Вантажознавство (продовольчі вантажі – біологічні процеси і впливи). Навчальний посібник

100

наступні типи харчування:

–фотолітоавтротрофія – використання енергії світла й окислювання неорганічних з'єднань для синтезу речовин клітини із СО2;

–фотоорганогетеротрофія – використання енергії світла й окислювання органічних сполук для синтезу речовин клітини із СО2;

–хемолітоавтотрофія – одержання енергії за рахунок окислювання неорганічних з'єднань, а джерелом вуглецю є неорганічні з'єднання.

–хемоорганогетеротрофія – одержання енергії й вуглець із органічних сполук. Серед хемоорганогетеротрофів розрізняють:

–сапрофіти – харчуються за рахунок органічних речовин з різних субстратів рослинного й тваринного походження (з відмерлих клітин і тканин);

–паразити – використовують органічні речовини з живих клітин.

Сапрофітні мікроорганізми, які живуть за рахунок виділень їх клітин, одержали назву епіфітних і відносяться до мікроорганізмів, що населяють здорові рослини, зерно й інші організми. Інші сапрофіти для розвитку мають потребу в органічних речовинах, які вони добувають із вантажів, частково або повністю руйнуючи й змінюючи їх хімічний склад.

Зміна якості зерна й деяких інших вантажів при зберіганні відбувається в основному в результаті діяльності сапрофітних і деяких півпаразитних мікроорганізмів. Багато сапрофітів всеїдні, тобто здатні використовувати різноманітні органічні сполуки, деякі проявляють виражену специфічність (вибірковість) відносно джерела вуглецю. Існують і такі, які мають потребу в яких-небудь певних з'єднаннях, їх називають субстрат-специфічними мікроорганізмами.

Крім вуглецю, найважливішим елементом живильного середовища є азот. Автотрофи звичайно використовують азот з мінеральних з'єднань, а гетеротрофи, крім неорганічних з'єднань азоту, використовують амонійні солі органічних кислот, амінокислоти, пептони й інші з'єднання. Деякі гетеротрофи засвоюють атмосферний азот (азот-фіксатори). Тому по джерелу азоту прокаріоти розділяють на 3 групи бактерій:

–азот-фіксуючі (від лат. fixus – міцний, закріплений), які засвоюють молекулярний азот з атмосферного повітря;

–які споживають неорганічний азот із солей амонію, нітритів або нітратів;

–які асимілюють азот, що утримується в органічних сполуках (наприклад, амінокислоти, пурини, пірімідини й ін.).

По здатності синтезувати органічні сполуки бактерії-хемотрофи підрозділяються на прототрофи, ауксотрофи й гіпотрофи:

–прототрофи синтезують із глюкози й солей амонію всі необхідні органічні речовини;

–ауксотрофи (від грець. auxo – вирощую, збільшую) нездатні синтезувати якунебудь органічну речовину із зазначених з'єднань або без якоїсь конкретної речовини;

–гіпотрофи (від грець. hypo – під, унизу) забезпечують свою життєдіяльність, реорганізуючи (від лат. organizo – повідомляю стрункий вид, улаштовую) структури

102

хідна присутність доступних джерел енергії й вихідних матеріалів для біосинтезу. Обмін речовин з навколишнім середовищем складається із двох основних процесів:

–біосинтезу речовин клітини – конструктивний обмін;

–одержання енергії – енергетичний обмін.

Обидва процеси протікають в організмі у вигляді сполучених (взаємно зв'язаних) хімічних реакцій, при цьому іноді використовується те саме з'єднання.

Метаболізм включає надходження речовин у клітину й виділення продуктів обміну з організму в навколишнє середовище.

Так як до 80 – 90 % загальної маси клітин припадає на частку води, тому її присутність у навколишнім середовищі в доступній формі необхідна. До складу сухої речовини клітини в найбільшій кількості (до 95 %) входять шість елементів, які називаються органогенами: С, N, Р, S, Н, О.

