Технологія післязбиральної обробки і зберігання зерна та насіння (практичне частина)

Отже, з мікробіологічної точки зору зберігання зерна без доступу повітря забезпечує захист його від розвитку мікроорганізмів. Закономірність цього впливу така:

обмеження доступу повітря до зернової маси, зменшення в ній запасу кисню і накопичення вуглекислого газу пригнічує мікрофлору і зменшує її кількість;

доступ повітря, що супроводжується зменшенням вологості зернової маси або її охолодженням, також пригнічує розвиток мікроорганізмів;

провітрювання, переміщення або продування вологої зернової маси повітрям, що не супроводжується зменшенням її вологості або достатньо ефективним зниженням температури, сприяє розвитку мікроорганізмів, і в першу чергу плісеневих грибів.

У зв’язку з наявністю у зерна механічного і активного імунітету розвиток мікроорганізмів на ньому залежить від стану покривних тканин. Поверхневий покрив здорових і цілих зерен і насіння, що не піддавалось грубому механічному впливу, складається з мертвих клітин епідермісу і кутикули, що містять, головним чином, клітковину і воскоподібні речовини. Ці покривні тканини обмежують розвиток усіх мікроорганізмів, нездатних руйнувати клітковину.

Суттєву захисну роль відіграють також життєві функції самого зерна. Життєздатні зерна, які не мають механічних пошкоджень, чинять опір впливу на них мікроорганізмів. Тому вони в зерновій масі найенергійніше розвиваються перш за все на битих, пошкоджених і мертвих зернах. Наявність в зерновій масі травмованих, а також пошкоджених і зіпсованих мікроорганізмами зерен значно зменшує її стійкість під час зберігання.

На стан зберігання зернової маси впливають домішки. Чим їх більше, тим більше й мікроорганізмів. Проте не всі фракції домішок однаковою мірою заселені мікроорганізмами. Найбільш насичені ними є дрібні та зіпсовані зерна, мінеральне і органічне сміття, насіння бур'янів. Тому, щоб запобігти псуванню партій зерна під час зберігання, потрібно якісно очищати їх від домішок.

Життєдіяльність комах і кліщів

Життєдіяльність комах і кліщів в зернових продуктах і зерносховищах, тобто їх живлення, дихання і розмноження, залежить від стану навколишнього середовища, а саме вологості і температури повітря в сховищах, світла, температури зернових продуктів і складу повітря в них, наявності продуктів живлення, їх хімічного складу і, особливо, вмісту води в них. У кожного виду комах і кліщів вимоги до навколишнього середовища різні: одні віддають перевагу зерну, інші борошну чи крупі, а ще інші можуть з успіхом розвиватись на будь-яких харчових продуктах. Також різні вимоги до вологості, температури й інших екологічних факторів. Одні види володіють здатністю переносити широкий діапазон певного екологічного фактора, інші не витримують цього. Проте будь-який вид комах і кліщів по відношенню до кожного фактора володіє певною екологічною пластичністю. Отже, екологічна пластичність характеризує ступінь пристосованості виду до певного фактора середовища.

Комахи здатні сприймати і розрізняти різні впливи навколишнього середовища, відповідаючи на них корисними для себе реакціями. Прикладом таких реакцій може бути переміщення комах до таких подразників, як продукти живлення, тепло, світло, різні хімічні речовини тощо. Це явище одержало назву таксис (термотаксис, світлотаксис, хімтаксис тощо). Він може бути позитивним і негативним залежно від умов навколишнього середовища і стану організму комах. Наприклад, джерело тепла принаджує комаху до тих пір, поки температура сприятлива для даного організму (позитивний термотаксис); якщо температура буде вища від потрібної, комахи віддаляться від цього джерела тепла (негативний термотаксис) до зони, яка має оптимальну температуру.

