Пищевая Биохимия / Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. - Биохимия зерна и хлебопродуктов

ГЛАВА 13 ___________________________________________________________

шенным содержанием пожелтевших зерен (с более интенсивной окраской, чем в начальной стадии пожелтения), желтых ядер больше, чем в зерне риса целом и рисе дробленом, на 1,0—1,5%. Проведение мероприятий, предотвращающих пожелтение зерна риса, необходимо начинать в рисосеющих хозяйствах. К ним относятся: высушивание почвы на чеках, укладывание валков при косьбе на высокую стерню, обработка посевов де- сикантами, позволяющая применять однофазную уборку, сушка зерна риса различными способами и т. д. Радикальное средство предотвращения пожелтения зерна риса на хлебо- приемных предприятиях — полное исключение самосогрева- ния, своевременная и высококачественная сушка, соблюде- ние режимов хранения, в частности правильное применение вентилирования и охлаждения.

§5. ЗЕРНО, ПОВРЕЖДЕННОЕ КЛОПОМ-ЧЕРЕПАШКОЙ

Вредители зерна составляют большую группу клопов семей- ства щитников, относящихся к разным родам и видам и назы- ваемых хлебными клопами. Наиболее распространенный и вредный клоп — вредная черепашка (Eurygaster integriceps Put.).

В южных районах на посевах зерновых наряду с вредной чере- пашкой встречаются другие виды клопов: австрийская чере-

пашка (Eurygaster austriaca Schr.), маврский клоп (Eurygaster maura L.) и др. Эти клопы отличаются от вредной черепашки тем, что они имеют в различных районах относительно не- высокую, но постоянную численность. Вспышек массового размножения, характерных для вредной черепашки, они не дают. В восточных районах заметные повреждения посевам пшеницы и ржи наносят несколько видов остроголовых кло- пов (из рода Aelia F). Наибольший вред причиняют сибирская остроголовая черепашка, или сибирский клоп (Aelia sibirica Rent.), — вредитель колосьев и зерна. Поврежденные им зерна уменьшаются в массе на 20—50%.

Вредная черепашка повреждает все зерновые культуры, осо- бенно пшеницу. В южной части РФ от нее больше всего стра- дает озимая пшеница. При сильном заражении, наблюдаемом

_____________________ ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

вгоды массовых размножений, клопы-черепашки снижают урожай до 50% и больше и могут полностью погубить урожай. Полевые опыты показали, что пораженные семена, особенно

вобласти зародыша, дают меньшее количество растений, бо- лее низкую продуктивность стеблей, меньшую среднюю дли- ну колоса, более низкую массу 1000 зерен, большее количество мелких зерен, меньшую энергию прорастания и всхожесть, бо- лее слабую клейковину. По продуктивной кустистости, содер- жанию поврежденного черепашкой зерна, массе 1000 зерен и качеству клейковины наиболее устойчивы сорта Безостая 1, Мироновская юбилейная, Ранняя 12, Белоцерковская 198.

Некоторые сорта сохраняют хлебопекарные достоинства при значительном количестве поврежденных зерен (до 6—10%).

Борьба с клопом-черепашкой представляет собой серьез- ную народнохозяйственную проблему. Уколы клопа-чере-

пашки в стебель и колос перед колошением и в начале его вызывают недоразвитость зерна и белоколосость. Зерно, по- врежденное до фазы восковой спелости, ссыхается, стано- вится щуплым. Во всех случаях урожай снижается. Если зерно повреждено в фазе восковой спелости, на поверхности его обычно появляется темная точка укуса, окруженная резко очерченным пятном сморщившейся и беловатой оболочки. Эндосперм в месте укуса легко разрушается при надавлива- нии. Клопы-черепашки (на 70-80%) наносят уколы в зоне зародыша, что приводит к снижению или потере всхожести. Всхожесть семян, поврежденных вредителями, зависит от места укола в зерне. При повреждении зерна в области зароды- ша полевая всхожесть семян снижается на 38%, при повреж- дении эндосперма — на 4%. Уколы клопов-черепашек умень- шают содержание в зерне общего азота. При автолизе муки из зерен (табл. 80), поврежденных клопами-черепашками, про- исходит необычайно сильный протеолиз.

