Технологічні прийоми виділення зерен, охоплених фузаріозом з зернової маси

Технологічні прийоми виділення зерен, охоплених фузаріозом з зернової маси

Верещинський О.П., д.т.н., Ільчук В.Б., к.т.н., Дмитрук Є.А., д.т.н., проф., Євтушенко О.О., к.т.н., доц., Харченко Є.І., к.т.н., доц.

Національний університет харчових технологій

Гриби із роду Fusarium пошкоджують зернові рослини, які перезимували в полі, вони викликають загибель сходів, загнивання кореневої системи, потемніння листя, безпліддя колосу та іншими вадами, що супроводжується погіршенням якості зерна.  Фузаріоз зернових культур за шкідливістю займає одне з перших місць хвороб зернових культур. Видовий склад патогенів в різних кліматичних зонах може бути неоднаковим. Із грибами Fusarium пов’язано утворення щуплого, легковажного та отруйного зерна. Фузаріозні зерна зазвичай щуплі та нежиттєздатні. Грибниця фузаріума в цьому випадку пронизує усю зернівку, що відбувається в результаті глибокого враження насіння при ранньому зараженні колосся в полі, в фазі молочної і на початку воскової спілості. При скритій формі фузаріозного зараження грибниця гриба розповсюджується в зовнішніх шарах зернівки, а саме в плодовій та насіннєвій оболонці [2,3].

Отруйний грибок Fusarium зустрічається в районах із підвищеною вологістю. Інтенсивному розвитку фузаріозного зерна сприяє поєднання високої вологості повітря та вологості зерна понад 17,0 %.

Багато видів грибів роду Fusarium – сапрофіти. Вони можуть розвиватися на зерні після його збирання і під час зимового зберігання, тому гриб зараженого зерна може заразити здорове зерно в зерносховищах. Більшість фузаріозних грибів в умовах підвищеної вологості  вже через 3…5 діб утворюють біло-рожеву пишну грибницю. Заражене зерно найнебезпечніше за рахунок наявності у ньому мікроорганізмів. Воно є джерелом інфікування іншого зерна під час зберігання. За сильного ступеня розвитку гриба міцелій, що розростається, може цементувати всю масу зерна у щільні грудки. Зерно, зібране під час дощу або уражене грибом, не можна змішувати із здоровим і слід зберігати окремо [2,3].

Заражена рослина відрізняється білим стеблом із рожевим розмитим рисунком стебел та його вузлів. Вражені колоски або частина колоса біліють, тоді як здорові частини залишаються зеленими. Іноді на колосі утворюється суцільний рожевий наліт. Таке зараження називають фузаріозом колоса [2].

Ураження колоса завжди призводить до ураження зерна. На зерні захворювання проявляється у вигляді таких ознак: білувата, крейдоподібна поверхня, повна втрата блиску та склоподібності, пухкий, крихкий ендосперм, зморшкуватість і щуплість, вдавлена, глибока борозенка, наявність у ній, або зародкові зернівки павутинного нальоту гриба, зародок нежиттєздатний і на зрізі темний.

Зимують збудники на рослинних залишках і в грунті. Основними джерелами зараження рослин є грунт і рослинні залишки. Зараження рослин в грунті відбувається при температурі 13…26 ˚С і вологості 40…80 %. Недостатня вологість грунту або її різкі коливання викликають більш сильніше зараження. Найбільш оптимальними умовами для розвитку грибниці і утворення конідіального спороношення на колосі та інших наземних частинах рослин є температура повітря 22…25 ˚С та відносна вологість повітря 70…80 %. Масовий розвиток фузаріозу на колосі відбувається в роки, коли в період від початку колошення до дозрівання зерна при підвищеній температурі часто проходять дощі. Стійких сортів зернових культур до грибів роду Fusarium немає [2,3].

Мікотоксини, які продукуються грибами Fusarium є найбільше широко розповсюдженими у світі мікотоксинами. Цікавість дослідників до фузаріотоксинів різко зріс в останні роки у зв’язку із появою нових даних про їх токсичні властивості, а також у їх здатності у невеликій кількості порушувати регуляцію продукції імуноглобулінів та діяти як канцерогени.

Збудник Fusarium graminearum викликає гостре захворювання під назвою  «п’яний хліб». Потрапляючи всередину зерна, міцелій фузаріума утворює токсин – фузарин. Зерно стає отруйним, борошно із такого зерна є токсичним, споживання його в їжу може викликати важке захворювання септичною ангіною, яке дуже небезпечне для здоров’я людини. Таке зерно може викликати отруєння тварин [1].