За характером живлення комахи і кліщі поділяються на олігофагів і поліфагів: перші харчуються обмеженим асортиментом продуктів, другі - будь-якими. Прикладом олігофагів може бути комірний довгоносик, зернова міль і квасолева зернівка, а такі шкідники, як хлібний шашіль, хрущаки, вогнівки є типовими поліфагами. Тривалість виживання комах і кліщів без живлення залежить від виду цих шкідників і умов навколишнього середовища. Так, у достатньо сухому повітрі і за оптимальної температури усі види швидко гинуть. Інтенсивний обмін речовин в організмі веде до швидкого витрачання запасних речовин, а нестача вологи в повітрі прискорює процес зневоднювання організму. Підвищена вологість повітря і нижча за оптимальну температура сприяють комахам і кліщам довше існувати без живлення.

На життєдіяльність комах і кліщів суттєвий вплив має вологість зернових продуктів. У тілі комах міститься від 48 до 67 % води, дещо більше її в личинках і гусеницях (63...70 %), і ще більше в тілі кліщів. Тому, тільки за вмісту в зернових продуктах певного мінімуму води комахи і кліщі мають можливість існувати і розмножуватись. Поповнення запасів води в їх організмі необхідне, бо відбувається втрата її в процесі обміну речовин (дихання, видалення разом з екскрементами тощо). При нестачі води в навколишньому середовищі комахам і кліщам властивий позитивний гідротаксис. У сховищах вони розміщуються в найсиріших і непровітрюваних місцях, а в зернових продуктах переміщуються у зволожені ділянки їх насипу.

Вміст води в тілі шкідників залежить від вологості продуктів живлення, а це, в свою чергу, впливає на їх життєдіяльність.

Отже, якщо врахувати, що більшість зернових мас і зернових продуктів мають вологість не меншу 13... 14 %, а інколи і більшу, то можна вважати вологість фактором, який лише до певної міри обмежує розвиток частини видів комах і кліщів.

Комахи і кліщі, як і інші безхребетні, є пойкілотермними організмами, тобто такими, які не мають постійної температури тіла. Тому активність фізіологічних процесів у них не може бути постійною і залежить від температури навколишнього середовища. Існування і розвиток пойкілотермних організмів відбувається не за будь-яких температур, а лише в межах певних температурних порогів. Нижній температурний поріг активного існування шкідників знаходиться на рівні 6...12°С, а верхній - 36...42°С. Між цими порогами лежать оптимальні температурні точки для розвитку кожного виду шкідників. За межами цих порогів як у бік низьких, так і в бік високих температур настає депресія: комахи і кліщі стають майже нерухомими. За низьких температур настає холодове оціпеніння, а за підвищених - стан теплової депресії. Відхилення від температурних порогів спричиняє загибель.

Знаходячись в активному стані, комахи і кліщі потребують кисню, бо вони є аеробними організмами. Ця обставина часто впливає на їх місцезнаходження в зерновій масі і зернових продуктах. З тих місць, де міжзернові простори заповнені вуглекислим газом, шкідники переміщуються в місця, забезпечені доступом свіжого повітря. Скупчення комах і кліщів у верхніх шарах насипу, на стінах сховища свідчить про нестачу кисню в середині зернової маси.

Потреба в кисні у шкідників може бути різна. Вона залежить від фази розвитку їх та інтенсивності газообміну. Найінтенсивніший газообмін спостерігається у фазі личинки і дорослої комахи, найменший і дуже незначний - у лялечки. Мізерний газообмін (інколи зовсім відсутній) властивий гіпосусам кліщів. Важливою умовою, яка визначає інтенсивність газообміну у комах і кліщів, є температура. Газообмін досягає максимуму в умовах оптимальних температур і сприятливої вологості. Знання факторів, які впливають на інтенсивність газообміну у комах і кліщів, має практичне значення. Для знищення їх часто застосовують отруйні речовини у вигляді парів і газів. Успіх такої дезинсекції залежить також від стану шкідників. Якщо вони рухомі, інтенсивно дихають і живляться, то загибель їх настає при менших концентраціях фуміганта і в коротші строки, тому газова дезинсекція зерносховищ найефективніша за температур, які дозволяють комахам продовжувати життєдіяльність.