Наблюдается большое накопление как общерастворимого, так и не осаждаемого трихлоруксусной кислотой азота, входя- щего в состав низкомолекулярных соединений: пептонов, пеп- тидов и аминокислот. По содержанию азота нормальная и по-

врежденная части эндосперма резко различаются в результате всасывания его клопами-черепашками в точке нанесения уко-

ГЛАВА 13 ______________________________________________ ____________________

Таблица 80

Изменение фракций водорастворимого азота в нормальном и поврежденном зерне при автолизе

ла. Укол клопа повышает содержание в поврежденной части эндосперма спирторастворимого азота.

Водорастворимый азот, особенно азот, не осаждаемый из водного экстракта трихлоруксусной кислотой, т. е. азот низко- молекулярных продуктов ферментативного расщепления бел- ка, в поврежденной части составляет в среднем половину. В по-

врежденной части также заметно возрастает титруемая кислотность спиртовой вытяжки. При механическом разделе- нии поврежденных и неповрежденных частей зерна было ус- тановлено, что наносимое клопом-черепашкой повреждение локально. Глубокие биохимические изменения зерна при его поражении происходят под влиянием мощных протеолити- ческих ферментов, выделяемых слюнными железами клопа- черепашки при уколе. Первые стадии действия протеиназ со- провождаются дезагрегированием белка, что сказывается в изменении его физических свойств, в частности вязкости. Наи- лучшие условия для действия растворяющих клейковину фер- ментов соответствуют нейтральной и слабой щелочной реак- ции при рН 8,2.

Большие различия выявлены в составе поврежденной и неповрежденной частей зерна (табл. 81).

Ферменты, вырабатываемые вредителем, могут гидролизо- вать белки и углеводы. Изменения в поврежденном зерне в сильной степени влияют не только на технологические, но и на посевные качества зерна. В нем происходят глубокие физи- ологические изменения — повышается интенсивность дыха-

______________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

ния, увеличивается активность ферментов. При поражении клопом-черепашкой возрастает также активность амилаз, осо- бенно в зоне нанесения укола. При повреждении пшеницы клопом-черепашкой в фазе молочной спелости синтезирую- щая активность фосфорилазы резко снижается. По наблюде- ниям, она была в 12 раз ниже, чем в контроле.

Пораженное зерно, особенно в зоне укола, более интен- сивно дышит. Так, отношение интенсивности дыхания по-

раженного зерна к уровню дыхания здорового составляло

1:1,01 (при поражении 0,3%) и 1:1,26 (при поражении 4,5%).

Содержание свободных аминокислот, и прежде всего тиро- зина, с возрастанием поражения зерна клопом-черепашкой увеличивается. Мука из зерна, поврежденного клопом-чере- пашкой, имеет низкие хлебопекарные достоинства, разру- шенную клейковину. В пораженном зерне клейковина не от- мывается, в частично пораженном количество ее уменьшено, и качество резко ухудшено. Тесто становится жидким, непод-

Таблица 81

Фракции зерна и титруемая кислотность нормальной и поврежденной частей эндосперма

* Отношение количества азота в поврежденной части зерна (б) к нормаль- ной (а).

ГЛАВА 13 ___________________________________________________________

Рис. 56. Физические свойства теста из пшеницы с разной степенью поврежден - ности клопами-черепашками

нимающимся, при выпечке получается хлеб низкого каче- ства, с небольшим объемом, плотный, с темной коркой, по- крытой мелкими трещинами, в результате увеличения количества свободного тирозина и усиливающегося мелано- идинообразования.

На рисунке 56 приведена характеристика физических свойств теста из муки, полученной из зерна пшеницы с разной степе- нью поврежденности клопами-черепашками. Ухудшение хле- бопекарного достоинства связано, прежде всего, с глубокими изменениями клейковины и белкового комплекса в целом. Ха- рактерная особенность зерна пшеницы с наличием поврежден-

______________________ ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

ных зерен — высокое содержание в нем продуктов протеоли- за — водорастворимого и спирторастворимого азота (рис. 57).

При определении клейковинного белка в контрольной пробе отношение азота глиадина к азоту глютеина составило 1:1,12 и из зерна, поврежденного клопом-черепашкой,— 1:4,21.

