Консервант для хранения зерна
Обновлено: 15.09.2024
Во многих регионах зерновые еще только будут собраны и стоит вопрос качественной консервации и хранения зерна при этих влажных условиях.
Силосование
Силосование зерновых и зерно-бобовые культуры можно хранить, если содержание влаги в них не превышает 14%. Зерно с влажностью до 18% можно охладить с помощью высокопроизводительной вентиляционной системы. Температура окружающей среды должна быть на 5°С ниже температуры зерна при влажности воздуха не больше 65%. Также его можно хранить без доступа воздуха в рукавах из полиэтилена. После использования зерном остатков кислорода в них возникает углекислый газ, который препятствует развитию аэробных микроорганизмов.
Чтобы засилосовать влажное зерно или другое измельченное сырье, необходимо обеспечить ему герметичную среду без доступа кислорода и производство бродильных кислот, которые снижают показатель рН. Одновременно образование углекислого газа предотвращает рост аэробных микробов. Силосование практически без потерь возможно, когда сырьё, влажное после уборки или вновь увлажненное, содержит от 25 до 30% влажности. Зёрна перед закладкой обычно плющат, а потом запрессовывают в рукава из плёнки. Из-за того, что в зерне содержится низкое количество молочнокислых бактерий, рекомендуют использовать средства для силосования на базисе гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий. Гетероферментативные молочнокислые бактерии рекомендуется использовать только при низком объёме ежедневной выемки, когда нужно обеспечить аэробную стабильность зерна после открытия рукава. Использовать силосованное зерно можно не раньше, чем через 10 недель после закладки. Для улучшения аэробной стабильности при применении гомоферментативных средств для силосования дополнительно можно применять, например, сорбат калия в количестве 400 г/т силосуемого сырья.
Химическое консервирование
Для химического консервирования влажных зерновых можно применять органические кислоты (преимущественно пропионовую), мочевину и раствор редкого натра. Консервированное зерно, при заготовке которого использовались мочевина или едкий натр, можно скармливать только жвачным животным, и нельзя – моногастричным.
При консервировании зерна кормовой мочевиной к влажному зерну добавляют мочевину в форме гранул. При влажности зерна выше 18% добавляют 2,25 кг кормовой мочевины на 100 кг. При влажности ниже 18% необходимо дополнительное добавление 0,5 л воды на 100 кг зерна, поскольку мочевина проявляет своё консервирующее действие только после высвобождения аммиака, который защищает зерно от повреждения плесенью и консервирует его. Поскольку при применении мочевины возникает высокая температура, зерновые приобретают тёмно-коричневый оттенок. Чтобы аммиак равномерно распределился по силосуемой массе, зерно должно оставаться закрытым около 4-х недель. После этого его можно начинать скармливать. Применение мочевины как консервирующего средства возможно на предприятиях, занимающихся разведением КРС, для того, чтобы улучшить обеспечение азотом микроорганизмов рубца и тем самым выровнять негативный баланс азота в рубце.
Обработка зерновых раствором едкого натра действует не только как консервант, но и раскрывает оболочку зёрен и способствует набуханию крахмала, благодаря чему изменяется перевариваемость всего зерна. Этот способ известен как содагрейн. Большая доля крахмала в содагрейне становится стабильной в рубце, а значит, этот способ позволяет решить проблему обеспечения высокопродуктивных коров нерасщепляемым в рубце крахмалом в регионах, где кукуруза на зерно не вызревает, либо в неурожайные годы (примечание переводчика).
Для необходимой степени влияния на оболочку и одновременно консерви-рующего действия достаточно 3-4% раствора. Как и при всех способах консервации, при которых используются химические средства, здесь тоже необходимо интенсивное вымешивание. Спустя время после обработки содагрейн нужно хранить открыто, чтобы излишки этого химического вещества испарились из зерна.
По кормовому законодательству едкий натр — это вспомогательное вещество технологической обработки, а не кормовая добавка. Необходимо обязательно следить за безопасностью работы со щелочами.