Майже всі організми мають потребу також в Fe, Mn, Mg, Сu, С1, К, Са, Zn, Na й ін. Кількості цих елементів, які необхідні для росту, дуже малі – від 0,3 до 1 %, тому їх називають мікроелементами, або слідовими елементами.

Дія хімічних речовин на мікроорганізми може бути різною. Серед хімічних речовин можуть бути такі, які здатні затримувати розвиток мікроорганізмів і навіть викликати їхню загибель. Речовини, що згубно діють на мікроорганізми, називають антисептиками (від грець. anti – проти й septikos – гнійний). Характер дії їх різноманітний. Одні пригнічують життєдіяльність або затримують розмноження чутливих до них мікробів; таку дію називають бактеріостатичною – відносно бактерій або фунгістатичною – у відношенні грибів з міцелієм. Інші речовини викликають загибель мікроорганізмів, роблячи на них бактерицидну або фунгіцидну дію. У дуже малих дозах багато хімічних отрут роблять навіть сприятливу дію, стимулюючи розмноження або біохімічну активність мікроорганізмів.

Набором окислювально-відновних ферментів пояснюється відношення мікроорганізмів до молекулярного кисню. Залежно від способу одержання енергії й від кінцевого акцептора водню мікроорганізми розділяють на три фізіологічні групи:

–облігатні (від лат. obligatus – обов'язковий) аероби – мікроорганізми, які не можуть існувати без О2. Енергію ці мікроорганізми одержують у результаті окислювання органічних речовин у присутності О2 повітря (дихання). У цих мікроорганізмів

уклітинах є повний набір окислювально-відновних ферментів, що здійснюють пере-

нос протона водню й електронів на О2. Окислення живильних речовин не завжди йде до кінця. Деякі аероби окислюють органічні сполуки частково, при цьому в середовищі накопичуються проміжні продукти окислення. Такі окислювально-відновні процеси називаються неповним окисленням або окисним шумуванням;

–облігатні анаероби – мікроорганізми, для яких О2 є клітинною отрутою. Такі мікроорганізми одержують енергію в процесі шумування;

–факультативні (від лат. facultas – можливість) анаероби – мікроорганізми,

здатні жити як у присутності О2, так і без нього (здійснюють як дихання, так і шумування). У клітинах факультативних анаеробів присутні, крім окислювально-

відновних ферментів, що переносять водень і електрони на О2 (беруть участь у процесі дихання), специфічні ферменти (які беруть участь у процесі шумування).

103

Енергія, яка утворена при енергетичному обміні, трансформується в енергію макроергичних зв'язків молекул АТФ. Процес утворення АТФ називається фосфоріліруванням.

Шумування – окислювально-відновний процес, що проходить в анаеробних умовах і призводить до утворення АТФ, у якому роль донора (від лат. dono – дарую) і акцептора (від лат. acceptor – приймаючий) атомів водню (або відповідних електронів) грають органічні сполуки. Утворення молекул АТФ при шумуванні відбувається шляхом фосфорілірування у субстраті.

Бактерії й актиноміцети представлені у всіх фізіологічних групах; дріжджі – переважно анаероби; цвілеві грибки – аероби.

Для аеробних мікроорганізмів характерне призупинення життєдіяльності при нестатку O2. Аероби корисно використовують приблизно половину енергії, інша губиться у вигляді тепла. Одержання енергії в результаті анаеробного дихання можливо також за рахунок:

–нітратного дихання або денітрифікації, при якому кінцевими акцепторами електронів є нітрати або нітрити;

–сульфатного (від лат. sulphur – сірка) дихання або дисиміляційної сульфатредукції, при якому в процесі окислювання органічних сполук або молекулярного водню кінцевими акцепторами електронів виступає сульфат. Бактерії, що здійснюють цей процес, одержали назву сульфат-відновлювальних або сульфат-редукуючих;

–карбонатного дихання, при якому в процесі окислювання молекулярного во-

дню кінцевим акцептором електронів є СО2. Бактерії, що здійснюють цей процес, називаються метаногенні. Вони об'єднані в одну групу на підставі двох загальних для всіх її представників властивостей: строгий анаеробіоз і здатність утворювати метан;

–фумаратного дихання, при якому як акцептор електронів при диханні є фумарат (фумарова кислота). Відновлення фумарату в бактеріальних клітинах часто супроводжується утворенням сукцинату, що може виділятися в середовище в досить великих кількостях, а бактерії, що здійснюють цей процес, називають сукциногенні.

