Микрофлора зерна при его обработке и хранении

Обновлено: 15.09.2024

Микрофлора зерна и ее изменение при хранении.

На поверхности зерна обитает разнообразная микрофлора. Часть микроорганизмов попадает из ризосферы, часть заносится с пылью и насекомыми. Однако на зерне, как и на всей поверхности растений, развиваются лишь некоторые микроорганизмы так называемые эпифиты. Эпифитные микроорганизмы, размножающиеся на поверхности стеблей, листьев и семян растений, получили название микроорганизмов филлосферы. Эпифиты питаются продуктами экзосмоса растений. Условия жизни эпифитных бактерий своеобразны. Они довольствуются небольшими запасами питательных веществ на поверхности растений, устойчивы к высоким концентрациям фитонцидов, выдерживают периодические колебания влажности.

Поэтому численность их невелика и видовой состав довольно постоянный. Более 90% эпифитных микроорганизмов составляют гнилостные бактерии. В основном эпифитная микрофлора представлена неспороносными бактериями. Большую часть бактериального населения зерна составляют неспороносные палочки рода Pseudomonas. активно развивающиеся на поверхности растений. Особенно часто встречается Pseudomonas herbicola (Erwinia herbicola), образующая на плотных средах золотисто-желтые колонии. Встречаются также Pseudo¬monas fluorescens, микрококки, молочнокислые бактерии, дрожжи. Бациллы и микроскопические грибы составляют небольшой процент.

В определенных условиях эпифитные микроорганизмы могут быть полезны для растений, так как препятствуют проникновению паразитов в ткани растения. При хранении зерна эпифитные микроорганизмы могут играть отрицательную роль. В зрелом зерне вода находится в связанном состоянии и недоступна микроорганизмам. На таком зерне они находятся в состоянии анабиоза (покоя).

На развитие микроорганизмов на зерне, а следовательно, на сохранность последнего решающее влияние оказывают: влажность, температура, степень аэрации, целостность зерна и состояние его покровных тканей. На зерне с повышенной влажностью микроорганизмы размножаются тем быстрее, чем выше температура.

Развитие микробиологических процессов в хранящемся зерне с повышенной влажностью приводит к заметному, а иногда и к очень значительному повышению температуры. Это явление получило название термогенеза.

Информационно-аналитический портал
для крестьянских фермерских хозяйств

15 Ноябрь 2012 г. 21:02

Микрофлора хранящегося зерна

Весь процесс от прорастания семян до созревания зерна происходит в среде, содержащей микроорганизмы. Наиболее насыщена микроорганизмами почва. Из нее микробы попадают на растение с пылью, брызгами дождя, переносятся насекомыми, и т. д. Количество микробов на зерне увеличивается в десятки раз в процессе уборки, его увеличение может также происходить при перевозках, хранении зерна.

В свежеубранном сухом зерне основная масса микроорганизмов (более 90%) - неспорообразующие бактерии. Содержание зародышей плесневых грибов не превышает десятых долей процента.

Из спорообразующих бактерий следует отметить бактерии, известные под названием картофельная и сенная палочки. Содержание их в зерновой массе незначительно, но при самосогревании они начинают бурно развиваться и, попав затем в муку, вызывают тягучую болезнь хлеба.

Промораживание зерна до -20 - 40°С тормозит развитие плесневых грибов, однако ни количественный, ни видовой состав их при этом почти не изменяется.

Большинство микроорганизмов зерновой массы являются аэробными. Они хорошо развиваются лишь при наличии кислорода. Содержание анаэробных микроорганизмов не превышает 1%. Понижение содержания кислорода в воздухе до 5% на развитие плесеней не влияет. Полное отсутствие свободного кислорода в зерновой массе приводит к гибели всех аэробных микробов.

Микроорганизмы для своей жизнедеятельности используют вещества, находящиеся на поверхности зерна, проникнуть внутрь зерновки они не могут. Исключение составляет плесневые грибы, которые вырабатывают комплекс гидролитических ферментов, способных разрушать оболочки зерновки и использовать ее содержимое.

В течение первого года хранения сухого зерна количественный и качественный состав микрофлоры меняется незначительно. При длительном хранении (7-10 лет) общее количество микроорганизмов снижается в десятки и даже сотни раз. Это снижение идет в основном за счет неспорообразующих бактерий. Относительное содержание плесневых грибов и особенно спорообразующих бактерий значительно возрастает при общем снижении их количества.

