Микроорганизмы. Среда и условия их жизнедеятельности
Огромную роль для уменьшения активности жизнедеятельности микроорганизмов в зерновой массе играет снижение температуры зерна. Как известно воздух очень плохой проводник тепла, особенно когда отсутствует конвективный теплообмен, а осуществляется лишь молекулярный, т.е. теплопроводность.
А поскольку межзерновые зазоры в зерновой массе заполнены воздухом и этих зазоров огромное количество (в 1м3 зерна пшеницы более 20 млн.), то понятно, что теплопроводность такого пористого материала чрезвычайно низкая. Но поскольку, такая температурная консервация зерна при его пересыпании в условиях более высокой температуры не сохраняется, то необходимость качественной очистки зерна после его уборки обязательна. На рисунке 16 показано, как меняется температура центральной зоны зерновой массы пшеницы, засыпанной в хранилище при разных начальных температурах.
Приведенные графики позволяют сделать три вывода:
1.Зерновая масса в состоянии длительное время удерживать уровень температуры, при котором зерно было засыпано в хранилище.
2.После любого теплового воздействия зерновую массу необходимо охладить, иначе зерно долгое время будет находится под воздействием высокой температуры.
3.Зерновая масса, будучи охлажденной сухим воздухом способна удержать низкую температуру несколько месяцев.
Микроорганизмы являются непременной составной частью зерновой массы. Их размеры не превышают 1 мкм, но численность их может достигать десятков миллионов на 1 кг зерна.
Полевые грибы попадают на зерно в период вегетации растения из почвы, воздуха, растений — головня, спорынья и др. Но полевые грибы нуждаются в живом растении и их численность при хранении зерна уменьшается, т.к. для их жизнедеятельности необходима влажность 25% и выше; а грибы хранения способны развиваться при более низкой влажности (12-13%) и именно они играют решающую роль в процессе самосогревания зерна.
Грибы хранения попадают в свежеубранное зерно с землей во время уборки, а также из остатков зерна и сора, оставшихся с прошлого урожая. Именно эти грибы являются источником ядовитых микотоксинов, которые и есть результат жизнедеятельности грибов. К огромному сожалению, после отмирания грибов микотоксины остаются в зерне и частично переходят в продукты питания при переработке зараженного зерна.
Большинство полевых грибов сохраняются в семенах от нескольких месяцев до 2-3 лет. Плесени хранения могут сохранятся в течении 15 лет и более.
Как уже было сказано, кроме влажности и температуры самосогреванию в огромной мере способствует наличие сора и битого зерна.
Образно, картину можно представить так. Шведский стол с напитками на любой вкус, но зал закрыт – не зайдешь. Травмированное зерно – это открытый зал. Нельзя допускать механических повреждений покровных тканей.
Некоторые виды насекомых вообще не могут жить в среде целых семян, им нужны битые. Например, фасолевая зерновка (откладывает яйца в трещинах в оболочках боба), обыкновенный волосатый клещ и др.
Если нарушение целостности защитной оболочки открывает доступ микроорганизмам к питанию, то дробленое зерно во много раз увеличивает активную поверхность размещения микроорганизмов. Так поверхность 1 г сора, прошедшего через сито ø 1мм в 100 раз превышает поверхность 1 г зерна. По той же причине (большая поверхность) щуплое зерно дышит интенсивнее в 1,3 раза, чем целое зерно. Поэтому заселение микроорганизмами сора в сотни раз превышают количество их на целом зерне. Значимость очистки зерна от сора трудно переоценить.
Так на 1 кг зерна до отделения от него минеральных примесей на сите ø 1 мм насчитывалось 3800 тыс микроорганизмов, а после удаления – 2460 тыс, а 1 г минерального сора, прошедшего через сито ø 1 мм содержал 42 600 шт. микроорганизмов (рис.17). Еще более коварна пыль. Кроме огромной активной поверхности пыль изначально очень плотно заселена микроорганизмами и спорами. Поэтому о пыли надо сказать отдельно. Пыль необходимо разделить на неорганическую (минеральную) и зерновую. Неорганическая пыль попадает при уборке в результате попадания комочков почвы, она-то как раз и может быть заселена плесневыми грибами хранения, поэтому чрезвычайно важно удалить ее на первом этапе очистки, тем более, что абразивность этой пыли при межзерновом трении разрушает защитную оболочку зерна.
Исследования показали, что насыщенность минеральных примесей микроорганизмами в десятки и сотни раз больше по сравнению с наличием микроорганизмов на поверхности зерна. Под зерновой пылью понимают частицы твердого вещества органического происхождения, которые сопровождают зерновую массу на всем ее пути по той причине, что зерновая пыль это не что иное, как частично или полностью разрушенная защитная оболочка зерна и само разрушенное зерно под воздействием бесконечных ударов, смятий, трений о стенки и межзернового трения. Часто называют местом образования пыли место пересыпания зерна, т.е. то место, где эта пыль обнаружилась, но это не место ее образования – она образуется постоянно при любом перемещении зерна.
Зерновая пыль мягче минеральной, что подтверждается пробами пыли, взятой на разных этапах движения зерна: от поля до склада хранения.
Мелкий сор и пыль при пересыпании зерна способны к самосортированию, т.е к созданию локальных объемов высокой концентрации, что при определенных условиях (например, неравномерность влаги) может запустить механизм самосогревания.
Это надо помнить и если количество сора, равно распределенное по объему зерновой массы, отвечает норме, это совсем не значит, что при пересыпании, например, не произойдет (а оно обязательно произойдет) самосортирование и мелкий сор и пыль могут оказаться в каком-то локальном объеме зерна в количестве в десятки раз превышающем норму. Так при засыпании в хранилище происходит именно такое самосортирование – мелкий сор и пыль, витая в воздухе оседают по периферии объема ограниченного стенками (рис.18).
Так исследования показали, что в разных участках насыпи содержание органической примеси в 6 раз, а минеральной в 13 раз превышает среднее значение. Таким образом, получается, что средняя проба дает незначительную разницу между очищенным и неочищенным зерном, а вот неравномерность распределения сора – очаг возможного самосогревания.
Борьба с запыленностью рабочих помещений при очистке зерна иногда сводится к тому, что зерновая пыль, отведенная в месте пересыпания зерна, возвращается обратно в массу зерна. Человек при этом сделал хорошо себе, а зерну – плохо.
Вышесказанное позволяет утверждать, что все свежеубранное зерно должно быть, как можно лучше очищено от крупного растительного сора, случайно попавших предметов, пыли и легковитаемого сора на этапе приема его от комбайна. При этом обязательным условием является то, что машины линии очистки не должны травмировать зерно и свести к минимуму образование зерновой пыли.