потокової обробки паралельно з пригніченням або знищенням мікрофлори здійснюється очищення зерна від смітної домішки та інші заходи, які спрямовані на підвищення його зберігання.