§ 4. Изменение состава микроорганизмов при хранении зерновой массы и их воздействие на зерновую массу

Характер изменения количества и видового состава микроорганиз­мов зависит от условий хранения зерновой массы. При неблагоприят­ных условиях для размножения микроорганизмов снижается числен­ность и изменяется процентное соотношение микроорганизмов в резу­льтате исчезновения Е. herbicola, других бесспоровых форм и сохране­ния спор плесневых грибов и спороносных бактерий. Длительное хра­нение зерна в этих условиях не приводит к полной гибели микробов. Происходят лишь изменения в их качественном составе, а иногда даже наблюдается бурный рост микроорганизмов, если влияние окружающей среды на зерновую массу обусловливает ее увлажнение в каком-то участ­ке насыпи.

Если в зерновой массе появляются различные предпосылки к разви­тию микроорганизмов, то прежде всего в ней растут плесени. Они обла­дают способностью развиваться при меньшей влажности зерна и отно­сительной влажности воздуха; имеют невысокий температурный оп­тимум и способны развиваться при более низких температурах (10... 20°С); проявляют аэробный характер дыхания, для чего есть необхо­димые условия в свежеубранном зерне; содержат активный комплекс гидролитических ферментов, способных интенсивно воздействовать на покровные ткани зерна и вещества, находящиеся во внутренних его частях.

Таким образом, плесневые грибы менее требовательны к усло­виям жизни, чем бактерии, и могут активно развиваться уже в началь­ный период хранения зерна, вызывая значительные изменения его ка­чества. Прекращение развития грибов не приводит к ликвидации пос­ледствий их предыдущего развития, и партия зерна становится менее стойкой при дальнейшем хранении.Микроорганизмы оказывают отрицательное воздействие на зерно­вую массу при хранении. Вследствие их жизнедеятельности снижаются масса сухого вещества зерна, его жизнеспособность, технологические и товарные показатели качества, питательная ценность и т.п.

Под действием микроорганизмов изменяются прежде всего основ­ные показатели свежести зерна: цвет, блеск, запах и вкус. По мере проявления жизнедеятельности микроорганизмов свежесть зерна из­меняется в такой нарастающей последовательности: появляются туск­лые, потерявшие блеск зерна, пятнистые и потемневшие, на отдельных зернах образуются колонии плесневых грибов и бактерий, видимые невооруженным глазом, темнеет значительное количество зерен, поя­вляются испорченные (заплесневевшие и прогнившие). В дальнейшем при самосогревании зерновой массы появляются черные и обуглив­шиеся зерна и как завершение процесса возникает обугливание зер­новой массы и она теряет сыпучесть.

Изменения в цвете зерна сопровождаются образованием запахов разложения, обусловленных развитием микроорганизмов. Результа­том накопления в зерне продуктов активной жизнедеятельности пле­сеней, прежде всего грибов из рода Penicillium, являются плесневый и затхлый запахи. Причем запах, обусловленный развитием свежего мице­лия, определяется как плесневый. После сушки такого зерна этот запах воспринимается нашими органами чувств как затхлый. Приобретение зерновой массой затхлого запаха относится к одному из наиболее не­допустимых дефектов зерна.

Хлебоприемные предприятия не принимают затхлое зерно, так как этот запах трудно или совсем не удаляется из зерна и при его перера­ботке передается муке, крупе, печеному хлебу и другим изделиям. При­менение в качестве дезодорирующих средств жидких, газообразных хи­мических веществ, различных сорбентов, проведение сушки зерна в вакууме, облучение ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами показали, что в большинстве случаев затхлый запах полностью не ус­траняется. Чем больше поражены зерна плесневыми грибами, тем си­льнее он сорбируется веществами зерна и труднее устраняется.

Затхлому запаху сопутствуют неприятный вкус зерна, увеличение в нем титруемой кислотности, а также аминосоединений и аммиака. По­вышение количества титруемой кислотности в зерне при хранении свидетельствует об изменении его свежести. Необходимо отметить, что плесневый и затхлый запахи в партиях свежеубранного зерна с по­вышенной влажностью могут появиться очень быстро — через несколько суток хранения.

К запахам зерна, имеющим микробиологическую природу, относят также гнилостный и амбарный. Гнилостный запах возникает при пол­ной порче сырого зерна в просыпях зерна, пролежавшего длительное время в сырости. Порчу зерна в этом случае вызывают плесневые грибы, бактерии и актиномицеты. Амбарный запах объясняется анаэробными условиями хранения зерна и жизнедеятельностью дрожжей, выделяю­щих этиловый спирт и различные органические кислоты, которые сор­бируются зерном.Изменение показателей свежести зерна от нормального состояния влечет за собой ухудшение его технологических свойств. Известно, что при незначительном отклонении этих показателей от нормы выход и ка­чество муки, крупы и печеного хлеба практически не изменяются. Более глубокие изменения показателей свежести приводят к ухудшению ка­чества вырабатываемой продукции, особенно сильно при утрате свежести в результате самосогревания зерна.

