Лекция 8: Теоретическое консервирование зерна

План

1.Сущность и задачи химического консервирования.

2.Карбоновые кислоты для обработки зерновых масс.

3.Способы введения консерванта в зерновую массу.

1. На практике далеко не всегда удается своевременно просушить все сырое и влажное зерно. Более того, зерно, предназначенное на кормовые цели и для производства комбикормов, по существу, не нуждается в сушке, поскольку при скармливании животным зерна в чистом ввде его подвергают запариванию и другим видам терми-ческой обработки, а при производстве гранулированных комбикормов легче подвергается обработке и прессованию более влажное зерно.

Именно эти причины и побудили ученых изыскать дополнительные наряду с известными (активное вентилирование и охлаждение, хранение в бескислородной среде) методы обработки зерна, позволяющие повысить его устойчивость при хранении во влажном и сыром состоянии.

Учитывая, что главной причиной, вызывающей порчу зерна при хранении, являются микроорганизмы (в том числе плесени), исследования были направлены на изыскание таких химических веществ, которые подавляли бы их развитие, не оказывая при этом влияния на качество зерна. В результате исследований (в ходе которых было исследовано свыше 600 фумигантов, химических соединений и препаратов) был разработан метод химического консервирования — направленного замедления или прекращения жизненных функций отдельных компонентов зерновой массы при хранении путем обработки ее различными химическими средствми — консервантами.

При химическом консервировании зерно покрывается тонким слоем консерванта, который предотвращает развитие микроорга-низмов на его поверхности, позволяет ликвидировать самосогревание зерна и даже предохранить его от развития вредителей хлебных запасов при длительном хранении. Обработанное консервантом зерно в зависимости от состояния (влажности и сыпучести) может храниться в складах, силосах элеваторов, укрытых от атмосферных осадков бункерах, закромах и даже на открытом воздухе под укрытием из полиэтиленовой пленки. Продолжительность безопасного хранения зависит от вида консерванта, состояния зерна по влажности и его назначения (семенное, продовольственное или кормового назначения).

В настоящее время сфера использования метода химического консервирования вышла далеко за рамки первоначального на-правления - повышения устойчивости при длительном хранении сырого и влажного зерна. Химическое консервирование можно использовать: при длительном хранении кормового зерна повы-шенной влажности; при длительном хранении зерна продовольственного назначения влажностью в пределах до критической; при длительном хранении зерна семенного назначения; при развитии в зерновой массе процесса самосогревания (с целью его подавления).

2. 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- это вещества, тормозящие рост плесени.

За рубежом ддя 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 Казахстане 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 обрабатывают 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 муравьи-ной и 100%-й уксусной кислот) (табл. 1).

1.Норма внесения консервантов в зависимости от влажности зерна

По зоотехническим условиям кормовое зерно, консервированное пропионовой кислотой и КНМК, 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.

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 наших условиях 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 необходимостыо 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 эңдосперма. Зерно риса, предназначенное к переработке, можно хранить в железобетонном силосе элеватора при влажности 16,5 % в течение 6 мес и пе-рерабатывать 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 содержа-ние питательных веществ. Гидролитические и окислительно-вос-становительные 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 субэпидер-мальной 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, тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД). Для протравливания семян кукурузы используется комбинированный препарат инсектофунгицидного действия фентиурам, содержащий 40 % ТМТД, 10 % трихлорфенолята меди (ТХФМ), 15 % ү-изомера гексахлорциклогексана (ГХЦГ), 5 % сульфитно-спиртовой барды (ССБ), 0,5 % прилипателя (ОП-7 или ОП-10), 5 % аэросила (способствует уменьше-нию 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 пре-парата 242: им можно ликвидировать процесс самосогревания. Другие фумиганты, обычно используемые для дезинсекции зерна (дихлорэтан, метилбромид идр.), не дают достаточного воздействия на микрофлору зерновых масс.