ЛЕКЦИЯ 1
МИКРОФЛОРА ЗЕРНА
Литература:
1. Мюллер Г., Литц П., Мюнх Г.Д. Микробиология пищевых продуктов растительного происхождения. Москва: Пищевая промышленность, 1977. 344 с. 6П8 М98 и.н. 805279
2. Смирнова Т.А., Кострова Е.И. Микробиология зерна и продуктов его переработки: Учеб. пособие для вузов. – М.: Агропромиздат, 1989. – 159 с.: шифры 36.82 С 50-6 и.н. 1042520-хр 1064809-чз
Сапрофитная микрофлора зерна
Зерно богато микроорганизмами. Основными источником попадания микрофлоры на поверхность растений, а затем и на зерно является почва. Почвы, особенно плодородны, богаты органическими и минеральными веществами. При достаточном содержании влаги и доступе воздуха они становятся оптимальной средой для развития бактерий, актиномицетов, грибов. В 1 г почвы насчитывается до 10 до 100 млн. клеток микроорганизмов. Особенно богат микрофлорой слой почвы, прилежащий к корням растений, - ризосфера, где в преобладающем количестве обнаруживаются неспорообразующие палочковидные бактерии родов Erwinia, Pseudomonas, а также маслянокислые и гнилостные бациллы, среди которых наиболее часто встречаются Bacillus mycoides, B. megaterium. Кроме того в ризосфере постоянно обитают сапрофитные мицелильные грибы, некоторые виды дрожжей, актиномсицеты. Помимо дрожжей присутствуют фитопаразиты.
В процессе вегетации растения часть микроорганизмов, обитающих в зоне корня переходит на надземные органы растения. Микроорганизмы также заносятся на поверхность растения ветром, осадками, насекомыми, птицами.
Вследствие недостатка питательных веществ и влаги на поверхности растений могут развиваться только эпифитные микроорганизмы (эпифиты). При тёплой влажной погоде начинают преобладать бациллы споровые. В условиях влажной прохладной погоды начинают преобладать мицелиальные грибы. На поверхности растений, выделяющих большое количество влаги и продуктов обмена развивается наиболее разнообразная микрофлора.
Типичный эпифит – Erwinia herbicola – травяная палочка. Размеры 1-3 х 0,7 мкм, подвижна, грамотрицательна, бесспоровая, факультативный анаэроб, ферментирующий. На мясопептонном бульоне образует гладкие колонии, имеющие вначале сероватый оттенок, изменяющийся постепенно до золотисто-жёлтого. На твёрдых сахаросодержащих средах наблюдается обильное слизеобразование. Содержание E. herbicola в качественном зерне достигает до 90 %, что является показателем качества.
Типичный эпифит – Pseudomonas fluorescens обнаружен на зерне, имеющем повышенную влажность в момент уборки, а также на морозобойном. Данный микроорганизм бесспоровый, имеет пигмент, окрашивающий колонии в цвета от синего до зелёного, подвижный, типичный психрофил, факультативный анаэроб, неферментирующий.
Микрококки, бациллы, дрожжевые грибы выявляются в зерне, которое не было своевременно подсушено, хранилось в ворохе 3-4 дня при температуре 10 °С, имело признаки самосогревания. Обсеменённость зерна разнообразной микрофлорой, часто случайной, может возрастать в процессе уборки, комбайнировании. Основные источники случайной микрофлоры – пыль, песок, сорные примеси, тара (сборники). Раздельная уборка приводит к низким значениям обсеменённости зерна. При прямом комбайнировании влажность получаемого зерна выше (22 %), чем при раздельном (14 %). Накапливание микроорганизмов в зерновой массе нередко происходит во время перевозок зерна к зернохранилищам. Также количество микроорганизмов в зерновой массе зависит от степени механических повреждений, что зависит в свою очередь от строения оболочек, степени опушенности семян, наличия цветковых оболочек, створок бобов и т.д. поэтому семена бобовых при одинаковых условиях содержат меньше микроорганизмов, чем семена злаковых, так семена плотно закрыты в стручках, гладкая оболочка не даёт микроорганизмам задерживаться на них. Наличие у злаковых бородки, бороздки, шероховатых семенных оболочек, цветковых оболочек создаёт условия для формирования разнообразных микроценозов. По мере созревания зерна в нём увеличивается количество крахмала, гемицеллюлоз, резко теряется вода. Все перечисленное сокращает видовое и численное разнообразие микроорганизмов на семени. Микрофлора созревшего зерна включает E. Herbicola и «полевые» плесени. К «полевым» плесеням относят грибы родов