Развитие плесневых грибов в области зародыша ослабляет или пол­ностью нарушает его функции. Колонии плесеней, интенсивно развиваю­щиеся на поверхности зерна пшеницы, ржи, риса, ячменя, на семенах бо­бовых, иногда обнаруживаются даже невооруженным глазом (рис. 13). Зерно кукурузы чаще всего поражается под оболочками. Начало скрытого поражения зерен происходит при их нахождении в початке в местах между зернами и около стержня. Затем мицелий гриба проникает прежде всего под оболочки зерна и далее в другие его части.

Явление плесневения зерна сопровождается понижением его всхо­жести. Однако более заметно снижается полевая всхожесть' семян. По­теря всхожести объясняется отравлением клеток зародыша семени про­дуктами метаболизма плесневых грибов, обладающих токсическими свойствами. На этот дефект зерна обращают особое внимание в зарубеж­ной практике. Так, зерно пшеницы, содержащее зерновки с потемнев­шим зародышем, считают больным.

а

Рис. 13. Активное развитие плесеней на зерновках: а - кукурузы; б - риса; в - пшеницы; г ~ ячменя 40

Потемнение зародыша происходит при повышенной активности ферментов (оксидаз, липаз) в зерне с повышенной влажностью, при не­достатке кислорода в воздухе межзернового пространства. В больных зернах происходят некоторые изменения в составе липидов. В них всегда повышено кислотное число жира. Развитие плесеней из родов Aspergillus и Penicillium (A. flavus, A. fumigatus, A. glavatus.A. oryzae, некоторые виды Penicillium и Fusarium, F. Sporotrichiella и др.) в зерне в период хранения может сопровождаться образованием токсинов.

Микотоксины — продукты жизнедеятельности многих плесеней чрезвычайно токсичны для животных и человека. Во многих странах мира (СССР, Англии, США, Франции, ФРГ, Японии) ведут обширные исследо­вания природы различных микотоксинов. Обнаружено более двухсот токсических веществ, выделяемых плесневыми грибами. Многие веще­ства этой группы обладают гепатропным и канцерогенным действием на организм человека и животных. Даже ничтожные количества некоторых наиболее сильных токсичных веществ приводят к поражению печени. Чрезвычайно токсичными оказались афлатоксины, выделяемые A. flavus. Среди них Bj и Gj, в основе которых лежат кумариновые соединения.

Афлатоксины могут образовываться при самосогревании и редко при хранении зерна повышенной влажности. В зерне сырой кукурузы мико­токсины могут появиться при 5°С. Эти и последующие данные свидетель­ствуют о недопустимости активного развития микроорганизмов в зерно­вых массах при хранении.

Одной из причин, снижающих качество сильной и твердой пшеницы, является обесцвечивание зерна и развитие на нем фузариоза под воз­действием переменного увлажнения атмосферными осадками и подсу­шивания зерна в колосе в период созревания, уборки, дозревания в вал­ках и хранения на токах колхозов и совхозов. Фузариоз пшеницы при­водит к загрязнению зерна микотоксином дезоксиниваленолом, пред­ставляющим серьезную опасность для здоровья людей.

По данным американских и японских исследователей, в пожелтев­ших зерновках риса содержатся токсины канцерогенного действия. Из­вестны случаи появления ядовитого зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, проса, гречихи после перезимовки на корню или в валках, оставленных в поле, когда уборка урожая прекращается из-за ранней зимы (районы Северного Казахстана и Сибири), а также при временном хранении в бунтах зерна с повышенной влажностью при низких температурах. Эти случаи объясняются развитием на зерне гриба Fusarium sporotrichiella — типичного сапрофита.

Человек и животные (особенно чувствительны лошади, свиньи), получившие в пищу продукты из ядовитого зерна, заболевают алимен­тарно-токсической алейкией, приводящей к резкому уменьшению в крови лейкоцитов. По внешним признакам заболевание сходно с септической ангиной.

Установлено, что жир ядовитого зерна очень токсичен и при нанесе­нии его на кожу кролика вызывает покраснение, глубокий отек и через несколько дней некротический распад тканей (язву). Эту так называе­мую кожную пробу используют для диагносцирования ядовитости зерна, применяют и другие методы.

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите о происхождении, классификации и дайте характеристику микро­организмов зерновых масс. 2. Каковы условия и характер их влияния на жизнедея­тельность микроорганизмов зерновой массы при хранении? 3. Какие изменения мо­гут возникнуть в зерновой массе вследствие активной жизнедеятельности микро­флоры?