Фумаратне дихання відрізняється від всіх описаних раніше способів анаеробного дихання наступними особливостями:

–це єдиний приклад анаеробного дихання, коли роль кінцевого акцептора електронів у дихальному ланцюгу грає органічна речовина (фумарат);

–цей тип одержання енергії не є єдино можливим для який-небудь певної таксономічної (від грець. taxis – розташування, лад, порядок і nomos – закон) групи бактерій. Він є лише додатковим механізмом, який дозволяє бактеріям одержувати більшу кількість енергії в анаеробних умовах.

Залежно від відношення до кислотності середовища (рН) мікроорганізми можуть бути розділені на кілька груп:

–нейтрофіли (від лат. neuter – ні той, ні інший) – оптимальне значення рН для росту становить 6 – 8, а ріст можливий, як правило, у діапазоні рН від 4 до 9. До цієї групи відноситься більшість відомих мікроорганізмів;

–ацидофіли (від лат. acidus – кислий), які люблять кисле середовище – оптимальна кислотність середовища для росту нижче 4 одиниць рН. Серед них розрізняють

104

факультативні (інтервал рН 1 – 9, оптимум 2 – 4) і облігатні ацидофіли (інтервал рН 1

–5, оптимум 2 – 4);

–алкалофіли (від лат. alcali – луг), які люблять лужне середовищ – оптимальні умови для розвитку перебувають у межах значень рН 9,0 – 10,5, які зустрічаються в лужних ґрунтах, у місцях скупчення екскрементів тварин. Серед алкалофілів розрізняють факультативних алкалофіли (інтервал рН для росту 5 – 11, оптимум рН 9,0 – 10,5), до яких відносяться нітрат-відновлювальні й сульфат-відновлювальні бактерії, багато з них фіксатори амонію. Облігатні алкалофіли ростуть при високих значеннях рН – 8,5 – 11,0, при оптимумі 9,0 – 10,5.

Якщо рН не відповідає оптимальній величині, то мікроорганізми не можуть нормально розвиватися, тому що активна кислотність впливає на активність ферментів клітини й проникність ЦПМ. Більшість бактерій краще росте в зоні рН, рівній 6,8 – 7,3, тобто в нейтральному або слабко-лужному середовищу. За невеликим винятком, вони не розвиваються при pH нижче 4,0 і вище 9,0, але багато з них можуть довгострокова зберігати життєздатність. У гнильних бактерій найбільша протеолітична активність проявляється при pH вище 7,0. Для більшості грибів з міцелієм і дріжджів найбільш сприятливе слабко-кисле середовище з pH 5,0 – 6,0.

Для деяких видів бактерій кисле середовище більш згубне, ніж лужне. Вегетативні клітини звичайно менш стійкі, ніж спори. Особливо несприятливе кисле середовище для гнильних бактерій і бактерій, що викликають харчові отруєння. Бактерії, які в процесі життєдіяльності утворюють кислоту, більш витривалі до зниження pH. Одні мікроорганізми при накопиченні в середовищі певної кількості кислоти, поступово гинуть. Інші здатні регулювати реакцію середовища, утворюючі в таких умовах відповідні речовини, які або підкисляють, або підлужують середовище, перешкоджаючи зрушенню pH убік, який несприятливий для їхнього розвитку.