Alternaria, Helminthosporium, Fusarium, Dematium и др. Установлено, что грибы Alternaria – универсальные обитатель зерновок пшеницы – типичные эпифиты. Зерно при их присутствии сохраняет полноценный внешний вид и имеет всхожесть не ниже 90-95 %. Другие указанные виды «полевых» грибов и другие виды уменьшают схожесть, являются возбудителями корневых гнилей. Мицелий указанных грибов зачастую поражает эндосперм зерновки и в общей массе грибов они не выявляются. Наиболее пригодным агаром для выявления данных грибов является агар Чапека. Источниками «полевых» грибов, проникающих в зерно, могут служить растительные остатки, находящиеся в почве, а также семена растений. Развитию этих грибов в зерновках способствуют определённые метеорологические условия, возникающие в период созревания: высокая относительная влажность (не ниже 80 %), повышенная температура окружающего воздуха (27-30 °С). При влажности воздуха ниже 80 % преобладают виды Alternaria. Зерно имеет нормальный цвет, высокую всхожесть. В условиях влажной погоды колосья зерновых отличаются рыхлостью, наличием сероватого оттенка. В связи с высокой потребностью во влаге «полевые» грибы на хранящемся зерне не развиваются (исключение – порча сырых початков кукурузы, возникающая следствие развития фузариозных грибов). Сроки выживаемости «полевых» грибов во внутренних тканях зерна зависят от условий влажности и температуры хранения. Чем выше влажность и температура хранения зерна, тем быстрее они отмирают, но при этом также значительно быстрее теряется всхожесть зёрен.
Кроме «полевых» грибов к типичной зерновой микрофлоре относятся грибы Aspergillus, Penicillium, Rhizopus и некоторые другие. Данные грибы почти не выделяются из созревающего и свежеубранного зерна, но обнаруживаются на хранящемся зерне, что при определённых условиях становится основной причиной его самосогревания. Данная группа грибов – плесени «хранения». Условное деление грибной флоры зерна на «полевые» грибы и плесени «хранения» основано на их различии в потребностях к содержанию влаги в субстрате. Если «полевые» грибы гидрофилы, то многие виды грибов рода Aspergillus ксерофилы и могут развиваться при минимальных значениях влажности. Начальные стадии порчи зерна в условиях хранилища всегда связаны с развитием аспергилл. Кроме того, плесени «хранении» отличаются исключительно высокой ферментативной активностью и чрезвычайной распространённостью во внешней среде, также и за счёт летучести спор. Данные виды грибов интенсивно обсеменяют помещения по заготовке зерна, где «полевые» грибы отсутствуют. Плесени «хранения» способны развиваться в широком диапазоне температур. Существуют термотолерантные виды Aspergillus способные развиваться не только при низких температурах, но и при высоких – 50-55 °С. Грибы рода Penicillium способны развиваться при температурах до минус -5 °С. Вследствие широкого распространения, высокой ферментативной активности, нетребовательности к недостатку влаги, способности к выживанию в условиях повышенных и низких температур, при недостатке кислорода и избытке углекислоты в окружающей среде – плесени хранения приобретают важнейшее значение в ухудшении качества и порче хранящегося зерна и продуктов его переработки. Полное отсутствие или незначительное содержание плесеней «хранения» на созревающем и свежеубранном зерне обусловлено губительным действием солнечной радиации на прозрачные споры этих грибов. В данных условиях на зерне вместо них преобладают тёмнопигментированные «полевые» грибы, устойчивость которых к излучениям объясняется защитными свойствами меланоидинов, образующихся в оболочках конидий, склероциях, других структурных элементах. При хранении в ворохе, хранилище, при отсутствии солнечного света плесени «хранения» получают преимущество в развитии по сравнению с «полевыми» плесенями. Определённая степень заражённости зерна плесенями «хранения» объясняется отсутствием своевременной послеуборочной обработки (очистки, подсушивания), а также возможностью вторичного увлажнения в процессе перевозок и хранения. В отличие от «полевых» грибов, выживаемость которых при обычных условиях хранения зерна ограничена во времени, жизнеспособность плесеней «хранения» на обезвоженном зерне и продуктах его переработки практически не имеет пределов.