Если влажность зерновой массы превышает критическую, то в ней развиваются микроорганизмы. Скорость их развития находится в прямой зависимости от влажности и температуры. В первую очередь начинают развиваться плесневые грибы. При более высокой влажности - бактерии.

Если температура превышает оптимальную, то происходит замедление развития микробов. Нагрев до 75-80°С приводит к их гибели.

Из всего сказанного можно заключить, что плесневые грибы являются наиболее опасными для хранящегося зерна. Они могут развиваться на зерне, влажность которого на 1-1,5% превышает критическую, температура - около 20°С, при низком содержании кислорода в воздухе. Из микрофлоры зерновых масс лишь плесневые грибы могут разрушать оболочки и использовать содержимое зерновки для своей жизнедеятельности.

Содержание в зерновой массе других микроорганизмов, кроме бактерий и плесневых грибов, незначительно.

Микробам, как и всем живым организмам, для обмена веществ необходима энергия. Ее они получают в процессе дыхания. Чем более активно размножаются микробы, тем интенсивнее они дышат. Энергия, образующаяся при дыхании, в незначительной мере используется для обмена веществ, основная ее часть выделяется в виде тепла. Следствием этого может быть самосогревание. Кроме того, бурное развитие микроорганизмов приводит к ухудшению качества зерна.

Кроме рассмотренных в зерновой массе могут содержаться микроорганизмы, вызывающие болезни растений. Эти микроорганизмы заносятся в зерновую массу с поврежденными зернами. На качество хранящегося зерна эти микробы влияния не оказывают. Но их наличие следует учитывать, так как они могут послужить причиной заражения посевов. Кроме того, зерна, поврежденные этими микробами, относят к вредной примеси.

Зерно составляет основу питания человека и содержит кроме крахмала значительное ко­личество белка, минеральных веществ и витаминов. Оно служит исп-ся для изготовления муки, хлебобулочных изделий, крах­мала и других продуктов питания, а также служит как сырье для пивоварения и спиртовой промышленности.

Микрофлора зерна состоит из эпифитной и вторичной микро­флоры. Эпифитнаямикрофлора — это микроорганизмы, которые живут на поверхности растений, питаются за счет органических за­грязнений, находящихся на растениях, и естественных выделений тканей растений. Через оболочку растительных тканей они не про­никают и не оказывают вредного воздействия на растение. К эпи­фитной микрофлоре относят Pseudomonas herbicola, Pseudomonas fluoresceins, некоторые виды плесеней и кокков, а также спорообразуюшие микроорганизмы Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, Bacillus mesentericus. Состав эпифитной микрофлоры зависит от погоды. При влажной погоде в составе микро­флоры зерна преобладают плесеневые грибы, при сухой — спорообразующие бактерии. При этом часть микроорганизмов находится в состоянии анабиоза. Вторичная микрофлора состоит из микроор­ганизмов, в том числе и патогенных, которые попадают в зерно во время уборки, перевозки и различных передвижений зерновой массы до момента ее переработки. Она представлена спорообразующими бактериями — картофельной и сенной палочками; микро­кокками; грибами из родов Alternaria, Cladosporium, Fusarium, реже Aspergillus и РeniсiIlium.

Степень обсемененности зависит от условий вегетации, морфологических и анатомических особенностей зерна, влажности, характера уборки, содержания поврежденных семян и семян сорных примесей различ­ных растительных остатков. Во время хранения зерна его микро­флора в зависимости от условий и продолжительности хранения может изменяться: при нормальных условиях хранения отмирают вегетативные формы и остаются спорообразующие; с повышением температуры и влажности усиленно развиваются плесени. На развитие микроорганизмов влияют целостность зерна и со­стояние его покровных тканей; количество и видовой состав при­месей; степень аэрации и т. п.

Наиболее вероятными вредителями зерновой массы при хране­нии являются грибы, которые в процессе жизнедеятельности до­полнительно увлажняют продукт и создают благоприятные условия для развития бактерий. Развитие микроорганизмов в зерне с влаж­ностью 18 % и температурой 24—25 °С может привести к самосогре­ванию зерновой массы. Самосогревание зерна протекает в несколь­ко стадий:

♦ первая — температура зерновой массы повышается до 24 — 30 °С. При этом увеличивается число микроорганизмов, эпифитных, которые на более поздних стадиях погибают;