Так як бактерії розвиваються при pH 6,8 – 7,3, то розкладають переважно м'ясо й овочі, що містять більше білків і менше кислот, ніж фрукти. Їхня розкладницька дія проявляється в міру видалення із продуктів кислот у процесі зберігання. Однак мова йде не про кількість кислоти (потенційну кислотність), а про концентрацію водневих іонів, або pH (дійсну кислотність). Концентрація водневих іонів (pH) впливає на плазму й ферментний білок, ступінь взаємодії останніх, їх колоїдний стан і розчинність. За pH продукти ділять на групи (табл. 2).

Таблиця 2

Першорядне значення для активізації зародків мікроорганізмів, внесених у вантаж, має вміст у ньому води. У випадку, коли кількість хімічно не зв'язаної води у вантажі стає достатнім для розвитку мікробіологічних процесів (критичний вологовміст), шкідливий вплив мікроорганізмів різко зростає. Критичний вміст води у ван-

105

тажі визначається як видом мікроорганізмів, так й їхньою здатністю пристосовуватися до цього фактора середовища перебування. У загальному випадку можна вважати, що чим вище вологовміст прийнятого на судно вантажу, тим більше ризик його незбереженій (рос. несохранной) доставки, через вплив мікроорганізмів.

Живильні речовини, які необхідні для розвитку клітини, засвоюються мікроорганізмами в рідкій формі за допомогою ферментів. У клітинах більшості мікроорганізмів є порядку 75 – 85 % води, з якої в клітину надходять живильні речовини й видаляються з неї продукти життєдіяльності. У спорах же є лише 10 % води. Потреба у волозі в різних мікроорганізмів коливається в широких межах. По величині мінімальної потреби у волозі для росту розрізняють наступні групи мікроорганізмів:

–гідрофіти (гігрофіли) – вологолюбні;

–мезофіти (мезофіли) – люблять (воліють) середню вологість;

–ксерофіти (від грець. xeros – сухий) або ксерофіли – сухолюбні.

Переважна більшість бактерій – гідрофіти. Багато видів грибів з міцелієм й дріжджі – мезофіти, але є гідрофіти й ксерофіти. Для більшості грибів мінімальний рівень ВВ повітря дорівнює 70 %; для бактерій – 95 %, а оптимум – 100%. Тому в багатьох продуктів, наприклад фруктів, спочатку з'являється наліт цвілі, і лише з підвищенням вологості й, отже, інтенсифікацією дихання, починаються процеси бактеріального розкладання. Найменш вимогливі до вологи субстрату цвілеві гриби (цвіль). Наприклад, активний розвиток цвілі при інших сприятливих умовах можливий при вологості зерна основних культур 15 – 16 % і більше. Колонії бактерій і дріжджів утворюються тільки при вологості 18 % і більше. Для розвитку мікроорганізмів важлива не абсолютна величина вологості, а її доступність. Доступність вологи, що є в субстраті, зветься активність води (аW). Мікроорганізми можуть здійснювати життєдіяльність при активності води від 0,999 до 0,62.

Температура середовища – один з основних факторів, що визначає можливість й інтенсивність розвитку мікроорганізмів. Кожна група мікроорганізмів може розвиватися лише в певних межах температури: для одних ці межі вузькі, для інших

– відносно широкі й обчислюються десятками градусів.

Мінімальна й максимальна температура розвитку визначає границі, за якими ріст мікроорганізмів не відбувається, як би довго не тривала інкубація. Температура, при якій спостерігається максимальна швидкість росту (розвитку), вважається оптимальною для нього. Оптимальної для розмноження вважається температура, при якій розмноження мікроорганізмів відбувається найбільше інтенсивно, мінімальна й максимальна температури є відповідно нижньою й верхньою границями температури, при яких ще можливо їхнє розмноження. Оптимальна температура розмноження може відрізнятися від оптимальної температури розвитку мікроорганізмів.

На підставі температурного діапазону росту і розмноження мікроорганізмів їх підрозділяють на три великі групи: псіхрофіли, мезофіли й термофіли.

Псіхрофіли (від грець. psychros – холодний) – холодолюбні мікроорганізми, що добре розмножуються й проявляють хімічну активність при відносно низьких температурах. Для них характерні: температурний мінімум від –(12 – 10) °С до 0 °С, оптимум при –(10 – 15) °С та максимум – біля –30 °С.