Гнітюча дія вуглекислого газу на комах і кліщів і нестача кисню в зерновій масі використовується в практиці зберігання. На цьому базується режим зберігання зернових мас без доступу повітря (див. відповідний розділ). Припинення доступу повітря в зернову масу або введення в неї парів і газів отруйних речовин певної концентрації спричиняє загибель комах і кліщів.

Нерівномірність розміщення комах і кліщів у зерновій масі в зв'язку з різними умовами аерації, а також явищем термотаксису примушує ретельно перевіряти її на зараженість у кожній секції і різних шарах.

У більшості комах і кліщів проявляється негативний фототаксис, тобто вони намагаються втекти від світла. У зерновій масі, борошні, крупі шкідники розміщуються у внутрішніх неосвітлених шарах. У сховищах вони знаходяться в затінених місцях: в щілинах, під підлогою, між мішками тощо. Літаючі форми комах переміщуються вночі. Тобто обмежений доступ світла в зернові продукти і сховища сприяє розвитку шкідників.

У деяких випадках комахи і кліщі проявляють позитивний фототаксис. Наприклад, жуки великого борошнистого хрущака вилітають на яскраве електричне світло і тому можуть бути на основі цього виловлені в приміщенні. Позитивно реагують на світло й кліщі, якщо воно є джерелом тепла.

Самозігрівання зернових мас

Суть явища самозігрівання. Під самозігріванням розуміють підвищення температури зернової маси внаслідок фізіологічних процесів, що відбуваються в ній, і поганої її теплопровідності. Фізіологічною основою самозігрівання є дихання усіх живих компонентів зернової маси, що є причиною накопичення тепла. Фізичною основою самозігрівання є погана теплопровідність зернової маси, що дає можливість накопичуватись теплу в певних ділянках зернової маси. Крім цього, суттєве значення в утворенні початкового осередку самозігрівання в зерновій масі мають й такі її фізичні властивості, як термовологопровідність і здатність до самосортування.

Розрізняють вологе самозігрівання, яке відбувається в зерновій масі за вологості зерна понад 17 %, і сухе, що викликається комірними шкідниками.

Вологе самозігрівання призводить до швидкого підвищення температури (50...60°С), інколи - до 70...75°С. Змінюється колір зерна, частково й ендосперму, зменшується схожість, значно погіршуються борошномельні, круп'яні і хлібопекарські якості зерна. Погана теплопровідність зерна сприяє утворенню небезпечного теплового опіку, який не завжди можна зразу відшукати навіть за регулярного контролю температури. Утворений осередок самозігрівання не залишається локалізованим. Тепло передається в сусідні ділянки насипу, що, в свою чергу, сприяє в них активізації фізіологічних процесів і теплонакопиченню. В подальшому вся зернова маса може знаходитись в стані самозігрівання.

При сухому самозігріванні, яке можливе також й у зерна, вологістю менше 14 %, температура змінюється значно повільніше і не перевищує 40°С. В подальшому від продовження самозігрівання верхній шар насипу може бути пошкоджений так само, як і при вологому. Процес самозігрівання можна умовно поділити на три стадії.

Перша стадія - це посилене дихання зерна. Вона характеризується порівняно повільним наростанням температури до 24...30°С. При цьому чітко помітних змін в стані зерна не спостерігається. В середині насипу зерно залишається сухим на дотик, сипкість змінюється дуже мало. Колір зерна майже не змінюється, спостерігається лише потемніння недостиглих зерен у вівса і зародка у кукурудзи. В партіях вологого зерна заявляється комірний запах, сирого - чіткий запах плісняви, на зародках з'являється пліснява, зменшується польова схожість.