Применение кислот для силосования зерновых и зерно-бобовых культур
По кормовому законодательству кислоты для консервирования кормового сырья рассматриваются как добавки, к которым выдвигаются особые требования по использованию. Цель – гарантировать безопасность работы оператора и здоровья животного.
Количество кислоты, которая нужна для качественного силосования, зависит от препарата, желаемого термина хранения и влаги сырья. Здесь нужно учитывать, что точно определить влажность зерновых, зернобобовых и зерна кукурузы возможно при проведении достаточного большого количества анализов проб. Если возникают сомнения, нужно увеличить количество выбранного препарата кислоты на 10% в качестве гарантированной добавки. Для измерения влажности рекомендуется использовать проверенные DLG и признанные приборы для измерения влаги.
Пропионовую кислоту используют саму или в комбинации с другими органическими кислотами, как бензоевая, сорбиновая или муравьиная. Таблица 1 предоставляет необходимое количество чистой пропионовой кислоты для консервации неизмельченных зерновых. Для другого сырья, как, например, зернобобовые культуры, будут другие показатели, которые предоставляются в виде таблиц компаниями, предлагающими кислоты для консервирования. Категорически не рекомендуется использовать препараты, если их производители не предоставляют таблиц дозировок в письменной форме. Также нужно учитывать, что благодаря добавлению правильного количества кислоты сырьё может быть законсервировано правильно, но вследствие более высокой влажности физические свойства могут очень сильно изменяться с оглядкой на способ заготовки в пленке или насыпью, а также степени дробления. Измельчение с помощью обычных молотковых мельниц вряд ли возможно при влажности выше 35%.
Таблица 1. Дозировка пропионовой кислоты в л/центнер для неизмельченного зерна
Но органическими кислотами можно консервировать не только цельное зерно. Очень хорошие результаты имеет способ заготовки зерна прямо с поля, после измельчения в мощной плющилке. Уже многие годы на этом основывается способ консервации, при котором плющенное зерно заливается в среднем 0,6 л пропионовой кислоты на центнер и закладывается в рукава с небольшой плотностью. В среднем при закладке измельченного зерна нужно на 40% пропионовой кислоты больше, чем при консервировании целого зерна. На результат также очень влияет качество вымешивания кислоты с зерновой массой – оно должно быть тщательным, и осуществляться уже в процессе размалывания зерна.
Вопрос способов хранения зерна повышенной влажности невозможно игнорировать. Основная задача в этом вопросе очевидна – необходимо, чтобы зерно и комбикорм в процессе хранения, перевозки и подготовки к просушке, не поддавались гниению. Без применения каких-либо мер это неизбежно происходит при взаимодействии зерновых запасов с внешней средой, и часть корма приходится попросту выбрасывать. Процент потерь во многом зависит от погодных условий на момент сбора урожая.
Аргументы в пользу консервантов
Путь от сбора урожая до последующего применения или обработки невозможно сократить настолько, чтобы процессы гниения не допустить. Его можно только остановить и существует два способа:
Сушка только ради предупреждения гниения дает временный эффект и обходится дорого, а консерванты зерна и кормов во всем мире признаны самым выгодным решением этой задачи.
Разнообразие консервантов
В разных странах пришли к своим формулам консервации зерна, которые принято патентовать. Сейчас таких запатентованных составов уже более сотни. В качестве прогрессивных консервантов используются органические кислоты (пропионовая, муравьиная, бензойная, молочная) и их соли и неорганические соединения (серная, фосфорная кислоты) и их соли.
Оптимальные консерванты для хранения зерна ищут, исходя из следующих требований:
- консервант должен хорошо останавливать рост плесени (основное предназначение);
- консервант должен быть максимально безопасным: не оказывать токсического воздействия на животных, которые будут потреблять корм;
- консервант должен легко вводиться в зерновую массу (от этого зависит стоимость консервирования);
- консервант должен быть недорогим.