106

Мезофіли – мікроорганізми, для яких температурний мінімум становить біля

+(5 – 10) °С, оптимум +(25 – 35) °С, максимум +(45 – 50) °С.

Термофіли – теплолюбні мікроорганізми, які найкраще розвиваються при відносно високих температурах. Температурний мінімум для них становить не нижче

+30 °С, оптимум – +(50 – 60) °С, максимум – біля +(70 – 80) °С.

Групу термофілів ділять на чотири підгрупи:

–термотолерантні (від лат. tolerantia – терпіння) – ростуть при температура від 10 до 55 – 60 °С, оптимальна область – 35 – 40 °С (як у мезофілів). Основна їхня відмінність від мезофілів – здатність рости при підвищених температурах;

–факультативні термофіли мають температурний максимум 50 – 65 °С й мінімум менш 20 °С, оптимум припадає на область температур, близьких до верхньої границі росту;

–облігатні термофіли здатні рости при температурах до 70 °С та не ростуть при температурі нижче 40 °С. Оптимальна температурна область облігатних термофілів примикає до їх верхньої температурної границі росту (65 – 70 °С);

–екстремальні (від лат. extremum – крайнє) термофіли мають наступні температурні параметри: оптимум в області 70 – 75 °С, мінімальна границя росту – 40 °С й вище, максимальна – близько 90 °С.

Іноді зустрічається трохи інший розподіл мікроорганізмів на групи з іншим діапазоном температур (табл. 3).

Таблиця 3

Більшість мікроорганізмів, що викликають пошкодження матеріалів, відносяться до мезофілів, до яких належать найважливіші збудники розкладання й шумування продуктів. При охолодженні фруктів, зберігають життєдіяльність 5 – 10 % цих мікроорганізмів. При відтаванні, відновлюється життєдіяльність мікроорганізмів, тому продукти, піддані глибокому заморожуванню, після розморожування псуються так само швидко, як і свіжі.

Перевищення температури середовища над оптимальною позначається на мікроорганізмах більш несприятливо, ніж її зниження. Відношення різних мікроорганізмів до температур, що перевищують максимальну для їхнього розвитку, характеризує їх термостійкість. У різних мікроорганізмів вона неоднакова. Температури, що перевищують максимальну, викликають явище «теплового шоку». При нетривалому перебуванні в такому стані, клітини можуть реактивуватися, а при тривалому – наступає їхнє відмирання. Більшість бактерій без спор відмирають протягом 15 – 30 хв. при нагріванні у вологому стані до +(60 – 70) °С, а при нагріванні до +(80 – 100) °С – протягом часу від декількох секунд до 1 – 2 хв. Дріжджі й гриби з міцелієм (плісня-

107

ви) гинуть також досить швидко при температурі +(50 – 60) °С.

Найбільше термостійкі бактеріальні спори. У багатьох бактерій вони здатні витримувати температуру кипіння води протягом декількох годин. У вологому середовищі спори бактерій гинуть при +(120 – 130) °С через 20 – 30 хв., а в сухому стані при +(160 – 170) °С – через 1 – 2 год. Термостійкість спор різних бактерій неоднакова, особливо стійкі спори термофільних бактерій. Спори більшості дріжджів і плісняви у порівнянні із спорами бактерій менш стійкі до нагрівання й гинуть досить швидко при +(65 – 80) °С, але спори деяких видів плісняви витримують кип'ятіння. Однак не всі клітини або спори навіть одного виду мікроорганізмів відмирають одночасно, серед них зустрічаються більше й менш стійкі.