Исследователи называют разное количество поврежденных зерен, при котором уменьшается количество клейковины и ухудшается ее качество, что связано с неодинаковыми исход-

ными качеством и глубиной повреждения индивидуальных зерен. Сильная пшеница наиболее часто при поражении кло- пом-черепашкой на 3—4% переходит в группу слабой. Каче- ство клейковины заметно изменяется при небольшом повреж- дении зерна клопами-черепашками (1 %). Из рисунка 58 видно, что, чем в более раннюю фазу созревания зерно повреждено клопом-черепашкой, тем хуже его качество. В снижении каче-

ства поврежденного зерна главную роль играет повышение активности протеолитических ферментов и наряду с этим за- метное нарушение слаженности других ферментных систем, что изменяет физиологические процессы синтеза и формиро- вания зерна. Наиболее резко активность амилолитических ферментов меняется в зерне пшеницы, поврежденном клопом- черепашкой в молочной фазе созревания.

Примесь поврежденных зерен, %

Рис. 57. Влияние примеси поврежденных клопами-черепашками зерен на растя- жимость пшеничной клейковины и содержание в ней глиадина: 1 — азот клейковины, к общему азоту клейковины, %; 2 — растяжимость клейковины, см/мин

ГЛАВА 13

Поражение зерна пшеницы остроголовыми клопами-чере- пашками имеет свои особенности. Содержание клейковины в таком зерне несколько снижается, а качество ее почти не из- меняется. Содержание сырой клейковины в зерне пшеницы, пораженной остроголовыми клопами-черепашками, в одном случае при содержании поврежденных зерен (%) составило:

до 5 — 28,2%, от 5 до 10 — 27% и от 10 до 25 — 25,8%, в другом случае (соответственно) — 28; 25; 23,5%. Качество клейкови-

ны ухудшалось незначительно и оставалось в пределах одной и той же II группы. При уколе зерна остроголовым клопом эн- досперм под пятном, как и при поражении вредной черепаш- кой, рыхлый.

Семенам подсолнечника наиболее сильные повреждения наносит ягодный клоп. Уменьшается масса 1000 семян, сни-

Рис. 58. Масса 1000 зерен и биохимические особенности зерна пшеницы Сара- товская 29, пораженного клопом-черепашкой в разные фазы спелости. Зерно, поврежденное в фазе спелости:

А— молочной; Б— ранней восковой: В— поздней восковой; Г— зерно, со- зревшее на корню без повреждения; 1 — содержание общего азота; 2 — масса 1000 зерен; 3 — протеолитическая активность, средняя прибыль азота; 4 — не-

белковый азот

______________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

жаются энергия прорастания (на 40%) и всхожесть (на 45%), резко падает масличность (до 9%), значительно ухудшается качество масла.

Пищевая ценность поврежденного зерна снижается. Это связано с тем, что часть белковых и других веществ потребля- ется черепашкой.

Наиболее существенное ухудшение технологического достоинства пораженного зерна пшеницы, прежде всего хле- бопекарного, вызывает повреждение его белково-протеиназ- ного комплекса. Определенное значение имеет также измене- ние углеводно-амилазного комплекса и других веществ зерна. По действующему стандарту зерно пшеницы, пораженное кло- пом-черепашкой, определяют визуально (по наличию следа укола— темной точки и характерной вдавленности пятна). Этот метод неточен, так как позволяет определять только факт повреждения, но не дает возможности установить степень это- го повреждения.

Большое значение для глубины повреждения имеет фаза созре- вания, на которой повреждено зерно, сорт и другие природные особенности зерна, повреждение зерна другими полевыми вре- дителями (личинками пшеничного трипса, которые, оставляя на зерне темную точку и снижая массу зерна, не ухудшают его хлебопекарного достоинства) и т. д. Разработаны и другие спосо- бы оценки технологического достоинства зерна пшеницы с ис- пользованием физических и биохимических показателей. К ним относят следующие измерения: протеолитической активности содовых вытяжек из зерна или муки; количества продуктов про- теолиза (главным образом, тирозина); физических свойств тес- та; физических свойств клейковины; количества азота, не осаж- даемого трихлоруксусной кислотой; степени пептизации клейковины, регистрируемой на нефелометре. Наилучшие из способов оценки технологического достоинства зерна пшени- цы — пробная выпечка и анализ качества хлеба.

В условиях хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий для распознавания степени поражения зерна пшеницы клопами-черепашками наиболее приемлемы мето- ды определения количества и качества клейковины, а также расплываемости шарика теста.