Учитывая все составляющие, чаще всего в качестве ингибиторов используются кислоты – пропионовая, уксусная, муравьиная, а также их смеси. Ученые доказали, что кислоты наиболее безвредны для животных: они участвуют в обмене веществ и являются для них естественными. Однако существует множество альтернативных вариантов и соответственно видов консервантов.
Разнообразные виды консервантов для зерна можно поделить на две основные группы:
К биологическим консервантам относятся полезные бактерии, продукты органических кислот: лактобациллы, пропионовокислые бактерии, энтерококки. Они способны разрушать микрофлору гниения и уничтожать плесневые грибы.
К химическим консервантам, кроме соляной, серной, фосфорной кислот, относятся соли и газы. В качестве консервантов используются также соли серной, соляной и фосфорной кислоты, нитрит натрия, азот и диоксид углерода, но органические кислоты пока остаются самыми популярными.
Особенности обработки масс повышенной влажности
Однако огромное значение имеет не столько выбор действующего веществ, но, прежде всего, пропорции. Вокруг вопроса оптимальных пропорций препаратов для обработки зерновых масс повышенной влажности ведутся обсуждения, проводятся исследования и публикуются научные труды. Такие же поиски ведутся и по поводу способа обработки зерновых масс ингибиторами – порошком, жидкостью или иными способами.
В чистом виде кислоты вызывают коррозию оборудования и опасны для человека, поэтому они используются в составе растворов, призванных уравновесить все плюсы и минусы процесса и результата.
Существуют сухие, жидкие и газообразные консерванты для обработки кормов. Сухие обычно используются для обработки комбикормов, жидкими растворимыми обрабатывают воду, применяемую для подготовки кормовых смесей.
Обработка масс продовольственного назначения
Для обработки зерна продовольственного назначения обычно используют те же консерванты, которые предназначены и для обработки кормов, только в меньшей дозировке. Такая дозировка считается безопасной, и все же существует полемика относительно несовершенства способа обработки – опасность может составлять неравномерное распределение препарата в зерновой массе.
Сейчас самый распространенный способ обработки продовольственного зерна консервантом – капельно-жидкий.
Обработка семенных масс
Химическая обработка пестицидами применяется и к семенному материалу. Ее целью является:
- защита семян от заражения различными болезнями;
- защита семян от насекомых;
- защит семян от плесени.
Применение консервантов кормов
Сейчас в сельском хозяйстве консерванты кормов применяются сразу после сбора урожая, предварительно очищая зерно от стеблей и сорняков.
Кормовое зерно обычно обрабатывают пропионовой кислотой или смесью с участием этой кислоты и скармливают животным в течение года во влажном состоянии. Такой корм не вредит животным, хорошо усваивается.
Химическое консервирование зерна и кормов как минимум на 20% снижает затраты на обработку и сушку зерна – пока что единственную альтернативу консервированию.
Консерванты для обработки зерновых масс повышенной влажности. В результате исследований, проведенных в конце 60-х — начале 70-х годов XX столетия, была установлена высокая эффективность консервирующего действия низкомолекулярных карбоновых кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой и масляной), которые оказывают хорошее ингибирующее действие на плесени.
Ингибиторы (от лат. inhibeo — останавливаю, сдерживаю) — это вещества, тормозящие рост плесени.
За рубежом для консервирования зерна высокой влажности применяют в основном пропионовую кислоту и ее смеси с уксусной и другими кислотами.
Рекомендуемые зарубежными фирмами дозировки составляют 0,5. 10% в зависимости от влажности кормового зерна (большие дозы следует вносить при высоких значениях влажности).
В России для консервирования сырого зерна кормового назначения применяют 100%-ю пропионовую кислоту, 86%-ю муравьиную, 80, 96 и 100%-ю уксусную кислоту и 70%-й концентрат низкомолекулярных кислот (КНМК), в состав которого входят муравьиная (30. 35 частей), уксусная (26. 30 частей), пропионовая (до 8 частей) и масляная кислоты (до 5 частей), а также вода (25. 30 частей). Из них наиболее эффективными признаны пропионовая кислота и концентрат КНМК.