Друга стадія характеризується підвищенням температури до 34...38°С, при цьому зерно помітно відпотіває, сипкість його зменшується (особливо у вівса і ячменю), заявляються продукти бродіння, які мають легкий запах солоду і печеного хліба. За цієї температури мікроорганізми (особливо плісеневі гриби) бурхливо розвиваються спочатку на пошкоджених і хворих зернах, а потім й на здорових, в першу чергу пошкоджуючи зародок. У цій стадії самозігрівання плівки вівса і ячменю темніють, трохи темніють і вологі зерна пшениці й жита, значно зменшується схожість насіння. При температурі 34...38°С втрати в масі істотні, якість зерна погіршується.

У третій стадії температура підвищується до 50°С і більше, зерно набуває сильного затхлого і гнильного запаху, сипкість зерна усіх культур різко зменшується, а овес втрачає її зовсім. Колір зерна змінюється, у вологого жита і пшениці плівки мають пригорілий вигляд. Плівки вівса і ячменю ніби підсмажені і червоніють, самозігрівання завершується обвуглюванням зерна.

Джерела утворення тепла. Комплексний характер утворення тепла в зерновій масі пояснюється наявністю в ній різних організмів, тепло виділяється в процесі дихання усіма її живими компонентами. В зв'язку з тим, що фактори, від яких залежить інтенсивність дихання усіх організмів зернової маси, практично ті самі, пояснення значення окремих джерел утворення тепла в ній представляє значну складність. Поширення випадків самозігрівання партій зерна різних культур, які не мають ознак зараження комахами і кліщами, не мають домішок зелених рослин, насіння бур'янів і пилу, дає підставу для висновку, що основними джерелами теплоутворення є саме зерно і мікроорганізми. За наявності сприятливих умов (певної вихідної вологості і температури) сумарної кількості тепла, виділеного цими двома джерелами, цілком достатньо для виникнення і повного розвитку процесу самозігрівання.

За усіх інших рівних умов самозігрівання починається раніше і перебігає інтенсивніше в зернових масах, які містять насіння бур'янів, пил та інші домішки. Енергійне дихання насіння бур'янів, які мають, як правило, більшу вологість, ніж основне зерно, сприяє швидкому нагромадженню тепла. Крім того, мікроорганізмів в неочищеній від пилу і бур'янів зерновій масі набагато більше, ніж в очищеній, і вони також є додатковим джерелом тепла. Таким самим джерелом тепла є життєдіяльність комах і кліщів. Окрім безпосередньої участі в самозігріванні шляхом виділення тепла, комахи і кліщі, руйнуючи покривні тканини зерна, сприяють розвитку плісеневих грибів та інших мікроорганізмів, що також прискорює процес самозігрівання зернової маси.

Види самозігрівання. В процесі зберігання зернової маси в складах і елеваторах спостерігаються певні закономірності виникнення і розвитку самозігрівання. На основі цього усі випадки самозігрівання зернових мас можна поділити на шість видів: гніздове, шарове, верхове, низове, вертикально-шарове і суцільне.

Гніздове самозігрівання у практиці зберігання трапляється найчастіше. Воно може виникнути в будь-якій зерновій масі. Передумовою для його розвитку може бути зволоження якоїсь ділянки зернової маси внаслідок протікання покрівлі або недостатньої гідроізоляції стін сховища; засипки в одне сховище зерна з різною вологістю, внаслідок чого створюються гнізда з підвищеною вологістю; утворення в зерновій масі місць з підвищеним вмістом домішок і пилу (одночасно й мікроорганізмів); скупчення комах і кліщів у будь-якій ділянці насипу. Таке гніздо самозігрівання, звичайно, виникає тільки з порушення основних правил розміщення і догляду за зерном. Воно найчастіше трапляється за тимчасового зберігання в бунтах і в сховищах сільськогосподарського типу.