ГЛАВА 13

Для улучшения технологического достоинства зерна пше- ницы, пораженного клопом-черепашкой, его смешивают со здоровым зерном. Протеолитические ферменты клопа-чере- пашки обладают высокой активностью, при глубоком пора-

жении примесь небольшого количества поврежденного зерна затрудняет получение удовлетворительной смеси. Существен- ное значение имеет также различная атакуемость белков про- теолитическими ферментами. Некоторые сорта пшеницы очень устойчивы к их воздействию. Однако клейковина боль- шинства сортов легко расщепляется, ограничивая эффект улуч- шения при смешивании, поэтому приходится очень осторож-

но и только после тщательной опытной проверки вводить пораженное зерно в смесь.

При подготовке пшеницы к помолу целесообразно при- менять комбинированное воздушно-ситовое сепарирование для выделения наиболее легких и щуплых зерен, образовав- шихся при раннем повреждении. Установлено, что пора- женные части зерна, поврежденного клопом-черепашкой, менее прочные, при ударе выкрашиваются. На основе этой особенности разработана технологическая схема перера- ботки такого зерна, в которой пораженные участки удаля- ются, а остальная часть поврежденного зерна дает муку удов- летворительного качества. Особенность схемы заключается в том, что пораженное зерно интенсивно обрабатывают на обоечных машинах и муку с I драной системы удаляют. Об- щий выход муки снижается на 2,0—2,5%, что компенсиру- ется улучшением качества продукции. Для интенсификации и механизации удаления, пораженных клопом-черепашкой

участков зерновки пшеницы зерно многократно соударяют с игольчатой поверхностью.

Качество клейковины зерна, пораженного клопом-чере- пашкой, может быть улучшено термической обработкой — на- греванием при температуре 70—80 °С в течение нескольких часов. Хороших результатов достигают при горячей и скорост- ной гидротермической обработке пораженного зерна. При

длительном хранении пораженного зерна и особенно муки активность протеаз ослабляется, и хлебопекарное достоинство несколько улучшается. Разработаны многочисленные методы,

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

позволяющие повышать качество хлеба из зерна, пораженно- го клопом-черепашкой: повышение кислотности теста, резко тормозящее протеолиз; увеличение количества соли в тесте, улучшающее физическое состояние клейковины и др.

На хлебозаводах, кроме того, вносят следующие изменения в технологический процесс тестоведения и выпечки: готовят тесто ускоренным способом, чтобы клейковина при брожении подвергалась наименьшему разрушающему действию протеи- наз; сокращают расстойку; хлеб выпекают при повышенной температуре пекарной камеры; тесто готовят на жидких дрож- жах. До сих пор мы говорили о преодолении разрушающего действия клопа-черепашки на зерно при его хранении и пере- работке. Однако необходимо стремиться к тому, чтобы не до- пустить повреждений зерна клопом-черепашкой или свести эти повреждения к минимуму.

§ 6. ЗЕРНО С ГОРЬКОПОЛЫННЫМ ВКУСОМИЗАПАХОМ

В посевах зерновых часто встречаются сорные растения — полынь горькая (Artemisia absinthium L.) и полынь Сиверса (A. Sieversiana Willd). При уборке соцветия (корзинки) полыни попадают в зерно. Зерно приобретает специфический полын- ный запах и сильную горечь.

При обычной схеме помола горькополынное зерно дает горькую муку, горечь сохраняется и при выпечке хлеба. За- пах горькополынного зерна связан с эфирными маслами,

входящими в состав корзинок полыни горькой и полыни Сиверса, горький вкус — с другими веществами. Горькое ве- щество полыни горькой выделено и называется абсинти- ном. Из корзинок полыни Сиверса выделены эфирное мас- ло и горькое вещество, близкие по своим физическим и

химическим свойствам аналогичным веществам полыни горькой.

Абсинтин представляет собой аморфное вещество, окра- шенное в слабо-желтый цвет, плавящееся при температуре 65 °С (эмпирическая формула С15Н20О4). Абсинтин растворя- ется в спирте, эфире и воде, хорошо адсорбируется из водных

ГЛАВА 13_________________ _________________________________________

растворов активированным углем. С повышением темпера- туры растворимость абсинтина в воде возрастает. При после- довательном разведении 0,0001%-ный раствор имеет ощути- мый горький вкус. Наибольшее количество абсинтина концентрируется в периферийных слоях зерна. Степень го- речи зерна возрастает с увеличением его влажности. Зерно приобретает горечь двумя путями: накоплением полынной

пыли на поверхности зерна и проникновением в зерновку растворенного в воде абсинтина. Механическое удаление полынной пыли (перетиранием и отвеиванием) значительно снижает горечь зерна. Мойка зерна теплой водой перед помолом позволяет полностью удалить абсинтин из зерна. С использованием этих приемов разработаны способы очис- тки и размола горькополынного зерна на мукомольных заво- дах, позволяющие получать из такого зерна нормальную по вкусу и запаху муку.

§ 7. ЗЕРНО С ЧЕРНЫМ

ЗАРОДЫШЕМ

В районах Западной и Восточной Сибири и на Северном Кавказе наблюдается заболевание зерна пшеницы, называе- мое черным зародышем. Болезнь снижает валовые сборы и качество зерна. Черный зародыш поражает также рожь и яч- мень. Признаки болезни — бурая, темно-коричневая или даже черная окраска оболочек зародышевого конца зерна. Сам за- родыш при этом часто остается неповрежденным. Болезнь вызывают главным образом грибы Alternaria tennis Nees (аль-

тернариоз) и реже Helminthosporium sativum P. К. et В. (гель-

минтоспориоз). Поражение зерна этими грибами происхо- дит в поле во время формирования и созревания зерна. Поражение черным зародышем семян твердой пшеницы мо- жет достигать 12-33%, мягкой — 4-24%, а в областях Запад- ной Сибири — 5—40%. Встречаются партии зерна, в которых пораженные зерна составляют 50—60%.

По содержанию сахарозы, глюкозы и фруктозы альтер- нариозное зерно не отличается от неповрежденного. В гельминтоспориозном зерне содержание фруктозы и глю-

_______________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

козы увеличивается, а количе- ство сахарозы уменьшается. Зольность зерна с черным за-

родышем при обеих формах заражения превышает золь- ность зерна нормальной окра- ски. Кислотное число жира из зерна с черным зародышем не- редко остается тем же или не- много повышается по сравне- нию с нормальным. Однако в большинстве случаев в пора-

женном зерне оно возрастает (в среднем в альтернариозном зерне на 4 мг КОН и в гель- минтоспориозном — на 3,5 мг КОН). Кислотность зерна по

болтушке в пораженном зерне увеличивается, особенно в зерне гельминтоспориозном.

По содержанию крахмала зерно с черным зародышем существенных изменений не имеет, а диастатическая актив- ность в обоих случаях инфекции выше, чем у нормального (рис. 59). У альтернариозного зерна она составила 155 мг мальтозы (у нормального 110 мг мальтозы) и у гельминтоспо- риозного 220 мг мальтозы (у нормального 166 мг мальтозы). В пшенице с примесью зерен с черным зародышем и влаж- ностью до 14% содержание таких зерен при хранении остает- ся без существенного изменения, но при хранении этих

партий в условиях повышенной относительной влажности и температуры воздуха в результате скрытой зараженности мо-

жет происходить небольшое увеличение количества зерен с черным зародышем. Всхожесть и жизнеспособность зерна с черным зародышем за 9 мес. хранения практически не изменяются. При хранении диастатическая активность зер- на с черным зародышем возрастает. Кислотное число жира

при хранении у зерна с черным зародышем растет несколько быстрее, чем у нормального.

ГЛАВА 13

По данным Института питания АМН РФ, зерно с черным

зародышем может быть использовано на продовольственные цели, так как оно нетоксично. Большое количество зерен с чер- ным зародышем в партии зерна изменяет цвет муки, ухудшает его товарную ценность и хлебопекарные достоинства. Зерно с

черным зародышем не рекомендуется хранить более одного года. Размещать его следует в зависимости от содержания по- раженных зерен отдельно. Из партий с примесью поражен- ных зерен выделяют для раздельного хранения партии твер- дой пшеницы, используемой для изготовления макарон, содержащие зерна с черным зародышем до 8%, а также партии мягкой пшеницы, используемой для хлебопечения, с содер- жанием пораженных зерен до 30%. Эти партии зерна перера- батывают в муку без предварительного смешивания. Во всех

остальных случаях партии зерна с черным зародышем следует перерабатывать в муку только в смеси с нормальным зерном. Большое значение при подготовке пораженного зерна к помо- лу имеет эффективная работа обоечных, щеточных машин и их пневмосепарирующих устройств, а также отжимных коло- нок моечных машин. Они могут снизить содержание зерен с черным зародышем на 40—50%.