В сельском хозяйстве указанными консервантами обрабатывав ют свежеубранное и предназначенное для кормовых целей зерно, предварительно очищенное от примесей высокой влажности — частей стеблей, семян сорняков. Для хранения влажного и сырого зерна в течение года применяют следующие дозировки этих консервантов (даны в сравнении с дозами внесения 86%-й муравьиной и 100%-й уксусной кислот) (табл. 9.10).
По зоотехническим условиям кормовое зерно, консервированное пропионовой кислотой и KHMK, можно (и желательно) скармливать животным во влажном состоянии. Животные охотно поедают этот корм, и он лучше усваивается. Кроме того, как свидетельствует практика, затраты на химическое консервирование в среднем на 20 % ниже затрат на обработку и сушку зерна на зерноочистительно-сушильных комплексах.
Обработка пропионовой кислотой влажного зерна пшеницы и кукурузы, видовой состав поверхностной микрофлоры которых был представлен преимущественно плесневыми грибами родов Penicillium и Aspergillus, а также бактериями рода Pseudomonas, показала, что с увеличением дозы консерванта подавление жизнедеятельности плесневой и бактериальной микрофлоры возрастает (табл. 9.11). При этом в большей степени погибают плесени родов Muсor, Cladosporium и Alternaria, бактерии рода Pseudomonas.
Консерванты для обработки зерна продовольственного назначения. За рубежом для консервирования зерна продовольственного назначения, влажность которого ниже критической, используют те же консерванты, что и для хранения кормового зерна. Единственное отличие — более низкие дозы внесения консервантов — 0,3. 1,0 %. И тем не менее считается, что подобные дозы слишком велики и являются результатом несовершенства технологий и устройств для внесения их в зерновую массу капельно-жидким способом.
В России в качестве консервантов продовольственного зерна с целью создания условий для безопасного длительного хранения, исключающего возможность развития зерновых вредителей, используют пестициды, в частности карбофос, препарат 242 (а до недавнего времени и некоторые дусты). Используемые в малых концентрациях, они не влияют на продовольственные достоинства зерна, хорошо удерживаются в зерновой массе и предотвращают развитие вредителей. Правда, использование препарата 242 связано с необходимостью использования герметичных силосов. Кроме того, зерно, направляемое на переработку, следует подвергать обязательному контролю с целью выявления остаточного содержания пестицидов.
Использование пропионовой кислоты для обработки зерна продовольственного назначения ограничивалось из-за несовершенства капельно-жидкого способа внесения ее в зерновую массу и, как следствие, неравномерного распределения этого консерванта в зерновой массе, приводящего к диффузии его внутрь отдельных зерновок, к снижению их жизнеспособности, к сравнительно высокому остаточному содержанию пропионовой кислоты в готовой продукции.
Использование специального устройства для перевода жидкой пропионовой кислоты в состояние тонкодисперсного аэрозоля, пара или парогаза и введения их в зерновую массу, перемещаемую в виде дождя противотоком к движению консерванта, дает по сравнению с капельно-жидким способом следующие преимущества: повышается равномерность обработки зерна консервантом, что практически исключает возможность возникновения очагов самосогревания, поскольку даже незначительные участки зерновой массы, не обработанные консервантом, могут стать причиной самосогревания; сокращается расход консерванта в 2. 10 раз — до 0,3. 0,01 % к массе зерна при одновременном повышении эффективности его действия; уменьшается остаточное количество консерванта в зерне и готовой продукции; консервированное зерно не способствует возникновению заметной коррозии металлических конструкций зернохранилищ и оборудования.
Исследованиями установлено, что обработка аэрозолем пропионовой кислоты зерна риса влажностью 15,0. 16,5 % обеспечивает максимальный выход крупы и целого ядра за счет меньшей трещиноватости и более высокой вязкости эндосперма. Зерно риса, предназначенное к переработке, можно хранить в железобетонном силосе элеватора при влажности 16,5 % в течение 6 мес и перерабатывать его в крупу без сушки.