Гриб утворює специфічний метаболіт – вомітоксин, через який в організмі відбувається розлад органів травлення, а також психіки (слабкість, збудження, тремтіння в кінцівках). Вміст вомітоксину в продовольчій пшениці та зерні на корм нормується в межах 0,5 мг в1 кгзерна. При сортовому помелі м’якої пшениці найбільше забрудненими фузаріозом є висівки. На них приходиться близько 60 % від загальної кількості вомітоксину в зерні. Сепарування, яке використовується на хлібоприймальних та зернопереробних підприємствах дозволяє видаляти із фузаріозної пшениці 20…30 % вомітоксину, який міститься у зерновій масі. Переробка фузаріозної пшениці дозволяє довести концентрацію вомітоксину в сортовому борошні та хлібі до наступних меж: зерно – 0,5 мг/кг, зерно після очищення – 0,38 мг/кг, борошно вищого сорту – 0,35 мг/кг, борошно 1 сорту – 0,39 мг/кг, борошно 2 сорту – 0,39 мг/кг, висівки – 1,1 мг/кг, хліб пшеничний – 0,3 мг/кг [3].

Розміщення, доопрацювання і тимчасове зберігання зерна проводять окремими партіями за ступенем ураження фузаріозом. Для уникнення розвитку зараження зерна і збільшення вмісту вомітоксину при зберіганні вологого і сирого зерна, ураженого фузаріозом, воно підлягає негайному висушуванню до сухого стану і очищенню на зерноочисних машинах в господарствах і хлібозаготівельних підприємствах.

В практиці використання зерна, яке заражене фузаріозом використовують підмішування його до партій здорового зерна. Кількість фузаріозного зерна, яке додають до нормального розраховують в залежності від ступеня забруднення зерна у зараженій партії. При згодовуванні тваринам фузаріозного зерна його в невеликих кількостіх додають до здорового. Фузаріоз не пригнічує процеси бродіння, тому зерно, заражене ним може використовуватися в ацетонобутиловій промисловості, в якій борошно обойного помелу використовується як сировина [3].

До заходів боротьби із фузаріозом відносять наступні: очищення і передпосівну обробку насіння, своєчасне збирання врожаю, його обмолот та сушіння, протруювання насіння, агротехнічні заходи [3].

Небезпечність фузаріозного зерна обумовлює необхідність пошуку ефективних методів його відокремлення від здорового зерна та технічних засобів реалізації. З цією метою на дослідницько-виробничій базі ТОВ «ОЛИС» (м. Одеса) були проведені відповідні дослідження. На пневмостолі СПС-3,5 проводили сепарування зараженої пшениці з натурою 796 г/л. Зараженість фузаріозом становила 5,6 %, продуктивність сепарування становила 3998 кг/год. Результати дослідження наведено в табл. 1.

 Таблиця 1

Результати дослідження сепарування на пневмостолі СПС-3,5 фузаріозного зерна пшениці

 

Із даних табл. 3 можна бачити, що найбільша кількість заражених фузаріозом зерен (98,4 %) виділяється першим сходом. Натура зараженого зерна (639 г/л) значно менша ніж «здорові» зерна (804 г/л). Враховуючи, що збудник фузаріозу в колосі призводить до утворення недорозвинутих, щуплих зерен, то виділення фракції з низькою натурою та найбільшим вмістом заражених зерен є закономірним, тому що щуплі та невиповнені зерна, як правило мають низьку натуру. Застосування пневмостола СПС-3,5 дозволяє виділити 72,4 % зерна із вмістом фузаріозних зерен 0,1…0,4 %. На рис. 1 показано залежність натури зерна та вмісту фузаріозних зерен у фракції відповідної натури при сепаруванні у пневмостолі.

   Рис. 1. Залежність вмісту фузаріозних зерен від натури зерна після сепаруванні в пневмостолі СПС-3,5.

      Отримана залежність апроксимується наступним рівнянням:

 де, В – вміст фузаріозних зерен, %; γ – натура зерна, г/л.

Для порівняння проведено дослідження виділення фузаріозного зерна у повітряному сепараторі АСО-0,5, в якому виділяються легкі домішки та зернівкі, які повністю вражені фузаріозом. Зерна на початковій стадії не виділяються при такому способі сепарування. За допомогою повітряного сепаратора АСО-0,5 було досягнуто ефективності виділення повністю фузаріозних зерен 80 % при продуктивності сепаратора 100 кг/год.

Жоден із наведених способів сепарування не забезпечує 100 %-го очищення зернової маси від фузаріозних зерен, але застосування пневмостолів більш ефективніше здійснює очищення заражених фузаріозних зерен від здорових.

Література:

1.Айзикович, Л.Е. Физико-химические основы технологии производства муки. – М.: Колос, 1975. – 238 с.

2.Верещагин Л.Н. Вредители и болезни зерновых колосовых культур. – К.: Юнивест Маркетинг, 2001. – 128 с.

3.Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. Биохимия зерна и хлебопродуктов. Изд. 3-е перераб. и доп. – СПб.: ГИОРД, 2005. – 512 с.