§ 8. ЗЕРНО, ПЕРЕЗИМОВАВШЕЕ В ПОЛЕ

Бывают случаи, когда неубранные посевы уходят под снег, зимуют в поле. Перезимовавшее в поле зерно может стать ядо- витым. При употреблении в пищу такого зерна отмечены мас- совые заболевания людей, сопровождающиеся высокой смер- тностью. Наиболее токсичны перезимовавшие под снегом просо, гречиха, менее токсичны пшеница, рожь, ячмень и др. Токсичность в значительной степени зависит не только от зер- новой культуры, но и от времени сбора и условий зимовки.

При использовании ядовитого зерна, перезимовавшего в поле, на кормовые цели наблюдались заболевания и падеж сельскохозяйственных животных. Перезимовавшее зерно, сохранившее способность к прорастанию, не содержит ток- сичных веществ. На ядовитом зерне обнаружено несколько видов микроскопических грибов, но чаще всего и в преоб-

______________________ ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

ладающем количестве гриб F. sporotrichiella — основной воз- будитель токсинообразования. Установлено, что гриб F. sporotrichiella в зависимости от степени поражения зерна, ток-

сичности отдельных рас и разновидностей может вызывать и другие заболевания: острый споротрихиеллотоксикоз, ки- шечную дистрофию и т. д.

Зерно приобретает ядовитые свойства не только после перезимовки под снегом. Влажное зерно может поражаться грибами и становиться токсичным при хранении в поле в об- молоченном или необмолоченном виде в зимний период, когда

оно сложено в большие бунты и долгое время лежит под дождем, когда при запоздалой уборке оно собрано в неблаго- приятных метеорологических условиях.

В ядовитом зерне происходят заметные деструктивные про- цессы, идущие под влиянием микроорганизмов, развивающих- ся на нем особенно интенсивно весной, во время таяния сне- гов. Ядовитое просо отличается от доброкачественного повышенным содержанием небелкового и аминного азота. В ядовитом зерне повышено содержание азота, извлекаемого водой, 10%-ным раствором NaCI и 70%-ным раствором эта- нола. В экстракте, полученном из ядовитого зерна 90%-ным раствором этанола, содержится 0,38% аминного азота, в то

время как в таком же экстракте из доброкачественного зерна его нет. В ядовитом зерне меньше крахмала, чем в доброкаче- ственном, повышена активность а-амилазы и резко снижена активность пероксидазы (табл. 82).

Большим изменениям подвергается жир зерна, перезимо- вавшего в поле. В токсичном просе (табл. 83) содержание жира понижено. Кислотное и пероксидное числа, а также число кап- риловой кислоты в токсичном зерне по сравнению с нормаль- ным значительно выше. Гидролиз, образование пероксидов и накопление каприловой кислоты — продукта окислительного распада высокомолекулярных жирных кислот — сопровожда- ют прогоркание жира. Возрастание названных показателей указывает на то, что жир, содержащийся в токсичном просе, подвергся глубокому окислительному распаду. Для оценки

токсичности зерна используют реакцию аппликации жира на коже кролика — жир из токсичного зерна оказывает сильное

ГЛАВА 13 ___________________________________________________________

физиологическое действие на кожу белого кролика, вызывая покраснение, отек, некроз тканей, геморрагии и даже образо- вание язв. Установлено, что токсический эффект масла из пе-

резимовавшего в поле ядовитого зерна вызван продуктами окисления ненасыщенных жирных кислот.

Установлено, что этаноловые экстракты из масла, выделен- ного из ядовитого зерна, перезимовавшего в поле, угнетают спиртовое брожение, вызываемое дрожжами, а также и их раз- множение. Аналогичный этаноловый экстракт из самосогрев-

Таблица 82

Биохимические особенности перезимовавшего в поле ядовитого проса

ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

Таблица 83

Характеристика масла из перезимовавшего в поле токсичного проса

шегося, сильно заплесневевшего зерна при тех же условиях не влияет на брожение и размножение дрожжей. В составе сво- бодных липидов перезимовавшего зерна преобладают ядови- тые жирные кислоты, в то время как у связанных липидов— ядовитые неомыляемые вещества. Из неомыляемой фракции

связанных липидов перезимовавшего под снегом ядовитого проса выделен токсичный стерин (липотоксол) с температу- рой плавления 169—170 °С.