Исследованиями также установлено ингибирующее действие пропионовой кислоты на деструктивные процессы, происходящие в хранящихся комбикормах, приготовленных с использованием консервированного зернового сырья и продуктов его переработки (хранившегося после консервации в течение 2 мес). При этом в комбикорме практически не меняется количественное содержание питательных веществ. Гидролитические и окислительно-восстановительные процессы протекают значительно медленнее, чем в контрольных образцах (в последних за 60 сут хранения кислотное число жира под действием липазы возросло в 1,4 раза, а перекисное число под действием липоксигеназы — в 1,8 раза). Количество плесневой и бактериальной микрофлоры за 3 мес хранения уменьшилось в 2,0. 2,3 раза по сравнению с исходным. Все это дает основание для стабильного хранения подобного комбикорма в течение 3 мес.
Консерванты для обработки зерна семенного назначения. Консервирование зерна органическими кислотами приводит к снижению его всхожести. Несмотря на то что это явление в меньшей степени проявляется в зерне невысокой влажности, консервировать семенное зерно органическими кислотами (в том числе пропионо-вой) не принято.
Химическое консервирование (протравливание) семенного материала направлено на защиту семян от развития фитопатогенной микрофлоры (различных видов головни, фузариозов, гельминтоспориозов и т. д.), от плесневения и развития субэпидермальной микрофлоры, от клещей и насекомых. Для этого используют фосфорорганические пестициды: карбофос, метилнитрафос, диметил-2,2-дихлорвинилфосфат (ДДВФ), при норме расхода 0,0008. 0,0015 %. Указанные пестициды вводят в зерновые массы в виде эмульсий при разбавлении водой в соотношении 0,5 л воды на 1 т зерна. Неплохие результаты в борьбе с бактериями, плесенями хранения и почвенной микрофлорой получены при использовании гранозана, меркурана, тетраметилтиу-рамдисульфида (ТМТД). Для протравливания семян кукурузы используется комбинированный препарат инcектофунгицидного действия фентиурам, содержащий 40 % ТМТД, 10 % трихлорфенолята меди (ТХФМ), 15 % у-изомера гексахлорциклогексана (ГХЦГ), 5 % сульфитно-спиртовой барды (ССБ), 0,5 % прилипателя (ОП-7 или ОП-10), 5 % аэросила (способствует уменьшению слеживаемости препарата в период хранения) и 24,5 % наполнителя (каолина).
Консерванты для обработки зерновых масс с целью ликвидации процесса самосогревания. Химическое консервирование в этом случае направлено на подавление жизнедеятельности микрофлоры, зерновых вредителей и самого зерна. В результате исследования был установлен положительный эффект от применения препарата 242: им можно ликвидировать процесс самосогревания. Другие фумиганты, обычно используемые для дезинсекции зерна (дихлорэтан, метилбромид и др.), не дают достаточного воздействия на микрофлору зерновых масс.
В результате исследований было установлено, что спустя 60 мин после обработки зерна консервирующими растворами наблюдается резко снижение, а при концентрации консервантов 0,5% и выше - полное отмирание как внешней, так и внутренней микрофлоры и абсолютная потеря всхожести. Зерно сохраняло нормальный цвет, блеск, сыпучесть и вкус, свойственные доброкачественному зерну, до конца заданного срока хранения.
Зерно, обработанное пропионовой кислотой в концентрации 0,5% и выше и смесью пропионовой и уксусной кислот при концентрации 0,3%, сохраняло в большинстве случае стерильность в течение заданного срока хранения. В некоторых образцах зерна, обработанного пропионовой или сорбиновой кислотами в дозах не выше 0,5%, наблюдалось развитие Trichothecium roseum в виде сплошной розово-желтой пленки да поверхности зерна и питательной среды. Кроме того, в образцах ячменя и пшеницы, обработанных пропионовой кислотой в дозах 0,3-0,5%, к концу срока хранения выявлялись отдельные зерна, вокруг которых при прямом посеве наблюдалось развитие колоний грибов Aspergillus flavus-oryzae.