♦ вторая — температура зерновой массы достигает 40 °С. Значи­тельная часть эпифитов погибает, усиленно размножаются плесне­вые грибы родов Aspergillus, Fusarium, Penicillium, картофельная и сен­ная палочки и актиномицеты. Зерно отпотевает, снижается его сыпучесть, цвет темнеет, ощущается солодовый запах;

♦ третья — температура повышается до 50 °С. Общее количест­во микроорганизмов уменьшается. Остаются термофильные спорообразующие бактерии и некоторые виды плесневых грибов.Зерно приобретает затхлый, иногда гнилостный запах, часто покрывается черной или зеленой плесенью;

♦ четвертая — температура повышается до 70—75 °С. Микроор­ганизмы гибнут, но зерно становится непригодным к употреблению из-за разложения органических веществ. Биохимические процессы затухают, и зерно начинает постепенно охлаждаться. Мерой преду­преждения самосогревания зерна является его активное вентилиро­вание.

(В результате роста микроорганизмов в зерне повышаются потери крахмала, уменьшается всхожесть, ухудшаются свойства клейкови­ны, могут образоваться токсины или вещества, ухудшающие вкус и запах.)

При использо­вании в хлебопечении зерна, пораженного Fusarium sporotrichioides, Fusarium roseum, наблюдается тяжелое отравление — алиментарно- токсическая алейкия с симптомами ангины. Отравления могут вы­звать и некоторые грибы рода Cladosporium. При поражении зерна грибами Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus накапливаются афлатоксины, также вызывающие пищевые отравления. Опасные отрав­ления может вызвать гриб Penicillium islandicurn, (который выделяет токсины исландиатоксин и лютеоскирин.) Чаще этим грибом пора­жается рис.

97. Микрофлора крупы. Количественный и качественный состав.Микрофлора круп, полученных путем механи­ческой обработки, близка к микрофлоре зерна, но количество мик­робных клеток гораздо меньше (10-30 % от количества микроорга­низмов, содержащихся на зерне). Микроорганизмы находятся в ос­новном на оболочках, а оболочки при получении крупы удаляются. Микрофлора представлена в основном бесспоровыми бактериями Pseudomonas herbicota, Pseudomonas fluorescensи спорообразующими Bacillus mesentericus, Bacillus mycoides, Bacillus subtilis.В небольших колич-вах встречаются микрококки, молочно-кислые бактерии. Микрофлора крупы, полученной с использованием гидротерми­ческой обработки, представлена в основном спорообразующими формами, и качественный состав ее очень непостоянен, так как за­висит от случайных загрязнений. Степень обсеменения микрорг-змами зависит от температуры хранения, от величины влажности.

98. Микрофлора муки. Количественный и качественный состав, виды порчи, хранение.Микрофлора муки представлена микроорганизмами микрофлорой зерна. Состоит из бактерий, спорообраз-х бактерий, в небольших кол-вах микрококки, молочно-кислые и уксусно-кислые батерии, дрожжи и споры плесеней (мукоровые грибы). В хранении она менее стойкая, чем зерно, так как находится в тонкодисперсном состоянии и более доступна действию микроорганизмов. При повышении влажности и темпе­ратуры микроорганизмы начинают активно развиваться, поэтому влажность муки должна быть не более 15 %. При очистке зерна и в процессе его помола кол-во микрорганизмов удал-ся вместе с загрязнениями и оболочкой зерна. Чем ниже сорт муки, чем больше в нее попадает периферийных частиц зерна, тем больше в ней микрорг-змов. Кол-во спор плесеней в муке всех сортов (чем ниже сорт, тем больше) превышает содержание их в перераб-ом зерне. Пороки муки. Прокисание начинается во внутренних слоях, осо­бенно при уплотнении муки, и вызывает его анаэробные молочно- и маслянокислые бактерии. Они сбраживают сахара муки с образо­ванием кислот. В такой муке появляются кислый вкус и запах, воз­растает титруемая кислотность. Прогоркание происходит за счет кислорода воздуха и является следствием окисления липидов под действием липаз микроорга­низмов. Прогорклая мука приобретает неприятный запах и горь­кий вкус. Плесневение вызывается в основном грибами из родов Aspergillus и Penicillium при повышении относительной влажности воздуха выше 75-80 %. В процессе жизнедеятельности плесени увлажняют муку и создают условия для развития бактерий. А также могут накапливаться токсины. Мука приобретает затхлый запах, ее хлебо­пекарные качества понижаются.