Липотоксол вызывает тяжелые заболевания сердца, кожи и крови у человека. Отравление людей и животных перезимо- вавшим в поле просом вызвано несколькими ядовитыми ве- ществами, в основном токсичным стерином. Разработан хи- мический метод определения токсичных свойств зерна,

основанный на использовании тонкослойной хроматографии в сочетании с люминесцентным анализом. Метод дает совпа- дающие результаты с биопробами на животных.

Во всех случаях подозрения на токсичность или визуальной повышенной обсемененности микроскопическими грибами зерно и продукты его переработки должны быть проверены в лаборатории в соответствии с Методическими указаниями, ут- вержденными Минздравом РФ. Для этого отбирают пробы в

соответствии с установленными правилами и направляют их на исследование в ближайшую санитарно-эпидемиологиче- скую станцию.

ГЛАВА 13 __________ ________________________________________________

§ 9. ЗЕРНО, ПОРАЖЕННОЕ ФУЗАРИОЗОМ

Грибы из рода Fusarium поражают злаковые растения, перезимовавшие в поле, кроме того, они вызывают гибель всхо- дов, загнивание корневой системы, потемнение и увядание листьев, бесплодие колоса и другие поражения колоса, сопро- вождающиеся ухудшением качества зерна. С ними связано об- разование щуплого, легковесного, а также ядовитого зерна.

Явно фузариозные зерна обычно щуплые и нежизнеспособ- ные. Грибница фузариума в этом случае пронизывает все зерно целиком, что происходит в результате глубокого поражения се- мян при раннем заражении колосьев в поле, в фазе молочной и в начале восковой спелости. При скрытой форме фузариозного поражения грибница гриба распространяется в наружных сло- ях зерновки (в плодовой и семенной оболочках). Она появляет-

ся в случае позднего заражения или слабого раннего поражения колоса на корню, а также при инфекции семян во время уборки или в условиях хранения при повышенной влажности.

Исследования, проведенные как у нас, так и за рубежом, свидетельствуют, что микотоксины, продуцируемые гриба- ми Fusarium, являются наиболее широко распространенны- ми в мире микотоксинами. Интерес к фузариотоксинам рез-

ко возрос в последние годы в связи с появлением новых данных об их токсических свойствах, в частности их спо-

собности даже в незначительных количествах нарушать регуляцию продукции иммуноглобулинов, действовать как канцерогены или как протоморы — механизмы усиления ге- нетической информации — канцерогенеза. Результаты экс- периментальных и эпидемиологических наблюдений ука-

зывают на потенциальную связь фузариотоксинов с такими заболеваниями у человека как нефропатия (некоторые виды поражений почек). Возбудителями фузариоза зерновых куль- тур наиболее часто являются такие виды рода Fusarium как

F. graminearum, F. sporotrichiella, F. semitectum, F. avenaceum.

Фузариозом поражаются практические все злаковые куль- туры, наиболее распространен и вреден фузариоз колоса и зерна пшеницы, а в определенные годы и ячменя. Поражение

колоса пшеницы возбудителями фузариоза сопровождается

______________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

проникновением гриба в завязь зерновки, что препятствует ее нормальному развитию. Значительно изменяется жизне- способность семян, анатомическое строение и размер зерно- вки, что приводит к ухудшению показателей качества зерна. Всхожесть семян уменьшается, а при значительном повреж- дении они полностью нежизнеспособны.