Багато мікроорганізмів нездатні розвиватися при температурі нижче нуля. Наприклад, деякі гнильні бактерії не розмножуються звичайно при температурі нижче +(4 – 5) °С; температурний мінімум багатьох грибів також лежить у межах від +(3 – 5) °С. Відомі мікроорганізми, ще більш чутливі до холоду, які не ростуть вже при +10 °С, до них відноситься, наприклад, більшість хвороботворних бактерій. Деякі мікроорганізми тимчасово можуть витримувати дуже низькі температури. Наприклад, кишкова й паличка черевного тифу протягом декількох днів не гинуть навіть при температурах –(172 – 190) °С. Деякі плісняви й дріжджі зберігають життєздатність після впливу температури –190 °С (температура рідкого повітря) протягом декількох днів, а спори плісняви – протягом декількох місяців.

Спори бактерій зберігають здатність до проростання навіть після 10 годин перебування при –252 °С (температура рідкого водню). Спори окремих бактерій і цвілі здатні витримувати досить низькі температури протягом тривалого часу, і тому до м'яса, яке перевозиться при температурі мінус 18 – 20 °С варто пред'являти такі ж строгі вимоги, як і до охолоджених або продуктів що охолоджуються.

Причинами загибелі мікроорганізмів при дії низьких температур є:

–порушення обміну речовин;

–підвищення осмотичного тиску середовища внаслідок виморожування води;

–у клітинах можуть утворитися кристалики льоду, які збільшуються (ростуть) та руйнують клітинну стінку.

Мікроорганізми можуть піддаватися впливу різного виду випромінювань, до яких у першу чергу варто віднести вплив складного спектра сонячної радіації, елект-

ромагнітних хвиль, УФВ, - і рентгенівського випромінювань, дії корпускулярних часток високої енергії (наприклад, електронів, протонів, нейтронів й ін.), що викликають іонізацію або збудження атомів і молекул навколишнього середовища й речовин, з яких складаються мікроорганізми.

Із усього спектра сонячного випромінювання найнебезпечніші для мікроорганізмів є УФП. Ефект впливу УФВ на мікроорганізми різний, залежно від дози опромінення і його спектрального діапазону.

Загибель мікроорганізмів під дією УФП пов'язана з:

–інактивацією клітинних ферментів;

–руйнуванням нуклеїнових кислот;

108

– утворенням в середовищі, яке опромінюється, перекису водню, озону й ін. Найбільш стійкими до дії УФП є спори бактерій, потім спори грибів і дріжджів,

далі забарвлені (пігментовані) клітини бактерій. Найменш стійкі вегетативні клітини бактерій.

Частки високої енергії (наприклад, електрони, нейтрони, протони й ін.), а також-промені хімічно й біологічно надзвичайно активні. Ефективність дії іонізуючих випромінювань на мікроорганізми залежить від поглиненої дози опромінення й багатьох інших факторів. Дуже малі дози активізують деякі життєві процеси мікроорганізмів, впливаючи на їхні ферментні системи. Вони викликають спадкоємні зміни властивостей мікроорганізмів, які призводять до появи мутацій. З підвищенням дози опромінення обмін речовин порушується значніше, спостерігаються різного роду патологічні зміни клітин (наприклад, променева хвороба), які можуть призвести до їхньої загибелі. Загибель мікроорганізмів під дією іонізуючих випромінювань викликана:

–радіолізом води в клітинах і субстраті. При цьому утворюються вільні радикали, атомарний водень, перекиси, які, вступаючи у взаємодію з іншими речовинами клітини, викликають велику кількість реакцій, не властивих нормально живучій клітині;

–інактивацією ферментів, руйнуванням мембранних структур і ядерного апа-

рата.

Радіостійкість різних мікроорганізмів коливається в широких межах, причому мікроорганізми значно більш радіо-стійкіші вищих організмів (у сотні й тисячі разів). Найбільш стійкі до дії іонізуючих випромінювань спори бактерій, потім гриби й дріжджі й далі бактерії.

Радіохвилі − це електромагнітні хвилі, які характеризуються відносно великою довжиною (від міліметрів до кілометрів) і частотами від 3·104 до 3·1011 Герц.