Зерновые корма по массе и общей питательности занимают основную часть рациона птиц и сельскохозяйственных животных. Зерновые корма содержат большое количество углеводов, а также белок, жир, минеральные вещества 7.

Ячмень по питательности уступает кукурузе и пшенице, но он служит источником клетчатки, которой в пшенице мало. Ячмень используют в питании птиц в виде муки (молоднякам дают молотый ячмень, обязательно отсеяв пленки), в цельном виде (взрослым птицам) и в пророщенном виде (как источник витаминов). В рационе зерновых кормов количество ячменя не должно превышать 40% [1].

При выработке комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных в технологической схеме предусматриваются операции шелушения и гидротермической обработки зерна [2].

В настоящей статье излагаются результаты изучения влияния гидротермической обработки ошелушенного зерна ячменя на его микрофлору и изменение ее состава при хранении.

Подготовленные таким способом образцы зерна ячменя хранили в эксикаторе в течение трех месяцев при комнатной температуре и относительной влажности воздуха 80%. Определяли следующие микробиологические показатели: количества бактерий в 1 г продукта, количества плесневых грибов в 1 г продукта и их токсигенность, наличие кишечной палочки и коли–титр, наличие сальмонелл, наличие анаэробных микроорганизмов (маслянокислых, возбудителей ботулизма). Присутствие возбудителей пищевых отравлений в комбикормах не допускается, так как они с мясной пищей могут поступать в организм человека и вызывать отравления. Особое внимание было уделено токсигенности микромицетов, так как их роль в заболевании сельскохозяйственных животных, концерогенность и поступление с животной пищей в организм человека доказаны [3,4].

Видовой состав бактериальной микрофлоры исходного образца зерна был представлен кокками (в основном микрококками), спороносными (Вас. Subtilils, Вас. mesentericus) и неспороносными (PS. Herbicola, E. coli) палочками. Наличие травяной палочки и высокий титр кишечной палочки (0,1 см3) свидительствуют о свежести зерна и его хорошем санитарном состоянии. Как и следовало ожидать, ячмень неошелушенный и не подвергавшийся термической обработке оказался более загрязненным бактериальной микрофлорой, чем ячмень ошелушенный с последующей термической обработкой. Однако, после термической обработки зерна ячменя в нем все–таки остается 76,7% исходного количество бактерий и сохраняются в основном аэробные и анаэробные спороносные микроорганизмы – бациллы и маслянокислые микроорганизмы. В процессе хранения количество микроорганизмов на опытных образцах зерна снижалось более интенсивно, чем на контрольных, и к концу третьего месяца составило на обработанном зерне 6,7%, а на контрольном образце – 33,3% исходного количества (табл. 1).

Микроорганизмы зерна подразделяют на сапрофитные и фитопатогенные. К группе сапрофитов относят эпифитные микроорганизмы, населяющие здоровые растения в процессе их роста и созревания.

Эпифитными называют микроорганизмы, которые живут на поверхности растений и питаются за счет естественных выделений тканей растения. Эпифиты не внедряются в ткани растений и не оказывают вредного влияния на их развитие. Численный и видовой состав эпифитной микрофлоры растений зависит от температуры и влажности среды. При теплой влажной погоде среди эпифитов доминируют неспорообразующие палочковидные бактерии, а в сухую жаркую погоду преобладающими становятся спорообразующие палочки видов В. subtilis, В. mycoides, В. megatherium и др. Содержание микроорганизмов в зерне довольно значительно и достигает 2 х 10 7 КОЕ/г.

Типичными эпифитами, постоянно присутствующими на поверхности зеленых растений, являются бактерии рода Erwinia.

Erwinia herbicola — мелкая бесспоровая грамотрицательная палочка, подвижная (имеют два полярных жгутика). Факультативный анаэроб. На мясопептонном агаре образует гладкие колонии золотисто-желтого цвета. На зерне сразу после обмолота содержание Erwinia herbicola достигает 90—96 % от общего числа микроорганизмов. Преобладание бактерий данного вида является показателем свежести и доброкачественности зерна.

Микрококки, бациллы, дрожжевые грибы выявляются в значительных количествах лишь на влажном зерне, которое не было своевременно подсушено после обмолота и хранилось в ворохе в течение 3—4 сут при температуре выше 10 °С. На поврежденном зерне обнаруживаются бактерии родов Lactobacillus, Clostridium, Sarcina, Proteus.

