3.9. Способи хімічної консервації

Зберігання в умовах нестачі кисню надає лише мікробостатичну дію на мікрофлору зерна обмеженої вологості.. Зерно після зберігання без доступу повітря, що потрапило в звичайні умови, швидко псується. Зерно злакових, одержуване при збиранні, нерідко має вологість вище 20%. Крім того, в господарствах не завжди є достатня кількість герметичних силосів. Існує необхідність пошуку ефективних засобів консервації зерна в негерметичних умовах.

Основна мета хімічного консервування – пригнічення мікрофлори і в першу чергу цвілей зберігання. В якості консервантів вивчалися різноманітні хімічні речовини і препарати, число яких в даний час досягає кількох сотень найменувань. При виборі консерванту враховують наступні показники: консервант повинен бути хорошим інгібітором грибної флори; повинен бути дешевим і зручним для введення в зернову масу; не повинен бути токсичним на організм тварин і птахів. З дослідів по дослідженню консервуючої дії фумігантів (препарата 242, дихлоретану, бромистого метилу) видно, що незважаючи на деякі позитивні результати, фуміганти, будучи сильнодіючими токсичними речовинами, вступають в хімічну взаємодію з білками, ліпідами, вуглеводами , вітамінами зерна, в результаті чого виникають небажані і необоротні зміни.

Не отримано позитивних результатів при дослідженні консервируючої дії іонізуючих випромінювань і озонування. Опромінене і озоноване зерно необхідно надалі зберігати в стерильних умовах, що практично неможливо. Відносно ефективні результати отримані в дослідах по консервації вологого зерна піросульфіту натрію (Na₂S₂0₅). Встановлено, що препарат не володіє достатньою фунгіцидною активністю, не пригнічує дії протеолітичних і амілолітичних ферментів зерна та мікроорганізмів. Фунгіцидна дія може зростати в міру збільшення вологості зерна, але одночасно активність його швидко втрачається на сильно зволожених субстратах, особливо при доступі світла і підвищеній температурі.

Піросульфіт натрію на повітрі і при доступі вологи швидко розкладається на сірчанокислу (глауберову) сіль і S0₂. Встановлено, що зерно пшениці, оброблене піросульфітом натрію, непридатне для хлібопечіння, так як в ньому зруйнована клейковина, підвищена зольність і хліб набуває сторонні запах і смак. Для консервування вологого зерна все більш широко застосовують низькомолекулярні жирні кислоти (пропіонова, оцтова, мурашина, сорбінова) і їх суміші в різних співвідношеннях. Використання органічних кислот пов'язано з їх високою фунгіцидною активністю та незначною токсичністю для людини і тварин. Перевага консервації за допомогою кислот - це можливість тривалого зберігання вологого зерна після обробки в звичайних негерметичних силосах. Позитивна дія пропіонової кислоти була виявлена не тільки на зерні, але і при зберіганні комбікормів.

У практиці зберігання при вологості комбікормів не більше 12 - 14% часто спостерігають зниження сипучості, грудкування, самозігрівання, зависання корми на стінках сховищ. Ці явища зникають при внесенні в комбікорми певної кількості зерна, обробленого пропіоновою або сорбіновою кислотою. Слабо дисоційовані кислоти (пропіонова, мурашина, оцтова) в звичайних умовах прозорі легко рухливі рідини, необмежено розчинні у воді, летючі, мають різкий запах, корозійно активні. Фізичні властивості кислот враховують при їх практичному використанні - розробці прийомів механізації, режимів технології і техніки безпеки.

У вологого зерна пшениці, ячменю, кукурудзи через 1 - 2 години після обробки розчинами кислот спостерігалося різке зниження, а часто і повне відмирання зовнішньої і внутрішньої мікрофлори і абсолютна втрата схожості. Встановлено, що при зберіганні консервованого зерна протягом (90 діб) зберігається майже повна стерильність, а також колір, смак, сипучість, близькі зерну нормальної якості. Оброблене пропіоновою кислотою зерно набувало слабкий оцтовий запах. При використанні сорбінової кислоти зерно покривалося ледь помітним білуватим нальотом і мало запах, який мало відрізнявся від початкового. Фунгіцидної дії оцтової кислоти в аналогічних умовах встановлено не було.

Дослідження мікроструктури зерна за допомогою скануючого електронного мікроскопа показали, що в будові периферійної і центральної частин зерна пшениці і кукурудзи, обробленого пропіоновою кислотою, не спостерігається суттєвих відмінностей у порівнянні з вихідним сухим зерном. У контрольному запліснявілому зерні в результаті активного розвитку цвілі зберігання відзначено повне руйнування структури оболонок, алейронового шару та ендосперму

Облік цвілі зберігання на консервованому зерні показав, що висока кислотність зерна не відповідає фунгіцидній активності кислоти. Найбільш активна сорбінова кислота, трохи менше пропіонова, фунгіцидну дію оцтової майже не проявляється.

Встановлено, що згубна дія на мікробну клітину і, зокрема, фунгіцидна активність органічних кислот, які погано дисоціюють залежить не від рН і титруючої кислотності, а від індивідуальних антимікробних властивостей кислот і різного ступеня токсичності їх недисоційованих молекул. Більш ефективна фунгіцидна дія сорбінової кислоти в порівнянні з пропіоновою обумовлено наявністю в її молекулі подвійних зв'язків (СН₃СН = СН = СН = СН = СООН).

Проте в даний час для консервації зерна і кормових продуктів використовують головним чином пропіонову кислоту. Ця кислота дешевше, ніж сорбінова, легко розчинна у воді. Процес пропіоновокислого бродіння, основним продуктом якого являється пропіонова кислота, являє собою комбінацію молочнокислого і спиртового бродіння (природних процесів, які постійно відбуваються в травному тракті тварин).

Для отримання належного ефекту консервації вирішальне значення має підбір оптимальних дозувань і рівномірний розподіл консерванту в масі зерна. Дози встановлюють залежно від вологості зерна та передбачуваної тривалості його зберігання .

Рекомендації по витратам кислот дають для середніх умов збирання. При сильній засміченості і обробці великих мас витрати збільшуються. Спосіб консервації кислотами може бути використаний не тільки при нормальному прибиранні, але і в роки з несприятливими умовами, особливо при високих урожаях. Ефективність фунгіцидної дії одних і тих же доз пропіонової кислоти залежить не від вологості зерна, а від його вихідної кількісної та видовий заселеності грибний флорою. Найменш стійкі до дії кислот польові гриби (види Alternaria, Helminthosporium, Fusarium), а також зигоміцети. Зазначені гриби повністю відмирають протягом 60 хвилин після обробки зерна розчинами пропіонової і сорбінової кислот в концентрації від 0,2% і більше до маси зерна. При подальшому зберіганні не спостерігається жодного випадку реактивації зазначених грибів на консервованому зерні. Більш висока стійкість до дії кислот виявлена у цвілі зберігання, особливо у грибів роду Aspergillus.

Консервуючий ефект органічних кислот повинен визначатися за ступенем Їх фунгіцидної дії на найбільш стійку і не бажану мікрофлору зерна - гриби з групи цвілей зберігання. Вирішальну роль у цьому випадку відіграє вихідна кількісна заселеності зерна грибний флорою. Консервація трьох зразків зерна пшениці вологістю 22%, з різною мірою засіяності цвілями зберігання, показала, що в зразку з вихідним числом грибів близько 2 тис. на 1 г через 60 хв після обробки 0,5%-ним розчином пропіонової кислоти зерно виявилося стерильним і зберігало стерильність до 30 діб.

Зерно, яке мало ознаки пліснявіння та обсіменіння мікрофлорою чисельністю 208 тис. на 1 г, після обробки 0,8%-ним розчином пропіонової кислоти залишилося майже стерильним, однак набуло при цьому чорного кольору та гіркого смаку .

.Для знезараження зерна, взятого відразу після обмолоту і інфікованого переважно польовими грибами, достатні дози кислоти, які не перевищують 0,5%. Для зерна, зараженого десятками тисяч цвілей зберігання, необхідні більш високі концентрації. При зберіганні вологого зерна протягом кількох діб і оптимальній для розвитку мікрофлори температурі число грибів сягає сотні тисяч на 1 г, консервація такого зерна марна

Порівняльна оцінка економічної ефективності різних способів консервації вологого зерна показала, що консервування кормового зерна пропіоновою кислотою більш вигідно, ніж охолодження, зберігання в умовах нестачі кисню і сушці.