Контрольное зерно той же влажности, что и консервированное, испортилось в промежутке от 20 до 40 сут При этом наблюдалось интенсивное слеживание, потускнение, образование плесневого запаха Число плесеней хранения уже в течение 20 сут- возросло в десятки раз по сравнению с исходным, в составе внутренней микрофлоры исчезли полевые грибы Происходило постепенное снижение всхожести контрольного зерна в ходе хранения, и к концу срока хранения зерна пшеницы и кукурузы в большинстве случаев наблюдалась полная потеря всхожести Исключением явилось зерно ячменя, которое после 90 сут. даже при сильном поражении плесенями сохранило всхожесть до 50% от исходной Результаты прямого посева на среде Чапека влажного зерна пшеницы и кукурузы, обработанного консервантом и контрольного, после 90 сут хранения показаны на рис 6.
Учитывая, что основную отрицательную роль при хранении зерна играют грибы, исследования проводились в первую очередь с целью выяснения действия разных доз указанных консервантов на грибную флору влажного зерна Результаты опытов представлены в табл. 66.
Данные таблицы наказывают, что при обсемененности зерна плесенями хранения в пределах 6-18 тыс. на 1 г (такая степень обсемененности наиболее характерна для свежеубранного влажного зерна, поступающего на обработку) для получения желаемого эффекта достаточно применения дозы консервирующих веществ 0,5% от массы зерна.
Среди разных грибов, постоянно обнаруживаемых на зерне, наименее устойчивыми к действию указанных консервантов оказались полевые грибы Alternaria, Helminthosporiutn Fusarium, а также грибы из класса зигомицетов - Mucor, Rhizopus. Они, как правило, полностью отмирали в течение 60 мин после обработки зерна любой консервирующей смесью в концентрации 0,3% и выше от массы зерна Следует заметить, что при последующем хранении не было ни одного случая реактивации грибов на консервированном зерне. Большак устойчивость к действию пропионовой кислоты была обнаружена у грибов рода Aspergillus. Из других наиболее часто на обработанном зерне выявлялись представители группы Aspergillus flavus-oryzae. Причем указанные грибы встречались на зерне не только сразу после его обработки, но и после хранения его в течение 90 сут Среди плесеней хранения высокоустойчивыми к действию консервантов, в частности, пропионовой и сорбиновой кислот, оказался также вид Trichothecium roseum, который при посевах обработанного зерна на плотную среду Чапека нередко выявлялся преимущественно в чистой культуре в виде розово-желтого войлокообразного мицелия, покрытого огромной массой конидий.
При хранении консервированного влажного зерна необходимо следить за его температурой, и при нагревании выше +30 °C принимать срочные меры по его скармливанию животным или сушке. Время скармливания обработанного зерна практически не ограничивается.
Хорошими консервирующими свойствами обладает сорбиновая кислота с содержанием действующего начала 99%. На практике к влажному зерну ее добавляют из расчета 3 кг на 1 т (0,3%). Она малотоксична для животных.
Пиросульфит натрия (метабисульфат натрия) - белый аморфный порошок с запахом окислов серы - применяют для консервирования влажного зерна или рыбного фарша. Во влажном зерне он предотвращает самосогревание, плесневение и прорастание. Влажное зерно обычно обрабатывают препаратом из расчета 3-5 кг на 1 т, для более длительного хранения - из расчета 12-15 кг на 1 т, а для проса, сорго и чумизы эту дозу увеличивают на 10-15%.
Для консервирования мясо-костной и рыбной муки пиросульфит натрия рекомендовано применять в дозе 20 кг на 1 т, при этом основным требованием для технологии внесения консерванта является его равномерное распределение в консервируемой массе.
Читайте также: