Температура зерновых масс и микроорганизмы

11.07.2015

Чувствительность всех живых компонентов зерновой массы к температуре известна. С ростом температуры до определенного предела (40—50°) повышается энергия дыхания зерна и семян сорняков. Оптимум развития почти всех насекомых и клещей-вредителей зерновых продуктов находится между 25—35°. Жизнедеятельность микрофлоры зерна также зависит от температуры.
Ранее мы отмечали, что но отношению к температуре микроорганизмы подразделяют на психрофилы, мезофилы и термофилы. Нормальная микрофлора зерна в основном состоит из мезофилов. Самые опасные для зерна микроорганизмы (плесневые грибы) почти все имеют температурный оптимум в пределах 20—30°. Бактерии группы Вас. mesentericus, некоторые кокки и Aspergillus fumigatus, нередко встречающиеся на зерне, относятся к термотолерантам, составляя промежуточную группу между мезо- и термофилами. Мезофилы при пониженных температурах развиваются крайне медленно.
Однако микрофлора зерна весьма устойчива к низким температурам. Применяемое в практике хранения так называемое промораживание партий зерна (т. е. охлаждение их до температур ниже 0°, нередко до -10, -20° и ниже) лишь подавляет развитие микрофлоры зерна и не приводит ее к гибели. Это доказано многочисленными наблюдениями в условиях производственного хранения и лабораторными опытами. Наши наблюдения за пшеницей с влажностью 24,1% в условиях сибирской зимы показали, что за весь зимний период (ноябрь — март) пшеница, хранящаяся в мешках на морозе (от — 15° до — 36,4°), почти не изменила численного и видового состава микрофлоры. После промораживания часть этого зерна была отогрета до комнатной температуры, помещена в деревянный ящик и дала типичную картину самосогревания.
Специально поставленные опыты показали, что при содержании образцов семян различных культур и с разной влажностью в холодных камерах (при температурах от -10° до -40°) численный и видовой состав микрофлоры почти не изменился. Особенно устойчивыми оказались плесневые грибы. Доставленные из холодильника после месячного хранения семена кукурузы, подсолнечника и различных кормовых трав (имевшие повышенную влажность) в условиях лаборатории очень скоро заплесневели. Положительная роль пониженных температур заключается в том, что они тормозят развитие и жизнедеятельность живых организмов. Так, при температуре ниже 10° не размножаются насекомые и клещи, резко падает энергия дыхания зерна и семян всех культурных и диких растений, крайне замедляется развитие микроорганизмов. Именно на этом основан режим хранения зерна в охлажденном состоянии.
Плесневые грибы — уже при температуре ниже +8 — 10° развиваются крайне медленно и длительное время не оказывают влияния на качество хранящегося зерна. Так, в опыте Н.П. Михаловского зерновая масса с влажностью 18,2%, т. е. благоприятной для активного развития плесеней, хранилась в течение 60 дней в условиях двух температурных режимов. Если при +20° число плесеней за два месяца хранения увеличилось в 2730 раз и зерно полностью потеряло свои продовольственные и семенные качества, то при +8° количество плесневых грибов возросло только в 5,5 раза.
Таким образом, пониженные температуры (даже в пределах положительных) позволяют сохранять зерновые массы от активного воздействия микроорганизмов. Однако, как нам уже известно, пониженные температуры вызывают лишь замедление или остановку развития микрофлоры зерна, но не ее гибель. Поэтому при дальнейшем хранении зерновых масс с повышенной влажностью, когда температура их естественно повышается в результате обогрева наружным воздухом, быстро происходит массовое развитие плесеней. Это явление наблюдается в весенний период в насыпях зерна различных культур во всех зонах страны; особенно сильно оно проявляется в зерне кукурузы в южных районах страны. Оно сопровождается резким понижением всхожести и энергии прорастания семян. Предотвратить его можно только путем своевременного снижения влажности хранимых партий.
Из всего сказанного ясно, что глубокое промораживание зерновой массы длительного хранения нецелесообразно. Сильное охлаждение в осенне-зимний период неизбежно приводит к большому перепаду температур весной и образованию в том или ином слое насыпи зерна конденсационной влаги. В таком полуотогретом слое легко активизируются плесневые грибы и другие микробы, начинается заплесневение и самосогревание зерна.
Более глубокое изучение представителей микрофлоры зерновой массы показало, что и среди ее мезофилов имеются некоторые различия в точках температурного оптимума и минимума. Так, для плесеней из рода Penicillium оптимум находится в пределах +25°, для многих видов Aspergillus — около 30°, а для кокковых форм бактерий — от 25 до 35°. Установлено, что при пониженных температурах (ниже +10°) наблюдается развитие почти исключительно видов Penicillium, а при более высоких — развитие Aspergillus.
Эпифитная микрофлора зерна из разных климатических зон развивается при различной температуре (Е.Н. Мишустин) .
Особый интерес для практики представляет вопрос о совместном влиянии влажности и температуры на состояние и развитие микрофлоры зерновой массы. Ниже мы попытаемся сделать обобщения по этому вопросу.
1. Как правило, в зерновой массе любой культуры, имеющей влажность ниже критической и температуру не выше 30°, развития микроорганизмов не происходит. При более высокой температуре (порядка от 30 до 40° С) и влажности также ниже критической, в зерновых массах основных зерновых культур (не имеющих признаков самосогревания), происходит даже некоторое уменьшение количества эпифитных микроорганизмов.
Понятно, что все это будет закономерно при правильном хранении зерна. Появление, например, капельножидкой влага сразу нарушает анабиотическое состояние микрофлоры и других живых компонентов.
2. Если влажность зерновой массы выше критической, то скорость развития микроорганизмов находится в прямой зависимости от процента влажности и температуры хранения. Это положение хорошо иллюстрируется данными табл. 11 и 12.

Температура зерновых масс и микроорганизмы

В приведенных опытах фиксировались явные признаки размножения плесеней. Этому предшествует период их скрытого развития. При недостаточной влажности и отсутствии температурного оптимума идет «вялое плесневение». Ю.С. Ралль (TCXA) проследила этот процесс на зернах кремнистой и зубовидной кукурузы. При влажности зерна 15,5% и температуре 15—20° плесени заметно развиваются на зародышах лишь через два-три месяца хранения. Последствием такого вялого плесневения может быть сначала понижение полевой, а затем и лабораторной всхожести.
3. При температуре и влажности, благоприятных для роста микроорганизмов, активное развитие последних в зерновых массах различных культур начинается в различные сроки. Пшеница, рожь, ячмень, горох, бобы и гречиха более устойчивы; в просе, кукурузе и подсолнечнике развитие микробов происходит быстрее и интенсивнее.
Одной из причин такого различия является, по-видимому, меньшая величина критической влажности зерна у менее устойчивых культур.
Температура зерновых масс и микроорганизмы

4. Возможность и скорость активного развития микроорганизмов зависят также от морфологических, анатомических и химических особенностей семян. Это показал М.Г. Голик на примере различных разновидностей и сортов кукурузы. В условиях одинаковой влажности кремнистая кукуруза (сорт Грушевская) при более низких температурах (15° и 5°) оказывалась более стойкой к плесневым грибам, чем зубовидная (Минесотта 13).
Сроки появления плесеней (в сутках) у разных сортов кукурузы в початках при влажности 19% таковы:
Температура зерновых масс и микроорганизмы

Заканчивая рассмотрение комплексного влияния влажности и температуры зерновой массы на развитие ее микрофлоры необходимо напомнить, что различное отношение отдельных видов и групп микроорганизмов к влаге и температуре при известных условиях хранения приводит к частичной или полной смене видового состава микробов. Так, наиболее интенсивный рост микробов в зерновой массе повышенной влажности (наблюдаемый при температурах 25—30°) приводит к развитию микрококков и плесневых грибов родов Aspergillus и Penicillium, что вызывает отмирание типичной эпифитной микрофлоры зерна. Наглядно это видно из номограммы, составленной О.П. Подъяпольской (рис. 44). Дальнейшее хранение в условиях, благоприятных для развития микроорганизмов, приводит к вытеснению грибов рода Penicillium, бурному росту представителей рода Aspergillus и повышению температуры зерновой массы. Еще более рельефная картина смены микрофлоры зерновой массы наблюдается при ее самосогревании.