Зерно злаковых культур часто содержит полевые грибы родов Alternaria, Helmintosporium, Cladsporium, Ascochyta и др. Мицелий указанных грибов наиболее часто в стадии молочной спелости проникает в зародыш, а затем в эндосперм. В результате образуются дефектные зерна: щуплые, пятнистые, с черным зародышем.

На сохранность и качество зерна влияют главным образом грибы хранения, относящиеся к родам Aspergillus (A. niger, A. glaucus, A. fumigatus), Penicillium (Р. glaucum), Fusarium, в меньшей степени Mucor (M. mucedo, М. racemosus), Trichoderma, Rhizopus, Trichothecium, Thamnidium. Эти грибы практически не выявляются на свежеубранном зерне, но обнаруживаются на хранящемся зерне, что может служить одной из причин его самосогревания и порчи.

На видовой состав микрофлоры зерна влияют температура хранения и влажность. Мезофильные микроорганизмы, обитающие на зерне, размножаются при температуре 25—30 °С. При температуре около 10 °С рост большинства мезофильных микроорганизмов прекращается, однако гибели их не происходит. При такой температуре способны размножаться грибы родов Penicillium, Rhizopus, Thamnidium, Fusarium. На зерне, хранящемся в условиях пониженной влажности, могут размножаться ксерофильные виды аспергиллов: A. glaucus, A. restrictus. Повышенная влажность зерна способствует развитию более требовательных к влаге аспергиллов и пенициллов.

К фитопатогенной группе относятся паразитические виды бактерий и грибов, живущие за счет растения-хозяина. В период роста и созревания они вызывают заболевания — бактериозы и микозы. Широко распространены бактериозы пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, риса, возбудителями которых являются некоторые представители бактерий рода Pseudomonas. Заболевание выражается в появлении пятнистости и почернения колосковых чешуек, стержня колоса и верхней части стебля. При сильном развитии болезни зерна темнеют, становятся щуплыми и теряют в массе до 60—70 %.

Среди грибных заболеваний — микозов зерновых культур — наиболее распространенными являются: спорынья, твердая или мокрая головня, фузариоз.

Спорынья. Возбудителем пурпурной спорыньи является гриб Claviceps purpurea — представитель класса высших грибов аскомицетов. Гриб поражает в основном рожь, реже — пшеницу, ячмень в период цветения. В соцветиях пораженных спорыньей растений хорошо заметны склероции, имеющие вид рожков темно-фиолетового цвета. При уборке урожая склероции осыпаются, попадают в почву и там перезимовывают. Весной склероции набухают и прорастают, образуя плодовые тела в виде головок на нитевидных ножках. Из каждого склероция развивается несколько стром, имеющих красноватую окраску. Внутри головки стромы имеются полости, в которых происходит половой процесс, включающий формирование аскогона, антеридия, осуществление плазмогамии и кариогамии. Процесс завершается образованием сумок (асков), содержащих по 8 нитевидных аскоспор.

Заболевание спорыньей снижает урожай зерна. Кроме того, попадание склероций в зерно может вызвать сильные отравления человека и животных — микотоксикозы (см. раздел 11.4). Примесь рожков спорыньи в зерне не должна превышать 0,05 %.

Фузариоз — болезнь злаковых культур, возбудителем которой являются грибы рода Fusarium. При поражении зерна грибом вида F. graminearum в нем накапливаются микотоксины.

Мука из пшеницы, пораженной грибами рода Fusarium, образует тесто влажное, с липкой поверхностью. Выпекаемый из такой муки хлеб имеет тусклый желтый мякиш и темноокрашенную корку. Наблюдается уменьшение количества и ухудшение качества клейковины: она становится расплывчатой, слизистой или, наоборот, малорастяжимой, короткорвущейся, с темным цветом и неприятным запахом. Под действием протеолитических ферментов фузариума происходит резкое ослабление консистенции теста и его эластичности. Особенность фузариозов заключается в том, что часто конкретное заболевание вызывает не один, а одновременно несколько видов грибов этого рода.

Заражение зерна фузариозом происходит не только в поле, но и при его хранении в условиях повышенной влажности. Для предотвращения развития фузариума при хранении необходимо, чтобы влажность зерна не превышала 13—14 %.

В процессе хранения зерна количество присутствующих на нем микроорганизмов снижается за счет отмирания Erwinia herbicola, в связи с чем преобладающими становятся спорообразующие бактерии рода Bacillus и некоторые ксерофильные грибы рода Aspergillus.

Биологическая библиотека - материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

Читайте также: