3.7. Вплів різних способів сушки на мікрофлору зерна

Для видалення вільної вологи із зернової маси перед закладкою на зберігання зерно підсушують. Широко застосовують різні способи сушіння. Температури нагріву зерна при звичайних режимах не здійснюють згубного впливу на його мікрофлору. У процесі сушіння видаляється вільна волога, зростає концентрація речовин у зерні, у зв'язку з цим пригнічується життєдіяльність мікроорганізмів. Для спор бактерій і грибів зневоднений стан є природною формою існування і сушка не може впливати на їх життєздатність. Температури нагріву зерна до 35 - 40 ° С при сушінні не є згубною тільних для вегетативних клітин. Наприклад при сушінні фуражного зерна пшениці і ячменю при звичайних режимах (35 - 40 ° С) спостерігалося відмирання до 85 - 99% бактерій і 65 - 78% грибів із загального числа поверхневої мікрофлори. При підсушуванні зерна гречки підігрітим повітрям (60 ° С) вологість знижується з 21 до 14%, максимальна температура нагріву досягає 40 - 45 ° С, а число бактерій зменшується в 10 - 20 разів. Досвід по сушці свіжо прибраного гороху в сушарках різного типу показав, що при температурах нагріву не вище 34 -48 ° С кількість бактерій знижується в середньому в 10 разів, також помітно зменшувалася загальна кількість грибів в порівнянні з вихідним.

Виявлено також, що сонячна сушка в порівняння з тепловою не показала переважної дії на мікрофлору. Вміст вологи знижувалося приблизно в тій же мірі, що і при тепловій, однак число бактерій на 1 г зерна після 100 годин сонячної сушки зменшилась незначно, а число грибів зросло. При сонячній сушці в першу чергу відмирають гриби родів Aspergillus, Penicillium. У більшій мірі зберігаються темно пігментовані види Alternaria, Cladosporium, Dematium. Ця відмінність пояснюється різною стійкістю прозорих спор цвілі зберігання і темнозабарвлених коні- дій польових грибів до дії сонячної радіації. При сонячній сушці в зерновій масі відбувається складний перерозподіл вологи. Поряд з переміщенням її до поверхні в денний час в темну частину доби спостерігається зворотний процес.

Для успішного видалення вологи, що утворюється необхідно прово ¬ дити сушку зерна тільки в тонкому шарі при регулярному ретельному його перемішуванні, що не завжди практично здійснюється. При тепловому сушінні зерна та інших продуктів зневоднюється не тільки субстрат, але втрачають воду вегетативні клітини бактерій і грибів, внаслідок чого в них порушуються процеси обміну і частина клітин відмирає.

Спеціальні дослідження пояснюють механізм зневоднення мікробних клітин тим, що при сушінні волога переміщається всередину клітини від центральної частини до периферії. Разом з водою переміщуються і розчинені в ній речовини. Частина з них виходить із клітки, а частина осідає в периферійному шарі цитоплазми, що прилягає до цитоплазматичної мембрани. У цьому шарі концентруються різні органічні сполуки, в тому числі токсичні для клітини продукти розпаду. Втрата води і підвищення концентрації речовин тягне за собою глибокі зміни у всій колоїдної системі клітини: виникає коагуляція білків, інактивуються ферменти в зоні цитоплазматичних мембран та інші порушення. Найбільш інтенсивно зазначені процеси протікають в клітинах при конвективному висушуванні, при цьому відмирає найбільша кількість мікроорганізмів. Аналіз ступеня виживаності вегетативних форм різних груп мікроорганізмів при зневодненні показав, що більш стійкі грампозитивні сапрофітні мікрококи, молочнокислі бактерії, дріжджі, актиноміцети. Найшвидше відмирають при зневодненні клітини грамнегативні без спорові паличкоподібні бактерії - гнильних, оцтовокислих та ін.

Різна стійкість бактерій пояснюється істотними відмінностями в хімічному складі і будові клітинних стінок. У грамнегативних бактерій, що мають більш пухкі молекулярні зв'язки в складі клітинної стінки, при зневодненні процес видалення вологи йде більш інтенсивно і клітини швидше гинуть. На свіжо прибраному зерні будь-яких культур переважають епіфітні грамнегативні бактерії родів Erwinia, іноді Pseudomonas. Зниження загального числа мікроорганізмів при сушінні йде за рахунок подібних бактерій. Найбільш ефективно згубна дія теплового сушіння проявляється на мікрофлору зернової маси, в якій протікають активні мікробіологічні процеси, в тому числі при самозігріванні. Це пояснюється тим, що мікроорганізми і гриби на самозігріваємому зерні находяться в основному в вегетативної формі, швидко розмножуються, цитоплазма їх насичена водою і володіє високою ферментативною актив -ністю. У такому стані (фаза логарифмічного зростання) стінки клітин стоншуються і вони найбільшій мірі схильні до дії будь-яких пригнічуючих чинників, у тому числі зневоднення.. Клітинні стінки старих клітин, або клітин, які знаходяться в стані спокою товщі, менш еластичні і проникливі, ніж у молодих, які активно розвиваються .На зерні, з вологістю нижче критичної, більшість мікроорганізмів знаходиться в стані спокою або у вигляді спор, внаслідок чого дія агентів сушіння на них чинить менший вплив. Враховуючи, що вологість зерна при збиранні може коливатися в широких межах, а зараженість представлена ​​в основному внутрішньою мікрофлорою, було виявлено, що дія температур нагріву на зазначену мікрофлору залежить від початкової вологості зерна пшениці. Зерно двох сортів вологістю 10; 11; 22; 28 і 32% з 100%-ною внутрішньою зараженістю польовими грибами і частково цвілями зберігання було прогріте в інтервалі від 35 до 90 ° С.

Встановлено, що летальні для внутрішньої мікрофлори температури знаходяться в зворотній залежності від початкової вологості зерна. Якщо в зерні вологістю 10 - 11% мікрофлора повністю відмирає при t = 80 -85 °С то в зерні вологістю 22, 28 і 32% відповідно при 65, 60 і 55 °С.

Враховуючи закономірності відмирання мікрофлори при нагріванні та сушінні зерна було висловлено припущення про те, що чим швидше і при більш високих температурах вести сушку зерна, тим більш різко будуть порушуватися процеси метаболізму в клітинах мікроорганізмів і тим швидше вони будуть відмирати. Це припущення підтверджується даними, отриманими при сушінні зерна різних культур в газових рециркуляційних сушках.

Принцип сушіння в рециркуляційній сушарці ДСП-50 полягає в тому, що зерно, яке знаходиться у зваженому стані,. періодично піддається короткочасній майже миттєвій дії високих (до 300 - 350 ° С) температур, отриманих від агента сушіння. Оболонки зерна при цьому сильно зневоднюються. Зниження числа мікроорганізмів при такому способі відбувається не тільки в результаті дії високих температур, але головним чином і від того, що спори і клітини мікробів несуться з поверхні зерна потоками гарячої газоповітряної суміші

Дослідження динаміки мікрофлори сильно зволоженого інфікованого свіжо прибраного зерна пшениці в процесі його сушіння на ДСП-50 показали, що у складі численної поверхневої мікрофлори на вихідному зерні переважають в числі бактерій мікрококи, бацили і в значній кількості Erwinia herbicola. У складі поверхневої і внутрішньої мікрофлори виявилися переважно цвілі зберігання. У процесі сушіння при дії агента сушіння з температурою 200 - 280 ° С і нагріванні зерна до 40 - 46 ° С за один пропуск вологість зменшувалась в середньому на 5,3 - 7,9% і відбулося стрибкоподібне зниження поверхневої мікрофлори. При цьому повністю зникали епіфітні бактерії, мікрококи, різко зменшилася кількість цвілі зберігання. У міру підвищення температури агента сушіння до максимальної (350 ° С) відповідно зростала температура нагріву зерна і продовжувалось подальше, більш рівномірне в порівнянні з початковим етапом зниження числа бактерій і грибів, аж до їх повного відмирання.

Найбільш стійкі спори гнильних бацил, які при температурі агента сушіння 350 ° С і нагріванні зерна до 65 - 75 ° С збереглися в кількості 0,5 -5% у порівнянні з вихідним. Повне відмирання внутрішньої мікрофлори спостерігалося при нагріванні зерна до 60 ° С і вище Стрибкоподібний характер зниження кількості мікроорганізмів в самому початку сушіння пояснюється миттєвою стерилізующою дією високотемпературного потоку газоповітряної суміші на поверхню зерна. Відмирання внутрішньої мікрофлори відбувається більш рівномірно в результаті поступового нагрівання всього обсягу зерна до температур, летальних для вегетативних клітин мікроорганізмів.

В кінці сушіння, проведеної при жорстких режимах, можна одержати перегріте, але практично стерильне зерно. Для кормового зерна, при його високому обсіменінні цвілями зберігання, перегрів виправданий, оскільки тільки таким прийомом можна звільнити зерно від небажаної зовнішньої, внутрішньої та токсигенної мікрофлори.

Зерно, що використовується для виробництва комбікормів, часто не відповідає по якості продовольчому, а тим більше - насіннєвому. Воно може бути засмічене, травмоване, морозобійне і т. д. Таке зерно завжди має більш багату мікрофлору в порівнянні з кондиційним зерном. Насінне зерно, крім підсушування, знезаражується протравленням. При обробці продовольче зерно піддають багаторазовому очищенню, лущенню, шліфуванню, різним прийомам термічної обробки (гарячого кондиціюванню, пропарюванню при виробництві круп та ін.) В результаті перерахованих операцій різко знижується обсіменіння мікрофлорою зерна та продуктів його переробки. Для зерна, яке використовується для кормової мети, ще не розроблені ефективні способи знезаражування. Сушка - найбільш ефективний спосіб зниження обсіменіння зерна небажаною мікрофлорою. Регулюючи режими сушіння в залежності від вихідної вологості і ступеня інфікування мікрофлорою, можна добиватися повного збереження якості зерна різного призначення при одночасному його максимальному знезараженні від по – верхневої і внутрішньої мікрофлори і від цвілі зберігання.