§ 3. Условия, влияющие

НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

Зерна и семена всех культур - благоприятная среда для жизнедея­тельности многих сапрофитных микроорганизмов, особенно плесневых грибов. Микроорганизмы развиваются, образуют споры лишь при благо­приятных условиях окружающей среды и погибают или переходят в состояние покоя, если условия неблагоприятны.

Наиболее важными факторами, определяющими активность микро­организмов в хранящемся зерне и продуктах его переработки, являются следующие: влажность зерновой массы и ее отдельных компонентов (зерна, примесей, воздуха межзернового пространства), температура зерновой массы и степень ее аэрации (наличие кислорода), целость и состояние покровных тканей зерна, его жизненные функции, количество и видовой состав примесей.

Влажность зерновой массы. Вода - неотъемлемая часть тела микро­бов (80...90%) и необходимейший фактор для жизнедеятельности микроорганизмов. Количество ее направляет и регулирует жизнедея­тельность, недостаток воды замедляет и останавливает жизненные функ­ции. Чем выше влажность окружающей среды, тем интенсивнее идет обмен веществ между клеткой и средой, тем быстрее ]и лучше развива­ются и размножаются микробы.

По величине минимальной потребности во влаге для роста микро­организмы делят на гидрофиты, мезофиты и ксерофиты. Гидрофиты успешно развиваются на плотных средах, имеющих влажность, равно­весную относительной влажности воздуха около 100% и минимум 90%. У мезофитов нижний предел относительной влажности 80...90% при оптимуме, близком к 100%. Ксерофиты развиваются при относительной влажности воздуха 90...95%, имея низший предел 70...79%.

Наиболее влаголюбивые микробы из группы сапрофитов — бакте­рии, многие дрожжи и актиномицеты. Среди грибов также имеются гидрофиты, мезофиты и ксерофиты. Типичные ксерофиты — это Asper­gillus glaucus, A. candidus, A. restrictus. Мезофиты - другие виды Asper­gillus, некоторые виды Penicillium, многиQMucorales, Alternaria, Clados- porium и др. Гидрофиты включают многие виды из рода Mucorales, не­которые виды Penicillium, большая часть фитопатогенных грибов.

Таким образом, рост и развитие плесеней не определяются строгими пределами относительной влажности воздуха, а происходят в широком диапазоне влажности.

Жизнедеятельность микроорганизмов зерна и продуктов его пере­работки при хранении изучали многие исследователи. Минимальная влажность зерна и семян, при которой микробы могут развиваться, должна быть на начальном уровне критической или превышающей ее на 0,5...1,0%. Известны случаи развития микроорганизмов в зерновой массе при средней влажности ниже критической. Это возможно в пар­тиях свежеубранного зерна, в которых влага распределена неравномерно между отдельными компонентами зерновой массы.

Следует отметить, что при оптимальной влажности среды споры прорастают в течение одного дня. Если влажность близка к минималь­ной (близкой к критической), то прорастание спор растягивается на длительное время (несколько месяцев, год или более). В атмосфере с содержанием влаги ниже минимального споры плесневых грибов посте­пенно погибают, причем, быстрее при высокой, чем при низкой темпе­ратуре. Так, споры некоторых ксерофитов A. repens и других погибают при 60%-ной относительной влажности воздуха и 25° С в течение одного года. Если влажность зерновой массы значительно выше критической, то при наличии благоприятной температуры микроорганизмы развиваются бурно, что приводит к заметному ухудшению качества зерна.

Микроорганизмы весьма чувствительны к влажности оболочек зе­рен и семян, на которых микробы размещены. При появлении капельно­жидкой влаги на зернах (например, вследствие отпотевания и конден­сации водяных паров) быстро прорастают споры грибов и интенсивно развиваются бактерии и плесневые грибы. Вот почему партии зерна, ранее подмоченные при различных обстоятельствах, менее устойчивы при хранении по сравнению с зерном, не попавшим под осадки.

Температура зерновой массы. Определяет возможность жизни микроорганизмов, так как влияет на интенсивность различных процес­сов в теле микроба и на активность ферментов, участвующих в них. При повышении температуры интенсивность процессов увеличивается, при снижении — замедляется. Ускорение реакции или ее замедление не беспредельно, за верхним и нижним температурными пределами обмен веществ прекращается.

В зависимости от предела температурного оптимума все микроорга­низмы подразделяют на холодостойкие (психрофильные), теплолюби­вые (термофильные) и имеющие оптимум при средних температурах (мезофильные). Разные микроорганизмы нуждаются для своего роста в различной температуре (табл. 6). Однако микрофлора зерновой массы в основном представлена мезофилами, которые быстро разви­ваются при температуре 20...40°С, медленно - при температуре менее 20°С. Представители других групп в зерновой массе немногочисленны.

6. Значение температуры для различных групп микроорганизмов Группа микроорганиз­мов	Температура, °С
	минимальная	оптимальная	максимальная
Психрофильные	-8...0	10...20	25...30
Мезофильные	5...10	20...40	40...45
Термофильные	25...40	50...60	70.-80
			35

Повышение температуры свыше оптимальной понижает жизне­способность микроорганизмов и приводит к гибели микробов (выше 40...50°С), за исключением термофилов. Однако использование высоких температур для стерилизации зерна неприемлемо, так как эти темпера­туры губительны и для самого зерна.