Проходження коротких і ультра-радіохвиль через середовище викликає виникнення в ній змінних токів високої (ВЧ) і надвисокої частоти (НВЧ). В електромагнітному полі електрична енергія перетвориться в теплову. Загибель мікроорганізмів в електромагнітному полі високої інтенсивності наступає в результаті теплового ефекту, але повністю механізм дії НВЧ-енергії на мікроорганізми не розкритий.

В останні роки НВЧ обробка харчових продуктів усе більш широко застосовується в харчовій промисловості (наприклад, для варіння, сушіння, випічки, розігрівання, розморожування, пастеризації й стерилізації харчових продуктів). У порівнянні із традиційним способом теплової обробки час нагрівання НВЧ-енергією до однієї й тієї ж температури скорочується в багато разів, у зв'язку із чим повніше зберігаються смакові й живильні властивості продукту.

Ультразвуком (УЗ) називають механічні коливання із частотами більше 20 кГц. Природа згубної дії УЗ на мікроорганізми пов'язана з:

– кавітаційним (від лат. cavitas – порожнеча) ефектом. При поширенні в рідині УЗ хвиль відбувається швидке розрядження і стиск, яке чергується, часток рідини. При розрядженні в середовищі утворюються дрібні порожні простори – «пухирці»,

109

які заповнюються парами навколишнього середовища й газами. При стиску, у момент коли лопаються кавітаційні «пухирці», виникають потужні гідравлічні ударні хвилі, які викликають руйнівну дію;

–електрохімічною дією УЗ-енергії. У водному середовищі відбувається іонізація

молекул води й активація розчиненого в ній О2. При цьому утворюються речовини, що володіють великою реакційною здатністю, які спричиняють ряд хімічних процесів, що несприятливо діють на живі організми.

Зернові вантажі складають основну частину продовольчих вантажів перевезених морським транспортом України. При зберіганні мікрофлора зернових мас може змінюватися залежно від їхнього стану й умов зберігання. Так на неї впливають наступні основні фактори:

–її загальна середня вологість і вологість окремих компонентів (наприклад, основного зерна, домішок і повітря в шпаринах);

–температура зернової маси;

–ступінь аерації зернової маси;

–цілісність і стан покривних тканин зерна;

–кількість і видовий склад домішок й ін.

Мікроорганізми роблять негативний вплив у першу чергу на якість зерна при зберіганні. Внаслідок їхньої життєдіяльності знижуються маса сухої речовини зерна, його життєздатність, технологічні й товарні показники якості, живильна цінність. У деяких випадках зерно стає отрутним.

Під дією мікроорганізмів змінюються, насамперед, основні показники свіжості зерна: цвіт, блиск, запах і смак. Зміна цвіту зерна супроводжується утворенням запахів розкладання (пліснявий і затхлий), обумовленого розвитком мікроорганізмів. Затхлий запах відноситься до одного з неприпустимих дефектів зерна. Затхлий запах супроводжують неприємний смак зерна, збільшення титруемої кислотності, а також вмісту аміаку і його з’єднань. Пліснявіння зерна супроводжується зниженням його схожості. Розвиток цвілі у зерні в період зберігання може супроводжуватися утворенням мікотоксинів. Зерно хлібних злаків у процесі росту й розвитку також пошкоджується численними грибними хворобами (наприклад, сажка (рос. головня), ріжки (рос. спорынья), септоріоз, фузаріоз, чорний зародок й ін.).

Цвілеві гриби – друга по чисельності група мікроорганізмів у зерновій масі. Більше 80 % втрат зерна від діяльності мікрофлори припадає на рахунок цвілі.

В вантажах можуть розвиватися різні мікробіологічні процеси:

–гниття й розкладання – риба, м'ясо, м'ясопродукти, шкіра, яйця, папір, пластмаси, текстильні вироби й ін.;

–шумування – оцет, бутиловий спирт, кислоти, каучук й ін.;

–пліснявіння – товари рослинного походження й ін.;

–розпад полісахаридів – целюлоза, крохмаль, глікоген, продукти, що містять пектин й ін.;

–самонагрівання – зерно, борошно, шрот, бавовна, тютюн, волокнисті, рибна борошно й ін.