Микрофлора дефектного зерна, морозобойного.

Ответы на микобиологию.1-6.

1.Микрофлора свежеубранного 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.

2. Микрофлора зерна в процессе хранения.

При хранении зерна с влажностью, не превышающей критическую, в условиях, исключающих возможность активного развития микрофлоры, происходит постепенное снижение общего числа бактерий и грибов. При этом обычно изменяется соотношение групп и видов микроорганизмов, обнаруженных на зерне в начале хранения. Важнейшие условия, влияющие на возможность развития микроорганизмов при хранении зерна: влажность зерновой массы и её отдельных компонентов, присутствие воздуха в межзерновых пространствах, температура зерновой массы, степень аэрации, состояние покровных тканей зерна, количество и состав примесей. Особое влияние на микробиологическое качество зерна оказывает его влажность, которая может колебаться в широких пределах. Высокую влажность зерна могут создавать примеси, поэтому очень важно своевременное очищение от них, а также от поверхностных оболочек зерна, которые также имеют высокую влажность. Следует помнить, что ткани зерна очень гигроскопичны. Вследствие колебаний влажности, возникающих в зерновой массе, могут создаваться условия для развития той или иной группы микроорганизмов: гидрофилов, мезофилов, ксерофилов. К числу гидрофилов, постоянного обитающих на зерне, принадлежат все бактерии, дрожжи, «полевые» грибы. Гидрофилы начинают развиваться на зерне пшеницы при влажности выше 20 %. Плесени хранения – мезофиллы и начинают развиваться при влажности зерна 16 % и выше. К ксерофилам относятся грибы рода Aspergillus, которые начинают развиваться при влажности зерна 14,5 – 15 %. При этом критическая влажность зерна колеблется в зависимости от вида от 6-14 % и зависит от содержания масла в зерне. Температура – среды один из важнейших факторов, определяющих интенсивность развития микроорганизмов. Большинство бактерий и грибов, обитающих на зерне, относят к мезофиллам, имеющим оптимальную температуру развития 25-30 °С. Влияние температуры на развитие микроорганизмов в зерновой массе находится в зависимости от влажности зерна, и чем выше влажность, тем в более широких температурных границах происходит развитие микроорганизмов. В результате таких различий, по мере повышения температуры зерновой массы в процессе хранения, например при самосогревании, наблюдается вытеснение грибов рода Penicillium видами Aspergillus, а вместо типичных эпифитов Erwinia herbicola начинают развиваться кокковые и спорообразующие формы бактерий.При понижении температуры до +10 °С большинство мезофильных микроорганизмов прекращает активное развитие в зерновой массе, но некоторые могут развиваться. Особенно устойчивы к низких температурам грибы родов Penicillium, Rhizopus, Thamnidium, Fusarium. Действие изких температур не является губительным для развития микроорганизмов зерна.

В основном вся микрофлора зерновой массы аэробны, поэтому при доступе воздуха к ней начинаются процессы самосогревания зерна.

Микрофлора дефектного зерна, морозобойного.

Вследствие неблагоприятных погодных условий, нарушений сроков уборки, режимов обработки и др. причин иногда образуются значительные количества дефектного зерна: морозобойного, промороженного, перегретого, проросшего, травмированного. В морозобойном зерне в составе микрофлоры бактерий выявляются преимущественно виды Pseudomonas. В числе грибов обнаруживаются в основном Fusarium, реже Penicillium. После хранения подсушенного морозобойного зерна увеличивается количество грибов «хранения», главным образом за счёт видов Penicillium. У нормального зерна при этом микрофлора в процессе хранения фактически не изменяется. Это в первую очередь связано с поражение микроорганизмами зерна потерявшего всхожесть. Таким образом, дефектное зерно может испортиться значительно быстрее нормально, если даже оно промороженное или перегретое.

4. Фитопатогенные грибы в зерновой массе.

Партии зерна, содержащего фитопаразиты, необходимо подвергать дополнительной подработке и размещать отдельно от здоровых. Наиболее важное место среди паразитов занимают грибы. Микозы широко распространены. Особенно широко распространены головнёвые заболевания. Микозы не только резко ухудшают качество зерна и продуктов его переработки, но нередко придают им ядовитые свойства. Из числа фитопатогенных грибов наиболее частыми возбудителями микотоксикозов является спорынья, грибы рода Fusarium. Токсины спорыньи предтавлены в основном эрготалкалоидами, производными лизергиновой кислоты. Накопление алкалоидов в рожках спорыньи в зависимости от влияния внешних факторов может быть весьма различным. Этим объясняется то, что ядовитость спорыньи не всегда постоянна. Под действием света, воздуха, повышенной влажности воздуха содержание токсинов в спорынье при хранении снижается, а через 1,5 … 2 года полностью теряется. В семенном зерне I и II классов наличие рожков спорыньи не допускается, в III классе не более 0,05 %.

Головнёвые грибы продуцируют в растениях-хозяевах огромное количество спор, которое обладает плотной оболочкой, состоящей из веществ хитиновой природы. Споры окрашены в чёрный, коричневый, жёлтый или фиолетовый цвет. Оболочка споры защищает её от губительного воздействия внешней среды и при этом спора может сохраняться до 20 лет и более. Наличие головнёвого зерна в продовольственном зерне строго регламентируется. Допускается содержание головни в муке не более 0,05 %.

Возбудителями болезней зерновых культур, объединённых под названием фузариозы, являются грибы рода Fusarium, относящиеся к классу несовершенных грибов. В целом род представляет обширную, биологически неоднородную группу грибов. Среди них встречаются паразиты растений, полупаразиты, сапрофиты. Фузариозы широко распространены, особенно в районах с влажным прохладным климатом, они поражают не только зерновые, но и овощные культуры – картофель, свеклу, а также некоторые виды плодов. Пшеницу и рожь поражает снежна плесень, вызываемое видом Fusarium nivale. Поражённые растения загнивают или засыхают, на полях образую плешины. На отмерших частях растений обнаруживаются розовые подушечки – конидии грибов. Также опасность представляет вид Fusarium graminearum. Зёрна, поражённые данным фузариозом в молочном стадии спелости, недоразвиваются, остаются легковесными, щуплыми, их оболочки окрашены в сероватый цвет или покрыты розовыми пятнами конидий гриба. Зёрна, поражённые в стадии восковой спелости, внешне мало отличаются от здоровых. При посеве таких семян росток обычно загнивает и растение загнивает ещё в стадии всходов. Токсины фузариоза в поражённом зерне очень устойчивы к нагреву и обычно сохраняются при варке круп и выпечке хлеба.

Также на зерновые растения могут попадать патогенные микроорганизмы. Источниками этих микроорганизмов и переносчиками инфекций на зерно являются главным образом больные сельскохозяйственные животные или животные-бактерионосители, а также птицы и грызуны.

При работе с зерном следует соблюдать правила гигиены. Нужно строго выполнять специальные инструкции по очистке и дезинфекции зернохранилищ, мукомольных заводов, складов, других помещений, предназначенных для хранения и переработки зерна. Особенно строго следует соблюдать указанные меры по отношению к зерну, поступающему из районов, где отмечены случаи инфекционных заболеваний.