Пониженные и низкие температуры тормозят развитие микроорга­низмов, но не приводят к их гибели. Консервирующее действие понижен­ных температур, при которых заметно снижается жизнедеятельность микроорганизмов, ощущается при 8...10°С. При этих условиях в пар­тиях зерна с невысокой влажностью задерживается развитие бактерий и даже плесневых грибов. В зерновой массе с высокой влажностью тем­пературы 8...10°С недостаточны; в ней может происходить быстрое развитие и накопление плесневых грибов.

Следует помнить, что охлаждение зерновой массы до минусовых температур (-5; -8; -12°С) лишь приостанавливает рост микроорганиз­мов. Микробы не гибнут даже при -20°С. При отогревании микробы вновь начинают размножаться. Таким образом, охлаждение зерновой массы — полезное мероприятие, которое используют для защиты зерна от активного воздействия микроорганизмов и сохранения его качества.

Доступ воздуха в зерновую массу. Фактор, который лимитирует жизнедеятельность микроорганизмов. По потребности в кислороде их подразделяют на аэробные, которым необходим кислород для жизни; факультативно-анаэробные, способные жить как в кислородной, так и в бескислородной среде, и облигатно-анаэробные, развивающиеся лишь в среде, лишенной кислорода.

Микрофлора зерновой массы состоит в основном из аэробных ми­кроорганизмов, которые при недостатке кислорода в воздухе межзер- новото пространства прекращают жизнедеятельность. При доступе воздуха и при наличии других благоприятных условий (влажности и температуры) в зерновой массе наблюдается активное развитие микро­организмов, прежде всего плесневых грибов. Такая закономерность в развитии микрофлоры зерновой массы имеет большое практическое значение, ее используют для обоснования режима хранения зерна без доступа воздуха.

В свежеубранных партиях зерна в начальный период хранения име­ются необходимые условия для активного развития микроорганизмов. И этот период наиболее опасен для зерна. По мере увеличения продол­жительности хранения и накопления в межзерновом пространстве диок­сида углерода, а также снижения количества кислорода, используемого на дыхание всех живых компонентов зерновой массы, условия для микроорганизмов ухудшаются. Это подавляет жизнедеятельность аэроб­ной микрофлоры, численность микроорганизмов сокращается. В таких условиях мицелий плесеней перестает расти, они теряют способность образовывать споры, а имеющиеся споры не прорастают, не происходит и массового развития анаэробных микроорганизмов.

Природа консервации зерновой массы, и прежде всего ее микро­флоры, по мнению некоторых исследователей, состоит в том, что угне­тение аэробных микроорганизмов, и в первую очередь плесневых гри­бов, происходит в результате специфического действия на них повышен­ных доз диоксида углерода. Вместе с тем экспериментальные данные многих отечественных и зарубежных исследователей доказали, что ги­бель микроорганизмов происходит в результате отсутствия кислорода, столь необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов. Таким образом, при хранении зерновой массы необходимо умело использовать доступ воздуха, особенно при проветривании и активном вентилирова­нии.

Степень аэрации зерновой массы влияет на состояние микрофлоры следующим образом:

ограниченный доступ воздуха, сокращение запаса кислорода и на­копление в зерновой массе диокдида углерода приводят к угнетению микрофлоры и уменьшению ее численности;

доступ воздуха, сопровождаемый охлаждением и снижением влаж­ности зерна, также угнетает развитие микроорганизмов;

проветривание, перемещение или продувание влажной зерновой массы воздухом, не сопровождающиеся снижением влажности или достаточно эффективным понижением температуры, способствуют раз­витию микроорганизмов, и в первую очередь плесневых грибов.

Состояние покровных тканей. Зерно от действия микроорганиз­мов предохраняют покровные ткани. Некоторые сапрофиты не способны разрушить клетчатку и проникнуть внутрь зерна. Кроме того, жизне­способные зерна, обладая механическим и активным иммунитетом, препятствуют проникновению паразита в глубь организма. Поэтому микроорганизмы прежде, в.сего развиваются на битых, поврежденных и утративших жизнеспособность зернах.

Доказано, что активность развития микроорганизмов возрастает в зависимости от характера повреждения зерна в такой последовате­льности: повреждение оболочек в области эндосперма; повреждение оболочек в области зародыша; зерна с единичными трещинами; зерна с сеткой трещин и крупноколотые. Наиболее уязвимые места для напа­дения микроорганизмов — это зародыш целого здорового зерна, так как он менее защищен оболочками, чем другие части зерна. Зародыш покрыт лишь одной семенной оболочкой и тонкой пленкой клетчатки. Вместе с тем он богат различными питательными веществами в доступной для микробов форме. Развитие плесеней на зародыше приводит к потере жизнеспособности зерна и к его дальнейшему разрушению. Такие зер­на — очаг для распространения микроорганизмов.

Зерна, поврежденные или полностью испорченные микроорганиз­мами, обладают значительно большей интенсивностью дыхания, чем нор­мальные по внешнему виду и жизнеспособные. Следовательно, наличие в зерновой массе зерен, травмированных, поврежденных и испорченных микроорганизмами, резко снижает ее стойкость при хранении, так как они носители активных микробиологических очагов. Эти зерна под­лежат удалению из зерновой массы перед ее закладкой на хранение.

Количество и состав примесей в зерновой массе. В, значительной мере они определяют и количество микроорганизмов. Установлено, что 30...65% всей микрофлоры в кондиционном по влажности и засо­ренности зерне пшеницы размещается на примесях. Наиболее насыщены микробами: проход через сито с отверстиями ф 1 мм, испорченные зерна, минеральный и органический сор. Поэтому необходимо очищать зерно от примесей перед закладкой его на хранение.