Основные ареалы заболевания расположены на юге Рос- сии — в Краснодарском и Ставропольском краях. В нашей стра- не для микотоксинов грибов рода Fusarium установлены сле- дующие ПДК:

дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин)

ВНИИЗом разработаны безопасные условия хранения фу-

При опытном сортовом помоле мягкой пшеницы установ- лено, что наиболее загрязненными оказались отруби. На них приходилось в среднем около 60% от общего количества ДОН в зерне. Применяемое на хлебоприемных и зерноперерабаты-

вающих предприятиях сепарирование позволяют удалять из фузариозной пшеницы 20—30% содержащегося в зерновой массе ДОН. Переработка фузариозного зерна пшеницы позво-

ляет довести концентрацию ДОН в сортовой муке и хлебе в следующих количествах (мг/кг):

ГЛАВА 13 ________________ ___________________________________________

В практике использования зерна, пораженного фузариозом, применяют примешивание его к партиям здорового зерна. Количество фузариозного зерна, добавляемого к нормально- му зерну, рассчитывают в зависимости от степени пораженно- сти зерна в зараженной партии. Одни считают, что для пище-

вого зерна максимум фузариозного поражения не должен превышать 3—5%, другие находят возможным получение нор-

мального хлеба при добавлении к муке из здорового зерна до 15% муки из зерна, пораженного фузариозом. При скармли-

вании скоту фузариозного зерна его в небольших количествах добавляют к здоровому. Эффективен прогрев фузариозного зерна в сухом виде при температуре 80—90 °С в течение 2—3 ч. Фузариоз не подавляет процессы брожения, поэтому зерно, пораженное им, может быть использовано в ацетонобутило- вой промышленности. Это тем более важно, что ацетонобути-

ловая промышленность использует как сырье муку обойного помола из вполне доброкачественного зерна.

К мерам борьбы с фузариозом относят следующие: очистку и предпосевную обработку семян; своевременную уборку хлеб- ных злаков, их обмолот и сушку; протравливание семян; агро- технические мероприятия. Многие виды грибов рода Fusarium— сапрофиты, поэтому они могут развиваться на зерне после его уборки и во время зимнего хранения, причем; гриб пораженного зерна может заразить и здоровое зерно. При силь-

ной степени развития гриба во время хранения разросшийся мицелий может сцементировать всю массу зерна в плотные ко- мья. Зерно, убранное в сырую погоду или пораженное грибом, нельзя смешивать со здоровым и следует хранить отдельно.

Розово-красная окраска зерна — не всегда признак зараже- ния фузариозом. Установлено, что розовая и красная окраска

зерна имеет грибное происхождение и вызывается стерильным мицелием Ордина. При замачивании розово-красные зерна быстро теряют окраску, вода становится розовой. При подо-

______________________ПОВРЕЖДЕННОЕ, НЕПОЛНОЦЕННОЕ ЗЕРНО

зрении на фузариозное происхождение розовоокрашенных зерен отобранные пробы направляют в санэпидстанцию или ветеринарную лабораторию для токсикологического анализа. Партию зерна в этом случае используют в зависимости от по- лучаемого заключения.

Наличие в партиях зерна пшеницы и ржи розовоокрашен- ных зерен нефузариозной природы не отражается на их биохи- мических и технологических свойствах. Зерно с признаками фузариоза и содержанием розовоокрашенных зерен более 1% недопустимо использовать на продовольственные цели. Такое зерно, если оно окажется нетоксичным по заключению ветери- нарных или санитарных лабораторий, направляют для исполь- зования на фураж, а если токсичным — на технические цели.

§ 10. ЗЕРНО MEJIAHO3HOE

Почернение ядра проса (меланоз) распространено во всех прососеющих районах страны. В последние годы на хлебопри- емные предприятия и в переработку поступает просо с содер- жанием меланозных зерен 1,3—2,7%, а в отдельные годы — до 10,0%. Меланоз ухудшает качество семенного и продоволь- ственного зерна. Литературные данные позволяют считать болезнь результатом комплексной инфекции, вызываемой гри-

бами Helminthosporium panici — milicei и бактериями Pseudomonas. panici и holci. Исследованиями ВНИИЗа получена раз- носторонняя характеристика зерна проса.

Меланозные ядра с пятнами различного цвета, формы и разме- ров, покрывающих их до 50—60%, относят к зерновой примеси. К сорной примеси относят полностью испорченные ядра — ме- ланозные, белесые с серовато-белым, рыхлым эндоспермом.

Существенное значение для развития меланоза имеет не- плотная сомкнутость цветковых оболочек зерновки, способ- ствующая проникновению микроорганизмов к ядру. Селекция проса направленная на выведение сортов с плотно сомкнуты-

ми цветковыми оболочками может стать эффектным средством в заилите этой культуры от меланоза. В зависимости от степени повреждения у меланозных зерен на 10—35% меньше масса 1000 зерен, на 15—65 % меньше прочность. Для меланозных зерен